DENSIDAD DE CAMPO

DENSIDAD DE CAMPO

INTRODUCCION.

Teniendo en consideración que la mayoría por no decir todas las estructuras se encuentran apoyadas sobre el terreno es necesario determinar su grado de compactación (densidad) para de este modo asegurar su resistencia a las cargas impartidas por dichas estructuras, por tal motivo el interés en determinar la densidad de un suelo y por métodos que resulten breves y sencillos.

El incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante.

En la práctica, de compactación se realiza con frecuencia sobre los materiales que se utilizan para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también puede realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno.

El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material, tales como:

Aumentar la resistencia al corte y, por consiguiente, mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga del terreno donde estarán apoyadas nuestras estructuras.

Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.

Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.

Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.

El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la misma.

Las relaciones típicas entre la densidad seca. El contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en el laboratorio.

OBJETIVOS.

Determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de la arena.

Familiarizarse con los métodos y procedimientos así como con los materiales empleados para la ejecución de dicho ensayo.

Considerar la importancia que tiene conocer el grado de compactación del suelo donde se apoyarán las estructuras.

NORMATIVIDAD:

Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma. Las mismas que deberán ser de la edición vigente.

NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena)

MTC E 117 (Densidad en el sitio - Método del Cono)

ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method).

FUNDAMENTO TEORICO.

Determinación de la densidad del suelo en terreno método cono de arena (ASTM D1556-64)

Una vez que se han definido los criterios de compactación - en la forma de especificaciones técnicas - para las obras en terreno, es necesario utilizar un método para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactación.

Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:

Cono de arena

Balón de densidad

Densímetro nuclear

En esta guía nos referiremos al empleo del cono de arena.

El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del material compactado, este método se centra en la determinación del volumen de una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin pérdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.

El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente 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 utiliza un cono metálico.

El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:

Donde:

Gc = Grado de Compactación

yd = Densidad Seca en el campo

γdmax = Densidad Seca Máxima obtenida en el laboratorio.

Gc= y_d/y_(d max) *100

MATERIALES.

Aparato de densidad.

Un frasco desarmable u otro contenedor de arena que tenga una capacidad de volumen que exceda el volumen requerido para llenar el orificio de prueba y el aparato durante la prueba.

Un aparato desarmable que consiste en una válvula cilíndrica con un roificio de ½” (13 mm) de diámetro, presentando en un extremo un pequeño cono de metal conectado a un frasco en un extremo y a un embudo (cono) en el otro extremo. La válvula debe tener un freno ( seguro) para prevenir la rotación de una posición completamente abierta a otra completamente cerrada.

Una placa metálica cuadrada o rectangular, con un hueco central con borde para recibir el embudo grande (cono) del aparato descrito anteriormente.

La placa debe ser plana en la base y tener suficiente rigidez con un espesor de 3/8” a ½” (10 a 13 mm).

Arena:

La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Además deberá tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partículas que queden retenidas en el tamiz de 2mm (N°10).

Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partículas o arena fina (menor que 250m, N°60), para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.

Al seleccionar una arena para ser usada, deberá hacerse, como mínimo, cinco determinaciones de peso unitario aparente de cada bulto y para que la arena sea aceptable, no deberá existir entre cada uno de los resultados individuales y el promedio una variación mayor que el 1% del promedio. Antes de usar una arena deberá secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condición de “seca al aire”, en la zona en que va a ser usada.

Balanzas:

Una balanza de capacidad mínima de 20Kg. con sensibilidad de 1.0g.

Equipo para el secamiento:

Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

Equipo misceláneo:

Pequeña pica, cinceles

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