DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL CAMPO MTODO DE CONO DE ARENA

DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL CAMPO MTODO DE CONO DE ARENAPAVIMENTOS

INTRODUCCINLa prctica permite obtener la densidad de terreno y as verificar los resultados obtenidos en faenas de compactacin de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad. Entre los mtodos utilizados, se encuentran el mtodo del cono de arena, el del baln de caucho e instrumentos nucleares entre otros.La compactacin es el trmino que se utiliza para describir el proceso de densificacin de un material mediante medios mecnicos; el incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante. En la prctica, de compactacin se realiza con frecuencia sobre los materiales que se utilizan para rellenos en la construccin de terraplenes, pero tambin puede realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno.

OBJETIVOSPrincipal El objetivo principal de la prctica se centra en determinar mediante un ensayo (en el sitio donde se toma la muestra) la densidad o masa unitaria del suelo usando el mtodo del cono de arena. Secundarios Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del mtodo del cono de arena. Comparar la compactacin obtenida por el ensayo del cono de arena con un valor referenciado del ensayo Proctor Modificado. Aprender a determinar este clculo en campo y cuales son ventajas y desventajas en la aplicacin al diseo o construccin.

MARCO TERICODETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO CONO DE ARENAUna vez que se han definido los criterios de compactacin en la forma de especificaciones tcnicas para las obras en terreno, es necesario utilizar un mtodo para determinar la densidad o peso unitario que el suelo 1alcanza luego de la compactacin.Para obtener estas densidades existen los siguientes mtodos en terreno: Cono de arena Baln de densidad Densmetro nuclearEn nuestro caso desarrollaremos el mtodo del cono de arena el cual aplicamos en campo.El mtodo del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado, este mtodo se centra en la determinacin del volumen de una pequea excavacin de forma cilndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin prdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilndrico nos permite determinar la densidad hmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.El mtodo del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la densidad que ella tiene para las mismas condiciones de cada que este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono metlico.MATERIALES Aparato del cono de arenaEl aparato del cono de arena consistir de un frasco de aproximadamente un galn (3.785lts.) y de Un dispositivo ajustable que consiste de una vlvula cilndrica con un orificio de 12.7mm (1/2) de dimetro y que tiene un pequeo embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamao normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro. La vlvula deber tener topes para evitar su rotacin cuando este en posicin completamente abierta o completamente cerrada. El aparto deber estar de acuerdo con las exigencias indicadas.Placa base para su uso esto puede hacer ms difcil la nivelacin pero permite en el ensayo abrir agujeros de dimetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, as como tambin ofrecer una base ms constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deber considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este mtodo de ensayo.

Balanza

Cincel y comba Para la perforacin en el suelo estudiado.

BrochaPara limpieza y mejor aplicacin del ensayo.

CucharonConjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.

Depsito Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

Tamiz 3/4 Para pasar la muestra del terreno

winchaPara medir la profundidad del agujero, la cual es 12 cm.

Capsulas Para almacenar muestras del terreno y con ello obtener su contenido de humedad

Placa MetlicaCuadrada o rectangular, con un hueco central con borde para recibir el embudo grande (cono). La placa debe ser plana en la base y tener suficiente rigidez, con un espesor de 3/8" a 1/2" (10 a 13mm).

HornoEstufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

PROCEDIMIENTOEscogemos un sitio que sea representativa del rea que se va a probar y determin la densidad del suelo in-situ de la siguiente manera:a) Inspeccione el cono por si hubiera algn dao, la rotacin libre de la vlvula y cercirese de que el plato de base funcione apropiadamente. Llene el contenedor del cono con la arena condicionada Prepare la superficie del sitio que se va a ensayar de tal manera que sea un plano nivelado. El plato de base debe utilizarse como una herramienta para remover la superficie a un plano de nivel suave.

b) Coloque el plato de base sobre la superficie plana, asegurndose de que existe contacto con la superficie del terreno alrededor del borde del orificio central. Marque el contorno del plato de base para revisar el movimiento durante la prueba y, si es necesario, asegure el plato contra el movimiento que se cause utilizando clavos insertados dentro del suelo adyacente al filo del plato, o en otros trminos, sin disturbar el suelo que se va a probar.

c) Cave el hoyo de prueba a travs del orifico central en el plato de base, teniendo cuidado de evitar que se disturbe o se deforme el suelo que delimitar el orificio. Los volmenes del orifico de prueba sern tan grandes como para que sean prcticos y minimicen los errores, y en ningn caso sern ms pequeos que los volmenes indicados en la Tabla N 1 para el tamao mximo de la partcula del suelo removido del orificio de prueba. Los lados del orificio deben inclinarse levemente hacia adentro, y la parte central debe ser razonablemente plana o cncava. El orifico debe mantenerse lo ms libre posible de vacos, salientes y obstrucciones fluidas ya que esto afectara la exactitud de la prueba. Los suelos que son esencialmente granulares requieren extremo cuidado y tambin requieren que se cabe un orificio de prueba de forma cnica. Coloque todo el suelo excavado y cualquier otro suelo que se haya soltado durante la excavacin, en un contenedor hermtico que est marcado para identificar el nmero de prueba. Tenga cuidado de evitar la prdida de cualquier material. Proteja este material de cualquier prdida de humedad hasta que se haya determinado la masa y se haya obtenido la muestra para la determinacin del contenido de agua.

d) Limpie el borde del orificio del plato base, voltee el aparato de cono de arena y coloque el embudo del mismo en un orificio rebordeado en la misma posicin que se marc durante la calibracin. Elimine o minimice en el rea de prueba las vibraciones que pueda causar el personal que realiza la prueba o el equipo que se utiliza. Abra la vlvula y deje que la arena llene el orifico, el embudo y el plato base. Trate de evitar que el aparato se sacuda o vibre mientras la arena est corriendo. Cuando la arena deje de fluir, cierre la vlvula.

e) Medir el peso del aparato con la arena restante, regstrela y calcule la masa de la arena utilizada.

f) Determine y registre la masa del material hmedo que se extrajo del orifico de prueba. Cuando se requiera correcciones del material de mayor tamao, determine la masa de este material en la malla apropiada y regstrela, teniendo cuidado de evitar prdidas de humedad. Cuando se requiera, efecte las correcciones apropiadas para el material de mayor tamao

g) Mezcle el material cuidadosamente y obtenga un espcimen representativo para determinar el contenido de hmedo o, en todo caso, utilice una muestra completa. h) Luego en laboratorio se determinar el contenido de humedad de acuerdo al Mtodo de Ensayo MTC E 108.i) Los especmenes para el contenido de humedad deben ser lo suficientemente grandes y seleccionados de tal manera que representen todo el material obtenido del orificio de prueba. La masa mnima de la muestra para determinar el contenido de agua es aqulla que se requiere para dar valores del contenido de humedad exactos al 1%.DATOS Y CLCULOSN DE PRUEBAD 1

ESPESOR COMPACTADO EN CM,12 cm.

LADO

PROGRESIVA O ZONAsub rasante

1,- PESO DE SUELO HUMEDO3970

2,- PESO DE DEPOSITO560

3,- PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1-2)3410

4,- PESO ARENA + EL FRASCO6810

5,- PESO ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO2050

6,- PESO ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5)4760

7,- PESO ARENA CONO1495

8,- PESO ARENA HUECO (6-7)3265

9,- DENSIDAD DE LA ARENA1.33

10,- VOLUMEN DEL HUECO (8/9)2455

11,- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE0

12,- PESO ESPECIFICO DE GRAVA2.67

13,- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12)0

14,- PESO DEL SUELO (3-11)3410

15,- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2455

16,- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15)1.39

17,- HUMEDAD DEL SUELO11

18,- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/17+100)*1001.25

19,- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA1.8

20,- % DE COMPACTACION (18/19*100)69.5

Aprobado = A , RECHAZADO =RR

Luego de obtener los datos en el campo podremos completar el siguiente cuadro:

CONCLUSIONES Nos ayuda a obtener el grado de compactacin de la Subrasante, En suelos Arenosos no es posible aplicarlo porque las paredes del hueco se pueden derribar y sera imposible. Concluimos que nuestro terreno ensayado no alcanza el grado de compactacin requerido (95% mnimo) ya que fue de 69.5% . Provee un medio para comparar las densidades secas enobrasde construccin con las obtenidas en el laboratorio. Se obvian en suelos granulares de mayor tamao que la arena de Ottawa debido a que esta se puede introducirse entre los granos de Suelo. Este ensayo nos permitir mejorar la compactacin del terreno a partir de un anlisis de los resultados.

Ing. civilPGINA 14