MAXIMA DENSIDAD SECA
DETERMINACION DE LA MAXIMA DENSIDAD SECA
En obra durante el trabajo de compactación de suelos, es necesario determinar el grado de compactación alcanzado alcanzado con la máquina, para ello se debe obtener el peso unitario del suelo seco y el contenido de agua del relleno compactado o de los materiales colocados como base y sub-base en una carretera, a fin de comparar estos resultados con el peso unitario máximo del suelo seco y el contenido óptimo de agua obtenidos previamente en el laboratorio por uno de los métodos de compactación compactación y de esta manera saber si se está cumpliendo con las especificaciones.
MÉTODO DEL CONO Y LA ARENA INTRODUCCIÓN Consiste en obtener el peso y el volumen en sitio del suelo húmedo recuperado de l a excavación de un pequeño agujero cilíndrico hecho en el suelo compactado. El peso unitario del suelo húmedo se calcula con:
y si se obtiene el contenido de agua (w) del suelo excavado, el peso unitario del suelo seco es:
El volumen del agujero se determina indirectamente con el volumen calculado de la cantidad de arena de características especificadas especificadas y de peso unitario conocido, que es necesaria para llenar dicho agujero.
OBJETIVO Determinar el peso unitario del suelo en el sitio de trabajo
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EQUIPO 1. Frasco y cono de medición. 2. Arena estándar (que pasa el tamiz No. 20 y es retenida en el tamiz No.30). 3. Balanza de precisión, aproximación de 0.1 g. 4. Balanza de precisión, aproximación de 0.01 g. 5. Herramientas para excavar agujeros pequeños en el suelo compactado martillo ycincel metálico, cuchara y espátula, nivel de burbuja. 6. Equipo para determinar el contenido de agua. 7. Fundas de plástico para guardar el suelo recuperado del agujero, tarjetas de identificación. 8. Brocha. El equipo de medición del volumen de la arena consiste de un frasco de vidrio de un galón de capacidad, un cono con válvula de paso y adaptador que entornilla en la boca del frasco y una placa-base metálica.
Peso unitario: Método del cono de arena
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PROCEDIMIENTO CALIBRACIÓN DEL EQUIPO: A. CALIBRACIÓN DE LA ARENA Determinación del peso unitario de la arena seca A.1 Volumen del frasco de vidrio 1.
Determinar el peso del frasco de vidrio vacío ( ) con aproximación de 0.1 g.
2.
Llenar el frasco con agua hasta el borde.
3.
Colocar el conjunto en la balanza con aproximación de 0.1g, enrasar usando
una placa de vidrio colocando el agua faltante con una pipeta y secar la parte exterior del frasco en caso necesario. 4.
Determinar el peso del frasco de vidrio con agua ( ).
5.
Repetir el procedimiento por lo menos tres veces.
6.
Con los valores promedios de y calcular:
6.1 Peso del agua ( )
6.2 Volumen del frasco de vidrio (V)
A.2 Peso unitario de la arena 1. Determinar el peso del frasco de vidrio vacío ( ), con aproximación de 0.1g. 2. Atornillar el cono al frasco. 3. Llenar el cono con arena y abrir la válvula para llenar el frasco. Durante llenado adicionar arena al cono de tal forma que el nivel en el mismo se mantenga por lo menos hasta la mitad. Evitar cualquier vibración durante el llenado. 4.
Cuando se llene el frasco, cerrar la válvula y retirar con cuidado especial el
cono; enrasar la arena en el frasco. 5. con
Evitando cualquier vibración determinar el peso del frasco con arena ( ), aproximación de 0.1g.
6.
Repetir el procedimiento por lo menos tres veces.
7.
Con los valores promedios de y a calcular: Peso de la arena seca ( )
7.2
Peso unitario de la arena seca ( arena).
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B. CALIBRACIÓN DEL VOLUMEN DEL CONO SOBRE LA PLACA-BASE Determinación del peso de la arena necesaria para llenar el cono y el orificio de la placa—base 1. Llenar el frasco de vidrio con la arena seca; determinar y registrar el peso del conjunto (W4), con aproximación de 0.1g. atornillar el cono al frasco. 2. Colocar la placa-base sobre la superficie plana y limpia de la mesa de trabajo. 3. Colocar el cono en coincidencia sobre la escotadura de la placa-base. 4. Abrir la válvula del cono y esperar que la arena llene el orificio de la placa— base y el cono. 5. Cerrar la válvula y retirar el frasco y cono. Destornillar el cono, determinar el peso del frasco y el resto de la arena contenida (W5). 6. Repetir el procedimiento por lo menos 3 veces. 7. Con los valores promedios de W4 y W5 calcular: 7.1 Peso de la arena utilizada para llenar el cono y el orificio de la placa—base. Wc = W4 - W5
DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO DEL SUELO EN SITIO 1. Llenar el frasco con arena seca, determinar y registrar el peso del conjunto (W6), con aproximación de 0.1g. Tapar el frasco para evitar pérdidas de arena durante su transporte. 2. Dentro de la zona donde se trabaja, escoger un lugar para excavar un agujero, y trazar un cuadrado de 60cm de lado, limpiar la parte superior del terreno, nivelar lo mejor posible la superficie descubierta.
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3. Colocar la placa-base sobre la superficie del suelo nivelada y enrasada. Clavar en el suelo un clavo de 3” junto a cada lado de la placa para mantenerla fija. 4. Excavar el suelo a través del orificio de la placa-base. La profundidad del agujero será aproximadamente 15cm.
5. Todo el suelo que se va extrayendo del agujero depositar con cuidado en una funda de plástico que se debe cerrar para evitar pérdidas de humedad. Limpiar el agujero con la brocha, eliminando las aristas vivas de la superficie y recuperar el suelo en la misma funda de plástico.
6. Destornillar la tapa del frasco con la arena calibrada, y atornillar en su lugar el cono. Invertir el frasco y colocar el cono sobre la escotadura de la placa-base.
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7. Abrir la válvula del cono y dejar que la arena llene el agujero en el suelo, el orificio de la placa—base y el cono. 8. Cuando ya no se observe descenso del nivel de arena en el frasco, cerrar la válvula y retirar el frasco. Reemplazar el cono por la tapa roscada del frasco.
9. Extraer la arena del agujero y rellenarla con suelo del terraplén. 10. Destornillar la tapa del frasco, determinar y registrar el peso del conjunto (W7), con aproximación de 0.1g. Por diferencia de pesos determinar y registrar el peso de la arena que lleno el agujero, el orificio de la placa—base y el cono. Con los datos de calibración calcular el volumen del agujero. 11. Determinar y registrar el peso del suelo extraído del agujero (W), contenido en la funda de plástico.
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12. De la muestra de suelo extraído del agujero, tomar dos porciones representativas, para determinar su contenido de agua.
CÁLCULOS 1. El contenido de agua del suelo extraído del agujero (Formulario LMS-2009-15), se calcula con:
2. Peso unitario del suelo húmedo se calcula con la. dónde: W = Peso del suelo húmedo V = Volumen del agujero
GRADO DE COMPACTACIÓN Se define como grado de compactación (Gc) al cociente entre el peso unitario del suelo seco in situ y el peso unitario máximo del suelo seco determinado en el laboratorio por un ensayo normalizado de compactación
El grado de compactación admisible, para efectos de comparación y control se especifica por normas dependiendo de la obra a construirse y del tipo de suelo. Es requisito común para suelos que han de ser empleados en terraplenes exigir que el grado de compactación no sea inferior al 95% y para materiales usados en subrasantes una compactación del 100% del peso unitario máximo del suelo seco. Para suelos que requieren compactación sin grandes exigencias de resistencia e incompresibilidad se reduce a veces el requisito a un mínimo de 90%.
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COMENTARIOS GENERALES La excavación del agujero debe hacerse tan rápidamente como sea posible para mantener el contenido de agua natural del suelo que se guarda en la funda de plástico. Esta funda deberá sellarse tan pronto como se termine de hacer la excavación. El valor del peso unitario del suelo seco varía ligeramente de un lugar a otro, aún dentro de un área comparativamente pequeña. El croquis de ubicación de los agujeros referida a la obra analizada, es importante incorporar al informe porque permite ubicar en forma precisa los sitios que eventualmente necesitan más compactación.
