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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CBR
DE TERRENO DE FUNDACIÓN
TRABAJO
MECÁNICA DE SUELOS II
SEMESTRE 2008-I
INTEGRANTES DEL GRUPO
 HELENY DEL CARMEN CHÁVEZ RAMÍREZ 053155
 EDUARDO PANDURO GONZÁLEZ 053161
 DAVID BELLIDO TANANTA 033052
 CÉSAR APAGÜEÑO ANTON 033002
 GIM KARL
 RODOLFO ARMANDO VILLALOBOS RÍOS 203152
 HENRY
 IZQUIERDO
INTRODUCCIÓN
Como se sabe el ensayo CBR es de suma importancia, ya que sirve
para conocer la resistencia que tiene un suelo en el que se quiere
trabajar. Es por eso que en obra, este ensayo forma parte
fundamental en el estudio de suelos que se hace con el fin de
conocer las características que presenta el terreno donde se desea
trabajar, ya que este ensayo se realiza tanto en el suelo
subrasante (terreno de fundación) como en las capas de sub base
y base (cimientos); y gracias a él se puede diseñar el tipo de
pavimento a utilizar.
En nuestro caso nos fue asignado realizar el ensayo para el caso de
terreno de fundación. En esta parte del proceso constructivo, este
ensayo aparte de darnos a conocer la resistencia que presenta el
suelo, nos ayuda a determinar si el suelo requiere un
mejoramiento en su calidad.
A continuación se detalla cada uno de los pasos y ensayos seguidos
para la realización del ensayo CBR, entre ellos tenemos: la
exploración de suelos y la realización de los ensayos estándar.
OBJETIVOS DEL TRABAJO
GENERALES
 Complementar con el trabajo de campo y laboratorio, lo
aprendido en clase.
 Interpretar los ensayos y resultados elaborados en
laboratorio.
ESPECÍFICOS
 Entregar al alumno las herramientas necesarias para su
desempeño como profesional.
 Aprender a realizar el ensayo de CBR, para el caso de un
terreno de fundación.
Trabajo de CBR
El trabajo de campo encomendado, fue de realizar el ensayo de CBR para el
caso de un terreno de fundación.
Para ello el lugar asignado fue la cuadra del jirón Paraíso; pero debido a que
en ese tramo se estaba ya colocando la capa de sub base, se procedió a buscar
un lugar alterno al asignado.
Así que al final la exploración y muestreo de suelos (calicata), la realizamos a
100 metros de la cuadra del jirón Paraíso, para ser más específicos en el pasaje
Chile.
A continuación se muestra el croquis de la ubicación de la calicata.
Trabajo de CBR
Trabajo de CBR
Trabajo de CBR
El trabajo de campo fue realizado a 100 metros del jirón Paraíso,
específicamente a la altura del pasaje Chile. Esto debido a que en el jirón
Paraíso que es colindante con la Av. Circunvalación se están realizando trabajos
de pavimentación.
El trabajo de campo fue ejecutado con la participación de los integrantes del
grupo, el día 28 de mayo de 2008.
Una vez realizado el recorrido y reconocimiento de nuestra área de estudio,
determinamos el lugar donde realizamos nuestra exploración de suelos
(calicata).
Los pasos seguidos para la realización de nuestra excavación (calicata)
fueron los siguientes:
1) Procedimos al limpiado de las partes adyacentes a nuestra calicata,
sacando hierbas, piedras, bolsas, basura; con el fin de que estos elementos
no nos dificulten al momento de realizar nuestra excavación.
2) Luego procedimos al delimitado de nuestra calicata, es decir, a
marcar la dimensión que tendría, teniendo así:
3) Con las medidas delimitadas, empezamos a cavar.
Trabajo de CBR
4) Pasado un tiempo llegamos hasta la profundidad requerida para
este tipo de excavaciones, en este caso para CBR de terreno de
fundación, la cual es de 1.50 m.
5) Al llegar al 1.50 m, procedimos a realizar las anotaciones correspondientes
en el registro de excavaciones, observando y describiendo los estratos que
pudimos encontrar.
6) Luego procedimos a realizar el ensayo de densidad in situ.
7) Después de realizar el ensayo, y luego de extraer la cantidad de muestra a
necesitar en los ensayos de laboratorio, procedimos a tapar la calicata.
REGISTRO DE EXCAVACIONES
C-01
AASHTO SUCS SIM BOLO
media, de poca humedad color anaranjado, con trazos de
arena arcillosa, color amarillo.
La profundidad pedida fue de 3.00m pero debido1.50 m
OBSERVACIONES:
SM-SC
Ubicación Pasaje CHILE - Morales
A-2-4(0)
REGISTRO DE EXCAVACION
Ejecuta FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
Calicata N°
Estrato Descripcion del Estrato de suelo
CLASIFICACION
El suelo ensayado fue de un solo estrato el cual estaba humedecido.
Estudio de Mecanica de Suelos con fines de Cimentacion
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS
El suelo es una mezcla de arcilla con arena limosa, de compacidad
Proyecto
Trabajo de CBR
•Con el fin de conocer las características del suelo, sus propiedades
físicas, y para tener una idea de su comportamiento; realizamos con las
muestras obtenidas de la excavación, los ensayos estándar.
• Los cuales son detallados a continuación.
MATERIALES Y EQUIPOS
Aparato cono de arena.- Compuesto por una válvula cilíndrica, con
un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un
recipiente de aprox. 4 litros de capacidad.
El aparato lleva una placa base, con un orificio central de igual
diámetro del embudo.
Balanza con capacidad de 1000 g a más.- Con precisión de un gramo.
•Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de
mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.
Herramientas de corte y tallado - accesorios: Martillo, cincel,
espátula, brocha, tamices, regla metálica.
Contenedores
•Arena estandarizada Bolsas plásticas
Este ensayo se realizó utilizando el Método de Reemplazo de Arena, cuyos
pasos seguidos fueron los siguientes:
1) Primero se procedió a clavar la placa cuadrilátera que tiene en el centro un
hueco circular, esto con ayuda del martillo, clavos y cincel.
PROCEDIMIENTO
2) Nivelada la superficie a ensayar, se colocó la placa base y se procedió a
excavar un agujero dentro de la abertura de ésta.
3) Al sacar, se fue poco a poco moldeando con la ayuda de una espátula el círculo
vacío que iba dejando la muestra. La muestra se sacó hasta llegar
aproximadamente bajo 10 cm. de la placa.
4) Luego se procedió a guardar la muestra en una bolsa.
5) Después fue colocado el envase cónico que contiene arena, en el vacío
dejado por la muestra sacada. El peso de la arena total del cono debe ser
conocida.
Llenado completamente el vacío se sacó cuidadosamente el envase cónico.
6) La arena que ocupó el vacío es puesta en una bolsa para ser llevada al
laboratorio, para ser pesada
RESULTADOS
1.- peso de la arena del hueco + peso de la arena en el cono
3730 grs.
2.- Peso de la arena del cono
1392 grs.
3.- Peso de la arena usada : (1) - (2)
2338 grs.
4.- densidad de la arena
1.41 grs./cm3
5.- volumen del cono
987.23 cm3
6.-volumen del agujero: [ {(3) / (4)} – (5) ]
670.926 cm3
7.-peso del suelo húmedo
1288.00 grs.
8.- densidad del suelo : (7) / (6)
1.92 grs. / cm3
Ensayo de la densidad in situ
ASTM D-2216
MATERIALES Y EQUIPOS
•Horno de secado (estufa).-
Controlado por termostato, capaz
de mantener una temperatura
uniforme de 110 +/- 5 ºC.
Balanza electrónica digital
•Equipo de manipuleo, como:
PROCEDIMIENTO
1)Empezamos pesando el contenedor o envase a utilizar.
2) Luego seleccionamos la cantidad de muestra del suelo por el método del
cuarteo que represente el contenido de humedad de la muestra. Colocamos la
muestra en el contenedor o envase utilizado y procedimos a pesar, obteniendo
así: Peso del tarro + suelo húmedo.
4) Luego colocamos la muestra en el horno para su secado durante 24 horas.
5)Después de pasada las 24 horas se procedió a extraer la muestra del horno, y
se dejó enfriar hasta alcanzar temperatura ambiente. Luego de enfriada, la
muestra, fue pesada obteniendo esta vez el dato: Peso del tarro + Suelo seco.
CÁLCULOS
Los datos obtenidos del procedimiento del ensayo son los siguientes:
Peso del contenedor = 55 g.
Peso de la muestra húmeda + peso del
contenedor = 513 g.
Peso de la muestra seca + peso del
contenedor =465 g.
Cálculo del Peso de la muestra seca =
465– 55 = 410g.
Cálculo del peso del agua =513 – 46 = 48 g.
Cálculo del contenido de humedad:
Peso del contenedor = 54 g.
Peso de la muestra húmeda + peso del
contenedor = 504 g.
Peso de la muestra seca + peso del
contenedor =456 g.
Cálculo del Peso de la muestra seca = 456–
54 = 402 g.
Cálculo del peso del agua =504 – 456 =48 g.
Cálculo del contenido de humedad:
100
secosuelodelpeso
aguadelpeso
HumedaddeCont. x
71.11100
410
48
HumedaddeCont.  x 94.11100
402
48
HumedaddeCont.  x
RESULTADOS
Determinación del % (porcentaje) de Humedad Natural ASTM 2216
LATA
# 644 # 622
Peso de lata (g)
55 54
Peso del suelo húmedo + lata(g)
513 504
Peso del suelo seco + lata(g)
465 456
Peso del agua (g)
410 402
Peso del suelo seco
48 48
% de humedad
11.71 11.94
ASTM D-854
MATERIALES Y EQUIPOS
•Fiola o Frasco
volumétrico.- Con una
capacidad de 500ml.
• Embudo de vidrio
•Probeta de vidrio 1000 ml
•Gotero de 100 ml
•Termómetro Químico de
60ºC.
•Balanza electrónica digital de
6000 g de 0.01 de precisión.
•Tamiz Nº 4 (abertura de 4.75
mm)
•Bomba de vacío
•Papel absorbente•Pizón de metal.- Servirá para disminuir
los grumos de la muestra
•Espátula, limpiador de boquilla de fiola
y cucharas
•Guantes de asbesto
PROCEDIMIENTO
1)Primero se hizo pasar la muestra por el tamiz Nº 4.
2) Luego se procedió por el método del cuarteo a seleccionar la cantidad de
muestra a utilizar, en nuestro caso la muestra es de 120 g.
3) Como la muestra se encontró con grumos, se debimos desmenuzarla con la
ayuda de un pisón, para así no tener problemas al momento de introducir la
muestra en la fiola.
4) Se calibró la fiola a 20ºC, la cual debe encontrarse completamente limpia y seca.
5) Luego se procedió a introducir agua en la fiola, hasta llegar a la raya blanca que
es su medida, en este paso se debe tener mucho cuidado con el menisco.
6) Una vez con agua, la fiola fue pesada, para esto la fiola debe estar tapada.
7) Luego vertimos aproximadamente los ¾ partes de agua de la fiola en la
probeta de vidrio.
8) Luego pesamos un contenedor (tarro) vacío.
9) Después se colocó la cantidad de muestra a utilizar (120 g) en el tarro, y se
procedió a su pesado.
Acto seguido se procedió a colocar la muestra en la fiola que contiene agua.
10) Y se procedió a mover la fiola formando círculos, se movió
aproximadamente 10 minutos.
11) Después de pasado los 10 minutos, llenamos de nuevo hasta la raya
blanca de la fiola con agua, teniendo siempre cuidado con el menisco.
Nuevamente procedimos a mover la fiola por otro intervalo de 10 minutos.
Se secó las partes exteriores del frasco y se llenó nuevamente de agua la fiola.
12) Se colocó la manguera de la bomba de vacío en la fiola, la cual succionó el
aire atrapado en ella.
13) Se llenó nuevamente hasta la marca con agua.
14) Se procedió después al pesado, obteniendo el dato: Peso del frasco + agua
+ suelo.
15) Medimos la temperatura en que se encuentra la fiola.
16) Con los datos obtenidos se procedió a realizar los cálculos respectivos.
RESULTADOS
Determinación de la Gravedad Específica de los sólidos ASTM D-854
LATA
1
Volumen del frasco a 20ºC (ml.)
500 500
Método de remoción del aire VACÍO VACÍO
Peso del frasco + agua + suelo (g)
778.56 778.42
Temperatura a ºC
27ºC 27ºC
Peso del frasco + agua(g)
717.48 717.24
Nº TARRO
# 14 # 15
Peso del suelo seco (g)
120.00 120.00
Volumen de sólidos(cm3)
46.69 46.51
Gravedad Específica
2.57 2.58
PROMEDIO
2.57
ASTM D-422
MATERIALES Y EQUIPOS
•Horno de secado (estufa).-
Controlado por termostato, capaz
de mantener una temperatura
uniforme de 110 +/- 5 ºC.
●Balanza electrónica
digital
• Tamices de mallas de: Nº 4 –
Nº 8 – Nº 10 – Nº 16 – Nº 20
– Nº 30 – Nº 40 - Nº 50 – Nº
60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200
– PLATO O CAZOLETA.
• Equipo de manipuleo
PROCEDIMIENTO
1)Se pesó un tarro vacío, el cual debe estar seco y limpio.
2) Se colocó la muestra seleccionada y obtenida por el método del cuarteo en
el tarro, y se obtuvo el dato: Peso de la muestra antes del lavado + peso del
tarro.
3) Luego colocamos la muestra ya pesada en un envase con agua para su
saturación, dejándola así por un período de 24 horas aproximadamente.
4) Después de transcurrido este tiempo procedimos al lavado de la muestra,
ayudados en este proceso por la malla Nº 200, se lava cuidadosamente con
agua hasta que esta se vuelva clara. Se debe tener mucho cuidado de no dañar
el tamiz ni perder suelo en este proceso.
5) El material lavado fue cuidadosamente vertido en un recipiente previamente
pesado. Se debe tener cuidado de no dejar partículas de suelo en la malla del
tamiz.
6) Se colocó la muestra en el horno para su secado, durante 24 horas.
7) Después de transcurrida las 24 horas, se extrajo la muestra del horno y se
dejó enfriar.
8) Luego procedimos a pesarla, obteniendo así el dato: Peso de la muestra
después del lavado + Peso del tarro.
9) Una vez pesada, empezamos con la tamización, utilizando las mallas (en orden
decreciente): tapa - Nº 4 – Nº 8 – Nº 10 - Nº 16 – Nº 20 - Nº 30 – Nº 40 - Nº
50 – Nº 60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200 – plato o cazoleta; los cuales deben estar
limpios y libres de partículas retenidas en las mallas.
11) Luego los datos (pesos) obtenidos en cada tamiz sirvieron para la
realización de los cálculos.
10) Después de haber movido los tamices para que las partículas de suelo puedan
tamizarse mejor, se procedió a pesar las muestras retenidas en cada tamiz,
colocando uno a uno los retenidos de cada malla en un papel para ser pesados.
Se debe tener mucho cuidado en este proceso para así no perder ninguna
partícula de suelo.
Todos los datos obtenidos se encuentran en la siguiente tabla:
Peso de la muestra antes del lavado = 338 g.
Peso de la muestra después del lavado = 261 g.
CÁLCULOS
Tamices Peso
Retenido (g)
Peso Retenido (g)
(corregido)
% Retenido
Parcial
% Retenido
Acumulado
% Que
Pasa
Ø (mm)
Nº4 4.760 00.00 00.00 00.00 00.00 100.00
Nº8 2.380 00.46 00.46 00.46 00.14 99.86
Nº10 2.000 00.20 00.20 00.66 00.20 99.80
Nº16 1.190 04.23 04.23 04.89 01.45 98.55
Nº20 0.840 09.44 09.44 14.33 04.24 95.76
Nº30 0.590 16.20 16.20 30.53 09.03 90.97
Nº40 0.426 20.20 20.20 50.73
16.01
84.99
Nº50 0.297 28.26 28.26 78.99
23.37
76.63
Nº60 0.250 16.30 16.30 95.29
28.19
71.81
Nº80 0.177 37.95 37.95 133.24
39.42
60.58
Nº100 0.149 53.85 53.85 187.09
55.35
44.65
Nº200 0.074 57.11 57.11 244.20
72.25
27.75
PLATO 16.80 93.80 338.00 100.00 00.00
TOTAL 261.00 338.00
Análisis Granulométrico por tamizado ASTM D-422
RESULTADOS
CURVA GRANULOMETRICA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.11101001000
Diametro mm.
%Pasa
ASTM D-4318
MATERIALES Y EQUIPOS
•Copa de Casagrande.- Consiste en una taza (cuchara) de bronce
con una masa de 200 +/- 20 g. montada en un dispositivo de apoyo
fijado a una base de caucho, madera o plástico duro
•Acanalador (Ranurador).- Mango de calibre de 1cm, sirve para verificar la
altura de caída de la cuchara o copa.
•Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener
una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.
Ranurador AASHTO Ranurador Plástico
•Plato de evaporación de sílica gel Espátula de hoja flexible
•Gotero con agua destilada Probeta de 25ml de capacidad
•Balanza de precisión de 0.01 g. Placa de Vidrio
Tarros o contenedores Malla Nº 40 ASTM
PROCEDIMIENTO
Pusimos la muestra sobre una lona y cuarteamos obteniendo así aprox. 5 kg.
Dicha muestra fue expuesta al sol para su secado.
Después de su secado, esta muestra fue pasada por la malla Nº 4, esto se hace
con la finalidad de que las partículas de suelo que pasen sean casi finas y así no
dañen la malla Nº 40 al pasar por ella.
Pesamos un tarro, y colocamos la muestra en él y volvimos a pesar.
1) Pasamos la cantidad de muestra obtenida de la malla Nº 4 (4.5 kg aprox),
ahora por la malla Nº 40.
2) De la muestra obtenida de la malla Nº40, pesamos aproximadamente 400g.
3) Luego colocamos agua en el tarro que contiene la muestra para su saturación
durante 24 horas, estos tarros deben estar herméticamente cerrados.
4) Pasada las 24 horas, tomamos la muestra y la colocamos en el desecador de
sílica gel.
5) Colocamos agua gota por gota hasta que la muestra obtenga una consistencia
trabajable, esto se hace removiendo bien la muestra hasta que esta se mezcle
bien con el agua.
6) Se dejó reposar la muestra 5 minutos.
7) Mientras la muestra reposaba, calibramos la copa Casagrande, la calibración
consiste en verificar la altura de la copa la cual debe ser de 1 cm, esta verificación
se hace haciendo pasar el ranurador por debajo de copa.
8) Después de haber dejado reposar la muestra, la movemos y tomamos un poco
de ella, sacando una cantidad pequeña en forma de triángulo y colocamos esta
cantidad en la mitad de la copa, esparcimos la muestra hacia los lados de la copa
tratando de enrasar y verificamos con el ranurador plástico su espesor que debe
ser de 1 cm.
10) Procedemos a realizar los golpes, tomando la manija de la copa y elevándola 1
cm, y empezamos a golpear, esto se hace hasta que la muestra logre cerrar un
pequeño espacio del canal (2.5mm del largo).
9) Luego con la ayuda del ranurador AASHTO formamos la canaleta.
11) Obtenido el número de golpes, la muestra es retirada de la copa y puesta en
un tarro previamente pesado, la muestra colocado en el tarro debe pesar como
mínimo 30g.
12) Colocamos la muestra en la estufa para su secado.
13) Una vez secada (durante 24 horas) es pesada y con estos datos se calcula el
contenido de humedad de dicha muestra.
PROCEDIMIENTO
1) La preparación de esta muestra es idéntica a la preparación de la muestra
para el límite líquido, o bien podemos usar la misma muestra que usamos en
ella, pero esta muestra debe estar lo suficientemente plástica para moldearla
como una esfera.
2) Se toma una porción de suelo aproximadamente un centímetro cúbico, se
amasa entre las manos y se hace rodar con la palma de la mano o la base del
pulgar, moviéndolo hacia adelante y hacia atrás.
3) Haciendo estos movimientos formamos cilindros de aproximadamente 3mm de
diámetro, cuando alcanzan este diámetro se dobla y se masa nuevamente, para
volver a formar el cilindro, este procedimiento se repite hasta el cilindro se corte
en trozos al llegar al diámetro de 3mm. Estos trozos deben ser de 0.5 a 1 cm. de
largo, y ya no podamos remasarlos ni constituirlos.
4) Los trozos obtenidos son colocados en un tarro previamente pesado, luego
pesamos nuevamente el tarro más la muestra y lo colocamos en la estufa para su
secado durante 24 horas.
5) Después de su secado, lo dejamos enfriar y procedemos a pesarlo, con los
datos obtenidos calculamos su contenido de humedad, el cual viene ser su límite
plástico.
Trabajo de CBR
ASTM D-1557
MATERIALES Y EQUIPOS
Molde de compactación, con base y collar. Pisón o martillo.
Extractor de muestrasContenedores o tarros (latas).
Horno de secado (estufa).-
Controlado por termostato, capaz de
mantener una temperatura uniforme
de 110 +/- 5 ºC.
Tamices (3/8”, ¾”, Nº 4)
Balanza electrónica digital
Barra niveladora
Cuchillo
Bandejas, espátula, cucharas Barrilejo, martillo de goma
PROCEDIMIENTO
1) El material obtenido de la calicata es expuesto al sol para su secado.
2) Basándonos en los datos obtenidos en la granulometría y límites de
consistencia, determinamos el método a utilizar, para nuestro caso es:
Método “D”- 5 capas- 56 golpes
3) Se preparó la muestra: para cada punto necesitamos 6kg como fueron 3
puntos, entonces utilizamos 18 kg en total.
4)Procedemos a separar de los 18 kg, 6kg, cada uno de los 6 kg en su
respectivo envase.
5) Luego se calculó la cantidad de agua que utilizamos en cada muestra.
6) Vaciamos la muestra de uno de los envases en una bandeja para
posteriormente humedecerla.
7) Esparcimos la muestra por toda la superficie de la bandeja.
8) Con la cantidad de agua necesaria obtenida para cada muestra, procedimos a
humedecer cada muestra con su respectiva cantidad, se reconoce cuando un
suelo esta completamente humedecido cuando su color es uniforme, una vez
humedecido dejamos reposar.
9) Luego del reposo, cuarteamos la muestra, obteniendo 5 muestras.
10) Pesamos y hallamos el volumen del molde.
11) Después colocamos el molde de compactación sobre una superficie firme, lo
ajustamos a su base y le colocamos su anillo.
12) Engrasamos la parte interior del molde, y procedemos a colocar la primera
capa, esto con la ayuda del barrilejo.
13) Pisoneamos un poco la muestra y empezamos a golpear, esto con el pisón
mecánico, realizando 56 golpes.
14) Después de realizado los 56 golpes, con la ayuda de un cuchillo sacamos el
material que no se compacto y que quedó adherido a las paredes del molde.
15) Procedemos a colocar la segunda capa, y seguidamente empezamos
nuevamente a golpear; realizamos el mismo procedimiento hasta compactar las 5
capas.
16) Una vez compactadas las 5 capas, enrasamos con la ayuda de una barra
niveladora, escarbamos un poco los costados y sacamos el anillo del molde,
también le sacamos su base.
17) Procedemos a pesar el molde más muestra.
18) Una vez pesada, colocamos el molde más la muestra en el eyector o
extractor de muestras.
Trabajo de CBR
19) Una vez extraída la muestra, fue cortada en tres partes.
20) Y procedimos a sacar dos muestras, una de la parte central y otra de la
parte inferior; las cuales son colocadas en tarros que fueron previamente
pesados (estas muestras deben ser mínimo 100g).
21) Pesamos las muestras, y las colocamos en la estufa para su secado durante
24 horas.
22) Una vez secadas, fuewron enfriadas y pesadas, y con los datos obtenidos
calculamos su contenido de humedad, densidad húmeda, densidad seca, etc.
23) Este mismo procedimiento se realiza para cada una de las 2 muestras restantes.
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Trabajo de CBR

  • 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTÍN FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CBR DE TERRENO DE FUNDACIÓN TRABAJO MECÁNICA DE SUELOS II SEMESTRE 2008-I
  • 2. INTEGRANTES DEL GRUPO  HELENY DEL CARMEN CHÁVEZ RAMÍREZ 053155  EDUARDO PANDURO GONZÁLEZ 053161  DAVID BELLIDO TANANTA 033052  CÉSAR APAGÜEÑO ANTON 033002  GIM KARL  RODOLFO ARMANDO VILLALOBOS RÍOS 203152  HENRY  IZQUIERDO
  • 3. INTRODUCCIÓN Como se sabe el ensayo CBR es de suma importancia, ya que sirve para conocer la resistencia que tiene un suelo en el que se quiere trabajar. Es por eso que en obra, este ensayo forma parte fundamental en el estudio de suelos que se hace con el fin de conocer las características que presenta el terreno donde se desea trabajar, ya que este ensayo se realiza tanto en el suelo subrasante (terreno de fundación) como en las capas de sub base y base (cimientos); y gracias a él se puede diseñar el tipo de pavimento a utilizar. En nuestro caso nos fue asignado realizar el ensayo para el caso de terreno de fundación. En esta parte del proceso constructivo, este ensayo aparte de darnos a conocer la resistencia que presenta el suelo, nos ayuda a determinar si el suelo requiere un mejoramiento en su calidad. A continuación se detalla cada uno de los pasos y ensayos seguidos para la realización del ensayo CBR, entre ellos tenemos: la exploración de suelos y la realización de los ensayos estándar.
  • 4. OBJETIVOS DEL TRABAJO GENERALES  Complementar con el trabajo de campo y laboratorio, lo aprendido en clase.  Interpretar los ensayos y resultados elaborados en laboratorio. ESPECÍFICOS  Entregar al alumno las herramientas necesarias para su desempeño como profesional.  Aprender a realizar el ensayo de CBR, para el caso de un terreno de fundación.
  • 6. El trabajo de campo encomendado, fue de realizar el ensayo de CBR para el caso de un terreno de fundación. Para ello el lugar asignado fue la cuadra del jirón Paraíso; pero debido a que en ese tramo se estaba ya colocando la capa de sub base, se procedió a buscar un lugar alterno al asignado. Así que al final la exploración y muestreo de suelos (calicata), la realizamos a 100 metros de la cuadra del jirón Paraíso, para ser más específicos en el pasaje Chile. A continuación se muestra el croquis de la ubicación de la calicata.
  • 10. El trabajo de campo fue realizado a 100 metros del jirón Paraíso, específicamente a la altura del pasaje Chile. Esto debido a que en el jirón Paraíso que es colindante con la Av. Circunvalación se están realizando trabajos de pavimentación. El trabajo de campo fue ejecutado con la participación de los integrantes del grupo, el día 28 de mayo de 2008. Una vez realizado el recorrido y reconocimiento de nuestra área de estudio, determinamos el lugar donde realizamos nuestra exploración de suelos (calicata). Los pasos seguidos para la realización de nuestra excavación (calicata) fueron los siguientes: 1) Procedimos al limpiado de las partes adyacentes a nuestra calicata, sacando hierbas, piedras, bolsas, basura; con el fin de que estos elementos no nos dificulten al momento de realizar nuestra excavación.
  • 11. 2) Luego procedimos al delimitado de nuestra calicata, es decir, a marcar la dimensión que tendría, teniendo así: 3) Con las medidas delimitadas, empezamos a cavar.
  • 13. 4) Pasado un tiempo llegamos hasta la profundidad requerida para este tipo de excavaciones, en este caso para CBR de terreno de fundación, la cual es de 1.50 m. 5) Al llegar al 1.50 m, procedimos a realizar las anotaciones correspondientes en el registro de excavaciones, observando y describiendo los estratos que pudimos encontrar. 6) Luego procedimos a realizar el ensayo de densidad in situ. 7) Después de realizar el ensayo, y luego de extraer la cantidad de muestra a necesitar en los ensayos de laboratorio, procedimos a tapar la calicata.
  • 14. REGISTRO DE EXCAVACIONES C-01 AASHTO SUCS SIM BOLO media, de poca humedad color anaranjado, con trazos de arena arcillosa, color amarillo. La profundidad pedida fue de 3.00m pero debido1.50 m OBSERVACIONES: SM-SC Ubicación Pasaje CHILE - Morales A-2-4(0) REGISTRO DE EXCAVACION Ejecuta FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Calicata N° Estrato Descripcion del Estrato de suelo CLASIFICACION El suelo ensayado fue de un solo estrato el cual estaba humedecido. Estudio de Mecanica de Suelos con fines de Cimentacion UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS El suelo es una mezcla de arcilla con arena limosa, de compacidad Proyecto
  • 16. •Con el fin de conocer las características del suelo, sus propiedades físicas, y para tener una idea de su comportamiento; realizamos con las muestras obtenidas de la excavación, los ensayos estándar. • Los cuales son detallados a continuación.
  • 17. MATERIALES Y EQUIPOS Aparato cono de arena.- Compuesto por una válvula cilíndrica, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aprox. 4 litros de capacidad. El aparato lleva una placa base, con un orificio central de igual diámetro del embudo.
  • 18. Balanza con capacidad de 1000 g a más.- Con precisión de un gramo. •Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC.
  • 19. Herramientas de corte y tallado - accesorios: Martillo, cincel, espátula, brocha, tamices, regla metálica. Contenedores •Arena estandarizada Bolsas plásticas
  • 20. Este ensayo se realizó utilizando el Método de Reemplazo de Arena, cuyos pasos seguidos fueron los siguientes: 1) Primero se procedió a clavar la placa cuadrilátera que tiene en el centro un hueco circular, esto con ayuda del martillo, clavos y cincel. PROCEDIMIENTO 2) Nivelada la superficie a ensayar, se colocó la placa base y se procedió a excavar un agujero dentro de la abertura de ésta.
  • 21. 3) Al sacar, se fue poco a poco moldeando con la ayuda de una espátula el círculo vacío que iba dejando la muestra. La muestra se sacó hasta llegar aproximadamente bajo 10 cm. de la placa. 4) Luego se procedió a guardar la muestra en una bolsa.
  • 22. 5) Después fue colocado el envase cónico que contiene arena, en el vacío dejado por la muestra sacada. El peso de la arena total del cono debe ser conocida. Llenado completamente el vacío se sacó cuidadosamente el envase cónico. 6) La arena que ocupó el vacío es puesta en una bolsa para ser llevada al laboratorio, para ser pesada
  • 23. RESULTADOS 1.- peso de la arena del hueco + peso de la arena en el cono 3730 grs. 2.- Peso de la arena del cono 1392 grs. 3.- Peso de la arena usada : (1) - (2) 2338 grs. 4.- densidad de la arena 1.41 grs./cm3 5.- volumen del cono 987.23 cm3 6.-volumen del agujero: [ {(3) / (4)} – (5) ] 670.926 cm3 7.-peso del suelo húmedo 1288.00 grs. 8.- densidad del suelo : (7) / (6) 1.92 grs. / cm3 Ensayo de la densidad in situ
  • 24. ASTM D-2216 MATERIALES Y EQUIPOS •Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC. Balanza electrónica digital •Equipo de manipuleo, como:
  • 25. PROCEDIMIENTO 1)Empezamos pesando el contenedor o envase a utilizar. 2) Luego seleccionamos la cantidad de muestra del suelo por el método del cuarteo que represente el contenido de humedad de la muestra. Colocamos la muestra en el contenedor o envase utilizado y procedimos a pesar, obteniendo así: Peso del tarro + suelo húmedo.
  • 26. 4) Luego colocamos la muestra en el horno para su secado durante 24 horas. 5)Después de pasada las 24 horas se procedió a extraer la muestra del horno, y se dejó enfriar hasta alcanzar temperatura ambiente. Luego de enfriada, la muestra, fue pesada obteniendo esta vez el dato: Peso del tarro + Suelo seco.
  • 27. CÁLCULOS Los datos obtenidos del procedimiento del ensayo son los siguientes: Peso del contenedor = 55 g. Peso de la muestra húmeda + peso del contenedor = 513 g. Peso de la muestra seca + peso del contenedor =465 g. Cálculo del Peso de la muestra seca = 465– 55 = 410g. Cálculo del peso del agua =513 – 46 = 48 g. Cálculo del contenido de humedad: Peso del contenedor = 54 g. Peso de la muestra húmeda + peso del contenedor = 504 g. Peso de la muestra seca + peso del contenedor =456 g. Cálculo del Peso de la muestra seca = 456– 54 = 402 g. Cálculo del peso del agua =504 – 456 =48 g. Cálculo del contenido de humedad: 100 secosuelodelpeso aguadelpeso HumedaddeCont. x 71.11100 410 48 HumedaddeCont.  x 94.11100 402 48 HumedaddeCont.  x
  • 28. RESULTADOS Determinación del % (porcentaje) de Humedad Natural ASTM 2216 LATA # 644 # 622 Peso de lata (g) 55 54 Peso del suelo húmedo + lata(g) 513 504 Peso del suelo seco + lata(g) 465 456 Peso del agua (g) 410 402 Peso del suelo seco 48 48 % de humedad 11.71 11.94
  • 29. ASTM D-854 MATERIALES Y EQUIPOS •Fiola o Frasco volumétrico.- Con una capacidad de 500ml. • Embudo de vidrio •Probeta de vidrio 1000 ml •Gotero de 100 ml
  • 30. •Termómetro Químico de 60ºC. •Balanza electrónica digital de 6000 g de 0.01 de precisión. •Tamiz Nº 4 (abertura de 4.75 mm) •Bomba de vacío
  • 31. •Papel absorbente•Pizón de metal.- Servirá para disminuir los grumos de la muestra •Espátula, limpiador de boquilla de fiola y cucharas •Guantes de asbesto
  • 32. PROCEDIMIENTO 1)Primero se hizo pasar la muestra por el tamiz Nº 4. 2) Luego se procedió por el método del cuarteo a seleccionar la cantidad de muestra a utilizar, en nuestro caso la muestra es de 120 g. 3) Como la muestra se encontró con grumos, se debimos desmenuzarla con la ayuda de un pisón, para así no tener problemas al momento de introducir la muestra en la fiola.
  • 33. 4) Se calibró la fiola a 20ºC, la cual debe encontrarse completamente limpia y seca. 5) Luego se procedió a introducir agua en la fiola, hasta llegar a la raya blanca que es su medida, en este paso se debe tener mucho cuidado con el menisco. 6) Una vez con agua, la fiola fue pesada, para esto la fiola debe estar tapada. 7) Luego vertimos aproximadamente los ¾ partes de agua de la fiola en la probeta de vidrio.
  • 34. 8) Luego pesamos un contenedor (tarro) vacío. 9) Después se colocó la cantidad de muestra a utilizar (120 g) en el tarro, y se procedió a su pesado. Acto seguido se procedió a colocar la muestra en la fiola que contiene agua. 10) Y se procedió a mover la fiola formando círculos, se movió aproximadamente 10 minutos.
  • 35. 11) Después de pasado los 10 minutos, llenamos de nuevo hasta la raya blanca de la fiola con agua, teniendo siempre cuidado con el menisco. Nuevamente procedimos a mover la fiola por otro intervalo de 10 minutos. Se secó las partes exteriores del frasco y se llenó nuevamente de agua la fiola. 12) Se colocó la manguera de la bomba de vacío en la fiola, la cual succionó el aire atrapado en ella. 13) Se llenó nuevamente hasta la marca con agua.
  • 36. 14) Se procedió después al pesado, obteniendo el dato: Peso del frasco + agua + suelo. 15) Medimos la temperatura en que se encuentra la fiola. 16) Con los datos obtenidos se procedió a realizar los cálculos respectivos.
  • 37. RESULTADOS Determinación de la Gravedad Específica de los sólidos ASTM D-854 LATA 1 Volumen del frasco a 20ºC (ml.) 500 500 Método de remoción del aire VACÍO VACÍO Peso del frasco + agua + suelo (g) 778.56 778.42 Temperatura a ºC 27ºC 27ºC Peso del frasco + agua(g) 717.48 717.24 Nº TARRO # 14 # 15 Peso del suelo seco (g) 120.00 120.00 Volumen de sólidos(cm3) 46.69 46.51 Gravedad Específica 2.57 2.58 PROMEDIO 2.57
  • 38. ASTM D-422 MATERIALES Y EQUIPOS •Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC. ●Balanza electrónica digital • Tamices de mallas de: Nº 4 – Nº 8 – Nº 10 – Nº 16 – Nº 20 – Nº 30 – Nº 40 - Nº 50 – Nº 60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200 – PLATO O CAZOLETA. • Equipo de manipuleo
  • 39. PROCEDIMIENTO 1)Se pesó un tarro vacío, el cual debe estar seco y limpio. 2) Se colocó la muestra seleccionada y obtenida por el método del cuarteo en el tarro, y se obtuvo el dato: Peso de la muestra antes del lavado + peso del tarro. 3) Luego colocamos la muestra ya pesada en un envase con agua para su saturación, dejándola así por un período de 24 horas aproximadamente.
  • 40. 4) Después de transcurrido este tiempo procedimos al lavado de la muestra, ayudados en este proceso por la malla Nº 200, se lava cuidadosamente con agua hasta que esta se vuelva clara. Se debe tener mucho cuidado de no dañar el tamiz ni perder suelo en este proceso. 5) El material lavado fue cuidadosamente vertido en un recipiente previamente pesado. Se debe tener cuidado de no dejar partículas de suelo en la malla del tamiz.
  • 41. 6) Se colocó la muestra en el horno para su secado, durante 24 horas. 7) Después de transcurrida las 24 horas, se extrajo la muestra del horno y se dejó enfriar.
  • 42. 8) Luego procedimos a pesarla, obteniendo así el dato: Peso de la muestra después del lavado + Peso del tarro. 9) Una vez pesada, empezamos con la tamización, utilizando las mallas (en orden decreciente): tapa - Nº 4 – Nº 8 – Nº 10 - Nº 16 – Nº 20 - Nº 30 – Nº 40 - Nº 50 – Nº 60 – Nº 80 - Nº 100 – Nº 200 – plato o cazoleta; los cuales deben estar limpios y libres de partículas retenidas en las mallas.
  • 43. 11) Luego los datos (pesos) obtenidos en cada tamiz sirvieron para la realización de los cálculos. 10) Después de haber movido los tamices para que las partículas de suelo puedan tamizarse mejor, se procedió a pesar las muestras retenidas en cada tamiz, colocando uno a uno los retenidos de cada malla en un papel para ser pesados. Se debe tener mucho cuidado en este proceso para así no perder ninguna partícula de suelo.
  • 44. Todos los datos obtenidos se encuentran en la siguiente tabla: Peso de la muestra antes del lavado = 338 g. Peso de la muestra después del lavado = 261 g. CÁLCULOS Tamices Peso Retenido (g) Peso Retenido (g) (corregido) % Retenido Parcial % Retenido Acumulado % Que Pasa Ø (mm) Nº4 4.760 00.00 00.00 00.00 00.00 100.00 Nº8 2.380 00.46 00.46 00.46 00.14 99.86 Nº10 2.000 00.20 00.20 00.66 00.20 99.80 Nº16 1.190 04.23 04.23 04.89 01.45 98.55 Nº20 0.840 09.44 09.44 14.33 04.24 95.76 Nº30 0.590 16.20 16.20 30.53 09.03 90.97 Nº40 0.426 20.20 20.20 50.73 16.01 84.99 Nº50 0.297 28.26 28.26 78.99 23.37 76.63 Nº60 0.250 16.30 16.30 95.29 28.19 71.81 Nº80 0.177 37.95 37.95 133.24 39.42 60.58 Nº100 0.149 53.85 53.85 187.09 55.35 44.65 Nº200 0.074 57.11 57.11 244.20 72.25 27.75 PLATO 16.80 93.80 338.00 100.00 00.00 TOTAL 261.00 338.00 Análisis Granulométrico por tamizado ASTM D-422
  • 46. ASTM D-4318 MATERIALES Y EQUIPOS •Copa de Casagrande.- Consiste en una taza (cuchara) de bronce con una masa de 200 +/- 20 g. montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de caucho, madera o plástico duro
  • 47. •Acanalador (Ranurador).- Mango de calibre de 1cm, sirve para verificar la altura de caída de la cuchara o copa. •Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC. Ranurador AASHTO Ranurador Plástico
  • 48. •Plato de evaporación de sílica gel Espátula de hoja flexible •Gotero con agua destilada Probeta de 25ml de capacidad
  • 49. •Balanza de precisión de 0.01 g. Placa de Vidrio Tarros o contenedores Malla Nº 40 ASTM
  • 50. PROCEDIMIENTO Pusimos la muestra sobre una lona y cuarteamos obteniendo así aprox. 5 kg. Dicha muestra fue expuesta al sol para su secado. Después de su secado, esta muestra fue pasada por la malla Nº 4, esto se hace con la finalidad de que las partículas de suelo que pasen sean casi finas y así no dañen la malla Nº 40 al pasar por ella. Pesamos un tarro, y colocamos la muestra en él y volvimos a pesar.
  • 51. 1) Pasamos la cantidad de muestra obtenida de la malla Nº 4 (4.5 kg aprox), ahora por la malla Nº 40. 2) De la muestra obtenida de la malla Nº40, pesamos aproximadamente 400g.
  • 52. 3) Luego colocamos agua en el tarro que contiene la muestra para su saturación durante 24 horas, estos tarros deben estar herméticamente cerrados. 4) Pasada las 24 horas, tomamos la muestra y la colocamos en el desecador de sílica gel.
  • 53. 5) Colocamos agua gota por gota hasta que la muestra obtenga una consistencia trabajable, esto se hace removiendo bien la muestra hasta que esta se mezcle bien con el agua. 6) Se dejó reposar la muestra 5 minutos. 7) Mientras la muestra reposaba, calibramos la copa Casagrande, la calibración consiste en verificar la altura de la copa la cual debe ser de 1 cm, esta verificación se hace haciendo pasar el ranurador por debajo de copa.
  • 54. 8) Después de haber dejado reposar la muestra, la movemos y tomamos un poco de ella, sacando una cantidad pequeña en forma de triángulo y colocamos esta cantidad en la mitad de la copa, esparcimos la muestra hacia los lados de la copa tratando de enrasar y verificamos con el ranurador plástico su espesor que debe ser de 1 cm.
  • 55. 10) Procedemos a realizar los golpes, tomando la manija de la copa y elevándola 1 cm, y empezamos a golpear, esto se hace hasta que la muestra logre cerrar un pequeño espacio del canal (2.5mm del largo). 9) Luego con la ayuda del ranurador AASHTO formamos la canaleta.
  • 56. 11) Obtenido el número de golpes, la muestra es retirada de la copa y puesta en un tarro previamente pesado, la muestra colocado en el tarro debe pesar como mínimo 30g. 12) Colocamos la muestra en la estufa para su secado. 13) Una vez secada (durante 24 horas) es pesada y con estos datos se calcula el contenido de humedad de dicha muestra.
  • 57. PROCEDIMIENTO 1) La preparación de esta muestra es idéntica a la preparación de la muestra para el límite líquido, o bien podemos usar la misma muestra que usamos en ella, pero esta muestra debe estar lo suficientemente plástica para moldearla como una esfera. 2) Se toma una porción de suelo aproximadamente un centímetro cúbico, se amasa entre las manos y se hace rodar con la palma de la mano o la base del pulgar, moviéndolo hacia adelante y hacia atrás.
  • 58. 3) Haciendo estos movimientos formamos cilindros de aproximadamente 3mm de diámetro, cuando alcanzan este diámetro se dobla y se masa nuevamente, para volver a formar el cilindro, este procedimiento se repite hasta el cilindro se corte en trozos al llegar al diámetro de 3mm. Estos trozos deben ser de 0.5 a 1 cm. de largo, y ya no podamos remasarlos ni constituirlos. 4) Los trozos obtenidos son colocados en un tarro previamente pesado, luego pesamos nuevamente el tarro más la muestra y lo colocamos en la estufa para su secado durante 24 horas. 5) Después de su secado, lo dejamos enfriar y procedemos a pesarlo, con los datos obtenidos calculamos su contenido de humedad, el cual viene ser su límite plástico.
  • 60. ASTM D-1557 MATERIALES Y EQUIPOS Molde de compactación, con base y collar. Pisón o martillo. Extractor de muestrasContenedores o tarros (latas).
  • 61. Horno de secado (estufa).- Controlado por termostato, capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 +/- 5 ºC. Tamices (3/8”, ¾”, Nº 4) Balanza electrónica digital Barra niveladora
  • 62. Cuchillo Bandejas, espátula, cucharas Barrilejo, martillo de goma
  • 63. PROCEDIMIENTO 1) El material obtenido de la calicata es expuesto al sol para su secado. 2) Basándonos en los datos obtenidos en la granulometría y límites de consistencia, determinamos el método a utilizar, para nuestro caso es: Método “D”- 5 capas- 56 golpes 3) Se preparó la muestra: para cada punto necesitamos 6kg como fueron 3 puntos, entonces utilizamos 18 kg en total. 4)Procedemos a separar de los 18 kg, 6kg, cada uno de los 6 kg en su respectivo envase.
  • 64. 5) Luego se calculó la cantidad de agua que utilizamos en cada muestra. 6) Vaciamos la muestra de uno de los envases en una bandeja para posteriormente humedecerla. 7) Esparcimos la muestra por toda la superficie de la bandeja.
  • 65. 8) Con la cantidad de agua necesaria obtenida para cada muestra, procedimos a humedecer cada muestra con su respectiva cantidad, se reconoce cuando un suelo esta completamente humedecido cuando su color es uniforme, una vez humedecido dejamos reposar. 9) Luego del reposo, cuarteamos la muestra, obteniendo 5 muestras. 10) Pesamos y hallamos el volumen del molde.
  • 66. 11) Después colocamos el molde de compactación sobre una superficie firme, lo ajustamos a su base y le colocamos su anillo. 12) Engrasamos la parte interior del molde, y procedemos a colocar la primera capa, esto con la ayuda del barrilejo.
  • 67. 13) Pisoneamos un poco la muestra y empezamos a golpear, esto con el pisón mecánico, realizando 56 golpes. 14) Después de realizado los 56 golpes, con la ayuda de un cuchillo sacamos el material que no se compacto y que quedó adherido a las paredes del molde.
  • 68. 15) Procedemos a colocar la segunda capa, y seguidamente empezamos nuevamente a golpear; realizamos el mismo procedimiento hasta compactar las 5 capas. 16) Una vez compactadas las 5 capas, enrasamos con la ayuda de una barra niveladora, escarbamos un poco los costados y sacamos el anillo del molde, también le sacamos su base.
  • 69. 17) Procedemos a pesar el molde más muestra. 18) Una vez pesada, colocamos el molde más la muestra en el eyector o extractor de muestras.
  • 71. 19) Una vez extraída la muestra, fue cortada en tres partes. 20) Y procedimos a sacar dos muestras, una de la parte central y otra de la parte inferior; las cuales son colocadas en tarros que fueron previamente pesados (estas muestras deben ser mínimo 100g).
  • 72. 21) Pesamos las muestras, y las colocamos en la estufa para su secado durante 24 horas. 22) Una vez secadas, fuewron enfriadas y pesadas, y con los datos obtenidos calculamos su contenido de humedad, densidad húmeda, densidad seca, etc. 23) Este mismo procedimiento se realiza para cada una de las 2 muestras restantes.