CONSTRUCCIÓN CIVIL

SEDE TALCA

CONO DE ARENA

MECÁNICA DE SUELOS Y FUNDACIONES

PROFESOR: MANUEL NORAMBUENA CÁCERES

ALUMNOS

Francisco Ramos Danilo Solís

SECCION 61

FECHA:

22/12/2013

2º Semestre 2013

CONSTRUCCIÓN CIVIL

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OBJETIVOS Objetivo General.

Describir todos los aspectos de interés relacionados con el cono de arena, para entregar la información necesaria que permita adquirir nuevos conocimientos del tema.

Objetivos Específicos

Analizar características y definiciones principales.

Explicar el método de ensayo y utilización

Generar conocimientos técnicos de interés.

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INTRODUCCIÓN El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelo, en las que existen especificaciones en cuento a la humedad y la densidad. Entre los métodos utilizados, se encuentra el método de cono de arena , el del balón de caucho e instrumentos nucleares entre otros. Tanto el método del cono de arena como el de balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores de 50 mm. Y utilizan los mismos principios, o sea, obtener el peso del suelo húmedo (P hum) de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente el espesor de la capa compacta. Obtenido el volumen de dicho agujero ( Vol. Exe). En este ensayo nos enfocaremos en el cono de Arena, analizando sus parámetros y aspectos más importantes.

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DESARROLLO Método del cono de arena según Nch 1516 Of. 1979 Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarsosas, sanas, no sementadas de gran granulometría redondeada y comprendida entre las mallas N° 10 ASTM y N°35 ASTM. Equipo Utilizado Aparato cono de arena Compuesto por una valvula cilíndrica de 12,5 mm de abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente 4 litros de capacidad. El aparato deberá llevar una placa base, con un orificio central de igual diámetro al del embudo. Figura N° 1 Equipo de Densidad F u e n t e : V a l l e Rodas R . , 1 9 8 2

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HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS. Recipientes herméticos con tapa, martillo, cincel, tamices, poruña, espátula, brocha y regla metálica. Arena Estandarizada La cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material que pasa por la malla N°20 ASTM y queda retenida en la malla N°30 ASTM. Dos Balanzas De capacidad superior a 10 Kgs. Y mil grs; con presicion de un gr. Y de 0.01 gr respectivamente. Equipo de secado Podra ser un hornillo o estufa de terreno Molde patrón de compactación De 4” de diámetro y 944 CC. de capacidad. Figura N°2 Equipo de ensayo Fuente: www.fredysanches.cl

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PROCEDIMIENTO Determinación de la densidad aparente suelta de la arena estandarizada. Se pesa el molde de compactación (W1) con su base ajustada y se verifica su volumen (V1). Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en el la placa base del aparato de densidad, procurando que la operación sea similar a la que se desarrollara en terreno. Luego se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el molde, se cierra la válvula, se retira el aparato de densidad y la placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sin producir vibración, registrando el peso del molde mas a la arena que contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos, 3 pesadas que no defieran entre si mas de 1%. Promediando los valores Se obtiene el peso del molde con arena (W2) y se determina la densidad aparente suelta de la arena. Determinación del peso de la arena necesario para llenar el cono y el espacio de la placa base. Se llena el aparato de densidad con arena registrando el peso de conjunto (W3). Luego se coloca la placa base sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en ella el aparato de densidad. Se abre la válvula y se espera hasta notar que la arena a parado de fluir, el momento en el cual se cierra la válvula. Finalmente se registra el peso del aparato de densidad mas la arena remanente (W4). Esta operación se repetirá para obtener un segundo valor que se promediara con el anterior y por diferencia de pesos se obtendrá la masa de arena que llena el cono y el espacio de la placa base (W 5). Determinación del volumen del agujero. Nivelada la superficie a ensayar, se coloca la placa base y se procede a excavar un agujero dentro de la abertura de esta. El volumen de suelo más o menos a remover, será el indicado en

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la tabla, la cual está en función del tamaño máximo de las partículas del suelo. Este material extraído será depositado dentro de un recipiente hermético. Luego se pesa el aparato de densidad con el total de arena (W8), el que es puesto enseguida sobre la abertura de la placa base y se abre la válvula dejando escurrir la arena hasta que se detenga, momento en el cual se cierra la válvula y se determina el peso del aparato de densidad mas la arena remanente (W9). Finalmente, se recupera la arena de ensaye desde dentro del agujero y se deja en un embase aparte, de modo de reacondicionarla para poder volver a utilizarla en otra toma de densidad. Tabla N° 1 Valores mínimos y máximos para determinar humedad Fuente: Nch 1561 Of 1979 Determinación de la masa seca de material extraído. El material removido se deposita en un recipiente hermético al que previamente se le determina su peso (W6). El conjunto se pesa para obtener el peso del material más el recipiente (W7). Luego, dentro del recipiente se mezcla el material y se obtiene una muestra representativa (W10) para determinar mediante secado a estufa en terreno, el peso de la muestra seca (W11) y por ende su humedad (W). Finalmente, se extrae otra muestra representativa la que se deposita dentro de u7n embase sellado para obtener la humedad en laboratorio, la que se compara con la de terreno.

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EXPRESIÓN DE RESULTADOS Datos : Peso molde (W1) : 6981 gr.

Volumen molde (V1) : 2170 cc.

(1) Peso molde + arena : 10235 gr.

(2) Peso molde + arena : 10235 gr.

(3) Peso molde + arena : 10245 gr.

Peso molde con arena (Promedio de las 3 pesadas anteriores) (W2) : 10238 gr. Peso aparato de densidad con arena (W3) : 7690 gr. Peso del aparato de densidad con arena remanente (W4) : 6063 gr. Peso del aparato de densidad con el total arena (W8) : 7690 gr. Peso del aparato de densidad más la arena remanente (W9) : 3034 gr. Peso del recipiente (W6) : 885 gr. Peso del material removido más recipiente (W7) : 3167 gr. Peso muestra representativa (Húmeda) (W10) : 100 gr. Peso de la muestra representativa seca (W11) : 75 gr.

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CÁLCULOS : Calcular la densidad aparente suelta (D A S) o peso unitario suelto de la arena, mediante la siguiente expresión:

D A S = ( W₂ - W₁ ) / V₁ ( grs / cc )

D A S = ( 10238 - 6981 ) / 2170 ( grs / cc )

D A S = 1,50 ( grs / cc )

Calcular el peso de la arena (W₅ ) para llenar el cono y el espacio de la placa base, mediante la siguiente expresión:

W₅ = W₃ - W₄ ( grs )

W₅ = 7690 - 6063 ( grs )

W₅ = 1627 ( grs )

Calcular el contenido de humedad ( W ) del material removido :

W = ( W₁₀ - W₁₁ ) / W₁₁ * 100 ( % )

W = ( 100 - 75 ) / 75 * 100 ( % )

W = 33,3 ( % )

Calcular el peso del material seco extraído ( W₁₂ ) :

W₁₂ = ( W₇ - W₆ ) / ( W + 100 ) * 100 ( grs )

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W₁₂ = ( 3167 - 885 ) / ( 0,33 + 100 ) * 100 ( grs )

W₁₂ = 2257( grs )

Calcular el volumen ( V ) del material extraído:

V = ( W₈ - W₉ - W₅ ) / D A S ( cc )

V = ( 7690 - 3034 - 1595 ) / 1,50 ( cc )

V = 2041 ( cc )

Calcular el peso unitario o densidad seca in situ ( γd ) del material extraído, mediante la siguiente expresión:

γd = W₁₂ / V ( grs / cc )

γd = 2257 / 2041 ( grs / cc )

γd = 1,10 ( grs / cc ) Figura N° 3 Ensayo in situ

Fuente: www.ensayoysimentaciones.cl

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CONCLUSIÓN

Finalizado el presente informe se puede apreciar, y podemos concluir, que hemos cumplido con los objetivos planteados al principio. De forma clara se ha entregado una clasificación del cono de arena y se han descrito características técnicas apropiadas para su uso en construcción. Desarrollando esta investigación hemos descrito los procesos que son necesarios para datos certeros. Sin duda alguna todo el proceso de investigación y redacción ha sido una experiencia satisfactoria, ya que conocimos un ensayo importante, que cada día va entregando los datos necesarios para la densidad. Esta investigación es un gran aporte, para incrementar nuestros conocimientos sobre construcción y seguir creciendo, como estudiantes y sobre todo como personas.

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RÚBRICA PARA EVALUAR INFORMES ESCRITOS

INFORME ESCRITO: COMPETENCIAS GENÉRICAS Y ESPECIALIZADAS

INDICADOR SOBRESALIENTE

3 Puntos BUENO

2 Puntos REGULAR 1 Punto

INSUFICIENTE 0 Puntos

PRESENTACIÓN (08 puntos)

Bien presentado. Entrega en carpeta, con impresión

en color y sin manchas.

Trabajo con impresión en color en menor calidad y

con errores de impresión.

Trabajo impreso en blanco y negro y con

manchas de impresión.

Trabajo mal presentado. No entrega carpeta,

impresión en blanco y negro y con

manchas.

EXTENSIÓN (02 puntos)

Contiene entre 15 y 20 páginas.

Contiene más de 20 páginas de contenido.

Contiene menos de 15 o más de 25

páginas.

Contiene menos de 12 páginas o más de

28 páginas.

PORTADA (03 puntos)

Utiliza portada solicitada, en color y con nombre,

apellidos, fechas y semestre

correspondiente.

Utiliza portada indicada, pero no

entrega toda la información

solicitada

Utiliza otra portada, no la solicitada.

No utiliza portada.

INTRODUCCIÓN (06 puntos)

Contiene breve descripción de lo que se presenta en el informe.

Además, hace referencia a elementos históricos. Se estructura de lo general a

lo específico

Contiene breve descripción de lo

que se presenta en el informe. Además,

hace referencia a elementos históricos.

Contiene descripción de lo que se presenta

en el informe, en forma muy concisa.

No presenta Introducción

PROCEDIMIENTOS (12 puntos)

Presenta correctamente el procedimiento

utilizado en el laboratorio, de acuerdo a

NCh o Manual de Carretera.

Presenta un uso intermedio del procedimiento necesario para

ordenar los datos del laboratorio

Presenta un breve procedimiento, sin

utilizar ninguna referencia normativa

u oficial.

No presenta procedimientos.

CÁLCULOS (12 puntos)

Se desarrolla claramente los cálculos, análisis de

gráficos, tablas, imágenes, etc.

Se presentan algunos cálculos,

tablas, gráficos y/o imágenes.

Se presenta entre de uno a tres cálculos,

sin el uso de gráficos ni tablas.

No presenta cálculos.

CONCLUSIONES (24 puntos)

Expone ideas más allá de los resultados. Se basa en los objetivos propuestos. Identifica limitantes en el

desarrollo de la investigación.

Se basa en los objetivos

propuestos. Identifica limitantes en el desarrollo de

la investigación.

No se basa en los objetivos propuestos. Entrega información

que no necesariamente se

obtiene del desarrollo del trabajo.

No presenta conclusiones o no

tienen nada que ver con lo desarrollado

anteriormente.

BIBLIOGRAFÍA

(03 puntos)

Entrega la bibliografía de todo lo utilizado. Usa

correctamente el formato APA.

Entrega la bibliografía de

algunos elementos. Utiliza el formato

APA.

Entrega bibliografía, pero no en formato

APA

No presenta bibliografía

PUNTAJE OBTENIDO 70 NOTA