PROYECTOCLASIFICACIN Y PROPIEDADES INDICE DE LOS SUELOS

IntegrantesMaria Teresa Duarte MateusDary Marcela Espinosa RiveraLuis Alfonso GomezTatiana Padilla GutierrezAnguie Guarnizo Cardenas

Presentado a Ingeniero

Universidad Pontificia Bolivariana

Seccional Bucaramanga

Facultad de Ingeniera Civil

2015

INTRODUCCIONEn el proyecto planteado se presenta un problema que consta de la construccin de un edificio de siete pisos y un stano, basado en los datos obtenidos durante los diferentes laboratorios de mecnica de suelos.Se presentaran ocho preguntas relacionadas con el nmero de perforaciones realizadas, la profundidad alcanzada en el suelo, los tipos de suelos, el grado de compactacin y la mxima densidad seca del suelo.Dichos datos nombrados anteriormente se adquirieron en los diferentes ensayos realizados en el laboratorio de mecnica de suelos y con la gua de la norma INVIAS para cada uno de los casos, siendo esta la base para la obtencin de las respuestas a las preguntas formuladas.Este trabajo tiene como fin afianzar los conceptos y experiencias adquiridas en la prctica de cada uno de los laboratorios para aprender de las diferentes situaciones que podramos enfrentar durante el trabajo en campo de la vida ingenieril.

OBJETIVOS Ser capaz de clasificar cualquier tipo de suelo Conocidos los diferentes pesos de una masa de suelo estar en capacidad de determinar los respectivos volmenes. Determinar la densidad seca mxima y la humedad con que esta se obtiene para un suelo. Aprender a calcular el grado de compactacin de un relleno.

PREGUNTAS (PROBLEMAS) O SITUACIONES:La constructora INGENIEROS CONSTRUCTORES SAS est construyendo un edificio de 7 pisos y un stano, el stano tiene una altura de 3 metros. La profundidad de cimentacin contada a partir de la superficie del ltimo stano es de 2 metros. Se realizaron 4 perforaciones, tal como se muestra en los 4 registros de los ensayos de penetracin estndar realizados en cada perforacin. Los suelos provenientes de las excavaciones del stano se utilizaran para la conformacin de terraplenes en las vas de acceso para lo cual se requiere caracterizarlos.

PREGUNTAS INDAGADORAS1.) El nmero de perforaciones realizados es suficientes de acuerdo al reglamento colombiano de construccin sismo resisten NSR-10

Tabla 1. H.3.1-1Clasificacin de las unidades de construccin por categoras

Tabla 2. H.3.2-1Numero mnimo de sondeos y profundidad por cada unidad de construccinCategora de la unidad de construccin

Segn la norma NSR-10, la edificacin postulada en el problema es de categora media, con un total de 4 sondeos a una profundad mnima medida desde la superficie de 18 metros, por consiguiente el nmero de perforaciones dichas en el problema cumple con el reglamento.

2) La profundidad alcanzada en las perforaciones es suficientes?

Segn el reglamento el 50 % de los sondeos debe alcanzar la profundidad mnima de 18 metros. Y la otra mitad puede alcanzar 11 metros.

Tabla 3. Numero de sondeos y profundidad mnimaNUMERO DE SONDEOS PROFUNDIDAD MINIMA

2 sondeos 18 metros

2 sondeos 11 metros

Una vez analizada la profundidad de los sondeos, y las profundidades dadas en las tablas del planteamiento del problema, podemos concluir que no cumple con los 18 metros establecidos como profundidad mnima, ya que la mxima profundidad de rechazo se dio a los 16.65 metros.3) Qu tipo de suelo correspondiente se encontr al nivel de la fundacin? Proceso por tamizado:Curva granulomtrica.Tabla 4. Curva granulometrica.

Tabla 5. Tabla granulomtrica.MALLA NO.ABERTURA (MM)PESO SUELO RETENIDO (GR)PORCIENTORET. PARCIAL%PORCIENTO QUE PASA %

2"50,800,000,000100,000

1 1/2"36,100,000,000100,000

1"25,400,000,000100,000

3/4"15,050,000,000100,000

1/2"12,7014,521,20798,793

3/8"9,521,860,15598,639

No. 4 4,759,940,82697,813

102,0025,992,16095,653

200,84104,808,70986,944

400,42211,8017,60169,342

600,2566,065,49063,853

1000,1559,024,90558,948

2000,0760,335,01453,934

pasa 2000,00644,1353,5290,405

Segn los datos de la tabla podemos obtener el porcentaje de grava, arena y finos que posee la muestra del laboratorio de mecnica de suelos, y que es hipotticamente el suelo bueno en donde se pondrn los pilotes de nuestra construccin enunciada en el problema inicial.

Gravas = 2.18%Arenas = 43.87%Finos = 53.93%Con estos valores podemos decir que nuestro suelo es un fino ya que presenta un porcentaje mayor del 50% .Con los resultados obtenidos en el laboratorio de mecnica de suelos, se tomaron los valores del ndice plstico, limite lquido y limite plstico, los cuales se enunciaran a continuacin:

IP=20.31%LP=28.96%LL=49.27%

Se determina que la muestra de suelo corresponde a un suelo Limoso, con lo cual se concluy por medio de las tablas que era un ML.

4) Si para cualquier tipo de suelo se conocen los pesos hmedos y secos de muestras representativas. Es posible conocer sus volmenes respectivos? Cmo lo hara? Aplquelo en los suelos encontrados.

Segn lo analizado, es posible encontrar los volmenes respectivos, con su peso especfico hmedo y seco. De acuerdo a los conocimientos obtenidos en la clase y la normativa obtenemos las siguientes ecuaciones:

Aplicndolo en los suelos encontrados en el laboratorio, se observ que los valores del peso especfico seco y peso especfico hmedo son:

Con los valores obtenidos, procedemos a calcular todos los volmenes y pesos del suelo.Reemplazando en la ecuacin # 1

Tambin contamos con el peso del suelo hmedo , que fue el peso del material en el laboratorio.

Despejando la ecuacin 3 podemos hallar el volumen de la muestra

Para calcular el peso de los slidos se utiliza la siguiente formula

Para calcular el peso del agua ( Despejando de la ecuacin 5

Y procedemos a calcular el peso del agua (

Con la formula

Donde la ) es la saturacin y fue tomada como el 80%, debido a que es para los datos de la grfica de proctor modificado seco. Reemplazando en la ecuacin (7)

Hallamos

Donde es el peso especfico relativo de los slidos.Reemplazando en la ecuacin (8) hallamos el

Donde Vs es el volumen de los solidos Para calcular el volumen de aire ( se utiliza la siguiente ecuacin

Reemplazando los valores en la ecuacin (9)

Por ultimo hallamos el volumen de vacos (

Con los valores obtenidos la grfica del suelo queda de la siguiente manera.

5. Cul es el grado de compactacin de los rellenos? Cules mtodos existen para determinar el grado de compactacin?El grado de compactacin de un suelo se determinara de la siguiente manera, con el ensayo de cono y arena ASTM D 1556.

Donde: : Grado de compactacin. : Densidad seca de campo. : Densidad seca mxima obtenida en el laboratorio.

La determinacin de la compactacin del campo es esencial para adquirir compactacin relativa del suelo. Las pruebas ms usadas para la compactacin del campo son: 1. Densidad y peso unitario del suelo en el terreno por el mtodo de cono y arena (INV E 161-13).

Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partculas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometra redondeada y comprendida entre las mallas N 10 ASTM (2,0 mm.) y N 35 ASTM (0,5 mm.).Con este ensayo se busca obtener el peso del suelo hmedo (P hum) de una pequea perforacin hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada. Obtenido el volumen de dicho agujero (Vol. Exc), la densidad del suelo estar dada por la siguiente expresin:

r hum = P hum / Vol. Exc ( grs/cc ) Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extrado, el peso unitario seco ser: r seco = r hum / ( 1 + w ) ( grs/cc )

2. Relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo normal de compactacin).

FIG. 2 molde usado en el proctor estndarEl ensayo trata de la determinacin del peso especfico seco mximo y del grado ptimo de humedad, esta prueba sirve tambin para determinar la calidad de los suelos que van a estar compactados. La prueba proctor se refiere a la determinacin del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.El ensayo es necesario porque a partir del peso especfico seco mximo y el contenido de humedad ptima permite determinar el grado de compactacin alcanzado por el material durante la construccin o cuando ya se encuentran construidos los caminos, aeropuertos y calles, relacionando el peso mtrico obtenido en el lugar con el peso volumtrico mximo del proctor.3. Relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo modificado de compactacin).

Se realiza el mismo procedimiento realizado en el proctor estndar con la diferencia que en el proctor modificado se divide la muestra en 5 capas y el martillo utilizado es de 44.48 N y la altura que cae es de 18.

FIG. 3 Molde usado para proctor estndar

6. Cul ser la humedad con la cual se puede obtener la mxima densidad seca del suelo usado para los terraplenes? Cules mtodos conoce para la determinacin de tales parmetros? La densidad mxima seca del suelo es de 13.92, y se consigue al tomar el peso especfico seco y la humedad optima, ya que es el punto ms alto presentado en la grfica de proctor modificado obtenida mediante los laboratorios realizados de mecnica de suelos.Los mtodos para obtener la mxima densidad seca del suelo usado en los terraplenes son: - Densidad y peso unitario del suelo en el terreno por el mtodo de cono y arena ( INV E 161 - 13).-Relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo normal de compactacin).- Relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo modificado de compactacin).7. Cul es el grado de compactacin aceptable?El grado de compactacin requerido ser del 90 a 95 % de su mxima densidad seca terica para proctor modificado en suelos granulares y el 95 a 100% de su mxima densidad seca terica en proctor estndar para suelos finos.Por consiguiente el grado de compactacin es aceptable debido a que est dentro de los rangos, y su valor es de 96.79%, se utilizan los rangos de proctor modificado debido a que nuestro suelo obtenido en el laboratorio de mecnica de suelos es un limoso (ML).8. En caso de resultar un grado de compactacin inferior al permitido. Qu medidas tomaran ustedes?Si se tiene un grado de compactacin inferior al permitido, para obtener uno adecuado se debe de probar con diferentes mtodos de compactacin ya sea (Rodillo pata de cabra, rodillos lisos, rodillos neumticos, pisn vibratorio, pisn de mano, rodillos vibratorios) para analizar cul puede ser la ms viable a la hora de obtener el grado de compactacin y a su vez llevar el tipo de suelo a los ensayos pertinentes en el laboratorio ( Mtodo de cono de arena, proctor estndar y proctor modificado), estos ensayos y pruebas se realizan las veces necesarias para que nuestro grado de compactacin se acople con el tipo de suelo que estamos analizando.

CONCLUSIONEl proyecto de la constructora INGENIEROS CONTRUCTORES SAS requiri de un anlisis del terreno para la construccin de un edificio de 7 pisos y 1 sotano, no obstante las preguntas formuladas en el trabajo nos permitieron analizar cada uno de los datos obtenidos por los 4 sondeos especificados en la norma nsr-10, a partir de estos se respondieron las preguntas indagadoras del proyecto con lo cual se pudo concluir datos de gran relevancia como el hecho de que el terreno que se encontraba a mayor profundidad fuese un SM (arena limosa), de esto se analiz que el terreno presenta propiedades bajas a la compresibilidad, tambin se denoto que el terreno en cual se quiere construir presenta capacidad a la compresin, muy baja, sin embargo el suelo usado para la conformacin de terraplenes en las diferentes vas de acceso posee partculas orgnicas , por ende se recomienda la conformacin de un plan que permita la estabilizacin y prevencin del terreno.Se concluy que las diferentes capas de estratificacin son poco aptas para la construccin, mas sin embargo con un buen tratamiento y procedimientos de compactacin sern aptas para el soporte de la estructura requerida

BIBLIOGRAFIA

INV E 141 13 relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo normal de compactacin). INV E 142 13 relaciones humedad peso unitario seco en los suelos (ensayo normal de compactacin). INV E 161 13 densidad y peso unitario del suelo en el terreno por el mtodo del cono y arena. Patricia Vila Titulo. Procedimiento de construccin para obras viales y suelos https://eva.fing.edu.uy/pluginfile.php/70688/mod_resource/content/1/Clase%20Compactacin%20Suelos.pdf. Ingeniera, movimientos de tierra, http://www.ingenieria.unam.mx/~luiscr/mt_1608/2.9%20Compactacion.pdf http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/densidad_in_situ.pdf