En el presente informe se tratarán dos métodos de ensayo : Densidad con cono y arena y el método Speedy , que son utilizados para determinar la densidad de un suelo y su humedad in situ respectivamente, para el caso de estudio específico del mejoramiento de un tramo del anillo vial de la Universidad Nacional sede Bogotá, para lo cual se realiza interventoría para determinar la densidad y la humedad de una base granular, para corroborar que los valores en terreno cumplan con la máxima densidad seca establecida en los diseños.
sectores en los cuales se va a desarrollar el ensayo, se usa la placa de base del embudo para abrir un agujero en el suelo con el diámetro del mismo y a una profundidad establecida, se almacena en bolsas de sello hermético el material extraído para determinar su humedad en laboratorio posteriormente se coloca el cono con el recipiente lleno de arena del Guamo sobre la base y se abre la válvula hasta que la arena deje de salir por ella.
ENSAYO DE DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DE SUELOS EMPLEANDO UN PROBADOR CON CARBURO DE CALCIO I.N.V. E – 150 – 07
Resumen del método
Determinar la densidad de un suelo granular haciendo uso del método del cono y arena teniendo arena teniendo como guía la norma INV E – 16113. Determinar la humedad de un suelo granular usado como material de carreteras empleando un probador con carburo de calcio y siguiendo la norma I.N.V. E – 150 – 07
En la cámara de un probador tipo Speedy se deposita la muestra de suelo, dos esferas metálicas y carburo de calcio y se cierra la cámara. Se sacude vigorosamente el dispositivo para que todo el suelo entre en contacto con el carburo de calcio, la reacción genera gas de acetileno que es medida con el manómetro del equipo que entrega el valor de humedad del suelo.
Localización Anillo vial de la Sede Bogotá de la Universidad Nacional de Colombia, por la vía de ingreso Coordenadas geográficas Aproximadas: Resumen del método Teniendo en cuenta la complejidad del proyecto y la longitud total, se seleccionan
Latitud: 4°38’17,21” Norte
Longitud: 74°5’11.67”
Oeste
Tipo de Suelo El suelo corresponde a una muestra de la base de la estructura asfáltica del pavimento flexible, previamente compactado como lo determinaron en los diseños de obra. Se presenciaron materiales como arenas y materiales finos como arcillas y limos.
DATOS DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DE SUELOS EMPLEANDO UN PROBADOR CON CARBURO DE CALCIO INV E – 150 150 – 13 13
Se usó un humedometro de 20 g Fabricante INGETEST Modelo IT-10001 Número de serie 100115415 Análogo Rango de medición 0-20%
GEOMETRIA DEL HUECO (Aproximada) Diámetro (cm.) 16,5 Altura (cm.) 10,62 Tabla 2. Geometría 2. Geometría aproximada del hueco.
CONTENIDO DE HUMEDAD RECIPIENTE PESO INICIAL PESO SECO 199 367 347 4 365 347 Promedio 366 347 Tabla 3. Mediciones 3. Mediciones para cálculo de humedad en laboratorio
CÁLCULOS 1) Volumen del hueco: =
−
Dónde: Humedad Medida
5,2 %
= Masa de la arena que se utilizó para
llenar el hueco, el cono y la placa de base (g)
DATOS DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL SUELO EN EL TERRENO POR EL MÉTODO DEL CONO Y ARENA
INV E – E – 161 161 – 13 – 13
Masa: envase + cono Masa: envase+ Cono+ Arena (Inicio) Masa: envase+ Cono+ Arena (final) Masa: envase+ Cono+ Arena (recuperada de ensayo in situ) Masa Húmeda (Muestra excavada) Constante del cono (1)
cono + placa de base (constante cono), g. =Densidad de la arena en g/cm^3 =
Arena usada en prueba
Densidad de la arena (Guamo)
= Masa de la arena para llenar conjunto conjunto
1,42 g/cm³ 922 g 5995 g. 2021 g. 3219 g. 3403 g. 1582,66
Tabla 1. Masas 1. Masas de combinaciones cono + arena durante ensayo y masa de muestra recuperada.
(5995 5995 − 2021 2021)) − (1582.66) 1582.66) 1.42 = 1684.0 1684.042 42
2) Contenido de humedad del suelo Para el cálculo de la humedad se usaron datos de tanto de laboratorio como los tomados en campo por el Speedy haciendo uso de los datos de la tabla 3.
CONTENIDO DE HUMEDAD No.
P. Inicial (g)
P, Seco (g)
199 367 347 4 365 347 VALOR HUMEDAD SPEEDY Promedio
5) Densidad seca:
% Humedad
=
5450 4932 5,2 =
5,194
. .
= . / /
Tabla 4. 4. Valores de humedad determinados en laboratorio con horno y en campo con el equipo Speedy.
Se decide utilizar el valor de humedad determinado in situ, por medio del Speedy
(ω=5.2 %). 3) Masa seca En los siguientes cálculos se usarán el valor de masa húmeda de la muestra excavada de la tabla 1. =
100 ∗ + 100
Dónde: = Masa seca del material extraído del
hueco, (g). = Masa húmeda del material extraído del
hueco, (g). = Contenido de agua del material extraído
del hueco (%) =
100 100 ∗ 3403 3403 5.2 + 100 100
= ..
4) Densidad húmeda: =
=
. .
= . / /
Como parte del desarrollo de la interventoría, teniendo en cuenta el tipo de vía que está siendo la vía componente de la Malla vial local y el tipo de vehículos que transitan, siendo casi exclusivamente automóviles y ocasionalmente vehículos comerciales, se permite manejar un rango de diferencia del 80% entre la densidad seca determinada por medio del ensayo de Cono y arena y la calculada en laboratorio la cual es estipulada en los diseños. Por lo tanto, para que la obra sea admitida la densidad seca de diseño debe estar en el rango de 1,536 g/cm³ y 2,304 g/cm³. El suelo estudiado será utilizado como una base granular para un concreto asfaltico MDC2 (Mezcla Densa en Caliente Tipo 2) la cual tendrá un espesor de 12 cm repartido en 2 capas de 6 cm, se emplea un geotextil para separar las capas de la estructura del pavimento flexible. Por observación se concluye que en la obra no se realiza adecuadamente la hidratación del suelo para ser compactado, no se tiene un método en concreto, además la energía de compactación del vibrocompactador por la superficie no es homogénea.
DENSIDAD O MASA UNITARIA DEL SUELO EN EL TERRENO MÉTODO DEL CONO DE ARENA, Norma I.N.V.E – I.N.V.E – 161-07. 161-07. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EN SUELOS MEDIANTE UN PROBADOR CON CARBURO DE CALCIO I.N.V. E – E – 150 150 – 07 – 07