UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFacultad de Ingeniera Civil, de Sistemas y ArquitecturaEscuela Profesional de Ingeniera Civil

Universidad NacionalPedro Ruiz Gallo

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAEscuela Profesional de Ingeniera CivilCURSO:

PAVIMENTOS

PROFESOR (A):

ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA.

TEMA:INFORME DE ENSAYO DENSIDAD DE CAMPO METODO DEL CONO DE ARENA.

ALUMNO:

CUEVA RODRGUEZ, Willan Enrique.

CODIGO:111914-ALambayeque, Mayo de 2015.

INDICE

I.INTRODUCCION3II.OBJETIVOS.4III.MARCO TEORICO43.1.ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIN43.2.REFERENCIAS NORMATIVAS53.3.DESCRIPCION DEL METODO5IV.EQUIPOS Y MATERIALES6V. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS11VI.DATOS12VII.CALCULOS Y RESULTADOS13VIII.CONCLUSIONES13IX.BIBLIOGRAFIA14X.ANEXOS14

I. INTRODUCCION

A un suelo natural o compactado muchas veces se le debe medir la densidad in situ, tal como se presenta en la realidad. Este parmetro se puede medir con equipos nucleares, con el baln de goma o con el mtodo del cono de arena. Este informe expone las bases del mtodo del cono de arena y expone un ejemplo de clculo de densidad in situ para este mtodo. Los datos obtenidos son utilizados para calcular la densidad relativa del suelo.Este informe proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construccin, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.Cualquier suelo u otro material que puede ser excavado con herramientas de mano puede ser ensayado, siempre y cuando los vacos o las aberturas de los poros en la masa son lo suficientemente pequeos para prevenir que la arena usada en el ensayo se introduzca en los vacos naturales. El suelo u otro material siendo ensayado deber tener la suficiente cohesin o atraccin entre partculas para mantener estable los lados de un hueco pequeo o excavacin. Este debe ser lo suficientemente firme para soportar las presiones pequeas ejercidas al excavar el hueco y colocar el aparato sobre l, sin deformarse o desplazarse.

II. OBJETIVOS.GENERALES:Determinar la densidad seca y el contenido de humedad del suelo en el campo mediante el mtodo del cono de arena.ESPECIFICOS: Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del mtodo del cono de arena. Calcular el porcentaje de compactacin de una muestra de suelo de campo. Comparar la compactacin obtenida por el ensayo del cono de arena con un valor referenciado del ensayo Proctor Modificado.III. MARCO TEORICO3.1. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIN

Este mtodo de ensayo establece cmo determinar la densidad y el peso unitario de suelos in situ utilizando el equipo de cono de arena.Este mtodo de ensayo se puede utilizar tambin para la determinacin de densidad y peso unitario in situ de suelos inalterados, siempre que los poros o vacos del suelo sean lo suficientemente pequeos para evitar que la arena utilizada en el ensayo se introduzca en ellos. El suelo u otro material utilizado en el ensayo deben tener suficiente cohesin o atraccin entre partculas para mantener estables las paredes del agujero confeccionado, y ser lo suficientemente firme para soportar sin deformaciones ni desprendimientos la leve presin ejercida durante la excavacin y el posicionamiento del equipo sobre l.Este mtodo de ensayo no es adecuado para suelos orgnicos, saturados o con alta plasticidad que se puedan deformar o comprimir durante la excavacin del agujero. Este mtodo de ensayo puede no ser adecuado en suelos conformados por materiales granulares sueltos que no mantienen las paredes estables del agujero del ensayo, suelos que contienen cantidades considerables de material grueso mayor que 38 mm de dimetro y suelos granulares que tienen un alto ndice de vacos.Cuando los materiales que son ensayados contienen una cantidad considerable de partculas mayores que 38 mm o cuando se requiere que el volumen del agujero excavado sea mayor que 2 830 cm3, se debe aplicar los mtodos ASTM D 4914 o ASTM D 5030.3.2. REFERENCIAS NORMATIVAS

Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma. Las mismas que debern ser de la edicin vigente. NTP 339.143(Mtodo de ensayo estndar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el mtodo del cono de arena) MTC E 117 (Densidad en el sitio - Mtodo del Cono) ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method) ASSHTO T 191 (Density In-Place By The Sand Cone Method)3.3. DESCRIPCION DEL METODO

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO CONO DE ARENA (ASTM D155664)Una 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 alcanza luego de la compactacin.Para obtener estas densidades existen los siguientes mtodos en terreno: Cono de arena Baln de densidad Densmetro nuclearEn este informe nos referiremos solamente el primero.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.Este medo operativo est basado en la Norma ASTM 1556, la misma que se ha adaptado al nivel de implementacin y a las condiciones propias de nuestra realidad.

Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construccin, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio. Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactacin, conocido como Grado de Compactacin, que se define como la relacin en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad mxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

El Grado de Compactacin de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresin:

Donde:

IV. EQUIPOS Y MATERIALES Aparato de DensidadSe utilizara el cono convencional, y menor o igual a 150 mm (6) en el otro. Se utilizara el macro cono. El cono convencional utilizado en este ensayo es un aparato medidor de volumen, provisto de una vlvula cilndrica de 12.7 mm () de abertura, que controla el llenado de un cono de 6 de dimetro y 60 de ngulo basal. Un extremo termina en forma de embudo y su otro extremo se ajusta a la boca de un recipiente de aproximadamente 1 galn de capacidad. La vlvula debe tener topes que permitan fijarla en su posicin completamente cerrada o completamente abierta. Base metlica de 12X12, con un agujero en el centro de 6 de dimetro.

ArenaLa arena que se utilice deber ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Adems, deber tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partculas que queden retenidas en el tamiz de 2 mm (No.10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partculas o arena fina (menor que 250 m, No.60), para prevenir segregacin en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosfrica (arena de Ottawa o Guamo, Tolima).

BalanzasUna balanza de capacidad de 10 kg y sensibilidad de 1 g y otra de capacidad de 200 g y sensibilidad de 0.1 g.

Placa baseEs una placa con un orificio central de igual dimetro al del embudo de aparato del cono de arena.

CincelPara la perforacin en el suelo estudiado.

Martillo o combaConjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.

BrochaPara limpieza y mejor aplicacin del ensayo.

Guantes.Para recoger la muestra.

CucharonConjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.

Bolsa de muestrasPara recoger la muestra sin que la misma pierda parte de su humedad.

DepositoPara almacenar la muestra mientras esta se extrae.

Tamiz Para pasar la muestra.

V. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, siendo ste al costado del laboratorio de Pavimentos de la Facultad de Ingeniera Civil Sistemas y Arquitectura de la UNPRG-Lambayeque. Se prepara la superficie del punto a controlar, nivelndola o emparejndola y quitando el material vegetal que hubiere, para conseguir un buen asentamiento de la placa. Se coloca la placa base sobre la superficie nivelada y se procede a excavar dentro de la abertura de la placa base, iniciando la excavacin con un dimetro menor (desde el centro) y afinando luego hacia los bordes. La profundidad de la excavacin debe ser similar al espesor de la capa bajo control, tal profundidad va de 12 a 15 cms. por no tener especificaciones tcnicas. Al ejecutar la excavacin se debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo que delimitan la perforacin, especialmente cuando predominan partculas que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando la geometra de la perforacin. Si esto ocurriese, se deber hacer una perforacin nueva. Se coloca todo el suelo excavado en un recipiente o bolsa resistente, el cual debe cerrar hermticamente para conservar la humedad del suelo y evitar posibles prdidas de material o contaminacin, con un papel que indique las condiciones de la muestra (lugar, fecha, material, hora, etc.). Se procede a pesar en la balanza el cono con la arena ya en su interior como peso inicial. Se procede a colocar el cono de arena y abrir la llave hasta que se llene de arena la cavidad hecha. Se procede a pesar el cono de arena con el resto de arena que quedo como peso final. El suelo se pasa por el tamiz para separarlo de la grava, luego se procede a pesar tanto la grava como el suelo con sus respectivos depsitos.VI. DATOSA continuacin se muestran los datos recogidos en campo:N DE PRUEBA1

ESPESOR COMPACTADO EN cmAprox. 15 cm

LADO

PROGRESIVA

1Peso de suelo hmedo+depsito4106

2Peso del depsito190

3Peso del suelo hmedo del hueco (1-2)

4Peso de la arena + el frasco5812

5Peso de arena que queda en el frasco1814

6Peso de la arena hueco+peso arena cono (4-5)

7Peso arena cono1450

8Peso arena del hueco (6-7)

9Densidad de la arena1.33

10Volumen del hueco (8/9)

11Peso de grava seca al aire109

12Peso especfico de la grava2.69

13Volumen de grava por desplazamiento (11/12)

14Peso del suelo (3-11)

15Volumen del suelo (10-13)

16Densidad del suelo humedo (14/15)

17Humedad del suelo1.5

18Densidad del suelo seco (16/17 +100)*100

19Mxima densidad determinada en la curva2.18

20Porcentaje de compactacin (18/19*100)

VII. CALCULOS Y RESULTADOSN DE PRUEBA1

ESPESOR COMPACTADO EN cmAprox. 15 cm

LADO

PROGRESIVA

1Peso de suelo hmedo+depsito4106.00

2Peso del depsito190.00

3Peso del suelo hmedo del hueco (1-2)3916.00

4Peso de la arena + el frasco5812.00

5Peso de arena que queda en el frasco1814.00

6Peso de la arena hueco+peso arena cono (4-5)3998.00

7Peso arena cono1450.00

8Peso arena del hueco (6-7)2548.00

9Densidad de la arena1.33

10Volumen del hueco (8/9)1915.79

11Peso de grava seca al aire109.00

12Peso especfico de la grava2.69

13Volumen de grava por desplazamiento (11/12)40.52

14Peso del suelo (3-11)3807.00

15Volumen del suelo (10-13)1875.27

16Densidad del suelo humedo (14/15)2.03

17Humedad del suelo1.50

18Densidad del suelo seco (16/17 +100)*1002.00

19Mxima densidad determinada en la curva2.18

20Porcentaje de compactacin (18/19*100)91.75

VIII. CONCLUSIONESConsideraciones: Segn el CAPITULO 3 (TECNICAS DE INVESTIGACION DE CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y PRUEBA DE CONTROL) CONTROL Y TOLERANCIA indica que en la sub rasante, la humedad de compactacin no deber variar en 2% del ptimo contenido de humedad a fin de lograr los porcentajes de compactacin especficos. El grado de compactacin requerido ser del 95% de su Mxima Densidad Seca Terica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999) en los suelos granulares y del 95% de su Mxima Densidad Seca Terica Proctor Estndar (NTP 339.142:1999) en los suelos finos. Se tolera hasta 2 puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la media aritmtica de 6 puntos de la misma compactacin sea igual o superior a lo especificado. Para la realizacin de este ensayo se debe tener en cuenta que la arena debe ser limpia, seca, uniforme, durable y que discurra libremente; con un Cu=D60/D10 menor a 2 y tamao de partculas menor que la malla 10(2mm).Se concluye lo siguiente: Se obtuvo que el suelo esta compactado a un 91.75 % de su Mxima Densidad Seca del Proctor Modificado. El cuan considerando que fuera para una subrasante seria inadecuada ya que la norma exige un grado de compactacin del 95 %. El Suelo Compactado presenta un Contenido de Humedad igual a 1.5%. No se sabe con exactitud si el ensayo es correcto ya que se tom una sola muestra.IX. BIBLIOGRAFIA http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-cono-de.html http://www.astm.org/Standards/D1556.htm http://civilgeeks.com/astm-d-1556-82-en-espanol/X. ANEXOS

Tcnico pesando la arena y cono antes de ir a campo.

Tcnico realizando la excavacin.

Tcnico separando la grava del suelo utilizando la malla

Tcnico pesando la muestra de suelo y su recipiente

Tcnico pesando la arena restante en el cono.

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