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Contenido I.PRESENTACIÓN ............................................................................................ 3 II. INTRODUCCIÓN........................................................................................... 4 III.OBJETIVOS................................................................................................. 5 3.1. OBJETIVOS GENERALES.......................................................................5 3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS......................................................................5 IV.MARCO TEÓRICO........................................................................................ 6 4.1. DENSIDAD IN SITU................................................................................. 6 4.1.1. DEINICION........................................................................................6 4.1.2. APLICACIÓN.................................................................................... 7 V. MARCO EXPERIMENTAL.............................................................................. 8 5.1. ENSAYO DE DENSIDAD IN SITU...........................................................8 (MÉTODO DEL CONO DE ARENA .................................................................8 5.1.1. E!UIPOS..........................................................................................8 5.1.2. PROCEDIMIENTO.............................................................................9 5.1.3. CALCULOS.................................................................................... 12 5.1.4. RESULTADOS................................................................................. 13 VI.CONCLUSIONES........................................................................................15 VII.RECOMENDACIONES...............................................................................16 VIII.ANEXOS.................................................................................................. 17 ".1PANEL FOTOGRAFICO........................................................................... 17
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I.PRESENTACIÓN No es nada ajena a nuestra realidad mencionar el gran avance que ha presentado en nuestros días, el rubro de la construcción. Y esto ha traído consigo la demanda de profesionales altamente capacitados de tal modo que las obras ejecutadas y a ejecutar sean pues de calidad y garantía para la población. Actualmente se construyen estructuras y superestructuras que traen un gran desarrollo, y que han enmarcado un logro tecnológico sumamente sofisticado. Requiriendo para ello anlisis, dise!os y proyecciones seguras, económicas y sobre todo eficientes. "ara plasmar obras de gran y mediana envergadura hay que tener en cuenta el tipo del suelo en el que se va a construir. "or la influencia que tiene en una construcción el anlisis del suelo en donde se va a materiali#ar un dise!o de una estructura, es fundamental el conocimiento de las características que presenta el suelo, con la finalidad de adecuar la estructura al tipo de suelo. $s muy importante reali#ar estos ensayos para tener en cuenta cual es la capacidad del suelo en donde se va a construir una obra, y para poder reali#ar un buen dise!o de acuerdo a las características del suelo.
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II. INTRODUCCIÓN $l poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecnica de suelos y científicos del rea en general. %e reali#a esta determinación para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados. $ste ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que e&isten especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad. $ntre los m'todos utili#ados, el m'todo del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado, este m'todo se centra en la determinación del volumen de una peque!a e&cavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin p'rdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad h*meda. +eterminaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca. $l m'todo del cono de arena utili#a una arena uniforme normali#ada y de granos redondeados para llenar el hueco e&cavado en terreno. "reviamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la densidad que ella tiene para las mismas condiciones de caída que este material va a tener en terreno, para ello se utili#a un cono metlico. os ensayos que desarrollaremos a continuación son- el contenido de humedad del suelo y la densidad natural in situ mediante el ensayo del cono de arena.
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III.OBJETIVOS 3.1. OBJETIVOS GENERALES
Aprender el procedimiento para reali#ar el ensayo del cono de arena.
+eterminar el contenido de humedad de la muestra del suelo y la densidad in situ, mediante el ensayo del cono de arena.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
+eterminar la densidad in situ del suelo por medio del m'todo del
cono de arena. +eterminar la densidad seca del suelo en el que se sacado la
muestra. +eterminar el contenido de humedad del suelo en el que se ha hecho el ensayo.
IV.MARCO TEÓRICO
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4.1. DENSIDAD IN SITU 4.1.1. DEFINICIÓN. +ensidad en el suelo, como en cualquier otro cuerpo físico, la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Ahora bien, dado su carcter poroso, conviene distinguir entre la densidad de sus componentes sólidos y la del conjunto del suelo, incluyendo los huecos, por ello nos referiremos a dos tipos de densidad. +ensidad in situ nos permite conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, se reali#a para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados artificialmente. $s muy *til en el caso de suelos sin cohesión (gravas y arenas), los cuales, por lo general no permiten obtener muestras inalteradas, y por medio de la densidad in situ se puede reproducir el suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada. n suelo natural o compactado requiere la determinación de la densidad in situ. $n la mayoría de los proyectos, esta verificación se logra bien por el cono de arena o por el m'todo del balón de densidad. $n otros casos, se utili#an equipos nucleares. %e obtiene el peso del suelo h*medo retirado de una peque!a e&cavación de forma cilíndrica hecho sobre una superficie hori#ontal de suelo.
DENSIDAD HUMEDA=
pesode arenaen el hueco densidadde laarena
na ve# calculada la densidad seca tambi'n nos permite calcular la densidad seca a trav's de la siguiente fórmula. DENSIDAD HUMEDA DENSIDAD SECA = W 1+
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4.1.2. APLICACIÓN $l ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que e&isten especificaciones
en
cuanto
a
la
humedad
y
la
densidad.
$n obra durante el trabajo de compactación de suelos, es necesario determinar el grado de compactación alcan#ado con la mquina, 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 m&imo del suelo seco y el contenido óptimo de agua obtenidos previamente en el laboratorio por uno de los m'todos de compactación y de esta manera saber si se est cumpliendo con las especificaciones. $ste ensayo est basado en la norma A%01 + 2334 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
fija
con
base
en
una
prueba
de
laboratorio.
Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como 5rado de 6ompactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad m&ima correspondiente a la prueba de laboratorio.
V. MARCO EXPERIMENTAL
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5.1. ENSAYO DE DENSIDAD IN SITU (MÉTODO DEL CONO DE ARENA 5.1.1. E!UIPOS
7alan#as- para pesar la muestra de suelo y el frasco con arena. $nvase plstico con cono. "laca metlica. comba 6incel. 6ucharón. brocha 8 taras. 0ami# de 9:;< 2 7olsas plstica Arena calibrada. %artenes- servirn para secar la grava $stufa- servir secar la grava 1alla para pesar la grava sumergida.
5.1.2. PROCEDIMIENTO "ara reali#ar el presente ensayo se seguir los siguientes pasos
%e selecciona material pasante la N 2= y retenido la N8=> apro&imadamente 2=?g. %e lava para desaparecer los finos y se coloca al horno por 8; horas. Y
luego dejar enfriar a temperatura ambiente. 6alibrar el cono de arena > en este caso la densidad es de 2.;; gr: cm uego se pesa el frasco con el cono que est lleno de arena. $n este caso el peso del frasco @ la arena B;2= gr MECANICA DE SUELOS
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uego se va a campo a reali#ar la prueba con todos los materiales necesarios
para reali#ar este ensayo. %elección y "reparación del punto de e&tracción- na ve# seleccionado el
punto de e&tracción, se procede a limpiar el sitio escogido. %e instala la placa y se procede a ajustarla con clavos o sujetndola. $sta
placa no debe moverse durante la e&cavación. %e procede a e&cavar con el cincel y comba un hoyo de profundidad de acuerdo al espesor de la capa. $n nuestro caso se determinó una profundidad
de 2;.9 cm. $l material e&traído del hueco es depositado en un recipiente donde no pierda humedad, para ello utili#amos bolsa plstica y con un cucharon sacaremos
el suelo e&cavado y lo colocaremos en la bolsa. %e pesa el suelo de la bolsa en la balan#a y se obtiene el peso del suelo h*medo. "ara ello primero se tara la bolsa. "ara este caso-
"eso de bolsa 2= gr "eso de bolsa @ suelo h*medo 3=B3 gr
"or lo tanto"eso de suelo h*medo 3=B3 gr / 2= gr "eso de suelo h*medo 3=C33 gr uego se ajusta la vlvula del cono, se vuelca el equipo y se instala sobre la
placa. uego se abre la llave y se deja caer la arena hasta que el hueco y el cono se
llenen. %e 6ierra la vlvula y se pesa el frasco despu's del ensayo con la cantidad de
arena que quedo en el recipiente. "ara este caso
"eso de la arena que queda @ frasco 83B3 gr
uego el peso de arena en el embudo es 234C gr "or lo tanto el peso de arena en el hueco es"eso arena en hueco 3B83 gr / 234C gr "eso arena en hueco ;83B gr "odemos calcular el volumen del hueco-
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+ensidad de la arena 2.;; gr:cm9 volumendel hueco =
volumendel hueco =
peso de arena en el hueco densidad dela arena 4258 gr 1.44
3
gr / cm
volumendel hueco =2956.9 cm
3
uego pasamos la muestra de suelo por el tami# de D<. +espu's de tami#ar la muestra, secaremos utili#aremos taras lo colocaremos al horno
que la muestra este totalmente seca.( es un suelo fino) 6alculamos el peso neto del suelo "eso neto de suelo 3=C3 gr 6alculamos el volumen del suelo Eolumen del hoyo 8F34.F
cm
3
C#$%&$#') $# *+,)-*#* *+$ )&+$ /'+* densidad humeda =
densidad humeda =
pesodel suelo volumen del suelo 5075 gr 2956.9 cm
3
DENSIDAD HUMEDA =1.716 gr / cm
3
L&+0 ## #$$# +$ %,+,-* *+ &'+*#* %eleccionamos una porción de muestra h*meda que es 28;.9B gr y se colocó en el horno por 8; horas> dejo enfriar a temperatura ambiente y se pesó dando un peso de muestra seca de 22;.=F gr. contenido de humedad=
124.38 gr −109.89 gr 114.09 gr
∗100
contenido de humedad =13.19
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5.1.3. CLCULOS "ara el clculo de datos obtenidos en laboratorio tendremos la siguientes formulas se aplicaran para llenar el cuadro que se ver a continuación y así llenar y hallar densidad seca.
PESO DE LA ARENA EMPLEADA (06 "$%G +$ A AR$NA @ HRA%6G (gr)/ "$%G +$ A AR$NA R$1AN$N0$ @ HRA%6G (gr). PESO DE LA ARENA EN EL 7OYO (06 "$%G +$ A AR$NA $1"$A+A (gr)/ "$%G +$ A AR$NA $N $ 6GNG Y "A6A (gr). VOLUMEN DEL 7OYO (%'36 "$%G +$ A AR$NA $N $ IGYG (gr): +$N%J+A+ +$ A AR$NA (gr:cm 9). DENSIDAD 78MEDA IN SITU (09%'36 +$N%J+A+ IK1$+A JN %J0 (gr:cm9) :EG1$N +$ IGYG (cm9) DENSIDAD SECA IN SITU (09%'36 +$N%J+A+ IK1$+A JN %J0 (gr:cm9):(2@ "GR6$N. +$ I1. +$ 1$%0RA 0G0A (L):2==) PESO DEL AGUA (0 "$%G +$ A 1$%0RA IK1$+A @ 0ARRG (gr)/ "$%G +$ A 1$%0RA %$6A @ 0ARRG (gr) PESO DE LA MUESTRA SECA (06 "$%G +$ A 1$%0RA %$6A @ 0ARRG (gr)/ "$%G +$ 0ARRG (gr) PORCENTAJE DE 7UM. DE LA FRACCIÓN FINA (:6"$%G +$ A5A (gr): "$%G +$ A 1$%0RA %$6A (gr)M2== PORCEN. DE 7UM. DE MUESTRA TOTAL (:(L +$ A7%GR6JN +$ 1A0$RJA $O0RA+J1.M L +$ 1A0$RJA MECANICA DE SUELOS
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$O0RA+J1$N%JGNA+G(L)@L +$ I1$+A+ +$ A HRA66JN HJNA (L)ML +$ 1A0$RJA +$ A HRA66JN HJNA (L) :)2==
5.1.4. RESULTADOS Iabi'ndose reali#ado la densidad de campo en laboratorio se obtuvieron datos que mediante clculos se han logrado hallar los siguientes resultados.
VI.CONCLUSIONES Al finali#ar la presente prctica de laboratorio el grupo concluye
Al calcular la densidad in situ mediante el m'todo del cono de arena nos damos cuenta que obtenemos resultados precisos, y de una forma rpida,
constituyendo
este
el
m'todo
ms
empleado
para
determinar la densidad de un suelo en obra.
.se logró aprender el procedimiento para reali#ar
el ensayo del
cono de arena, permiti'ndonos determinar la densidad que tenía el suelo en ese instante.
$ste ensayo es de mucha importancia y de mucho uso en lo que respecta al campo de carreteras, ya que
sirve parar medir el
grado de compactación del suelo, sobre el cual va a ir la capa de rodadura.
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VII.RECOMENDACIONES 6on la finalidad de mejorar posteriores ensayos en laboratorio se recomienda
5eneralmente es deseable contar con una arena uniforme o de un solo tama!o para evitar problemas de segregación, de modo que con las condiciones de vaciado pueda lograrse la misma densidad, del suelo que se ensaya.
$n el momento de ensayo en terreno, se debe evitar cualquier tipo de vibración en el rea circundante, ya que esto puede provocar introducir un e&ceso de arena en el agujero.
Pue los pasos que se deben reali#ar para cada ensayo deben ser inalterables, caso contrario los resultados que se obtengan no sern los verdaderos, lo cual se vería reflejado en el momento de reali#ar procesos constructivos.
Pue los instrumentos utili#ados en los diferentes ensayos debern estar
correctamente
calibrados, para
poder
obtener
mediadas
e&actas.
Pue en
el momento de reali#ar las medidas o pesadas del
material se debe tener la mayor precisión posible, adems de manejar los equipos con mucho cuidado.
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VIII. ANEXOS ".1PANEL FOTOGRFICO I$&)#%-;, 1 C$%#') $# $#%# < +=#') +$ )&+$
3: equipos utilizados I$&)#%-;,Ilustración 2 C$%#') #+,# %, *+,)-*#* %,%-*#
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