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I. INTRODUCCION INTRODUCCION II. OBJETIVOS III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO IV. ENSAYOS 4.1. EXPLORACION Y PERFIL ESTRATIGRAFICO 4.2. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD 4.3. DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU DEL SUELO 4.4. DETERMINACION DE LOS LÍMITES DE ATTERBERG 4.5. GRANULOMETRIA GRANULOMETRIA DEL SUELO 4.6. ENSAYO DE COMPACTACION PROCTOR MODIFICADO V. PLANO DE UBICACIÓN
I. INTRODUCCION
I. INTRODUCCION
El presente estudio de mecánica de suelos fue realizado 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 seis 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 muestreo establecidas.
II. OBJETIVOS
Conocer las características físicas del donde se cimentara la obra, para lo cual se realiza trabajos de exploración in situ, analizando las muestras de suelo, 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.
A través de los estudios detallados de suelos poder concluir con sugerir el tipo de cimentación a emplear.
III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO
3.1. NOMBRE DEL PROYECTO “CONSTRUCCION CAMPUS UNIVERSITARIO ALAS PERUNAS UAP HUANCAVELICA ”
3.1. UBICACIÓN Región
: HUANCAVELICA
Provincia
: HUANCAVELICA
Distrito
: Ascención
Sector
: Pucarumi
Dirección
: ……………..
Referencia
:
Altura de la posta médica de Ascención.
3.2. SOLICITANTE Ing. Marco Antonio López Barrantes Docente del Curso de Construcciones I
IV. ENSAYOS
4.1. EXPLORACION Y PERFIL ESTRATIGRÁFICO
4.1.1. Objetivos
Obtener un perfil estratigráfico indicando la profundidad y
las características
del suelo por estratos, usando una inspección organoléptica del terreno de fundación.
Obtener muestras de suelo a diferentes profundidades para ensayos de contenido humedad. Obtener 100 kg de muestra representativa del suelo para otros ensayos.
4.1.2. Normas aplicables Perfil Estratigráfico
Muestreo
4.1.3. Materiales
Wincha
Pico
Palana
Bolsas plásticas
Poner imágenes
:
ASTM D 2488 (NTP 339.150)
:
ASTM D 4220 (NTP 339.151)
4.1.4. Procedimiento a) Con el apoyo del Ing. Pedro Palomino Pastrana responsable del proyecto UAP se definió el lugar de exploración acordándose hacer dos calicatas por terraza según la norma E050 del RNE, se procedió a excavar la calicata de 2.00mX1.40m por 2.10 metros de profundidad. 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.
FOTOS CALICATA
b) Excavada la calicata se procedió a hacer el registro de excavación, indicando las características resueltas por inspección organoléptica del suelo encontrado. c) Tomamos muestras donde se producían cambios visuales en el estrato del suelo (se considera estrato a partir de 30cm). Se colocaron las muestras en bolsas plásticas y se cerraron inmediatamente de forma que se minimice la pérdida de humedad. d) Se obtuvo una muestra representativa de 100 kg. de suelo en sacos de polipropileno que será seco al aire para posteriores ensayos de laboratorio.
4.1.3. Resultados Poner cuadro de perfil estratigráfico
4.1.4. Conclusiones
El perfil estratigráfico muestra un estrato desde 0 a 0.30m de material gravoso con poca presencia de arcillas. A la profundidad excavada, el suelo no presenta napa freática. Entre 0.3 y 2.1 m presenta un suelo compuesto por grava arcillosa característico de suelos usados para mejorar terrenos de subrasante de carreteras.
4.1.4. Recomendaciones
Conocer los conceptos básicos de perfil de suelo para poder determinar sus características estratigráficas.
.
4.2. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
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
recipientes
Horno o Estufa
Balanza
Poner fotos
4.2.4. Procedimiento a) Se pesaron cuatro recipientes de metal, en una balanza electrónica.
b) Se coloco una muestra representativa de suelo húmedo en los recipientes y se determinó el peso de los mismos más el del suelo húmedo. c) Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, se colocaron las muestras en el horno para secarlas a una temperatura de 110°C durante un periodo de 24 horas como mínimo o hasta lograr peso constante. d) Con las muestras secas, se determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco; asegurándose de usar la misma balanza para todas las mediciones de peso. e) Se calculó el contenido de humedad. El promedio de los valores obtenidos para el contenido de humedad se toma como el valor correspondiente a la profundidad de la muestra. La diferencia entre el peso de suelo húmedo más el del recipiente y el peso del suelo seco más el del recipiente es el peso del agua Ww que estaba presente en la muestra. La diferencia entre el peso de suelo seco más el del recipiente y el peso del recipiente solo, es el peso del suelo seco (Ws).
4.2.5. Resultados
4.2.6. Conclusiones
De los datos obtenidos se puede concluir que la humedad del suelo varía con respecto a la profundidad de manera directamente proporcional en el área de estudio. Esto puede deberse a la acumulación de agua en los vacíos entre las partículas del suelo la cual se evapora con mayor facilidad en las capa más próxima a la superficie.
El suelo presenta una humedad natural promedio de ……, es decir el suelo contiene … grs de agua por cada 100 grs de suelo seco.
4.2.7. Recomendaciones
Proteger la muestra entre el traslado del campo a laboratorio para evitar variaciones apreciables en el contenido de humedad y así obtener datos más precisos.
4.3. DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU DEL SUELO
4.3.1. Objetivos
Determinar la densidad in situ del terreno de fundación
Determinar el contenido de humedad natural del suelo
4.3.2. Normas aplicables
ASTM D 1556 (NTP 339.143)
4.3.3. Materiales
Aparato cono de arena (válvula +embudo compuesto)
Placa base
Arena calibrada (pasa malla N°20 y retenida en la malla N°30)
Balanza
Estufa
Herramientas y accesorios (martillos, cincel, tamices, brochas y regla metálica)
Nivel de mano, clavos, martillo, cincel, bolsas plásticas.
4.3.4. Procedimiento a) Determinación del volumen de suelo extraído a.1. Para el ensayo en campo, escoger un área que no haya sido manipulada o compactada por ningún medio, es decir terreno natural. a.2. Sobre la superficie escogida, se coloco la placa del equipo de manera que quede al ras del suelo y con el nivel, nivelar la placa y con clavos asegurarla en esa posición.
a.3. Cavar a través de la placa un hoyo de 10cm aprox. de profundidad del mismo diámetro que el de la placa base y colocar el suelo húmedo extraído en bolsas plásticas para luego ser pesado (Wsh). a.4. Voltear el equipo y colocarlo empalmando la boca del embudo mayor con la de la placa sobre el hoyo cavado. Abrir la válvula y esperar hasta que la arena llene el hoyo y el embudo mayor. Cerrar la válvula y retirar el equipo.
a.5. Pesar el equipo (botella+cono+arena restante) después del ensayo (P2). a.6. Pesar el suelo húmedo extraído del hoyo (Wsh) y determinar su contenido de humedad (ASTM D 2216-71). a.7. Determinar la densidad in situ del suelo húmedo:
a.8. Determinar la densidad del suelo seco in situ.
4.3.5. Resultados
4.3.6. Conclusiones
La densidad obtenida se utilizara para determinar el grado de compactación del terreno de fundación, conjuntamente con los resultados de la prueba de proctor modificado
4.3.7. Recomendaciones
Para el ensayo es necesario contar con arena de granulometría única es decir que el tamaño de sus partículas esté comprendida entre los tamices N°20 y 30 (retenido en el tamiz N°30), por lo que se recomienda usar arena de Ottawa normalizada y calibrada pues presenta un único tamaño de granos y de morfismo redondeado.
Para la ejecución del ensayo se debe tener muy presente que el suelo en donde se cavara el hoyo debe ser suelo completamente natural, es decir que no haya sido afectado por alguna carga externa ya que esta produciría alteración en los resultados.
4.4. Determinación de los Límites de atterberg
4.4.1. Objetivos
Determinar el limite liquido del suelo
Determinar el limite plástico del suelo
Determinar el índice plástico del suelo
4.4.2. Normas aplicables ASTM D 4318 (NTP 339.129)
4.4.3. Materiales
Copa Casagrande.
Acanalador (Casagrande).
Plato evaporador de porcelana.
Placa de vidrio para hacer el ensayo de límite plástico
Varilla de soldadura de 3 mm. Para visualizar por comparación el diámetro del cilindro para límite plástico.
Balanza de sensibilidad de 0.01g.
Estufa, con circulación de aire.
Accesorios (espátula, gotero, franela, envases)
4.4.4. Procedimiento a) Límite liquido a.1. Se tamizo 5 kg. de suelo (seco al aire), por la malla N°50 al cual se le realizo el cuarteo para tomar una muestra representativa de 500 gr. Luego se dejo saturar durante 24 horas con la finalidad de que el agua ocupe todos los espacios vacíos del suelo. Una vez saturado el suelo se procede con el siguiente paso.
a.2. Se calibro la copa de Casagrande verificando que la altura sea exactamente de 1 cm, para esta operación se utilizó la cabeza del acanalador del ranurador patrón en forma de lámina de 1 cm de altura. a.3. Se colocó 250 gr. de suelo saturado en el recipiente de porcelana, añadimos una pequeña cantidad de agua, y mezclamos cuidadosamente el suelo hasta obtener una muestra pastosa y de color uniforme puesto que estas características son indicadores de que la muestra está en un estado adecuado para el ensayo.
a.4. Colocar con la espátula una muestra de la pasta en la copa Casagrande de manera que tengamos una superficie de 10mm de espesor. a.5. Después se realizo la ranura y se giro la manivela registrando el número de golpes necesarios para cerrar el canal en una longitud aproximada de 10mm.
a.6.Se tomo una muestra para medir el contenido de humedad del suelo colapsado en la ranura asegurándose que corresponda a la zona donde se cerró la ranura y la pasta restante se regreso al plato de evaporación para la siguiente repetición. a.7.Se repitió la secuencia para tres pruebas adicionales con número de golpes comprendido entre 25 y 30, entre 20 y 25 y entre 15 y 20 respectivamente.
b) Límite Plástico b.1. De la pasta preparada para el ensayo anterior se tomo porciones pequeñas formando esferas que se colocaron sobre la placa de vidrio para iniciar la prueba del límite plástico una vez concluido el ensayo del límite líquido. b.2. Se tomaron dos esferas y se rolaron sobre la placa de vidrio aplicándole presión suficiente para moldearlo en forma de una varilla cilíndrica, cuando el diámetro del cilindro de suelo llego a 3 mm y aun no se produjo rotura en pequeños pedazos se moldea nuevamente de la misma manera hasta que se produzca la rotura. Si el cilindro se desmorona a un diámetro superior a 3 mm., esta condición es satisfactoria para definir el límite plástico. b.3. A la muestra que ha sufrido rotura se le determina el contenido de humedad (según ASTM D 2216-71). El valor obtenido se promediara con el obtenido en otras repeticiones.
4.4.5. Resultados
4.4.6. Conclusiones De los resultados se puede concluir que ……………………………..
4.4.7. Recomendaciones
Se recomienda conocer el procedimiento teórico antes de empezar el ensayo.
Tener cuidado con las variables que pueden afectar el resultado de la prueba del límite líquido, como pueden ser: utilizar una porción mayor de suelo a ensayar, no cumplir con la frecuencia de golpes especificada (2 golpes por segundo), el tiempo en realizar la prueba y la humedad del laboratorio.
4.5. Granulometría del suelo
4.5.1. Objetivos
Determinar la distribución del tamaño de partículas del suelo
Trazar la curva granulométrica
Clasificar el suelo por el método SUCS y AASHTO
4.5.2. Normas aplicables
ASTM D 422 (NTP 339.128)
4.5.3. Materiales
Un juego de tamices normalizados.
Balanza con capacidades superiores a 20 kg. y 2000 gr. Y de precisión
Estufa
Un vibrador mecánico.
Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, recipientes y brocha).
4.5.4. Procedimiento a) Se tomo una muestra representativa de 1000 gr (peso antes de lavado) obtenida del cuarteo realizado previamente, el cual fue sometido a un remojo durante 24 horas para que las partículas finas se suelten. b) Luego se dispuso a lavar la muestra usando el tamiz N°200 para eliminar las partículas de suelo fino que contiene la muestra, hasta que el agua salga limpia.
c) El material retenido se deposita en un recipiente y se seca en la estufa durante 24 horas. Una vez seca la muestra se deja enfriar y se pesa (peso después de lavado).
d) Luego se deposita el material en un juego de tamices y se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo después del cual se retira del vibrador y se registra el peso del material retenido en cada tamiz. Se sumaron estos pesos (peso final después del ensayo) y se comparo con el peso inicial, calculando el porcentaje de error que fue muy inferior al máximo admisible.
e) Se realizaron los cálculos respectivos
4.5.5. Resultados
4.4.6. Conclusiones
Con el análisis granulométrico y los limites de Atterberg obtenidos en el ensayo anterior, se pudo determinar que el suelo del terreno de fundación para la “Construcción del campus UAP ” es un suelo de gravoso .
4.4.7. Recomendaciones
Se recomienda evitar el uso de tamices que se encuentran en mal estado para disminuir los errores por defecto o exceso de material ensayado.
4.6. Ensayo de compactación “proctor Modificado”
4.6.1. Objetivos
Determinar el óptimo contenido de humedad con el que el suelo logra su máxima densidad seca. Determinar el grado de compactación del suelo
4.6.2. Normas aplicables ASTM D 1557 (NTP 339.141)
4.6.3. Materiales
Molde proctor de compactación con base y collar
Pistón o martillo con altura libre de caída de 18 ” y 4.54 kg de peso
Extractor de muestras
Envases (para la determinación del contenido de humedad)
Estufa de secado con circulación de aire (temperatura 110 º ± 5º C.)
Tamices 3/4”, 3/8” y N°4
Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, espátula, balanza, cuchara, un mezclador).
4.5.4. Procedimiento a) La muestra seca al aire fue pulverizada y se determino que el porcentaje retenido en la malla N°4 fue de 0% por lo que se escogió el método “A” para el ensayo de proctor modificado de acuerdo con el cuadro siguiente .
Descripción Diámetro del molde Volumen del molde Peso del Pizón Altura de caída del pizón Número de golpes/capa Número de capas Energía de compactación Compactación
Suelo por usarse
Método A 4 ” (101.6mm) 0.0333 p 3 (944cm3) 10 lb(4.54 kg) 12plg (304.8mm) 25 5 56,000 pie lb/p3 2700KN-m/m Porción que pasa la malla N°4 se usa sí 20% o menos por peso de material es retenido en la malla N° 4
Método B 4” (101.6mm) 0.0333 p3 (944cm3) 10 lb(4.54 kg) 12plg (304.8mm) 25 5 56,000 pie lb/p3 2700KN-m/m Porción que pasa la malla 3/8”, se usa si el suelo retenido en la malla N° 4 es más del 20% y 20% o menos por peso es retenido en la malla de 3/8 ”.
Método C 6” (152.4mm) (2124 cm3) 10 lb(4.54kg) 12plg (304.8mm) 56 5 56,000 pie lb/p3 2700KN-m/m Porción que pasa la malla ¾” se usa, si más de 20%, por peso de material es retenido en la malla de 3/8 ” y menos de 30%, por peso es retenido en la malla de ¾”
b) Se preparo un espécimen de 5000 gr con 10% de humedad en peso seco y se removió la muestra hasta obtener un color uniforme, para luego dividir la muestra en cinco partes proporcionalmente iguales que conformaran cada capa respectiva de la compactación. c) Se procedió a determinar el peso y el volumen del proctor para luego ensamblarlo con su base y el collar.
d) De la muestra dividida se tomo una de las partes para colocarla en el molde proctor y así formar la primera capa para la compactación con 56 golpes a razón de 25 golpes/min. Este proceso se repitió para cada una de las cuatro partes restantes escarpando y retirando el suelo restante antes de cada capa. e) Después de compactar la ultima capa se removió el collarín teniendo cuidado de no desgarrar el suelo del molde proctor, y luego se enraso el molde usando un cuchillo y una regla de metal recta adecuados de manera que se formo una superficie plana.
f) Se retiro el molde de su base y se peso cuidadosamente
g) Usando el extractor de muestra se retiro la probeta del molde proctor para tomar muestras del suelo compactado para la determinación de la humedad según norma ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)
4.6.5. Resultados
4.4.6. Conclusiones .
4.4.7. Recomendaciones
V. PLANO DE UBICACION