Informe de suelos

1. 1
ÍNDICE
Lista de Figuras …………………………………………………………………………….. 2
Lista de Tablas ……………………………………………………………………………… 3
1. Introducción………………………………………………………………….……….. 4
2. Objetivos……………………………………………………………………………… 4
3. Revisión Bibliográfica……………………………………………………………… 4
4. Materiales y Equipos……………………………………………………………… 6
5. Procedimiento…………………………………………………………………………9
6. Cálculos y Resultados……………………………………………………………….12
6.1. Datos………………………………………………………………………….12
6.2. Cálculos………………………………………………………………………13
6.3. Resultados…………………………………………………………………...15
7. Aplicaciones…………………………………………………………………………..16
8. Conclusiones y Recomendaciones…………………………………………………16
8.1. Conclusiones………………………………………………………………...16
8.2. Recomendaciones…………………………………………………………..16
9. Referencia Normativa………………………………………………………………..17

2. 2
Lista de Figuras
Figura 1.1 Martillo……………………………………………………………………………6
Figura 1.2 Brocha……………………………………………………………………………6
Figura 1.3 Cucharones……………………………………………………………………..6
Figura 1.4 Arena de Ottawa………………………………………………………………..6
Figura 1.5 Placa Metálica Hueca………………………………………….……………….7
Figura 1.6 Capsula……………………………………………………………………….….7
Figura 1.7 Aparato del Cono de Arena…………………………………………………….8
Figura 1.8. Lampa………………………………………………………………….……..….8
Figura 1.9. Molde…………………………………………………………….………..……..9
Figura 1.10. Vernier…………………………………………………………………………..9
Figura 1.11. Balanza……………………………………………………………………..…. 9
Figura 1.12. Horno………………………………………………………………….….……10
Figura 1.13. Muestra Extraida………………………………………………………….…..10
Figura 1.14. Tomando datos del molde ………………………………..………………...10
Figura 1.15. Pesando el Frasco…..………………………………………………….…... 11
Figura 1.16. Colocando la arena de Ottawa sobre una superficie ………….………..11
Figura 1.17. Pesando la muestra restante………………………………………………..12
Figura 1.18. Colocando la arena de nuevo en el frasco…………………………………12
Figura 1.19. Pesando el frasco con arena de Ottawa
Figura 1.20. Molde preparado para introducir arena de Ottawa
Figura 1.21. Pesando la arena contenida restante
Figura 1.22. Hueco en la superficie nivelada
Figura 1.23. Colocación del frasco sobre el hueco
Figura 1.24. Arena de Ottawa llenando el hueco

3. 3
Lista de Tablas
Tabla N°1: Datos del peso de arena contenida en el frasco ...………………….8
Tabla N°2: Datos del frasco para hallar el peso en el molde…………………….9
Tabla N°3: Datos del molde………………………………………………………..12
Tabla N°4: Datos obtenidos en el campo……………………. ………………….13
Tabla N°5: Calculo del volumen del molde……………………………………....12
Tabla N°6: Calculo de la calibración del peso de arena en cono y placa ……13
Tabla N°7: Calculo del peso de arena contenida en el molde………………....12

4. 4
1. Introducción
A un suelo natural o compactado se le debe medir la densidad, tal como se
presenta en la realidad. Entre los métodos utilizados, se encuentran el
método del cono de arena, el del balón de caucho e instrumentos nucleares
entre otros. Este informe expone las bases del método del cono de arena y
expone un ejemplo de calculo de densidad con este método. Los datos
obtenidos son utilizados para calcular la densidad relativa del suelo. Este
informe proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras
en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que
las densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de
laboratorio.
2. Objetivos
Objetivos Generales
 Aprender el procedimiento para realizar el ensayo del cono de arena.
 Determinar la densidad in situ mediante el ensayo del cono de arena.
Objetivos Específicos
 Determinar la densidad de la arena de Ottawa.
 Determinar la densidad del suelo extraído.
3. Revisión Bibliográfica
Método del cono de Arena
Se aplica en general a partir de la superficie del material compactado hasta
una profundidad de 15 cm. Y cuyo diámetro del hoyo es relativo a la abertura
de la placa base del cono metálico de ensayo; 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 perdidas de material)
ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco
cilíndrico nos permite determinar la densidad humedad. Determinándose la
humedad de esa muestra nos permite obtener la densidad seca
Se utiliza arena de ottawa de granos redondeados para rellenar el hueco
excavado en el terreno previamente en el laboratorio, se ha determinado
para esta arena la densidad que esta tiene.
Este método de ensayo no es adecuado para:
 Suelos orgánicos, saturados o altamente plasticos que podrían
deformarse o comprimirsedurante la excavación del hoyo de ensayo.

5. 5
 Suelos que contengan materiales granulares dispersos que no
mantengan lados estables en el orificio de ensayo
 Tampoco para suelos que contengan una cantidad considerable de
material grueso mayor de 1 ½ pulgada o cuando los volúmenes de
los orificios de ensayo son mayores a 0.1 pie3
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en
obras en construcción. Con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene
que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base a una prueba de
laboratorio
Al comparar proporciona un medio para comparar las densidades secas en
obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene
que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base a una prueba de
laboratorio.
El grado de compactaciónde un suelo se determina de acuerdo a la siguiente
expresión:
Donde:
Gc ∶ Grado de compactacion
γSc ∶ Densidad seca obtenida en el campo
γSl ∶ Densidad seca Maxima obtenida en el laboratorio
Gc =
γSc
γSl
X100
4. Materiales y Equipos
A) Materiales:
 Martillo: Nos ayuda a perforar el suelo estudiado
Figura 1.8 Martillo

6. 6
 Brochas: Para la limpieza de granos en equipos y hoyo
 Cucharones: Para recoger la muestra de suelo.
 Arena de Ottawa: Debe estar limpia, lavada, seca y uniforme.
Generalmente se usa arena de Ottawa que pasa por la malla N°10 y
queda retenida en la malla N°20.
Figura 1.9 Brocha
Figura 1.10 Cucharones
Figura 1.4 Arena de Ottawa

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 Placa Metálica Hueca: Es una placa de metal con un orificio central
de 6in de diámetro
 Capsula: Para recoger muestra del suelo y así determinar su
contenido de humedad.
 Aparato del Cono de Arena: Consiste en un frasco
aproximadamente de un galón y de un dispositivo ajustable que
consiste de una válvula cilíndrica con un orificio de (1/2) de diametro
y que tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de
frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en
el extremo
Figura 1.5 Placa Metálica Hueca
Figura 1.6 Capsula

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 Lampa: Instrumento para rellenar el hueco donde se extrajo la
muestra
 Molde: nos servirá hallar su volumen y a partir de otros datos
hallaremos su peso especifico
Figura 1.7 Aparato del Cono de Arena
Figura 1.8 Lampa
Figura 1.9 Molde

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 Vernier: Usado para medir el diámetro del molde y su altura
B) Equipos:
 Balanza: Con una precisión de 0,01 g para poder pesar el material
arena de ottawa y la arena extraída.
 Horno o estufa: Capaz de mantener temperaturas uniformes y
constantes hasta de 110 ± 5 ºC.con el fin de determinar el contenido
de humedad.
Figura 1.11 Balanza
Figura 1.12 Horno
Figura 1.10 Vernier

10. 10
C) Muestra
 Muestra Extraída: Se obtuvo la muestra de la salida a campo.
5. Procedimiento
 Volumen del Molde
 Se mide el diámetro y la altura del molde para hallar el volumen del
molde. Se hará dos veces y hallaremos su volumen promedio
Figura 1.13 Muestra extraída
Figura 1.14. Tomando
datos del molde

11. 11
 Se procede a pesar el frasco lleno con la arena de Ottawa y su cono.
 Procedemos a calibrar. Para eso sobre una superficie plana se coloca
la placa metálica hueca y el cono con contacto con la superficie plana,
abrimos la válvula y dejamos que se llene el volumen del cono con
arena de Ottawa.
 Procedemos a pesar el frasco con la arena restante.
Figura 1.16. Colocando la arena de
Ottawa sobre una superficie
Figura 1.17. Pesando la muestra
restante
Figura 1.15 Pesando el
frasco

12. 12
 Colocamos la arena que fue extraida del frasco de arena de vuelta
al cilindro.
Lo pesamos nuevamente y volvemos a realizar el mismoprocedimiento. sedebe realizar
este proceso 3 veces para calibrarlo. Se toma los datos para lograr hallar el peso
contenido en el cono
 Pesamos el cilindro conteniendo la arena de Ottawa con el cono.
 Se procede a llenar de arena el molde y el cono.
Figura 1.18. Colocando la arena de
nuevo en el frasco
Figura 1.19. Pesado el frasco con
arena de Ottawa

13. 13
 Pesamos la arena contenida en el cilindro. Se realiza este proceso 3
para calibrar el peso de arena contenido en el molde. Y con el
volumen obtenido anteriormente obtenemos el peso especifico de la
arena de ottawa
 El siguiente paso es la obtención del peso volumétrico de campo, en
el lugar en que se realizara la prueba se debe nivelar, colocar la placa
y trazar el diámetro de esta, se extrae el material procurando evitar
perdidas hasta una profundidad de 10 cm El material extraído deberá
colocarse en un recipiente para evitar que pierda agua
Figura 1.20. Molde preparado para
introducir arena de Ottawa
Figura 1.21. Pesando la arena
contenida restante

14. 14
 Después se colocará el cono sobre la base y cuando este listo se abre
la válvula para que fluya la arena dentro del hueco y el cono se llene.
 Cuando se llenen ambos elementos, se cierra la válvula y luego se
procederá a pesar el frasco con la arena restante
Figura 1.22. Hueco en la superficie
nivelada
Figura 1.23. Colocación del frasco
sobre el hueco
Figura 1.24. Arena de Ottawa llenando
el hueco

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 El material extraído nos servirá para hallar su pesoespecífico húmedo
 Se procede a extraer la arena de Ottawa en la superficie y que este
lo menos contaminada
 Se procede a tamizarla con los tamices N°40 y N°50, con el retenido
de la malla N°50 se podra reutilizar la arena siempre y cuando este
en perfectas condiciones.
6. Cálculos y Resultados
6.1. Datos
Tabla N°1: Datos del peso de arena contenida en el frasco
WoA: Peso inicial del frasco con cono
WfA: Peso final del frasco con cono
WoA(g) WfA(g)
1 7637.3 5850.1
2 7637.0 5867.0
Figura 1.25. Arena de Ottawa con
particulas de tierra de campo.
Figura 1.26. Arena obtenida luego del
tamizado

16. 16
3 7636.5 5861.0
Tabla N°2: Datos del frasco para hallar el peso dentro del molde
WoB: Peso inicial del frasco con cono
WfB: Peso final del frasco con cono
WoB(g) WfB(g)
1 7635.9 1589.1
2 7635.4 1594.9
3 7635.2 1590.3
Tabla N°3: Datos del molde
Diámetro(cm) Altura(cm)
1 15.23 15.45
2 15.24 15.45
Tabla N°4: Datos Obtenidos en el campo
Peso(g)
Wo 7635.1 Arena de ottawa
Wf 3176.5 Arena de Ottawa
restante
6.2 Cálculos
A. Calibración del volumen del molde
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 = 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑋 𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
𝐴𝑟𝑒𝑎 =
π 𝑋 𝐷2
4
Tabla N°5: Cálculo del Volumen del molde
Diámetro
(cm)
Área
(cm2
)
Altura
(cm)
Volumen del
molde
(cm3
)
1 15.23 182.18 15.45 2814.61

17. 17
2 15.24 182.41 15.45 2818.31
PROMEDIO 2816.46
B. Calibración del peso en cono y placa
Wc + p = WoA − WfA
WoA = Peso inicial contenida en el frasco con cono
WfA = Peso final contenida en el frasco con cono
Wc + p = Peso de la arena entre cono y placa
Tabla N°6: Cálculo de la calibración del peso de arena en cono y
placa
WoA
(g)
WfA
(g)
Wc+p
(g)
1 7637.3 5850.1 1787.2
2 7637.0 5867.0 1770.0
3 7636.5 5861.0 1775.5
PROMEDIO 1777.57
D. Hallando el peso específico de la arena de ottawa
WoB = Peso de la arena inicial contenida en el frasco con cono
WfB = Peso de la arena final contenida en el frasco con cono
Wc + P = peso de arena en el cono y la placa
Warena en el molde = WoB− Wfb− Wc + p
γ de la arena de ottawa =
Warena en el molde
Volumen del molde
Tabla N°7: Cálculo del peso de arena contenida en el molde
WoB
(g)
WfB
(g)
Wc+p
(g)
W arena en
el molde
(g)
γ arena
(gr-f/cm3
)
1 7635.9 1589.1 1777.57 4269.23 1.516
2 7635.4 1594.9 1777.57 4262.93 1.514
3 7635.2 1590.3 1777.57 4267.33 1.515
PROMEDIO 1.515

18. 18
E. Hallando el volumen del hueco:
Winicial = Peso antes del ensayo = 7635.1g
Wfinal = Peso despues del ensayo = 3176.5 g
Wc + p = Peso de la arena en la placa y el cono = 1777.57 g
Warena en el hueco = Winicial − W final − Wc + p
Warena en el hueco = 7635.1 − 3176.5 − 1777.57
Warena en el hueco = 2681.03
V arena en el hueco =
Warena en el hueco
γ arena de ottawa
V arena en el hueco =
2681.03
1.515
V arena en el hueco = 1769.6568 cm2
F. Hallando el peso específico de la muestra:
γ m =
Warena en el hueco
Volumen del hueco
Wm = Peso del suelo excavado = 2301.1g
γ m =
2301.1
1769.6568
γ m = 1.3003gr − f/cm3
1.1. Análisis de Resultados
 Se logro hallar el peso especifico de la arena de Ottawa
 Fenómenos naturales como la lluvia influye en el resultado
F

19. 19
7.1 Hallar el grado de compactacion
Este ensayo esta basado en la norma ASTM D1556 proporciona un medio
para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las
obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida
en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio. Al comparar las
densidades, seobtiene el control de compactación,conocido como Grado de
compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la
densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima
correspondiente a la prueba de laboratorio
7.1 Obtener la densidad del terreno
El ensayo permite obtener la densidad del terreno y asi verificar los
resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que
existen especificaciones en cuanto a la humedad y a la densidad. En obra
durante el trabajo de compactación de suelos, es necesario determinar el
grado de compactaciónalcanzada con la maquina, para ello se debe obtener
el peso unitario del suelo secoy 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 máximo del suelo seco y
el contenido de humedad obtenidos previamente en el laboratorio por uno de
los métodos de compactación y de esta manera saber si se esta cumpliendo
con las especificaciones
2. Conclusiones y Recomendaciones
2.1. Conclusiones
 Es una práctica muy interesante, por medio de ella pudimos
conocer el peso especifico de la muestra, no se necesito mucho
tiempo a la hora de hallar sus resultados.
 La arena de Ottawa usada en el desarrollo de la practica cumplido
con los requisitos de ser limpia, seca, uniforme, durable y
partículas menores a 38mm
 El ensayo método del cono de arena fue bien realizado de acuerdo
al procedimiento a seguir de este.
 Se puede decir que se cumplieron todos los objetivos propuestos
en el ensayo.
2.2. Recomendaciones

20. 20
 Asegurarse que la arena de ottawa cumpla con los requisitos antes
de usarla
 Tener linterna en caso se haga el ensayo en un lugar con poca
luminosidad
 Realizar el ensayo en un lugar nivelado
 Realizar el ensayo cuando no vea ningún agente externo que
pueda influir en el resultado (lluvias, personas, vibraciones)
 Los instrumentos utilizados en los diferentes ensayos deben estar
correctamente calibrados
3. Referencia Normativa
.
 MTC E – 117: Peso especifico natural in situ- Método del cono de Arena