Construcciones Triaxial Informe Para Quemar 1 (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

AL

: Ing. MARCO ANTONIO LOPEZ BARRANTES

DE LOS ALUMNOS :    

ASUNTO

PACO APAZA, Victor Hugo HUAMAN SOTO, Marco A. MENDOZA ESPINO, Kevin Victor RIVEROS CANALES, David Yonathan

:

A través del presente, nos es grato dirigirnos a Ud.; para saludarlo cordialmente y a la vez informarle lo siguiente: Que, adjunto al presente el resultado del aplicado en el suelo (terreno) de propiedad del Sr. Henry Quispe Garcia y Esposa, destinado a la construcción de una vivienda unifamiliar. Adjunto documentos en 48 folios. Es cuanto informo para su conocimiento y fines convenientes.

Atentamente, Los Alumnos.

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

0


INDICE

Pág.

I. INTRODUCCION

2

II. OBJETIVOS

4

III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO

6

IV. ENSAYOS

9

4.1. EXPLORACION Y PERFIL ESTRATIGRAFICO

10

4.2. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

21

4.6. ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL (UU)

25

V. PLANO DE UBICACIÓN

43

VI. ANEXOS

45


1


I. INTRODUCCIÓN


2


El presente estudio de mecánica de suelos fue realizado por los estudiantes de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Huancavelica, usando métodos empíricos y mediante estudios de laboratorio, con el propósito de poder saber con precisión las propiedades mecánicas y físicas del suelo, basados en tres ensayos.

Los ensayos de mecánica de suelos tienen como propósito identificar (o clasificar) el material, determinándole ciertas propiedades físicas y estableciendo criterios de control sobre el material.

Como es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el suelo es un material variable, es necesario hacer varios ensayos sobre cantidades pequeñas de suelo que permitan extrapolar los resultados a la masa completa. Para que los ensayos sean válidos para la masa de suelos, deben ser ejecutados sobre muestras que se consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas.

Los Alumnos


3


II. OBJETIVOS


4




Determinar la Cohesión C y el Angulo de fricción

del suelo en estudio para que a partir

de ello se pueda determinar su Capacidad Portante.. 

Familiarizar al estudiante con el estudio del suelo donde se pretende cimentar la obra, para lo cual se realiza trabajos de exploración in situ, analizando las muestras de suelos, obteniendo resultados y conclusiones de los ensayos de campo y laboratorio; con el fin de establecer un mejor criterio del comportamiento mecánico del suelo de fundación.



Brindar una fuente de información referencial de las características físicas del suelo como terreno de fundación, para su posterior construcción.


5


III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO


6

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA 3.1 ANTECEDENTES: El sector de Quintanillapampa en el distrito de Ascensión, es conocido por la mala calidad de suelo para la construcción de diversas infraestructuras (viviendas, colegios, mercado, vías, etc), siendo conocido el caso del Colegio “Rosa de América”, cuyas paredes de su Cerco Perimétrico y estructuras (vigas y columnas) de las aulas tuvieron agrietamientos y fisuras causadas por el hundimiento de las edificación por propio peso. Esto por ser un suelo de capacidad portante muy debajo de lo del rango eficiente. Así mismo, las construcciones de viviendas colindantes al terreno a intervenir muestran diversas fisuras estructurales en su edificación, siendo de preocupación para el propietario que desea iniciar con la construcción de su vivienda en este sector, por el peligro que conllevaría una mala construcción.

SE OBSERVA EL AGRIETAMIENTO DEL MURO DEUNA VIVIENDA, DEBIDO AL HUNDIMIENTO POR SU PROPIO PESO


7


3.2 NOMBRE DEL PROYECTO “CONSTRUCCION DE VIVIENDA UNIFAMILIAR”

3.3 UBICACIÓN Región

:

Huancavelica

Provincia

:

Huancavelica

Distrito

:

Ascensión

Ciudad

:

Huancavelica

Urbanización

:

Quintanilla Pampa

Dirección

:

Av. Ernesto Morales

Referencia

:

Altura Colegio “Las Américas”

3.4 SOLICITANTE Propietarios: Henry Quispe García y Esposa


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IV. ENSAYOS


9


4.1. EXPLORACION Y PERFIL ESTRATIGRÁFICO


10

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA 4.1.1. Objetivos 

Obtener un perfil estratigráfico indicando la profundidad y las características del suelo por estratos.



Obtener muestras de suelo a una profundidad de 3 m para ensayos de humedad y prueba triaxial (UU).



Obtener 03 muestras de 0.25x0.25x0.25 mrepresentativas del suelo para los referidos ensayos.

4.1.2. Normas aplicables 

Perfil Estratigráfico

:

ASTM D 2488 (NTP 339.150)



Muestreo

:

ASTM D 4220 (NTP 339.151)

4.1.3. Materiales 

Pico



Lampa



Wincha



Bolsas plásticas



Cinta de Seguridad



Estacas



Yeso



Badilejo/espatula



Baldes


11


4.1.2. Procedimiento a) Previamente ubicado el lugar de exploración se determinó el área a excavar (considerando que el terreno es llano y homogéneo), con el uso deuna wincha y yeso se marcó las dimensiones de la calicata, siendo 1x1.5m y; se empezó a excavar con el uso de pico y lampa.


12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA b) Por ser un área urbana y según los procedimientos de seguridad en obra, se realizó la señalización respectiva de la excavación, advirtiendo y previniendo así cualquier accidente que pudiera ocurrir por caídas.

c) Se optó por el método de exploración de pozo a cielo abierto (calicata), ya que es un método sencillo que no requiere de equipo especial de exploración y que además brinda un amplio y representativo perfil del suelo y del nivel freático. Para el estudio se cavó una sola calicata.


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d) La excavación proyectada era a3m de profundidad, pero a 0.8 se encontró nivel freático, excavando hasta 1.5m y, no pudiendo seguir con la excavación (por razones de seguridad). Por tanto se consideró esa profundidad para realizar el ensayo.

SE OBSERVA PRESENCIA DE NIVEL FREATICO A 0.80m

A 1.5m DE EXCAVACION SE O BSERVA LA ACUMULACION DE AGUA (NIVEL FREATICO), INDICANDO QUE A 0.8m DE EXCAVACION YA SE ENCONTRO FILTRACION DE AGUA.


14

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA b) Luego de excavada la calicata se procedió a hacer el registro de excavación, indicando las características resueltas por inspección organoléptica del suelo encontrado.

SE PROCEDE A MEDIR LAS ALTURAS DE LOS ESTRATOS ENCONTRADOS

e) Para el retiro de las muestras se encontró un nivel freático bastante alto, procediendo a retirar el agua acumulada con baldes.


15



16


f)

Se tomó la muestra inalterada a 1.5m de profundidad, se extrajo en forma cubica de 0.25x0.25x0.25, embalándolo en bolsas plásticas para conservar su humedad hasta el traslado al laboratorio de mecánica de suelos de la E.A.P. de Ingeniería Civil de la U.N.H.


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SE OBSERVA A LOS INTEGRANTES DEL GRUPO 11 EN LOS TRABAJOS DE EXCAVACION Y EXTRACCION DE MUESTRA EN LA CALICATA C-1


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4.1.3. Resultados REGISTRO DE EXCAVACION

Proyecto Solicitante

Ubicación

Material Metodo Explo: Fecha Emision: PROF.

: :

Construcción de Vivienda Multifamiliar

Fecha de muestreo:

13 de agosto 2014

Henry Quispe Garcia y Esposa

Calicata

:

C-01

: :

Quitanillapampa - Hvca

Muestras

:

M-1,M-2,M-3 (ASTM D4220 NTP 339.151

Terreno de Fundación

Profundidad :

Norma

A cielo abierto 13 de agosto 2014

SIMBOLO

1.5 m :

ASTM D 2488

(NTP 339.150)

MUES TRA

DESCRIPCION DEL SUELO (m)

S UCS

GRAFICO SUELO ORGANICO CON PRESENCIA DE RAICES, COL OR NEGRO, MATERIAL SUELTO

O

0.30

OL MARRON ROJIZO, MATERIAL SUELTO.

0.80

Pt MATERIA ORGANICA EN DESCOMPOSICION (HUMUS) COLOR OSCURO INTENSO Y CON OLOR FUERTE,CON ALTO CONTENIDO DEHUMEDAD

1.20

1.50

SC

ARENA ARCILLOSA COLOR PLOMO OSCURO CON PRESENCIA DE RAICES EN DESCOMPOSICION Y ALTO CONTENIDO DE HUMEDAD

M1-M2 y M3


19


4.1.4. Conclusiones 

El perfil estratigráfico muestra un estrato desde 0 a 0.30 m presenta materia orgánica no apta para la construcción.



Entre 0.30 a 0.80m presenta un material suelto de color Marrón rojizo de materia limo – orgánico no apta para la construcción.



A 0.8 m de profundidad excavada, el suelo presenta nivel freático.



Entre 0.8 y 1.20 m presenta un suelo muy orgánico, con olor a descomposición muy fuerte y presencia de raíces. Además con alto contenido de humedad.



Entre 1.20 y 1.50 presenta un suelo arenoso-arcilloso con presencia de raíces en descomposición color plomo oscuro.

4.1.4. Recomendaciones 

Para el reconocimiento estratigráfico del suelo se recomienda que antes de realizarlo se debe contar con toda la información necesaria de las características de los suelos.



Para la cimentación, es recomendable no hacerla sobre la materia orgánica– arenosa debido a su baja calidad como suelo de fundación.



Según los resultados de la prueba triaxial (UU), donde se obtendrá datos para determinar la capacidad portante del suelo de fundación, se sugiere realizar los cálculos para el diseño de la cimentación.


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4.2. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD


21


4.2.1. Objetivos Determinar el contenido de agua en el suelo.

4.2.2. Normas aplicables ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)

4.2.3. Materiales 

Muestras de suelo



Recipiente de metal



Horno



Balanza


22


4.2.4. Procedimiento a) Se pesa el recipiente de metal en la balanza electrónica. b) Se colocó una muestra representativa de suelo húmedo en el recipiente y se determinó el peso del suelo húmedo.

c) Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, se colocó la muestra en el horno durante un periodo de 24 horas.

d) Una vez que se secó el suelo, se determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco.


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e) Se determina el peso del agua Ww y el peso seco del sueloWss, posteriormente se determina el contenido de humedad con la siguiente formula:

4.2.5. Resultados

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO Proyecto

: : :

Solicitante

Ubicación Profundidad

Construcción de Vivienda Unifamiliar

:

Norma Fecha Emisión:

:

UNH Quintanillapampa - Ascensión 1.5 m ASTM D 2216-71 (NTP 339.127) 13 de agosto del 2014

Fecha de muestreo:12/08/2014

Calicata Muestra

ues ra rec p+sue o úme o rec p+sue o seco sue o ume o rec p sue o seco Wagua Contenido de Humedad W%

: :

C-01 M-1

-

gr gr gr gr gr 135 gr 40 %

4.2.6. Conclusiones El suelo presenta una humedad natural promedio de 40%, es decir el suelo contiene 40 grs de agua por cada 100 grs de suelo seco.

4.2.7. Recomendaciones Al momento de realizar el muestreo se debe hacer de la forma más rápida y correcta posible para evitar variaciones apreciables en el contenido de humedad y así obtener datos más precisos


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4.3. ENSAYO DE COMPRESIÓN TRIAXIAL PARA SUELOS COHESIVOS (UU)


25


4.3.1. Objetivos Obtener la relación Esfuerzo – Deformación del suelo a través de la determinación del esfuerzo cortante.





Determinar La Cohesión C y el Angulo de Fricción Φ del suelo.



Determinar la Capacidad Portante del suelo. Reconocer y utilizar correctamente los materiales y equipo necesario para realizar el ensayo, aprendiendo las características de cada uno, y los cuidados que se deben tomar para realizar la experiencia.



Comprender con exactitud la metodología y procedimientos usados en el ensayo.



4.3.2. Normas aplicables ASTM D - 2850 (NTP 339.164)

4.3.3. Materiales         

Cámara triaxial Máquina de Compresión Triaxial Membrana de Caucho Molde metálico Balanza de precisión Piedra porosa Papel filtro Anillos de caucho Tallador de muestras, cuchillas y sierras


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4.3.4. Procedimiento a) Obtención y preparación de muestra 



Se extrae la muestra del suelo lo más inalterada posible de un tamaño suficiente para poder transportarla al laboratorio sin que esta se desintegre y no se produzca grietas internas que puedan alterar los resultados del ensayo. Se debe manejar la muestra cuidadosamente para prevenir cualquier alteración, cambios en la sección transversal y evitándose cualquier cambio en el contenido de agua del suelos


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA b) Preparación de las probetas 





Se tallan las muestras. Los especímenes deben tener una sección transversal circular con sus extremos perpendiculares al eje longitudinal de la muestra. El tamaño de la probeta se mide con un molde y con la ayuda de las cuchillas se llega a una probeta bien tallada cumpliendo con las condiciones requeridas y se determina la altura y el diámetro promedio de la muestra para el ensayo.


28




Colocamos la muestra tallada dentro de la membrana para lo cual nos ayudamos con el dilatador de membrana.


29


c) Instalación de la probeta a la cámara triaxial 

Colocamos el primer espécimen en la base de la cámara triaxial, utilizando la piedra porosa y el papel filtro entre la muestra y la dicha base, luego con ayuda de ligas sellamos el espécimen en la base de la cámara triaxial. Lo mismo se hace para la cabeza del espécimen, en este caso se une con una cabeza de metal.


30

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA 

Colocamos la tapa de la cámara y la sellamos, luego de ello a través de un agujero en la parte superior de la cámara llenamos completamente con agua y finalmente cerramos el agujero y ya tenemos la cámara lista para el ensayo.


31


d) Realización del ensayo triaxial Colocamos la cámara preparada en la base del aparato donde se aplicara las cargas y la ajustamos.





Mediante la computadora empezamos a aplicar las cargas y el programa empieza a recolectar los datos.


32


ALUMNOS RESPONSABLES DEL ENSAYO TRIAXIAL EN EL LABORATORIO


33

UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA 4.3.5. Resultado


34



35



36



37



38



39



40



41


4.3.6. Conclusiones: 

A través de la prueba triaxial para suelos cohesivos (UU) se logró obtener datos muy importantes del suelo, tales como: Cohesión de 10.34 KPa (1.05 Ton/m2) y Angulo de fricción de 8.28°



Con los datos obtenidos, se determinó la Capacidad Portante del Suelo a una profundidad de 1.5m con un Factor de Seguridad de 3, el cual arrojo una Carga Admisible de 0.55 kg/cm2 y una Carga Ultima de 1.66 kg/cm2 para una zapata cuadrada de 1mx1m.

4.3.7. Recomendaciones: Con la Capacidad Portante obtenida, se recomienda realizar un diseño estructural para la cimentación, según el modelo de vivienda a construir.


42


V. PLANO DE UBICACION


43


(Sólo muestra. Los planos son presentados en formato A3)


44


VI. ANEXOS


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SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS - SUCS

Gráfica para clasificar los finos en función de su plasticidad. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos ( Unified Soil Classification System ( USCS)) este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras. Cada letra es descrita debajo (con la excepción de Pt). Para clasificar el suelo hay que realizar previamente una granulometría del suelo mediante tamizado.

Primera y/o segunda letra Segunda letra Símbolo

Definición

G

grava

S

arena

M

limo

C

arcilla

Letra Definición

O

P

pobremente gradado (tamaño de partícula uniforme)

W

bien gradado (tamaños de partícula diversos)

H

alta plasticidad

L

baja plasticidad

orgánico

Si el suelo tiene entre un 5-12% de finos, pasantes del tamiz #200 se considera que ambas distribuciones de granos tienen un efecto significativo para las propiedades ingenieriles del material. Estaríamos hablando por ejemplo de gravas bien graduadas pero con limos. En esos casos se recomienda usar doble notación, por ejemplo: GW-GM correspondiente a "grava bien graduada" y "grava con limo" Si el suelo tiene más del 15% del peso retenido por el tamiz #4 (R #4 > 15%), hay una cantidad significativa de grava, y al sufijo "con grava" se le puede añadir el nombre del grupo, pero el símbolo del grupo no cambia. Por ejemplo, SPSM con grava se refiere a "Arena pobremente graduada con limo y grava"


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA Tabla de símbolos

Símbolo Nombre del grupo del grupo

Divisiones mayores

GW

grava bien gradada, grava fina a gruesa

GP

grava gradada

GM

grava limosa

GC

grava arcillosa

grava limpia menos del 5% pasa el tamiz nº200

Grava

> 50% de la fracción gruesa retenida en el tamiz nº4 (4.75 mm) grava con mas de 12% de finos pasantes del tamiz nº 200

Suelos granulares gruesos más del 50% retenido en el tamiz nº200 (0.075 mm)

pobremente

SW

Arena bien gradada, arena fina a gruesa.

SP

Arena pobremente gradada

Arena limpia Arena < 50% de fracción gruesa que pasa el tamiz nº4

Arena con mas de 12% SM de finos pasantes del tamiz nº 200

Arena limosa

SC

Arena arcillosa

ML

limo

CL

arcilla

OL

Limo orgánico, arcilla orgánica

MH

limo de alta plasticidad, limoelástico

CH

Arcilla de plasticidad

OH

Arcilla orgánica, Limo orgánico

inorgánico limos y límite líquido < 50

arcillas

orgánico

Suelos de grano fino más del 50% pasa el tamiz No.200 inorgánico limo y límite líquido ≥ 50

arcilla

orgánico


alta

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Suelos altamente orgánicos

Pt


turba

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Construcciones Triaxial Informe Para Quemar 1 (1)

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