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“UNIVERSIDAD NACIONAL
PEDRO RUIZ GALLO”Facultad de Ingeniería Civil, Sistemas y
ArquitecturaEscuela Profesional de Ingeniería Civil
PRACTICA DE LABORATORIO PAVIMENTOS N°1“ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
METODO DEL CONO DE ARENA”
Docente : Ing. Abraham FERNANDEZ MUNDACA
Alumno : Barboza Samaniego Alvaro Renato
Código : 120452 G
Grupo Horario : A
Fecha de Realización : 09 de Setiembre del 2015
Fecha de Entrega : 16 de Setiembre del 2015
Ciclo Académico : 2015 – II
Lambayeque, Perú
PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
INDIC
E
I. INTRODUCCIÓN........................................................................................................................3
II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN........................................................................................4
III. REFERENCIAS NORMATIVAS....................................................................................................4
IV. MARCO TEORICO.....................................................................................................................5
V. EQUIPOS Y MATERIALES...........................................................................................................6
1. Aparato de Densidad..........................................................................................................6
2. Arena..................................................................................................................................6
3. Balanzas..............................................................................................................................7
4. Placa base...........................................................................................................................7
5. Balanza................................................................................................................................8
6. Cincel..................................................................................................................................8
7. Martillo...............................................................................................................................8
8. Brocha.................................................................................................................................8
9. Guantes...............................................................................................................................9
10.Cucharon.............................................................................................................................9
11.Bolsa de muestras...............................................................................................................9
12.Deposito..............................................................................................................................9
13.Tamiz ¾”...........................................................................................................................10
14.Equipo para el secamiento................................................................................................10
VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS..................................................................................11
VII. DATOS....................................................................................................................................12
VIII. CALCULOS Y RESULTADOS......................................................................................................12
IX. CONCLUSIONES......................................................................................................................14
X. BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................14
XI. ANEXOS..................................................................................................................................15
DENSIDAD DE CAMPO 2
PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
I. INTRODUCCIÓN
A un suelo natural o compactado muchas veces se le debe
medir la densidad in situ, tal como se presenta en la realidad.
Este parámetro se puede medir con equipos nucleares, con el
balón de goma o con el método del cono de arena. Este
informe expone las bases del método del cono de arena y
expone un ejemplo de cálculo de densidad in situ para este
método. 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 construcción, 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.
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PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
II. ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN
Este método de ensayo establece cómo determinar la densidad y el peso
unitario de suelos in situ utilizando el equipo de cono de arena.
Este método de ensayo se puede utilizar también para la determinación
de densidad y peso unitario in situ de suelos inalterados, siempre que los
poros o vacíos del suelo sean lo suficientemente pequeños 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 cohesión o atracción
entre partículas para mantener estables las paredes del agujero
confeccionado, y ser lo suficientemente firme para soportar sin
deformaciones ni desprendimientos la leve presión ejercida durante la
excavación y el posicionamiento del equipo sobre él.
Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados
o con alta plasticidad que se puedan deformar o comprimir durante la
excavación del agujero. Este método 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
diámetro y suelos granulares que tienen un alto índice de vacíos.
Cuando los materiales que son ensayados contienen una cantidad
considerable de partículas mayores que 38 mm o cuando se requiere que
el volumen del agujero excavado sea mayor que 2 830 cm3, se debe
aplicar los métodos ASTM D 4914 o ASTM D 5030.
III. REFERENCIAS NORMATIVAS
Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en
este texto constituyen requisitos de la presente Norma. Las mismas que
deberán ser de la edición vigente.
NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y
peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena)
MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)
ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of
Soil in Place by the Sand-Cone Method)
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PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
ASSHTO T 191 (Density In-Place By The Sand Cone Method)
IV. MARCO TEORICO
DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO METODO
CONO DE ARENA (ASTM D1556−64)
Una vez que se han definido los criterios de compactación − en la forma
de especificaciones técnicas – para las obras en terreno, es necesario
utilizar un método para determinar la densidad o peso unitario que el
suelo alcanza luego de la compactación.
Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:
Cono de arena
Balón de densidad
Densímetro nuclear
En este informe nos referiremos solamente el primero.
El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie
del material compactado, este método se centra en la determinación del
volumen de una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha
retirado todo el suelo compactado (sin pérdidas de material) ya que el
peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos
permite determinar la densidad húmeda. Determinaciones de la humedad
de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.
El método 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 caída que este
material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono metálico.
V. EQUIPOS Y MATERIALES
1. Aparato de Densidad
Se 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
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PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
ensayo es un aparato medidor de volumen, provisto de una válvula
cilíndrica de 12.7 mm (½”) de abertura, que controla el llenado de un
cono de 6” de diámetro y 60° de ángulo basal. Un extremo termina en
forma de embudo y su otro extremo se ajusta a la boca de un recipiente
de aproximadamente 1 galón de capacidad. La válvula debe tener topes
que permitan fijarla en su posición completamente cerrada o
completamente abierta. Base metálica de 12”X12”, con un agujero en el
centro de 6” de diámetro.
2. Arena
La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada,
durable y que fluya libremente. Además, deberá tener un coeficiente de
uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partículas 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 partículas o arena fina (menor
que 250 μm, No.60), para prevenir segregación en almacenamiento o
uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de
variaciones en la humedad atmosférica (arena de Ottawa o Guamo,
Tolima).
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3. Balanzas
Una balanza de capacidad de 10 kg y sensibilidad de 2 g y otra de
capacidad de 200 g y sensibilidad de 0.1 g.
4. Placa base
Es una placa con un orificio central de igual diámetro al del embudo de aparato del
cono de arena.
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5. Balanza
Para pesar la muestra con sensibilidad al gramo.
6. Cincel
Para la perforación en el suelo estudiado.
7. Martillo
Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.
8. Brocha
Para limpieza y mejor aplicación del ensayo.
9. Guantes.
Para recoger la muestra.
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10. Cucharon
Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.
11. Bolsa de muestras
Para recoger la muestra sin que la misma pierda parte de su humedad.
12. Deposito
Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.
13. Tamiz ¾”
Para pasar la muestra.
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14. Equipo para el secamiento
Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar
su contenido de humedad.
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VI. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE DATOS
Se seleccionara el lugar para efectuar el ensayo, siendo éste en el
sector nor-oriente de la Universidad Central.
Se prepara la superficie del punto a controlar, nivelándola o
emparejándola 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
excavación con un diámetro menor (desde el centro) y afinando luego
hacia los bordes. La profundidad de la excavación debe ser similar al
espesor de la capa bajo control, que en este caso se supuso de 15
cms. por no tener especificaciones técnicas.
Al ejecutar la excavación se debe tener cuidado de no alterar las
paredes del suelo que delimitan la perforación, especialmente cuando
predominan partículas que al sacarlas pueden desmoronar los
costados, cambiando la geometría de la perforación. Si esto
ocurriese, se deberá hacer una perforación nueva.
Se coloca todo el suelo excavado en un envase o bolsa resistente, el
cual debe cerrar herméticamente para conservar la humedad del
suelo y evitar posibles pérdidas de material o contaminación, 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.
Se pesa un porcentaje de muestra para determinar su contenido de
humedad posteriormente en laboratorio.
VII. DATOS
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VIII. CALCULOS Y RESULTADOS
CONTENIDO DE HUMEDAD %MUESTRA ARCILLA
LIMOSAARCILLA LIMOSA
FRASCO N° 24 61.- PESO FRASCO + SUELO HUMEDO 104.1
7gr. 100.6
9gr.
2.- PESO FRASCO + SUELO SECO 99.89 gr. 96.45 gr.
3.- PESO DE AGUA (1-2) 4.28 gr. 4.24 gr.
4.- PESO FRASCO 28.15 gr. 26.78 gr.
5.- PESO SUELO SECO (2-4) 71.74 gr. 69.67 gr.
6.- CONTENIDO DE HUMEDAD % (3/5*100)
5.97 % 6.09 %
7.- CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO %
6.03 %
N° DE PRUEBA 1
ESPESOR COMPACTADO EN CM. 15.00 cm
LADO DERECHO
PROGRESIVA0+500.0
0 km
1.- PESO DE SUELO HUMEDO 4283 gr.
2.- PESO DEL DEPOSITO 168 gr.
3.- PESO DEL SUELO HUMEDO DEL HUECO (1-2) 4115 gr.
4.- PESO DE LA ARENA + EL FRASCO 6393 gr.
5.- PESO DE LA ARENA QUE QUEDA EN EL FRASCO 1489 gr.
6.-PESO DE LA ARENA HUECO + PESO ARENA CONO (4-5) 4904 gr.
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DATOS
TARRO 24 TARRO 06
1. PESO DE MUESTRA + TARRO 104.17 100.69
2. PESO DE MUESTRA SECA +
TARRO
114.99 96.45
3. PESO DEPOSITO 28.15 26.78
4. PESO DE SUELO HUMEDO 4283
5. PESO DE DEPOSITO 168
6. PESO ARENA + EL FRASCO 6393
7. PESO ARENA QUE QUEDA EN EL
FRASCO
1489
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7.- PESO ARENA CONO 1504 gr.
8.- PESO ARENA HUECO (6-7) 3400 gr.
9.- DENSIDAD DE LA ARENA 1.34 gr./cm310.- VOLUMEN DEL HUECO (8/9) 2537 cm311.- PESO DE GRAVA SECA AL AIRE gr.12.- PESO ESPECIFICO DE GRAVA 0 gr.13.- VOLUMEN GRAVA POR DESPLAZAMIENTO (11/12) 0 cm314.- PESO DEL SUELO (3-11) 4115 gr.15.- VOLUMEN DEL SUELO (10-13) 2537 cm316.- DENSIDAD DEL SUELO HUMEDO (14/15) 1.62 gr/cm317.- HUMEDAD DEL SUELO 6.03 %18.- DENSIDAD DEL SUELO SECO (16/(1+17/100)) 1.53 gr./cm319.- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA 1.96 gr./cm320.- % DE COMPACTACION (18/19*100) 78.04 %
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PAVIMENTOS ING. ABRAHAM FERNANDEZ MUNDACA
IX. CONCLUSIONES
Según 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 compactación no deberá variar en ± 2% del óptimo
contenido de humedad a fin de lograr los porcentajes de compactación
específicos. El grado de compactación requerido será del 95% de su
Máxima Densidad Seca Teórica Proctor Modificado (NTP 339.141:1999)
en los suelos granulares y del 95% de su Máxima Densidad Seca Teórica
Proctor Estándar (NTP 339.142:1999) en los suelos finos. Se tolera hasta
2 puntos porcentuales menos en cualquier caso aislado, siempre que la
media aritmética de 6 puntos de la misma compactación sea igual o
superior a lo especificado.
Concluimos que nuestro terreno bien compactado ya que tiene 97.85 %
y el grado de compactación requerida será del 95% de su Máxima
Densidad Seca.
X. 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/ http://html.rincondelvago.com/densidad-del-suelo.html
XI. ANEXOS
DENSIDAD DE CAMPO 14