ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS
ENSAYO: DENSIDAD DEL SUELO EN CAMPO POR EL MÉTODO DEL CONO DE ARENA
1. INT INTRO RODU DUCCI CCIÓN ÓN Calculando la Densidad del Terreno se puede verifcar los resultados obteni obtenidos dos en los trabajos trabajos de compa compacta ctació ción n de suelos suelos,, en las que las que existen especifcaciones en cuanto a la Humedad y Densidad del Suelo. Entre Entre los mtod mtodos os utili! utili!ado ados s para para deter determin minar ar la Densid Densidad ad del Terre erreno no se encuentra el "todo del Cono de #rena, que es aplicable en suelos cuyos tama$os tama$os de part%culas part%culas sean sean menores menores a &'mm( &'mm( y que se basa en la relació relación n )ec)a entre el *eso del Suelo H+medo sacado de una peque$a per-oración )ec)a sobre la superfcie del terreno y eneralmente del espesor de la capa compactada/ compactada/ con el volumen del dic)o aujero. *ara *ara lueo proceder proceder a calcular el peso unitario seco. En este este in-o in-orm rme e se deta detall llar ar0 0 los los -und -undam amen ento tos s b0si b0sico cos s para para la reali!ación del ensayo, as% como el procedimiento de ejecución y la toma de datos datos que ser0n ser0n indispens indispensables ables para calcular calcular el contendid contendido o de )umedad, )umedad, densidad de la arena y calibración del cono.
2. OBJE OBJETIV TIVO O PRINCIP PRINCIPAL AL
ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS •
Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del Suelo compactado en el campo, para lueo poder determinar el 1rado de Compactación que presenta el suelo en el campo.
3. REFERENCIA NORMATIVA El Ensayo de Densidad del Suelo en Campo por el "todo del Cono de #rena se debe a normatividad tcnica tanto nacional como internacional, las cuales denominan al ensayo2 “Ensayo para Determinar la Densidad del Suelo In Situ por el Método del Cono de Arena”
Normas I!"ra#$oa%: •
•
#ST" D 3&&4 Standard Test "et)od -or Density and 5nit 6ei)t o- Soil in *lace by t)e Sand7Cone "et)od/ #SSHT8 T 393 Density :n7*lace ;y T)e Sand Cone "et)od/
Normas Na#$oa%"s: Son adaptación a nivel de implementación y a condiciones propias de nuestra realidad, de las normas internacionales. •
<.T.* ==9.3>= Densidad in7situ mediante el cono de arena/
•
E" ?'''2 "TC E 33@ Densidad en el sitio 7 "todo del Cono/
&. MARCO TEÓRICO: Im'or!a#$a ("% "sa)o:
ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. *ara ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fja con base a una prueba de laboratorio. #l comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como 1rado de Compactación, que se defne como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad m0xima correspondiente a la prueba de laboratorio. El 1rado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a lo siuiente2 Gc=
y d y d max
∗100
Donde: Gc yd γdmax
= 1rado de Compactación = Densidad Seca en el campo A Densidad Seca "0xima obtenida en el laboratorio.
R"s*m" ("% m+!o(o (" "sa)o : Se cava a mano un orifcio de prueba en el suelo donde se va a ensayar y todo el material extra%do del orifcio es recuperado en un contenedor. Se llena el orifcio con arena de densidad conocida en ca%da libre y se determina el volumen. Ba densidad )+meda del suelo in situ se determina dividiendo la masa )+meda del material removido entre el volumen del orifcio. Se determina el contenido de )umedad del material del orifcio y se calcula la masa seca del material y la densidad seca del luar, utili!ando la masa )+meda del suelo, el contenido de )umedad y el volumen del orifco.
Usos
Este mtodo es muy di-undido para determinar la Densidad de Suelos compactados utili!ados en la construcción de terraplenes de tierra, rellenos de carreteras y estructuras de relleno.
Es com+nmente utili!ado como base de aceptación para suelos compactados a una densidad espec%fca o a un porcentaje de densidad m0xima determinada por un mtodo de ensayo normado.
Este mtodo puede ser usado para determinar la densidad in7situ de depósitos de suelos naturales, areados, me!cla de suelos u otro material similar.
L$m$!a#$o"s ("% "sa)o:
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Este mtodo de ensayo se aplica a suelos que no tenan una cantidad excesiva de roca o materiales ruesos con un di0metro mayor a 3.& pul.
Este mtodo de ensayo no es adecuado para suelos or0nicos, saturados o altamente pl0sticos que podr%an de-ormarse o comprimirse durante la excavación del )oyo de ensayo. Este mtodo de ensayo puede no ser adecuado para suelos que contenan materiales ranulares dispersos que no mantenan los lados estables en el orifcio de ensayo, ni para suelos ranulares que tenan altos porcentajes de vac%os.
Cualquier suelo u otro material puede ser excavado con )erramientas de mano puede ser ensayado, siempre y cuando los vac%os o las aberturas de los poros en la masa son lo sufcientemente peque$as para prevenir que la arena usada en el ensayo se introdu!ca en los vac%os naturales. El suelo u otro material siendo ensayado deber0n tener la sufciente co)esión o atracción entre part%culas para mantener estable los lados del )ueco peque$o o excavación. Este deber0 ser los sufcientemente frme para soportar las presiones peque$as ejercidas al excavar el )ueco y colocar el aparato sobre el, sin de-ormarse o despla!arse.
,. E-UIPOS Y MATERIALES •
Coo (" Ar"a: El aparato del cono de arena consiste en un -rasco de aproximadamente un alón =.@& lts./ y de un dispositivo ajustable que consta de una v0lvula cil%ndrica con un orifcio de 3?.@mm 3?/ de di0metro y que tiene un peque$o embudo que continua )asta una tapa de -rasco de tama$o normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro.
ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS Ba v0lvula deber0 tener topes para evitar su rotación cuando este en posición completamente abierta o completamente cerrada.
Ar"a Ca%$ra(a /Ar"a (" O!!a0a: Ba arena que se utilice deber0 ser limpia, seca, uni-orme, no cementada, durable y que Fuya libremente. #dem0s deber0 tener un coefciente de uni-ormidad D4'D3'/ menor que ? y no contener part%culas que queden retenidas en el tami! de ?mm
P%a#a Am"r$#aa. Es una placa con un orifcio central de di0metro 4, se debe complementar con > clavos que sirven para mantener fja la placa.
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Ba%aa: *ara pesar la muestra, con sensibilidad al ramo.
C$#"% ) #oma: *ara la per-oración en el suelo compactado .
Bro#4a. *ara limpiar las part%culas que no pueden ser trabajadas con la mano.
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C*#4aro"s:
D"'5s$!o: *ara almacenar la muestra mientras esta se extrae.
•
Tam$ 67: *ara pasar
la muestra de suelo.
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•
R"8%a: *ara medir la pro-undidad del aujero, la cual es 3&cm.
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Es!*9a: Equipo adecuado para secar muestras con el fn de determinar su contenido de )umedad.
. PROCEDIMIENTO
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Se selecciona el luar en donde se e-ectuar el ensayo, en este caso -ue determinado por el pro-esor, siendo este a un costado del Baboratorio de Ensayo de "ateriales.
Se prepara la superfcie del punto a controlar, nivel0ndola o emparej0ndola y quitando el material veetal presente, para poder conseuir un buen asentamiento de la placa.
Se coloca la placa base sobre la superfcie nivelada sujet0ndola con ayuda de unos clavos en los costados( para lueo proceder a excavar dentro de la abertura de la placa, iniciando la excavación con un di0metro menor desde el centro/ y afnando lueo )acia los bordes. El di0metro de la *laca ;ase es 4 y la pro-undidad de excavación es 3' cm.
#l ejecutar la excavación se debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo que delimitan la per-oración, especialmente cuando predominan part%culas que al sacarlas pueden desmoronar los costados, cambiando la eometr%a de la per-oración. Si esto ocurriese, se deber0 )acer una per-oración nueva.
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Del material extra%do se coloca una muestra en una capsula para proceder a pesarlo, obteniendo el *eso del Suelo H+medo *eso de Capsula, que ser0 usado para calcular el Contenido de Humedad del Suelo.
Se pesa el cono con cierta cantidad de arena en su interior, obteniendo as%2 *eso de la #rena el Irasco Cono/.
Se coloca el Cono de #rena sobre la *laca #mericana )acindolas coincidir, para lueo abrir la v0lvula )asta que se llene de arena la cavidad )ec)a.
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Se procede a pesar el Cono de #rena con el excedente de arena que quedo en el cono, obteniendo as%2 *eso de la #rena que queda en el Irasco.
#dicionalmente a esto se debe calcular el *eso de la #rena en el Cono.
Iinalmente se debe determinar en el laboratorio, la Densidad Seca "0xima y el Contenido de )umedad de la muestra recuperada del aujero, para de esta -orma, determinar el 1rado de Compactación que presenta el suelo.
;. C
ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS CONTENIDO DE HUMEDAD FRASCO N°
24
20
07
19
1. Peso de frasco + suelo húmedo
97!1
90"2
9919
101!2
2. Peso de frasco + suelo seco
92#1
!"2"
!9$"
901!
". Peso de a%ua con&en'da (1)2*
#"0
709
9#$
11$4
4. Peso del frasco
2!2"
2!40
2!"!
2$$7
#. Peso del suelo seco (2)4*
$42!
#4!"
$12#
$"#1
$. on&en'do de humedad (",# - 100*
!2#
129"
1#$1
1!""
Ca%#*%o ("% >ra(o (" Com'a#!a#$5 ("% S*"%o: / D P3 5P56 6P8D6
D/ 1 1# cm.
D6
D6
P6G5;< 6 6
'>el 8erreno
1) P56 D 56 D6 2) P56 D DP65;86
"120 #$0
") P56 D 56 D6 D 6 (1)2*
2#$0
4) P56 + ?56
4!10
#) P56 @ @D ?56
9!9
$) P56 6 + P5 6 66 (4)#*
"!21
7) P56 66
149#
!) P56 6 ($)7*
2"2$
9) D5;DD D
1""
10) <6 D 6 (!,9*
1749
11) P56 D G< 5 ;
0
12) P56 5P ;?;6 D G<
2$7
1") <6 G< P6 D5P;86 (11,12*
0
14) P56 D 56 (")11*
2#$0
1#) <6 D 56 (10)1"*
1749
1$) D5;DD D 56 D6 (14,1#*
14$
17,- HUMEDAD DEL SUELO 1!) D5;DD D 56 56 (1$,17+100*-100
11 1"2
19,- MAXIMA DENSIDAD DE LA CURVA
1,8
20,- % DE COMPACTACION (1819!100"
7#,#
Bueo de reali!ar los c0lculos y seuir el procedimiento del -ormato que se nos proporciono en el laboratorio, el 1rado de Compactación es2
>ra(o (" Com'a#!a#$5 ;3?3
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@. ANEOS
AENA DE OTA"A PAA EALI#A EL ENSA$O
PESANDO LA MUESTA E!TAIDA
E%UIPOS NECESAIOS PAA EALI#A EL ENSA$O
. CONCLUSIONES •
Esta pr0ctica resulto muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el 1rado de Compactación de una capa de suelo( adem0s es sencilla ya que no necesita muc)o tiempo a excepción de que tenemos que esperar q la muestra seque por un lapso de ?> )oras/.
ENSAYO: DENSIDAD DE CAMPO PAVIMENTOS *ara la reali!ación de este ensayo se debe tener en cuenta que la arena debe ser limpia, seca, uni-orme, durable y que discurra libremente( con un CuAD4'D3' menor a ? y tama$o de part%culas menor que la malla 3' ?mm/.
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El Suelo Compactado presenta un Contenido de Humedad iual a @.3 J
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Como se observa en los resultados estamos -rente a un rado se compactación de 49.44J, esto quiere decir que aun no esta compactado al 3''J.
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1. REFERENCIAS •
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#ST" D 3&&4 Standard Test "et)od -or Density and 5nit 6ei)t o- Soil in *lace by t)e Sand7Cone "et)od/ #SSHT8 T 393 Density :n7*lace ;y T)e Sand Cone "et)od/ )ttp2inenieracivil.com?''@3'determinacin7de7la7densidad7de7suelo7 en.)tml Densidad de Campo2 :n. Buis c)an c)an 7 Baboratorio 1eotcnico C:S":D/