Informe De Cono De Arena 5o4a1r

UNIVERSIDAD ANDINA NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME N° 002- 2017/UANCV/IC/LDP/8D Para

:

ING. FREDY ROMERO MOZO Docente del curso de Laboratorio de Mecánica de Suelos II.

De

:

Grupo N° 01 de Diseño de Pavimentos Estudiantes de ingeniería civil de la UANCV

Asunto

:

Informe de prácticas realizadas en campó y laboratorio

Fecha

:

11 de MAYO del 2017

Por medio del presente me dirijo a usted con la finalidad de hacer de su conocimiento que se realizó la practica correspondiente del tema DENSIDAD DE LOS SUELOS EN CAMPO POR EL METODO DEL CONO DE ARENA (Practica N° 01) con fechas 27 de Setiembre del presente año en curso con 12 participantes para lo cual se detallara en la siguiente página.

Es cuanto informo a Ud. para su conocimiento y fines correspondientes.

Atentamente:

GRUPO 01

LABORATORIO DE DISEÑO DE PAVIEMNTOS


ENSAYO N° I

ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL CAMPO POR EL METODO DEL CONO DE ARENA (NTP 339.143, MTC E-117)

1. INTRODUCCION

El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así verificar los resultados obtenidos en trabajos de compactación de suelos, y compararlos con las especificaciones técnicas en cuanto a la humedad, la densidad y el grado de compactación del suelo evaluado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se vayan o se están ejecutando proyectos de ingeniería.

Entre los métodos utilizados para determinar la Densidad del Terreno se encuentra el Método del Densímetro Nuclear, Método del Cono de Arena, este último que es el descrito en el siguiente informe, es aplicable en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 1 ½” (38mm); y se basa en la relación hecha entre el Peso del Suelo Húmedo (sacado de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada) con el volumen del dicho agujero. Para luego proceder a calcular el peso unitario seco.

En este informe se detallará los fundamentos básicos para la realización del ensayo, así como el procedimiento de ejecución y la toma de datos que serán indispensables para calcular el contenido de humedad, densidad de la arena y calibración del cono.

En consecuencia, también se determinará el grado de compactación de la capa del suelo (en este caso suelo de SUBRASANTE), para analizar la calidad del suelo de obra. Teniendo en cuenta los pasos a seguir de acuerdo a la normativa MTC 117-2000, ASTM – D 1556. GRUPO 01



2. INDICE

1.

INTRODUCCION................................................................................................................... 2

3.

OBJETIVOS .......................................................................................................................... 4 OBJETIVO PRINCIPAL ..................................................................................................... 4 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................................. 4

4.

MARCO TEORICO ................................................................................................................ 4

5.

MATERIALES ........................................................................................................................ 6

6.

EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS ...................................................................... 7

7.

PROCEDIMIENTOS ............................................................................................................ 12 CALIBRACION DE EQUIPO DE CONO DE ARENA ............... Error! Bookmark not defined. DETERMINAR DENSIDAD IN SITU ......................................... Error! Bookmark not defined.

8.

DATOS OBTENIDOS .......................................................................................................... 15

9.

CALCULOS ......................................................................................................................... 16

10.

RESULTADOS ................................................................................................................ 19

11.

CONCLUCION Y RECOMENDACIONES....................................................................... 20

COLCLUCION:........................................................................................................................ 20 RECOMENDACIONES: .......................................................................................................... 20 12.

BIBLIOGRAFIA................................................................................................................ 20

13.

ANEXOS .......................................................................................................................... 21

FOTOGRAFICO ......................................................................................................... 21

GRUPO 01



3. OBJETIVOS 

Objetivo Principal Determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena. Determinar la calibración del cono metálico y densidad de arena a utilizar en el equipo de cono de arena.



Objetivos Específicos Comprobar el grado de compactación del campo a partir de nuestro ensayo realizado Conocer materiales y el uso adecuado de estos. Trabajo en equipo y trabajo en campo.

4. MARCO TEORICO La compactación: es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. La compactación se realiza generalmente sobre los materiales que se utilizan para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también puede realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno. Los principales objetivos de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material, tales como:  Aumentar la resistencia al corte. 

Mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.



Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.



Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.



Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.

GRUPO 01



El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la realización de la misma (compactación de la capa de suelo). El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en el proceso de compactación de suelos, en las que existen especificaciones y una correlación en cuanto a la humedad y la densidad del suelo. Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:   

Cono de arena Balón de caucho o balón de Hule Densímetro nuclear

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menor es a 38mm. Y utilizan los mismos principios. Método Del Cono De Arena Este método se emplea para la determinación de densidad de suelos en el lugar (IN SITU), utilizando un equipo denominado cono de arena. Este método de ensayo se aplica a suelos que no contengan una cantidad excesiva de rocas o materiales gruesos con u n diámetro mayor a 1 ½ pulg. (38 mm). Cualquier suelo u otro material que pueda ser excavado con herramientas de mano, puede ser ensayo siempre que los vacíos o aberturas de los poros en la masa sean lo suficientemente pequeños para prevenir que la arena usada en el ensayo penetre en los vacíos naturales. El suelo u otro material a ensayarse deberá tener la suficiente cohesión o atracción entre partículas mantener estables los lados de un pequeño hoyo o excavación.

GRUPO 01



5. MATERIALES 

Arena para la calibración del campo cono metálico y determinación de la densidad del mismo La arena deberá ser limpia, uniforme, seca, no cementada, durable y que discurra libremente. Tener un coeficiente de uniformidad (Cu=D60/D10) menor de 2 y el tamaño máximo de partículas menor que 2.0mm (malla N° 10) y menos de 3% en peso que pase la malla N° 60 debe de estar libre de finos y partículas de arena fina para prevenir cambios significativos en la densidad de la masa por cambios diarios en la humedad atmosférica. Son deseables arenas naturales.



Terreno compactado para determinar la densidad IN SITU.

GRUPO 01



6. EQUIPOS E INSTRUMENTOS UTILIZADOS  APARATO DEL CONO DE ARENA El aparato del cono de arena consistirá de un frasco de aproximadamente un galón (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2) de diámetro y que tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro. Placa de base para su uso, esto puede hacer más difícil la nivelación, pero permite en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.

GRUPO 01



 ARENA OTTAWA, La cual deberá ser limpia, lavada, seca, uniforme, no cementada, durable, lavada. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material que pasa por la malla Nº 10 ASTM (2,00 mm.) y queda retenida en la malla Nº 20 ASTM (0,85 mm.). Antes de usar una arena deberá secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condición de seca al aire, en la zona en que va a ser usada. En nuestro ensayo hemos utilizado una arena proveniente de La Victoria con dichas características.

 PLACA METÁLICA HUECA O PLACA BASE Es una placa con un orificio central de igual diámetro de 6” de diámetro al del embudo de aparato del cono de arena y puede reducir la pérdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo.

GRUPO 01



 BALANZA De capacidad superior a 10 kg, con precisión de 1 gr.

 CÁPSULAS Para recoger parte de la muestra del suelo y colocarlas al horno, y así determinar su contenido de humedad.

 CINCEL Para la perforación en el suelo estudiado (punta y/o plano).

GRUPO 01



 CUCHARAS Conjuntamente con los guantes nos ayudaran a recoger la muestra.

 BROCHA Para la limpieza de granos en equipos y hoyo).

 MARTILLO Conjuntamente con el cincel ayudar a perforar el suelo estudiado.

GRUPO 01



 HORNO U ESTUFA Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras (T° promedio de 110° durante 24 horas) con el fin de determinar su contenido de humedad.

 DEPÓSITO Para almacenar la muestra mientras esta se extrae.

 TAMIZ (3/4’’) Para pasar la muestra.

GRUPO 01



7. PROCEDIMIENTOS 

Se selecciona el lugar para efectuar el ensayo, o pude ser un pavimento de una capa de suelo simulada como sub-rasante, en nuestro caso escogido al frente de la facultad de educación una vía afirma.



Antes de iniciar el ensayo, se debe calibrar el equipo de densidad de campo, para de esta forma obtener el peso volumétrico de la arena calibrada y el peso de arena calibrada que queda en el cono después de ejecutar el ensayo; datos que nos sirven en la determinación de la Densidad de Campo.

GRUPO 01





Seguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira el material suelto.



A continuación, se coloca la placa y se comienza a hacer una perforación (cavado con cincel), teniendo como guía el agujero interior de la placa, a una profundidad de 15 cm. Todo el material que se saque del agujero se coloca en una bolsa plástica o en un depósito y se pesa.

GRUPO 01



Para determinar el volumen del agujero, utilizamos el equipo de densidad de campo de la siguiente forma: 

Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada. Luego se invierte y se coloca sobre la placa, la cual está colocada en la parte superior del agujero; se abre la llave del cono, permitiendo el paso de la arena.



Cuando el agujero y el cono están llenos de arena, se cierra la llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en él. Por la diferencia de los pesos del frasco más la arena inicial y del frasco más la arena final, obtenemos el peso de la arena contenida en el agujero y el

cono. A este valor le restamos el peso de la arena que cabe en el cono, obteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agujero.

GRUPO 01





El peso de la arena dividida por su densidad, obtenida en el laboratorio mediante la calibración, nos da el volumen del agujero.



Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca máxima y el contenido de humedad de la muestra recuperada del agujero, para de esta forma, determinar el Grado de Compactación.

8. DATOS OBTENIDOS DENSIDAD APARENTE SUELTA DE LA ARENA PESO DEL MOLDE PESO DEL MOLDE + ARENA VOLUMEN DEL MOLDE

6225.4 gr. 9300 gr. 2119.44 cm³

CALIBRACION DEL CONO DE ARENA PESO DEL APARATO DE DENSIDAD LLENO DE ARENA PESO DEL APARATO CON ARENA REMANENTE P. ARENA EN EL CONO Y ESPACIO DE LA PLACA BASE

3700 gr. 1992 gr. 1708 gr.

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO EXTRAIDO EN TERRENO PESO DE RECIPIENTE + SUELO HÚMEDO PESO DEL RECIPIENTE

466.05 gr. 52.36 gr.

DETERMINACION DENSIDAD DE TERRENO PESO SUELO HUMEDO REMOVIDO PESO DEL CONO LLENO DE ARENA PESO DEL CONO CON ARENA REMANENTE

GRUPO 01

4812 gr. 6000 gr. 1055 gr.



9. CALCULOS

GRUPO 01



GRUPO 01



GRUPO 01



10. RESULTADOS PROYECTO .

:CONSTRUCCION DE CONCRETO RIGIDO EN LA VIA DE A LA FACULTAD DE . CIENCIAS DE LA EDUCACION - UANCV

SOLICITANTE

:ING.

ENTIDAD

:

UBICACION

:FACULTAD DE CIENCIA DE LA EDUCACION DE UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR C.V.

TRAMO

:01

PROGRESIVA

:0+120

FECHA

:MAYO - 2016

DENSIDAD DE CAMPO ASTM D 1556, MTC E 117-2000

DENSIDAD APARENTE SUELTA DE LA ARENA DETERMINACION N°

1.00

PESO DEL MOLDE

6225.40

gr.

PESO DEL MOLDE + ARENA

9300.00

gr.

VOLUMEN DEL MOLDE

2119.44

cm³

DENSIDAD APARENTE SUELTA

1.45

gr./cm³

DENSIDAD APARENTE PROMEDIO DAS

1.45

gr./cm³

CALIBRACION DEL CONO DE ARENA DETERMINACION N°

1.00

PESO DEL APARATO DE DENSIDAD LLENO DE ARENA

3700.00

gr.

PESO DEL APARATO CON ARENA REMANENTE

1992.00

gr.

P. ARENA EN EL CONO Y ESPACIO DE LA PLACA BASE

1708.00

gr.

PESO DE ARENA EN EL CONO PROMEDIO

1708.00

gr.

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO EXTRAIDO EN TERRENO ENSAYO N°

1.00

PESO DE RECIPIENTE + SUELO HÚMEDO

466.05

gr.

PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO

447.08

gr.

PESO DEL RECIPIENTE

52.36

gr.

PESO DEL SUELO SECO

394.72

gr.

PESO DEL AGUA

18.97

gr.

CONTENIDO DE HUMEDAD %

0.05 DETERMINACION DENSIDAD DE TERRENO

ENSAYO N°

1.00

PESO SUELO HUMEDO REMOVIDO

4812.00

gr.

PESO DEL CONO LLENO DE ARENA

6000.00

gr.

PESO DEL CONO CON ARENA REMANENTE

1055.00

gr.

PESO DE LA ARENA EMPLEADA

4945.00

gr.

PESO DE LA ARENA DEL AGUJERO

3237.00

gr.

VOLUMEN DEL SUELO

2231.39

cm³

DENSIDAD HÚMEDA DEL SUELO

2.16

gr/cm³

DENSIDAD SECA DEL SUELO

2.06

gr/cm³

%COMPACTACIÓN

1.06

%

GRUPO 01



11. CONCLUCION Y RECOMENDACIONES COLCLUCIONES: 

La compactación del terreno o capa base salió 106% lo cual según normar esta compactación supera la expectativa y se puede continuar la construcción de la vía



El cono de arena es un ensayo rápido y muy efectivo para desarrollar en campo

RECOMENDACIONES: 

Procurar que durante el ensayo no pase ningún tipo de vehículo por la zona ya que puede alterar los resultados.



La arena siempre debe estar bien limpia y bien tamizada



No perder ni un gramo de muestra ya que puede alterar los resultados



Siempre trabajar con responsabilidad y estar concentrados en lo que se hace.

12. BIBLIOGRAFIA Link: https://es.slideshare.net/JimyChoquehuancaMamani/densidad-decampo https://www.youtube.com/watch?v=65j3dKilYn0 http://ingenieriareal.com/como-realizar-ensayo-densidad-en-el-sitio-con-el-cono-dearena/ MTC E 117-2000 ASTM D 1556 Densidad de Campo: Ing. Luis chang chang - Laboratorio Geotécnico (CISMID).

GRUPO 01



13. ANEXOS FOTOGRAFICO

CALIBRACION DE CONO DE ARENA - Fuente propia

GRUPO 01



TERRENO CON PLACA BASE PARA EXCAVACION- FUENTE PROPIA

TAMIZADO DE MATERIAL EXTRAIDO – FUENTE PROPIA

GRUPO 01


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