RESUMEN RESUMEN
El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así eri!icar los obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así eri!icar los resultados obtenidos en traba"os de compactaci#n de suelos, y compararlos con las resultados obtenidos en traba"os de compactaci#n de suelos, y compararlos con las es
especpeci!ii!icacaciocionenes s tétécnicnicacas s en en cucuantanto o a a la la $u$umedmedadad, , la la dedensnsidaidad d y y el el %r%radado o dede compactaci#n del suelo ealuado, y así poder determinar la calidad del suelo donde compactaci#n del suelo ealuado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se ayan o se est&n e"ecutando proyectos de in%eniería'
se ayan o se est&n e"ecutando proyectos de in%eniería'
En
En este in!ormeste in!orme e se se detdetallaallar& r& los !undamelos !undamentos b&sicntos b&sicos os parpara a la la reareali(ali(aci#n delci#n del ensayo, así como el procedimiento de e"ecuci#n y la toma de datos )ue ser&n ensayo, así como el procedimiento de e"ecuci#n y la toma de datos )ue ser&n indi
indispespensansables para bles para calccalcular el ular el contcontenienido do de de $ume$umedaddad, , dendensidsidad ad de de la la arenarena a yy calibraci#n del cono'
calibraci#n del cono'
Este in!orme nos ayuda a conocer los conceptos !undamentales de mec&nica de Este in!orme nos ayuda a conocer los conceptos !undamentales de mec&nica de suelos y el procedimiento para $allar la densidad de campo de los di!erentes suelos' suelos y el procedimiento para $allar la densidad de campo de los di!erentes suelos'
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INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN
En
En eseste te in!in!ororme me se se dedescscribribir& ir& los los !u!undandamenmentotos s b&b&sicsicos os papara ra la la reareali(li(acaci#n i#n dedell en
ensaysayo, o, es es nenecescesarario io dedetetermirminar nar el el %ra%rado do de de cocompampactctaciaci#n #n alcalcan(an(adado o cocon n lala m&)uina, para ello se debe obtener el peso unitario del suelo seco y el contenido de m&)uina, para ello se debe obtener el peso unitario del suelo seco y el contenido de a%ua del relleno compactado o de los materiales colocados como base y sub+base a%ua del relleno compactado o de los materiales colocados como base y sub+base en una carretera, a !in de comparar estos resultados con el peso unitario m&imo del en una carretera, a !in de comparar estos resultados con el peso unitario m&imo del suelo seco y el contenido #ptimo de a%ua obtenidos preiamente en el laboratorio por suelo seco y el contenido #ptimo de a%ua obtenidos preiamente en el laboratorio por uno de los métodos de compactaci#n y de esta manera saber si se est& cumpliendo uno de los métodos de compactaci#n y de esta manera saber si se est& cumpliendo con las especi!icaciones'
con las especi!icaciones'
El suelo a estudiar
El suelo a estudiar es, -UNI.ERes, -UNI.ERSIDAD ASIDAD A/AS 0ERUAN/AS 0ERUANAS1 del distrito de 2osé /uisAS1 del distrito de 2osé /uis 3ustamante y Ribero con el método de cono de arena pesada y ensayada'
3ustamante y Ribero con el método de cono de arena pesada y ensayada'
Entre los métodos utili(ados para determinar la Densidad del Terreno se encuentra el Entre los métodos utili(ados para determinar la Densidad del Terreno se encuentra el 4étodo del Densímetro Nuclear, 4étodo del Cono de Arena, este 5ltimo )ue es el 4étodo del Densímetro Nuclear, 4étodo del Cono de Arena, este 5ltimo )ue es el descrito en el si%uiente in!orme, es aplicable en suelos cuyos tama6os de partículas descrito en el si%uiente in!orme, es aplicable en suelos cuyos tama6os de partículas sean menores a * 71 89:mm;< y se basa en la relaci#n $ec$a entre el 0eso del Suelo sean menores a * 71 89:mm;< y se basa en la relaci#n $ec$a entre el 0eso del Suelo
=5medo 8sacado de una pe)ue6a per!oraci#n $ec$a sobre la super!icie del terreno y
=5medo 8sacado de una pe)ue6a per!oraci#n $ec$a sobre la super!icie del terreno y
%eneralmente del espesor de la capa compactada; con el olumen del dic$o a%u"ero'
%eneralmente del espesor de la capa compactada; con el olumen del dic$o a%u"ero' 0ara lue%o proceder
0ara lue%o proceder a calcular a calcular el peso el peso unitario seco'unitario seco'
El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener El ensayo de densidad IN SITU por el método del CONO DE ARENA permite obtener la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así eri!icar los resultados la densidad de terreno al cual sea aplicado el mismo, y así eri!icar los resultados ob
obteteninidodos s een n trtrababa"a"os os dde e ccomompapactctacaci#i#n n de de susuelelosos, , y y cocompmpararararlolos s cocon n lalass es
especpeci!ii!icacaciocionenes s tétécnicnicacas s en en cucuantanto o a a la la $u$umedmedadad, , la la dedensnsidaidad d y y el el %r%radado o dede compactaci#n del suelo ealuado, y así poder determinar la calidad del suelo donde compactaci#n del suelo ealuado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se ayan o se est&n e"ecutando proyectos de in%eniería'
se ayan o se est&n e"ecutando proyectos de in%eniería'
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ÍNDICE Pág
RESUMEN...1
INTRODUCCIÓN...2
CAPÍTULO I...4
1. OBJETIVOS DEL ENSAYO...4
1.1. OBJETIVO GENERAL...4
1.2. OBJETIVO ESPECIFICOS...4
1.3. NORMATIVIDAD...5
CAPÍTULO II...5
2. MARCO TEÓRICO...5
2.1. CONCEPTO GENERAL...5
2.2. MTODO DEL CONO DE ARENA...! CAPITULO III..."
3. E#UIPOS UTILI$ADOS Y PROCEDIMIENTOS..."
3.1. ENSAYO DEL CONO DE ARENA IN SITU..."
3.1.2. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO...13
3.2. ENSAYO DEL CONO CORREGIDO...14
3.2.1. E#UIPOS...14
3.2.2. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO...15
CAPITULO IV...1!
4. DATOS OBTENIDOS...1!
CAPITULO V...1%
5. PROCESAMIENTO DE DATOS...1%
CAPITULO VI...1" !. RESULTADOS DEL ENSAYO...1" CAPITULO VII...22
&. CONCLUSIONES' RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFIA...23
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CAPÍTULO I
1. OBJETIVOS DEL ENSAYO
1.1. OBJETIVO GENERAL
El ensayo permite obtener la densidad y contenido de $umedad -IN SITU1 de terreno y así eri!icar los resultados obtenidos del suelo'
1.2. OBJETIVO ESPECIFICOS
a; Conocer el !uncionamiento correcto del e)uipo para reali(ar el ensayo del método del cono de arena'
b; Aprender el método del cono de arena en el traba"o de campo c; Calcular el porcenta"e de $umedad de una muestra de suelo' d) Calcular la densidad $umeda y seca de una muestra de suelo' 1.3. NORMATIVIDAD
Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma:
NORMAS
I.N.V. E (1!1 ()&
Este método de ensayo se usa para determinar, en el sitio, la densidad o la masa unitaria de los suelos con el e)uipo de cono de arena' El método sire para los suelos )ue no contiene cantidades apreciables de rocas o de material %rueso de tama6o superior a 9:mm de di&metro'
ASTM D4"14 * +, ASTM D5)3).
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Cuando los materiales probados contienecantidades apreciables de partículas mayores a 9:mm 8*71;, o cuando se re)uiera )ue el olumen de $ueco sea superior a >:9@ cm9 8@'* !t9;'
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2. 1. CON CE PTO GE NER AL
El %rado compactaci#n de un suelo o de un relleno se mide cuantitatiamente mediante la densidad seca' /a densidad seca )ue se obtiene mediante un proceso de compactaci#n depende de la ener%ía utili(ada durante la compactaci#n, denominada ener%ía de compactaci#n, también depende del contenido de $umedad durante la reali(aci#n de la misma 8compactaci#n de la capa de suelo'
El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y así
eri!icar los resultados obtenidos en el proceso de compactaci#n de suelos, en las )ue eisten especi!icaciones y una correlaci#n en cuanto a la $umedad y la densidad del suelo' 0ara obtener estas densidades eisten los si%uientes métodos en terreno
C*-* / ,0/-,
3al#n de cauc$o bal#n de =ule
Densímetro nuclear
Tanto el método del cono de arena como el del bal#n de cauc$o, son aplicables en suelos cuyos tama6os de partículas sean menor es a 9:mm' B utili(an los mismos principios'
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2 .2 . M TOD O D EL C ON O D E AR EN A
El método del cono de arena, se aplica en %eneral a partir de la super!icie del material compactado $asta una pro!undidad aproimada de *cm' B cuyo di&metro del $oyo de etracci#n de suelo es aproimadamente ? pul%adas y relatio a la abertura de la placa base del cono met&lico de ensayo< este método se centra en la determinaci#n del olumen de una pe)ue6a ecaaci#n de !orma cilíndrica de donde se $a retirado todo el suelo compactado 8sin pérdidas de material; ya )ue el peso del material retirado diidido por el olumen del $ueco cilíndrico nos permite determinar la densidad
$5meda' Determin&ndose la $umedad de esa muestra nos permite obtener la densidad seca'
Se utili(a una arena uni!orme estandari(ada 8arena compuesta por partículas cuar(osas, sanas, no cementadas, de %ranulometría redondeada y comprendida entre las mallas N *@ AST4 8>,@ mm'; y N 9 AST4 8@, mm';;
y de %ranos redondeados para llenar el $ueco ecaado en terreno'
0reiamente en el laboratorio, se $a determinado para esta arena la densidad )ue ella tiene para las mismas condiciones de caída )ue este material a a tener en terreno' 0ara ello se utili(a un cono met&lico'
El método del cono de arena utili(a una arena uni!orme normali(ada y de
%ranos redondeados 8arena OTAA con CuF>; para llenar el $ueco ecaado en terreno'
Este método de ensayo no es adecuado para
Suelos or%&nicos, saturados o altamente pl&sticos )ue podrían de!ormarse o comprimirse durante la ecaaci#n del $oyo de ensayo'
Suelos )ue conten%an materiales %ranulares dispersos )ue no manten%an los lados estables en el ori!icio de ensayo'
Tampoco para suelos )ue conten%an una cantidad considerable de material %rueso mayor de * 7 pul%' 89: mm; o cuando los
p&%' G
ol5menes de los ori!icios de ensayo son mayores a @'* pie9 8>:9@ cm9; se aplica el 4étodo de Ensayo AST4 D?H*? o AST4 D@9@'
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcci#n, con las obtenidas en el laboratorio' 0ara ello se tiene )ue la densidad seca obtenida en el campo se !i"a con base a una prueba de laboratorio'
Al comparar los alores de estas densidades, se obtiene un control de la compactaci#n, conocido como rado de Compactaci#n, )ue se de!ine como la relaci#n en porcenta"e, entre la densidad seca obtenida por el e)uipo en el campo y la densidad m&ima correspondiente a la prueba de laboratorio'
El rado de Compactaci#n de un suelo se determina de acuerdo a la si%uiente epresi#n
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CAPITULO III
3. E#UIPOS UTILI$ADOS Y PROCEDIMIENTOS
3.1. ENSAYO DEL CONO DE ARENA IN SITU
APARATO DEL CONO DE ARENA
El aparato del cono de arena consistir& de un !rasco de aproimadamente un
%al#n 89'J:lts'; y de un dispositio a"ustable )ue consiste de una &lula cilíndrica con un ori!icio de *>'Jmm 8*K>1; de di&metro y )ue tiene un pe)ue6o embudo )ue continua $asta una tapa de !rasco de tama6o normal en un etremo y con un embudo mayor en el otro' /a &lula deber& tener topes para eitar su rotaci#n cuando este en posici#n completamente abierta o completamente cerrada' El aparto deber& estar de acuerdo con las ei%encias indicadas'
0laca base para su uso esto puede $acer mas di!ícil la nielaci#n pero permite en el ensayo abrir a%u"eros de di&metro mayores y puede reducir la perdida de suelo al pasarlo del a%u"ero de ensayo al recipiente, así como también o!recer una base mas constante para ensayos en suelos blandos' Cuando se usa la placa de base deber& considerarse como una parte del embudo en el procedimiento de este método de ensayo'
p&%' :
ARENA
/a arena )ue se utilice deber& ser limpia, seca, uni!orme, no cementada, durable y )ue !luya libremente' Adem&s deber& tener un coe!iciente de uni!ormidad 8DG@KD*@; menor )ue > y no contener partículas )ue )ueden retenidas en el tami( de
>mm 8NL*@;' Debe ser uni!orme y pre!eriblemente de !orma redondeada o sub+
redondeada para !aorecer )ue !luya libremente y desproista de partículas o arena
!ina 8menor )ue >@m, NLG@;, para preenir se%re%aci#n en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de ariaciones en la
$umedad atmos!érica'
Al seleccionar una arena para ser usada, deber& $acerse, como mínimo, cinco determinaciones de peso unitario aparente de cada bulto y para )ue la arena sea aceptable, no deber& eistir entre cada uno de los resultados indiiduales y el promedio una ariaci#n mayor )ue el *M del promedio' Antes de usar una arena deber& secarse y de"arse lue%o en reposo $asta )ue obten%a la condici#n de -seca al aire1, en la (ona en )ue a a ser usada'
p&%' H
BALAN$AS
Una balan(a de capacidad de *@%' B sensibilidad de >%' y otra de capacidad de >@@%' y sensibilidad de @'*%'
E#UIPO PARA EL SECAMIENTO
Estu!a, $orno u otro e)uipo adecuado para secar muestras con el !in de determinar su contenido de $umedad'
E#UIPO MISCELNEO
0e)ue6a pica, cinceles y cuc$aras para ecaar el a%u"ero de ensayo, ca(uela para !reír de >>?mm' 8*@1; o cual)uier otro recipiente adecuado para secar muestras<
canastillas con tapas, canecas con tapas, sacos de lona u otros recipientes adecuados para )ue conten%an las muestras de peso unitario y $umedad o para el peso unitario de la arena respectiamente, term#metro, pe)ue6a broc$a de pintura, cuaderno y cartera, etc'
p&%' *@
