Ensayo Para Determinar La Densidad de Un Suelo en El Campo Por El Método Del Cono de Arena

ENSAYO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE UN SUELO EN EL CAMPOPOR EL MÉTODO DEL CONO DE ARENA 1.- Alcance La Densidad es una medida del estado de empaquetamiento de las partículas del suelo y para esto la densidad seca es una de las medidas más apropiadas. 2.- Objetivos Determinar la densidad y peso unitario en una superficie de un suelo acabado y compactado por medios mecánicos, como lo es el Cono de Arena. 3.- Áreas de Ejecución        Rellenos compactados. Presas de Tierra (Durante la Construcción). Estructuras de Pavimentos (Sub-rasante, Sub-base, base). Pistas de Aterrizaje (Aeropuertos). Terraplén para Vías Férreas. Cimentaciones de Canales. Fondos de Piscinas, veredas, losa deportiva, estructuras para pisos, almacenes, silos, parques de estacionamiento, etc. 4.- Metodología El ensayo de Densidad de Campo In-Situ se puede realizar mediante 3 métodos:  Densidad del Suelo por el Cono de Arena (ASTM D 1556).   Densidad y Peso Unitario por el Globo de Hule (ASTM – 2167). Densímetro Nuclear (ASTM D 2922 y D 3017). 5.- Referencia Normativa Las siguientes referencias contienen disposiciones que al ser citadas en este texto constituyen requisitos de la presente Norma     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) ASSHTO T 191 (Density In-Place By The Sand Cone Method) MÉTODO CONO DE ARENA 1.Alcance     Determinar la densidad in-situ de los suelos. Determina la Densidad de depósitos naturales y terraplenes.Importancia   El método es ampliamente usado.. Se limita a Suelos Saturados y muy Blandos o muy Sueltos. N° 01            Recipiente de Plástico o Metal Cono Metálico Base metálica con un círculo hueco Espátula y cuchara Balanza Termómetro Wincha Recipiente para contenido de humedad Arena calibrada Comba y Cincel Bolsas pláticas . 3. No usar en suelos que comprometan la salud.Elementos Necesarios en Campo Fig.. 2. En algún material que pueda ser escavado.. durable.) y queda retenida en la malla Nº 20 ASTM (0. lavada. La cual deberá ser limpia. en la zona en que va a ser usada.85 mm. UNA PLACA DE BASE: Un plato o placa de metal con un orificio central con una pestaña moldeada o maquinada. seca.4. que corresponde a un material que pasa por la malla Nº 10 ASTM (2. Generalmente se utiliza arena de Ottawa. UN DISPOSITIVO DESARMABLE: Un dispositivo ajustable que consiste en una válvula cilíndrica con un orificio de 13 mm (½") de diámetro. Antes de usar una arena deberá secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condición de seca al aire. lavada.. N° 04 Fig.Aparato del Cono de Arena Fig. N° 02      UN FRASCO: U otro recipiente que se puede instalar para contener arena. con precisión de 1 gr. instalada en los extremos de los conos o embudos metálicos. uniforme. para recibir el embudo grande. Fig. N° 05 . no cementada. En nuestro ensayo hemos utilizado una arena proveniente de La Victoria con dichas características. ARENA OTTAWA. BALANZA De capacidad superior a 10 kg.).00 mm. Seguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira el material suelto. Antes de iniciar el ensayo. 6. y se determina el volumen. N° 03  CINCEL Para la perforación en el suelo estudiado (punta y/o plano). datos que nos sirven en la determinación de la Densidad de Campo. dividiendo la masa del material húmedo removido por el volumen del hueco. Se llena el hueco con arena de densidad conocida. y así determinar su contenido de humedad.Resumen del Método Se excava manualmente un hueco en el suelo que se va a ensayar y todo el material del hueco se guarda en un recipiente. se debe calibrar el equipo de densidad de campo. para de esta forma obtener el peso volumétrico de la arena calibrada y el peso de arena calibrada que queda en el cono después de ejecutar el ensayo. A continuación se coloca la placa y se comienza a hacer una perforación (cavado con cincel).Procedimiento     Se selecciona el lugar para efectuar el ensayo. teniendo como guía el agujero interior de la placa.. la humedad y el volumen del hueco. usando la masa húmeda del suelo. CÁPSULAS Para recoger parte de la muestra del suelo y colocarlas al horno. Se determina el contenido de humedad del material extraído del hueco y se calcula su masa seca y la densidad seca del suelo en el campo. in situ. en nuestro caso al costado del laboratorio de pavimentos de una capa de suelo simulada como subrasante. Fig. 5. a . la cual debe fluir libremente.. Se calcula la densidad del suelo húmedo. Todo el material que se saque del agujero se coloca en una bolsa plástica o en un depósito y se pesa. Es responsabilidad de quien la emplee. Luego se invierte y se coloca sobre la placa. obtenida en el laboratorio mediante la calibración. el grado de compactación es: . A este valor le restamos el peso de la arena que cabe en el cono. obteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agujero. saturados o muy plásticos. la densidad seca máxima y el contenido de humedad de la muestra recuperada del agujero. Esta norma no considera los problemas de seguridad asociados con su uso. 7.Cálculos y Resultados 8. Luego de realizar los cálculos y seguir el procedimiento del formato que se nos proporcionó en el laboratorio. Cuando el agujero y el cono están llenos de arena. la densidad o la masa unitaria de los suelos con el equipo de cono de arena.. utilizamos el equipo de densidad de campo de la siguiente forma: Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada. Para determinar el volumen del agujero. para mantener estables las paredes de un pequeño hueco y deben ser lo suficientemente firmes para soportar las pequeñas presiones que se ejercen al excavar el hueco y al colocar el aparato en él. la cual está colocada en la parte superior del agujero.Conclusiones      Este método de ensayo se usa para determinar. se abre la llave del cono.     una profundidad de 15 cm. El suelo u otros materiales que se ensayen deben tener suficiente cohesión o atracción de partículas. Por la diferencia de los pesos del frasco más la arena inicial y del frasco más la arena final. permitiendo el paso de la arena. determinar el Grado de Compactación. obtenemos el peso de la arena contenida en el agujero y el cono. de tal manera que no se causen deformaciones ni desprendimientos. Finalmente se debe determinar en el laboratorio. en el sitio. para de esta forma. El peso de la arena dividida por su densidad. nos da el volumen del agujero. establecer prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su empleo. los cuales se deforman o se comprimen durante la excavación del hueco requerido para el ensayo. Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos. se cierra la llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en él. .Anexos Implementos para el Ensayo. Fuente: Propia . ya que aún no llega a compactarse al 95 del dato mínimo requerido por norma para asegurar que la sub-rasante es aceptable y de buena funcionalidad. 9.  El suelo Compactado tiene un contenido de humedad igual a: Los resultados arrojados por la hoja de cálculo del ensayo son inadecuados. Fuente: Propia Excavación de la zona a estudiar. Fuente: Propia Llenado del Depósito con Arena Otawa. Fuente: Propia Colocación del Cono sobre el hueco. Fuente: Propia Colocación de las muestras al Horno Fuente: Propia Pesado de las Muestras Secas. Fuente: Propia Colocación de las muestras al Horno Fuente: Propia .Pesado de las Muestras Húmedas.