UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES _________________________F _____________ ____________FACUL ACULT TAD DE INGENIERIA_________________________ INGENIERIA_________________________ METODO CONO DE ARENA
El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado hasta una profundidad aproximada de 15cm. Y cuyo diámetro del hoyo de extracción de suelo es aproximadamente 4 pulgadas y relativo a la aertura de la placa ase ase del del cono cono metál metálico ico de ensay ensayo! o! este este métod método o se centra centra en la dete determi rmina nació ción n del del volumen de una pe"ue#a excavación de forma cil$ndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado %sin pérdidas de material& ya "ue el peso del material retirado dividido por por el volume volumen n del del hueco hueco cil$n cil$ndri drico co nos nos permi permite te deter determin minar ar la densi densida dad d h'me h'meda da.. (eterminándose la humedad de esa muestra nos permite otener la densidad seca. Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en oras en construcción, con las otenidas en el laoratorio. )ara ello se tiene "ue la densidad seca otenida en el campo se fi*a con ase a una pruea de laoratorio. El +rado de ompactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión-
Donde: = óN
= = = á
EQUIPOS Y MA MATERIALES TERIALES • • • • • • • • • • • •
parato del cono de rena. rena. rena de de /tta0a. /tta0a. )laca metálica hueca. alan2a con una caliración al gramo ápsula. incel. 3ami2 3ami2 %466& ucharas. rocha. 7artillo. 8orno. (epósito.
PROCEDIMIENTO DE ENSA ENS AYO
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9e selecciona el lugar para efectuar el ensayo, en nuestro caso al costado del laoratorio de pavimentos de una capa de suelo simulada como surasante.
ntes de iniciar el ensayo, se dee calirar el e"uipo de densidad de campo, para de esta forma otener el peso volumétrico de la arena calirada y el peso de arena calirada "ue "ueda en el cono después de e*ecutar el ensayo! datos "ue nos sirven en la determinación de la (ensidad de ampo.
9eguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira el material suelto.
continuación se coloca la placa y se comien2a a hacer una perforación %cavado con cincel&, teniendo como gu$a el agu*ero interior de la placa, a una profundidad de 15 cm. 3odo el material "ue se sa"ue del agu*ero se coloca en una olsa plástica o en un depósito y se pesa.
)ara determinar el volumen del agu*ero, utili2amos el e"uipo de densidad de campo de la siguiente forma-
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9e determina el peso inicial del frasco con la arena calirada. :uego se invierte y se coloca sore la placa, la cual está colocada en la parte superior del agu*ero! se are la llave del cono, permitiendo el paso de la arena. uando el agu*ero y el cono están llenos de arena, se cierra la llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en él. )or la diferencia de los pesos del frasco más la arena inicial y del frasco más la arena final, otenemos el peso de la arena contenida en el agu*ero y el cono. este valor le restamos el peso de la arena "ue cae en el cono, oteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agu*ero. El peso de la arena dividida por su densidad, otenida en el laoratorio mediante la caliración, nos da el volumen del agu*ero.
;inalmente se dee determinar en el laoratorio, la densidad seca máxima y el contenido de humedad de la muestra recuperada del agu*ero, para de esta forma, determinar el +rado de ompactación.
METODO NUCLEAR
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES _________________________FACULTAD DE INGENIERIA_________________________ Este 7odo /perativo descrito es 'til como una técnica rápida no destructiva para determinar in situ la densidad de suelo y roca. Este 7odo /perativo es adecuado para el control de calidad y la pruea de aceptación para aplicaciones en construcciones, investigación y desarrollo. :a naturale2a no destructiva del ensayo permite "ue se realicen mediciones respectivas en un solo lugar de ensayo .
EQUIPOS Y MATERIALES • • • • • •
(ispositivo de medición nuclear n martillo desli2ante
PROCEDIMIENTO
1. Estandari2ar el dispositivo de medición. ?. 9eleccionar un lugar para el ensayo. 9i el dispositivo está más cerca de ?5@ mm %1@ pulg& a cual"uier masa vertical "ue pueda influenciar el resultado, tales como en una 2an*a o a lo largo de un tuo, seguir el procedimiento de corrección indicado por el faricante. .
4. Aivelar o raspar una superficie hori2ontal llana de modo "ue se otenga un contacto máximo entre el dispositivo de medición y el material ensayado. :a colocación del dispositivo de medición en la superficie del material "ue será proado es siempre muy importante, pero es especialmente decisiva para la determinación satisfactoria de la densidad cuando se está usando el método de
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES _________________________FACULTAD DE INGENIERIA_________________________ 5. )roceder con el ensayo de la siguiente manera•
)rocedimiento de
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)rocedimiento de 3ransmisión (irecta. a& 8acer un agu*ero perpendicular a la superficie preparada usando la gu$a y el dispositivo para formar agu*eros %numeral 4.1. de este ensayo& o si es necesario taladrar. :a profundidad y alineación del agu*ero deen ser tales "ue la inserción de la sonda no dee causar "ue dispositivo de medición se incline a partir del plano de la superficie preparada. :a profundidad del agu*ero dee ser mayor "ue la profundidad donde será colocada la sonda. :a gu$a dee ser del mismo tama#o "ue la ase del dispositivo de medición, con el agu*ero en el mismo lugar de la gu$a as$ como la sonda en el dispositivo. :as es"uinas de la gu$a se se#alan delineando la superficie del suelo. :uego la placa de gu$a es removida y se reali2a cual"uier reparación necesaria a la superficie reparada. & )roceder con el ensayo de la siguiente formac& olocar el dispositivo de medición en la superficie del suelo, alinearlo cuidadosamente con las marcas hechas en el suelo de modo "ue la sonda esté directamente sore el agu*ero ya formado. d& Dnsertar la sonda en el agu*ero. e& sentar el dispositivo de medición firmemente girándolo alrededor de la sonda con un movimiento de atrás hacia delante. f& 3irar suavemente del dispositivo de medición de modo "ue una el lado de la sonda con el lado del agu*ero "ue esté más cerca al detector %o fuente& locali2ado en el enca*e del dispositivo de medición. g& 7antener cual"uier otra fuente radioactiva le*os del dispositivo para evitar afectar la medición. h& segurar y registrar una o más lecturas para el per$odo normal de medición. i& (eterminar la relación de la lectura y el conteo estándar. partir de esta relación de conteo, de la caliración adecuada y la información de a*uste, determina la densidad h'meda in situ.
ENSAYO DE PENETRACION ESTATICA :a calidad durante un proceso de compactación en campo se mide a partir de un parámetro conocido como grado de compactación, el cual representa un cierto porcenta*e.
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES _________________________FACULTAD DE INGENIERIA_________________________ 9u evaluación involucra la determinación previa del peso espec$fico y de la humedad óptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este método de conocer el grado de compactación es un método destructivo ya "ue se asa en determinar el peso espec$fico seco de campo a partir del material extra$do de un hoyo, el cual se reali2a sore la capa de material ya compactada. Es importante decir "ue este ensayo aplica solo para suelos granulares y "ue sean cohesivos, tamién tenemos "ue mencionar "ue mientras se está haciendo el ensayo no puede haer viraciones cerca del lugar donde se esté haciendo la pruea.
MATERIALES Y EQUIPOS: •
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7olde próctor para conocer la densidad de la arena. E"uipo %compuesto de un frasco, un cono metálico y arena s$lica o de /tta0a "ue pase la malla ?@ y se retenga en la @
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ase metálica para el cono
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alan2a de ?@ Fg con aproximación de 1 gr
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>na charola cuadrada
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>na rocha y una cuchara
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>na cápsula de aluminio con tapa
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>n horno con temperatura controlale "ue sea capa2 de mantener una temperatura de 11@G
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>n cincel y un martillo
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olsas de plásticas
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>na placa de 1@cm de diámetro
PROCEDIMIENTO: 9e mide el diámetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro! después se pesa el cilindro con la ase, se cierra la válvula del cono, se coloca éste sore las
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES _________________________FACULTAD DE INGENIERIA_________________________ mariposas del cilindro evitando "ue se mueva, se are la válvula y se llena el molde con arena hasta "ue ésta se derrame! se cierra la válvula una ve2 "ue ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enra2a el cilindro ayudado por un cordell para evitar e*ercer presión, se limpia la ase con la rocha y se pesa! por diferencia de pesos se otiene el peso de la arena "ue dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionará el peso volumétrico. 9e repite el proceso anterior de a 5 veces dependiendo las variaciones en el peso de la arena. ilindro y ase
FRASCO CON CONO )ara otener el peso de la arena "ue llena el cono y la ase se procede a hacer lo siguiente- se pesa el e"uipo con arena, se coloca la ase sore una superficie plana %en este caso la charola&, se cierra la válvula y se coloca el cono sore la placa permitiendo "ue fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la válvula y, se pesa el e"uipo con la arena sorante. ono sore la placa para otener el peso de la arena retenida entre el cono y la placa El siguiente paso es la otención del peso volumétrico de campo, para ello se pesa el e"uipo con arena y la cápsula. En el campo, en el lugar en "ue se reali2ará la pruea se dee nivelar, colocar la placa y tra2ar el diámetro de ésta, se extrae el material procurando evitar pérdidas hasta una profundidad de B a 1@ cm. El material extra$do deerá colocarse en una olsa de plástico para evitar "ue pierda agua. (espués se coloca el cono sore la ase, se cierra la válvula y cuando esté listo se are la válvula para "ue fluya la arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen amos elementos, se cierra la válvula y se pesa el e"uipo con la arena restante. 9e pesa el material extra$do de la cala y de ah$ mismo se otiene una muestra representativa "ue será pesada para otener el contenido de humedad, con estos datos se otiene el peso espec$fico seco máximo de campo y dividiéndolo entre el peso volumétrico seco máximo de laoratorio nos indica el grado de compactación de campo.
INTRODUCCION
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El ensayo de densidad DA 9D3> por el método del /A/ (E <9A3E&, para anali2ar la calidad del suelo de ora.
OBJETIVOS DEL ENSAYO:
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(eterminar la (ensidad del 9uelo 9eco y el ontenido de 8umedad del 9uelo compactado en el campo, para luego poder determinar el +rado de ompactación "ue presenta el suelo en el campo por el 7étodo de ono de rena. omproar el grado de compactación del campo a partir de nuestro ensayo reali2ado.
REFERENCIA NORMATIVA: :as siguientes referencias contienen disposiciones "ue al ser citadas en este texto constituyen re"uisitos de la presente Aorma•
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A3) J.14 %7étodo de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena& 73 E 11K %(ensidad en el sitio L 7étodo del ono& 937 ( 155M %9tandard 3est 7ethod for (ensity and >nit Neight of 9oil in )lace y the 9andLone 7ethod& 9983/ 3 1J1 %(ensity DnL)lace y 3he 9and one 7ethod&
MARCO TEÓRICO El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. :a densidad seca "ue se otiene mediante un proceso de compactación depende de la energ$a utili2ada durante la compactación, denominada energ$a de compactación, tamién depende del contenido de humedad durante la reali2ación de la misma %compactación de la capa de suelo&. El ensayo de densidad seca permite otener la densidad de terreno y as$ verificar los resultados otenidos en el proceso de compactación de suelos, en las "ue existen especificaciones y una correlación en cuanto a la humedad y la densidad del suelo. )ara otener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno
ono de arena Ensayo de )enetración Estática (ens$metro nuclear
3anto el método del cono de arena como el del alón de caucho, son aplicales en suelos cuyos tama
