REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

M.P.P PARA LA EDUCACIÒN SUPERIOR

I.U.T “Dr. FEDERICO RIVERO PALACIO”

MECÀNICA DE LOS SUELOS

ENSAYOS DECOMPACTACIÓN DESUELOS Y CONTROL

DECOMPACTACIÓN EN CAMPO

BARROSO, Jonathan. Br.

BLANCO, Daniel. Br.

CARDIER, Luis. Br.

FERRANTE, Bárbara. Br.

FIGUEIRA, Gabriel. Br.

ZAMORA, Mariana. Br.

Caracas, julio de 2013

2

RESÚMEN

La compactación es la densificación del suelo por medios mecánicos. Los ensayos de

compactación de suelos son de gran importancia ya que a través de ellos se puede hallar ciertas

características hidráulicas y mecánicas con la finalidad de usar estas particularidades para

aumentar la resistencia de un suelo en el cual se va a construir una obra civil. Este grupo de

prácticas tiene como objetivo fundamental el estudiar un tipo de suelo en específico, determinar

sus pesos unitarios, densidades y humedades para así mejorar las propiedades del material. El

ensayo de Proctor Normal tiene como finalidad determinar el peso unitario seco máximo y el

porcentaje de humedad óptimo que alcanza una muestra de suelo fino o granular con mucho

fino, empleando una energía de compactación de 600 kN-m/m3. En el caso del ensayo de

Proctor Modificado, su finalidad es determinar el peso unitario seco máximo y el porcentaje de

humedad óptimo que alcanza una muestra de suelo fino o granular con mucho fino, empleando

una energía de compactación de 2700 kN-m/m3. En el ensayo de suelos granulares, su objetivo

principal es determinar el peso unitario seco mínimo que alcanza una muestra de suelo granular

(Norma ASTM D 4254-00), y además, determinar el peso unitario seco máximo que alcanza

una muestra de suelo granular (Norma ASTM D 4253-00).En cuanto al método del cono de

arena, se centra en la determinación del volumen de una pequeña cavidad en forma cilíndrica,

donde se ha retirado parte del suelo compactado en ella; el peso del material retirado entre el

volumen de la cavidad es igual a la densidad humedad del suelo. Previamente en laboratorio se

determina la densidad de la arena normalizada como dato para el cálculo del volumen del hoyo

de la excavación, todo esto con el fin de hallar la densidad in situ.Por otra parte el método de

Speedy consiste en determinar de una manera fácil, rápida y accesible la humedad del suelo in

situ a través de un manómetro de presión graduado que marca directamente porcentajes de

humedad al hacer reaccionar el carburo con la humedad.

Es imperativo destacar, que para elaboración de la curva de compactación de Proctor

Normal, no se tomó en cuenta el 12% de humedad ya que colocando densidad seca obtenida con

esta humedad en la gráfica, no obtenemos los resultados deseados.

3

ÍNDICE

RESÚMEN ..................................................................................................................................2

MARCO REFERENCIAL ...........................................................................................................4

COMPACTACIÓN ..................................................................................................................4

DENSIDAD RELATIVA.........................................................................................................8

DENSIDAD DE CAMPO- MÉTODO DE CONO DE ARENA ..............................................9

DETERMINACIÓN EN CAMPO DE CONTENIDOS DE HUMEDAD EN SITIO............. 12

MARCO METODOLÓGICO .................................................................................................... 14

ENSAYO DE PROCTOR NORMAL ................................................................................... 14

ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO ........................................................................... 16

ENSAYO DEL CONO DE ARENA ...................................................................................... 18

MÉTODO DE SPEEDY ........................................................................................................ 19

ENSAYO DE MESA VIBRATORIA .................................................................................... 20

TRATAMIENTO DE DATOS................................................................................................... 22

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ........................................................................................ 29

Barroso, Jonathan ................................................................................................................... 29

Blanco, Daniel ........................................................................................................................ 30

Cardier, Luis........................................................................................................................... 31

Ferrante, Bárbara .................................................................................................................... 31

Figueira, Gabriel .................................................................................................................... 32

Zamora, Mariana .................................................................................................................... 33

CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 34

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................... 36

ANEXOS ................................................................................................................................... 38

4

MARCO REFERENCIAL

COMPACTACIÓN

La compactación es un proceso de estabilización que nos permite mejorar propiedades

resistentes de una masa de suelo, mediante la reducción de su volumen. Su objetivo es el de

disminuir la compresibilidad de una masa de suelo, esta a su vez implica disminución de

permeabilidad y aumento de la resistencia al corte. Este método se utiliza para la construcción

de terraplenes o presas de tierra, mejoramiento de sub-rasantes en vías y fundaciones,

colocación de bases y sub-bases de pavimentos, entre otros.

Esto indica que la densidad obtenida de un suelo, de acuerdo al método de

compactación dado, dependerá de su contenido de humedad. El contenido que arroja peso

unitario seco (γd) mayor, se le llama contenido de humedad óptimo. En general, esta humedad es

menor que la del límite plástico, y disminuye al aumentar la compactación.

El contenido de humedad lo podemos expresar de la siguiente forma:

Ecuación 1

%𝑤 =𝑤𝑤

𝑤𝑠. 100

En donde:

%w= porcentaje de humedad

% ω = Porcentaje de humedad

Ww: Peso del agua

Ws: Peso del suelo seco

“La densificación de un suelo es de vital importancia ya que se disminuye la

disposición del suelo a asentamientos bajo cargas, se establece un contacto más firme entre las

partículas, aumentando la resistencia al corte y su capacidad de soporte por estar más denso y

hacerse más estable. Además se disminuye la permeabilidad ya que la masa de suelo es más

densa y su volumen de vacíos queda considerablemente reducido”. Según: Ing. Ugas, C. (1997).

5

“Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de

materiales con que se trabaje en cada caso. Existe un tipo de ensayo establecido para determinar

la humedad óptima de consistencia de un suelo y la densidad seca máxima, con una energía de

compactación dada, este ensayo se denomina ensayo de proctor, el cual es basado

fundamentalmente de la granulometría de la muestra y la magnitud de la obra civil a implantar,

para identificar qué energía de compactación, método que represente el diámetro del molde en

donde se va a elaborar el ensayo, el número de capas que van dentro del molde y el número de

golpes por capas”. Según: Ing. Ugas, C. (1997).

Se tomaron en cuenta los dos tipos de ensayo:

“El Proctor normal: el peso del martillo de compactación es de 2,5 kilogramos y

presenta una altura de 30 centímetros, compactando el suelo en 3 capas con 25 golpes

cada una”.

“El Proctor modificado: el peso del martillo de compactación es de 4,5 kilogramos y

presenta una altura de 45 centímetros, compactando el suelo en 5 capas con 25 golpes

cada una”.

El Ing. Celso Ugas afirma que “Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da

nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar

para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no

tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen

totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que

pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla

3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba

de Proctor estándar”.

Ugas también señala que: “El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en

un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de

compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo

puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones

de la obra: normal, intermedia y modificada”.

Ecuación 2: % de humedad

Wh= %𝑤∗𝑊𝑠

100+ 𝑊𝑠

6

Dónde:

Wh= peso húmedo de la muestra

Ws=peso de la muestra.

Ecuación 3: Cantidad de Agua

= wh-ws

Dónde:

Wh= peso húmedo de la muestra

Ws= peso seco de la muestra

Ecuación 4: Densidad Húmeda

𝛾 =𝑤

𝑣

Dónde:

𝛾 =Densidad húmeda de la muestra

W= peso de la muestra

V= volumen de la muestra

Ecuación 5: Densidad Seca

𝛾𝑑 =𝛾𝑢

1 +

Dónde:

𝛾𝑑 = Densidad seca

𝛾𝑢= Peso Unitario húmedo

= humedad

Ecuación 6: % de humedad

%ω=

𝑊𝑑∗ 100

7

Dónde:

%ω= porcentaje de humedad

= agua (gr)

Wd= Peso muestra seca

Compactación de suelos granulares

Determinan la densidad de una muestra de suelo granular con poco fino (<15%), el cual,

se pretende usar como material de préstamo para compactar. A su vez estos determinan el peso

unitario seco mínimo y el peso unitario seco máximo que alcanza una muestra de suelo granular.

Objetivos específicos

Determinar el peso unitario seco mínimo que alcanza una muestra de suelo granular

según la norma ASTM D 4254-00.

Determinar el peso unitario seco máximo que alcanza una muestra de suelo granular

según la norma ASTM D 4253-00.

Compactación de suelos finos y granulares con % fino mayor al 15%

“Determina la relación entre el peso unitario seco y el %de humedad (curva de

compactación) que caracteriza una muestra de suelo fino o granular con mucho fino, el cual, se

pretende usar como material de préstamo a compactar”.

Objetivos específicos

“Determinar el peso unitario seco máximo y el %de humedad optimo que alcanza una

muestra de suelo fino o granular con mucho fino, empleando una energía de

compactación de 600 Kn-m/m3. (proctor normal)”. Según ASTM D 698-00A.

“Determinar el peso unitario seco máximo y el porcentaje de humedad optimo que

alcanza una muestra de suelo fino o granular con mucho fino empleando una energía de

compactación de 2700 Kn-m/m3. (proctor modificado)”. Según ASTM D 698-00A.

8

La metodología de ensayo de ambas normativas es esencialmente la misma. Lo que las

diferencia es el martillo que se emplea y el número de capas a compactar. (Ver Anexo 1).

En este sentido, antes de realizar un ensayo de compactación, es necesario caracterizar

la muestra, es decir, clasificarla según el SUC (Sistema unificado de Clasificación). Con el

ensayo de granulometría se podrá conocer el 5 de fino que posee el material, así como el %

retenido en los tamices ¾’’, 3/8’’ y No.4, lo cual, permitirá seleccionar entre los métodos

A,B,C.

DENSIDAD RELATIVA

La ASTM 453 y 454 define la densidad relativa como “una propiedad índice de estado

de los suelos, se emplea normalmente en gravas y arenas, se halla, en suelos cuya contenido es

una reducida cantidad de partículas menores al 0,074 mm. (Malla # 200). Esta nos dice, el

grado de compactación del material. Sirve tanto en suelos naturales como en rellenos

compactados. Es necesario saber que el porcentaje de finos no debe sobrepasar un 12% y en

caso de sobrepasarlo utiliza el procedimiento de vibrado”.

Para determinar la densidad relativa es importante tener los valores correspondientes de

la densidad seca o suelta (densidad min.), la densidad compactada (densidad máx.) y la

densidad en sitio (esta es obtenida de ensayo de cono de arena). Son indicadas en siguientes

formulas:

Ecuación 7: Densidad mínima

𝛾𝑚𝑖𝑛 =𝑊

𝑉𝑖

Dónde:

𝛾𝑚𝑖𝑛 = densidad mínima

W= peso de la muestra

Vi=Volumen inicial: Correspondiente al espacio ocupado por la muestra suelta. (Ecuación 9)

9

Ecuación 8: Densidad Máxima

𝛾𝑚𝑎𝑥 =𝑊

𝑉𝑓

Dónde:

𝛾𝑚𝑎𝑥 = densidad máxima

W= peso de la muestra

Vf=Volumen final: Correspondiente al espacio ocupado por la muestra compactada.

Ecuación 9: Volumen

𝑉 = 𝜋 𝐷2

4 . 𝑕

Dónde:

V= Volumen de la muestra

D= diámetros correspondientes en cada caso

H= alturas determinadas

DENSIDAD DE CAMPO- MÉTODO DE CONO DE ARENA

“Este método de prueba es aplicable para los suelos que no posean cantidades

significativas de roca o de materiales gruesos (38 milímetros).Tampoco es favorable para los

suelos orgánicos, saturados, o altamente plásticos que se deformarían o aplastarían durante la

excavación del agujero y complicaría la determinación del peso unitario sobre el terreno y la

densidad de suelos imperturbados en sitio, es decir, su empleo permanece limitado para suelos

en condición no saturada. Por tal motivo, se efectúa para llevar un control de compactación

durante la construcción de terraplenes, vías y rellenos estructurales solamente”. Según: Norma

ASTM D 1556-00

10

La técnica del cono de arena se utiliza una arena estandarizada, para llenar el hueco

excavado en terreno. Previamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la

densidad que posee para las mismas condiciones de caída que este material va a tener en

terreno.

Para establecer la densidad relativa en sitio (obtenida del ensayo de cono de arena) se

utiliza la siguiente expresión:

Ecuación 10:

DR=𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 .(𝛾𝑑𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜 −𝛾𝑑𝑚𝑖𝑛 )

𝛾𝑑𝑠𝑖𝑡𝑖𝑜 .(𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 𝛾𝑑𝑚𝑖𝑛 )*100

Podemos obtener variables en este ensayo como: Grado de Compactación, Densidad

seca máxima del suelo en sitio, Peso Unitario Húmedo, Humedad en sitio, Peso Unitario del

suelo, Volumen del Cilindro.

Ecuación 11

𝑉 = 𝜋 𝐷2

4 . 𝑕

Dónde:

V= Volumen del cilindro (cm3)

D: Diámetro promedio del molde tipo proctor (cm).

H: Altura promedio del molde tipo proctor (cm).

π: constante (3.14)

Ecuación 12

𝛾 = 𝑊

𝑉

Dónde:

γ: Peso Unitario del suelo (g /cm3).

W:Peso molde cilíndrico + suelo en sitio - Peso molde cilíndrico (gr).

V: Volumen del molde tipo proctor (cm3).

11

Ecuación 13

𝜔 = 𝑊𝑎

𝑊𝑠 .100

Dónde:

ω: Humedad en sitio (%)

Wa: Peso del agua contenida en el suelo (gr).

Ws: Peso del suelo seco (gr).

Ecuación 14

𝛾𝑚 = 𝑊𝑕

𝑉

Dónde:

γ m: Peso Unitario Húmedo (gr/cm³).

Wh: Peso del suelo húmedo (gr).

V: Volumen del hoyo (cm³)

Ecuación 15

𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥 =𝛾

(1 + 𝜔)

Dónde:

γ d máx.: Densidad seca máxima del suelo en sitio (g /cm3).

γ: Peso Unitario del suelo (g /cm3).

ω: Humedad en sitio (%).

12

Ecuación 16

𝐺.𝐶. = 𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥

𝛾𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 .100

Dónde:

G.C: Grado de Compactación (%).

γ d máx: Densidad seca máxima del suelo en sitio (g /cm3).

γ arena: Peso Unitario de la arena Normalizada (g /cm3).

DETERMINACIÓN EN CAMPO DE CONTENIDOSDE HUMEDAD EN

SITIO

Métodode presión de gas de calcio- Método de Speedy

Consiste en mezclar una muestra de suelo previamente pesada con carburo de calcio

molido en el interior de una cámara de acero hermética, la cual posee en su base un manómetro

que registra la presión originada por el gas acetileno, entregando indirectamente la fase húmeda

del suelo referida al peso húmedo de la muestra.La limitante es que el método entrega resultados

falsos en suelos plásticos y la muestra utilizada es muy reducida.

El método del Speedy tiene la ventaja de determinar el contenido de humedad de un

suelo en pocos minutos, aunque los resultados deben ser relacionados con el método del horno.

Generalmente es usado para controlar la humedad de los suelos antes y después de ser

compactados.

Este equipo consta de un manómetro, encargado de mostrar la cantidad de humedad en

forma porcentual reciente en el suelo ensayado, conjuntamente tiene una balanza, dispuesta de

manera tal que sólo se equilibre cuando contenga la cantidad de suelo exacto a ensayar en el

conjunto, más una esferas de acero que han de pulverizar la ampolla con el Carbonato de Calcio

13

que al unirse con la muestra de suelo produce un gas acetileno que permitirá obtener la

humedad.

Densímetro Nuclear

Este ensayo determina la Humedad y la Densidad Seca de los suelos en el campo

mediante métodos nucleares, sin tener que recurrir a métodos de intervención física.

El densímetro nuclear es un equipo electrónico de medición capaz de determinar

rápidamente y con precisión el porcentaje de humedad y la densidad de suelos o agregados y

asfalto, directamente en el sitio, sin tener que recurrir al laboratorio, lo que conllevaría a mayor

tiempo de espera, que en la mayoría de los casos no se cuenta, por la celeridad de las obras.

El equipo utilizado para este ensayo, determina la Densidad mediante la trasmisión,

directa o retro dispersada, de los rayos gamma, cuantificando el número de fotones emitidos por

una fuente de Cesio- 137. Los detectores ubicados en la base del medidor detectan los rayos

gamma y un microprocesador convierte los conteos en una medida de Densidad.

Tipos de mediciones con Densímetro Nuclear

Retro dispersada: “es un método rápido y no destructivo. La fuente de emisiones

gamma y los detectores permanecen dentro del densímetro, colocado sobre la superficie del

material a alizar. Las emisiones gamma penetran en el material evaluando, las emisiones que

son recibidas por los detectores que son cuantificadas”.

Transmisión Directa: “en este método de operación la fuente gamma se posiciona a

una profundidad específica, dentro de la capa del material a evaluar, mediante su inserción a

través de un orificio de acceso hecho con la varilla de perforación. Las emisiones gamma son

transmitidas a través del material, hacia los detectores, dentro del densímetro”. (Es la más

peligrosa porque la fuente radiactiva sale del aparato).

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MARCO METODOLÓGICO

ENSAYO DE PROCTOR NORMAL

Equipos y Herramientas:

Para realizar este ensayo con éxito se debe contar con una serie de herramientas

específicas en el laboratorio, las cuales están citadas en la norma (ASTM D698-00), y

son las siguientes:

Balanza con apreciación de 0.1 gr.

Vernier.

Molde y collar estandarizado.

Martillo compactador con un peso de 5.5lb y una caída de 12”.

Horno a temperatura controlada, capaz de mantener una temperatura de 110º C ±

5º C.

Tara o envase.

Regla de acero.

Cuchara.

Martillo.

Cincel.

Procedimiento:

En esta práctica se toma una muestra representativa de un tipo de suelo, es

necesario realizar un ensayo granulométrico a la muestra, ya que el método a emplear es

en función de su granulometría. Son conocidos tres métodos:A, B o C especificado en

la norma (ASTM D698-00). (Ver anexo 1)

En el ensayo granulométrico se utilizan los tamices 3/8”, ¾” y Nº 4 para así

conocer el porcentaje de fino que posee esta muestra. Una vez realizado este

procedimiento se determinó que el método a utilizar era él A. Se prosigue a medir la

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briqueta determinada según el método, tomando tres medidas del diámetro con el

vernier y se calcula un promedio, estas medidas se toman a cada 120°

aproximadamente, una vez calculado el diámetro promedio se realiza la medición de

tres alturas de la briqueta y se calcula la altura promedio, esto es necesario para poseer

de una manera determinada el volumen del recipiente, culminada esta etapa, se toma la

briqueta sin el collar, con su debida base y se pesa la briqueta vacía en la balanza.

Como indica la norma (ASTM D698-00), para el método A se requiere

aproximadamente 16 kg de muestra para realizar 5 muestreos con 5 porcentajes distintos

de humedad, pero para efectos de este ensayo en el laboratorio se modificó a 8 kg, y se

le colocó un porcentaje de humedad especifico del 8%, cantidad de agua que se

calculóutilizando la ecuación 3, teniendo como resultado una cantidad de agua de 640

ml. Una vez conocido este porcentaje se prosigue a mezclar de forma uniforme la

muestra de suelo hasta el punto que esté homogénea con la humedad requerida.

Terminada esta etapa de la práctica se le coloca el collar a la briqueta y se ajusta, se

toma la muestra humedecida, para luego ser compactada en 3 capas, cada capa con un

espesor aproximado de 1/3 de la altura de la briqueta, a 25 golpes, con un martillo de

compactación de 5.5 lb con una caída libre de 12” que equivale a una energía de

compactación aproximada de 600 KN-m/m3.En el proceso de golpes el molde es puesto

en una superficie horizontal, de base rígida el cual pueda amortiguar los golpes

ocasionados con el martillo, de manera de que el molde no se mueva y se le proporcione

a la muestra los golpes distribuidos uniformemente.

Culminada esta parte del ensayo se desprende el collar de la briqueta y se

remueve, se toma la regla de acero para enrasar la muestra apoyándose en los bordes del

molde, una vez enrasada se toma el peso del molde con la muestra compactada. En

necesario extraer dos muestras de suelo compactado: para realizar esto se toma el

martillo y el cincel para realizar una primera extracción a 1/3 desde la parte superior de

la briqueta con el suelo compactado hacia abajo, una vez llegado a ese punto se extrae

una cantidad de muestra y se coloca en una tara ya pesada con anterioridad, este proceso

se realiza para la segunda extracción de muestra con la diferencia que el punto de

extracción será de 1/3 de la altura desde la parte inferior del molde con la muestra hacia

arriba, teniendo las dos muestras en las taras se pesan en una balanza y luego se colocan

en un horno a una temperatura estándar.Esto se ejecutó, para poseer su porcentaje de

16

humedad, y de esta manera obtener los puntos necesarios para definir la curva que

relaciona el peso unitario seco con el porcentaje de humedad (Curva de compactación).

(Ver Gráficos 1 y 2).

ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO

Equipos y herramientas:

Para realizar este ensayo son necesarias una serie de herramientas específicas en

el laboratorio las cuales están citadas en la norma (ASTM D1557-00), las cuales son las

siguientes:

Balanza con apreciación de 0.1 gr.

Vernier.

Molde y collar estandarizado.

Martillo compactador con un peso de 10 lb y una caída de 18”.

Horno a temperatura controlada, capaz de mantener una temperatura de 110º C ±

5º C.

Tara o envase.

Regla de acero.

Cuchara.

Martillo.

Cincel.

Procedimiento:

Al igual que elproctor normal es necesario el ensayo granulométrico para poder

conocer que método de proctor se utilizarásegún especificaciones de la norma (ASTM

D1557-00).

Una vez realizado este procedimiento y determinado el método a utilizar se

prosigue a obtener el volumen de la briqueta según su diámetro y alturas que son

medidos antes del ensayo.

17

Consecutivamente se obtiene el peso de la briqueta sin el collar, todo esto como

en el proceso anteriormente explicado de proctor normal

Para obtener el muestreo de este ensayo tomamos la misma muestra que

utilizamos en el proctor normal (8 kg) con el mismo porcentaje de humedad de 8%,

esto quiere decir que los 8 kg que tomamos al comienzo se utilizaron para los dos

métodos.

La diferencia del proctor modificado con el normal en este caso, es el número de

capas. Se colocan 5 capas, cada una de un espesor aproximado de 1/5 de la altura de la

briqueta además cada capa será compactada con un N° de 25 golpes, con un martillo de

10 lb con una caída libre de 18” que equivale a una energía de compactación

aproximada de 2700 KN-m/m3.En el proceso de golpes el molde fue puesto en el piso,

ya que este posee una base rígida el cual pudo amortiguar los golpes ocasionados con el

martillo, de manera de que el molde no se mueva y se le proporcione a la muestra los

golpes distribuidos uniformemente.

Una vez culminado esta parte del ensayo se desprende el collar de la briqueta y

se remueve, se toma la regla de acero para enrazar la muestra apoyándose en los bordes

del molde, luego se toma el peso del molde con la muestra compactada. En necesario

extraer dos muestras de suelo compactado para realizar esto se toma el martillo y el

cincel para realizar una primera extracción a 1/3 desde la parte superior de la briqueta

con el suelo compactado hacia abajo una vez llegado a ese punto se extrae una cantidad

de muestra y se coloca en una tara ya pesada con anterioridad, este proceso se realiza

para la segunda extracción de muestra con la diferencia que el punto de extracción será

de 1/3 de la altura desde la parte inferior del molde con la muestra hacia arriba, teniendo

las dos muestras en las taras se pesan en una balanza y luego se colocan en un horno a

una temperatura estándar.Esto se ejecutó, para obtener el porcentaje de humedad

requerido, para así obtener los puntos necesarios para definir la curva que relaciona el

peso unitario seco con el porcentaje de humedad (Curva de compactación).

18

ENSAYO DEL CONO DE ARENA

Equipos y herramientas:

Según la norma (ASTM D1556-00) las herramientas y los equipos necesarios

para efectuar este ensayo son los siguientes:

Martillo.

Cucharilla.

Brocha.

Cincel.

Cinta métrica

Cabillas.

Bolsas plásticas.

Recipiente (cono de arena).

Placa de acero.

Balanza con apreciación de 0.1 grs.

Horno de temperatura controlada.

Procedimiento:

Se llena el recipiente con arena estandarizada, una vez llenado el recipientes se

cierra con la tapa que tiene adaptada el cono, este molde se pesa con la arena y el cono

colocado,

Se prepara la superficie donde va a ser ubicado el ensayo, tal que se encuentre

nivelada y limpia. Asentar la placa de acero sobre la superficie plana estando seguro que

existe un buen contacto entre la superficie del terreno y el borde del hoyo central. Fijar

la placa al suelo con dos cabillas colocadas a cada lado de para así evitar que no haya

movimiento durante el ensayo. Luego de asegurarnos que este fija excavamos el hoyo

para el ensayo, tomando como referencia el orificio central del plato base, teniendo

precaución de no alterar el suelo que rodea el hoyo. La profundidad de éste será de 15

cm y el diámetro será igual al diámetro del hoyo central del plato. Las paredes del hoyo

19

deben ser lisas en la medida de lo posible. Al finalizar la excavación ubicamos todo el

suelo excavado y el suelo suelto durante la excavación en bolsas limpia libre de

residuos. Se invierte el cono con la arena sobre el plato. Se abre la válvula y se deja que

la arena normalizada llene el hoyo y el embudo. Cuando la arena deje de fluir se cierra

la válvula. Se recupera la arena del hoyo y de la plancha de acero en la bolsa. Se pesa el

recipiente con el cono después de haber vaciado la arena al igual que las 2 bolsas

recuperadas con la muestra de suelo y la arena normalizada. Finalmente se toma una

fracción de suelo y se ubica en una tara ya pesada la cual va ir al horno a temperatura

constante para posteriormente obtener su contenido de humedad

MÉTODO DE SPEEDY

Equipos y Herramientas

Speedy: consta de un envase de aluminio, en forma de campana, que en su base

tiene integrado un manómetro de presión y en la parte superior posee una

horquilla en forma de estribo que sirve para cerrarlo herméticamente. También

tiene una tapa en forma de copa para colocar la muestra.

Balanza con capacidad de 12 gramos.

Instrumentos para medir el carburante.

Esferas pulverizadoras de una pulgada de diámetro.

Procedimiento:

Se extrae una cantidad de muestra de suelo, el Speedy trae una balanza la cual nos

permite saber la cantidad de suelo especifica que se necesita, una vez pesada se coloca

dentro del humedimetro también se colocan dos esferas de hierro dentro del equipo una

vez realizado este paso se prosigue a colocar una ampolla de carburo de sodio,

finalizado de colocar estos materiales se le coloca la tapa y se cierra bien. Manteniendo

el cuerpo del instrumento en posición horizontal, se rota por 10 segundos de tal forma

que las esferas estén en órbita, describiendo la circunferencia interior. Se deja reposar el

20

Speedy por 20 segundos y luego se repite el ciclo rotación-reposo, hasta que la lectura

del manómetro sea constante, el procedimiento debe durar 3 minutos.

ENSAYO DE MESA VIBRATORIA

Para calcular la densidad relativa en laboratorio es necesario seguir las pautas y

pasos que nos otorga la norma ASTM D 4254-00, debido a que nos especifica cada paso

para realiza de forma satisfactoria este ensayo.

Equipos y herramientas:

Para este ensayo es necesario constar con las herramientas y maquinaria

necesarias especificada en la norma las cuales son:

Balanza con apreciación de 0.1 grs.

Regla metálica.

Brocha.

Vernier.

Mesa vibratoria.

Molde.

Embudo.

Cuchara.

Dial indicador.

Procedimiento:

Para realizar este ensayo se toma un molde estándar el cual no exceda el que

especifica la norma, luego se mide tres diámetros cada medición se realiza a 120° de la

otra, una vez tomadas estas medida se calcula un promedio de la tres para encontrar un

diámetro final, con la altura es similar, se toma 3 medidas de alturas y se calcula una

promedio, al finalizar esta parte de la práctica se toma el molde vacio y se pesa,A este

21

molde se le fue agregando la arena estandarizada, distribuyéndola cuidadosamente con

movimientos circulares con el uso de del embudo , de tal manera de llenar el molde sin

ninguna energía de compactación, al finalizar el llenado se enraso con la regla metálica,

apoyándose del molde y del material, para así obtener la nivelación adecuada, una vez

finalizado este proceso se toma el molde con la muestra y se pesa. Luego se coloca el

molde en la mesa vibratoria y se coloca un plato espaciador en la parte superior,

tomando la lectura inicial con el dial, en dos extremos del molde. Luego se coloca

encima de este, una pesa normalizada según el volumen del molde (esta pesa hace el

peso de una compactadora la cual es usada en campo).

Se prosigue a encender la maquina por 8 min debido a la frecuencia de la mesa

vibratorio, finalizado los 8 min se retira la pesa y se prosigue a medir de nuevo la

lectura con el dial. Durante el ensayo realizado en el laboratorio no se cumplió con la

continuidad de los 8 min debido a que el aparato no quedo bien ajustado lo que puede

ser un factor importante a la hora de la interpretación de los resultados

22

TRATAMIENTO DE DATOS

Ensayo de relación Humedad-Densidad en suelos

Cálculos

En total se tomaron 4 puntos de humedad de 8kg cada uno, con contenidos de humedad

de: 8%, 10%, 12%, 14%, respectivamente para cada Proctor.

Se procesa la data, utilizando las ecuaciones 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Luego se realiza las

gráficas Densidad Vs. Contenido de humedad para cada Proctor, y derivando las ecuaciones de

las líneas de tendencia polinomiales, se determinan sus cotas en X y Y, correspondientes a

Densidad Máxima y Humedad Óptima. (Ver Tablas 1-2, Gráficos 1-2)

Densidad de Campo

Cálculos:

Las variables correspondientes a este ensayo se calculan con las ecuaciones 11, 12, 13,

14, 15 y 16, expresados de forma ordenada en la tabla Nº3.

Densidad Relativa

Cálculos:

En principio se determina el volumen inicial de la muestra, antes del proceso de

vibrado. Luego, se establece la diferencia de alturas promedio correspondiente a las lecturas

iníciales y finales del dial, con el fin de obtener una altura relacionada al reacomodo de las

partículas del material después del vibrado, y de esta manera calcular el volumen final,

utilizando la ecuación 9 según sea el caso. (Ver Tabla Nº4)

Se procede a realizar el cálculo de la densidad mínima y máxima, utilizando las

ecuaciones 7 y 8 respectivamente. Por último se calcula la densidad relativa con la ecuación 10,

utilizando la densidad teórica de la arena en sitio.

23

Tabla Nº 1. Procesamiento de datos para cálculo de Humedad y Densidad Seca del ensayo Proctor Normal.

*Los datos de la zona sombreada no fueron tomados en cuenta para la realización de la gráfica, debido a la dispersiónde ese punto en relación a los otros.

PROCTOR NORMAL

Humedad

MOLDE PESO SUELO

Kg.

DENSIDAD HUMEDA

K/m3 ENVASE Nº

TARA ENVASE

ENVASE + SUELO

HUMEDO

ENVASE + SUELO SECO

AGUA CONTENIDA

EN gr.

SUELO SECO gr.

HUMEDAD %

(ϒd) DENSIDAD

SECA Kg/m3

PROMEDIO

TARA gr.

VOL cm3.

HUMEDAD % D. SECA

(ϒd) K/M3

8 3338 934,48 1,758 1881,26

105 18,85 50,25 47,86 2,39 29,01 8,24 1738,07

8,20 1738,64 42 26,3 69,62 66,34 3,28 40,04 8,19 1738,82

99 18,81 59,81 56,71 3,1 37,9 8,18 1739,02

10 3342 932,54 1,78 1937,8

7 31,53 47,19 45,87 1,32 14,34 9,21 1774,46

9,22 1774,28 126 19,05 38,56 36,9 1,66 17,85 9,30 1772,92

123 18,78 37,76 36,17 1,59 17,39 9,14 1775,47

12 4345 942,65 1,807 1916,9

63 18,07 28,55 27,44 1,11 9,37 11,85 1713,87

11,62 1717,29 1 18,1 29,59 28,42 1,17 10,32 11,34 1721,71

200 21,79 32,97 31,8 1,17 10,01 11,69 1716,29

14 4316 942,04 1,873 1988,23

100 25,9 139,33 124,48 14,85 98,58 15,06 1727,94

14,10 1742,66 120 26,83 110,13 100,71 9,42 73,88 12,75 1763,39

6 38,74 95,64 88,44 7,2 49,7 14,49 1736,64

24

Gráfico Nº1. Curva Peso Específico Vs. Contenido de Agua del ensayo Proctor Normal.

%óptima: 11,19

dmax: 1801,78

y = -7,0205x2 + 157,24x + 921,35

1730

1740

1750

1760

1770

1780

1790

1800

1810

7 8 9 10 11 12 13 14 15

Pes

o e

spec

ific

o (

k/m

³)

Contenido de agua, w (%)

CURVA DE COMPACTACIÓNPROCTOR NORMAL

78,180135,921)19,11(24,157)19,11(0205,7

19,1105,14

24,157

24,15705,140

24,157)0205,7(2'

35,92124,1570205,7

2

12

2

y

X

X

Xy

XXy

25

Tabla Nº2. Procesamiento de datos para cálculo de Humedad y Densidad Seca del ensayo Proctor Modificado

PROCTOR MODIFICADO

Humedad

MOLDE PESO

SUELO Kg.

DENSIDAD HUMEDA

K/m3

ENVASE Nº

TARA ENVASE

ENVASE + SUELO

HUMEDO

ENVASE + SUELO SECO

AGUA CONTENIDA

EN gr.

SUELO SECO gr.

HUMEDAD % (ϒd)

DENSIDAD SECA Kg/m3

PROMEDIO

TARA gr.

VOL cm3.

HUMEDAD %

D. SECA (ϒd) K/M3

8 3338 934,48 1,882 2013,95

25 26,01 57,5 55,08 2,42 29,07 8,32 1859,18

8,32 1859,31 104 19,05 65,6 61,99 3,61 42,94 8,41 1857,77

12 31,93 76,83 73,42 3,41 41,49 8,22 1861,00

10 3342 932,54 1,928 2067,47

45 26,33 42,36 41,02 1,34 14,69 9,12 1894,64

9,21 1893,06 14 22,3 44,42 42,5 1,92 20,20 9,50 1888,02

32 22,71 35,65 34,58 1,07 11,87 9,01 1896,51

12 4345 942,65 1,971 2090,9

32 17,87 27,85 26,81 1,04 8,94 11,63 1873,01

11,44 1876,34 12 18,1 27,3 26,31 0,99 8,21 12,06 1865,90

20 18,74 26,55 25,8 0,75 7,06 10,62 1890,11

14 4316 942,04 1,961 2081,65

127 26,64 109,86 99,56 10,3 72,92 14,13 1824,01

13,87 1828,31 24 27,36 80,57 73,56 7,01 46,20 15,17 1807,41

70 25,06 111,47 102 9,47 76,94 12,31 1853,51

26

Gráfico Nº2. Curva Peso Específico Vs. Contenido de Agua del ensayo Proctor Modificado.

%óptima: 10,39%

dmax: 1888,35 K/m³

35,1888

5,1335)39,10(39,106)39,10(1184,5

39,102368,10

39,106

39,1062368,100

39,106)1184,5(2'

5,133539,1061184,5

2

12

2

y

y

X

X

Xy

XXy

27

Tabla Nº 3. Procesamiento de datos para cálculo de Densidad de Campo

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO EN SUELOS

ARENA NORMALIZADA

IDENTIFICACIÓN DEL HOYO

Nº DEL HOYO 1 2 3 4

PROFUNDIDAD DEL HOYO A PARTIR DE LA RASANTE ACTUAL m.

0,15 0,15 0,15 0,15

VO

LÚM

EN D

EL H

OY

O

MÈT

OD

O D

EL C

ON

O D

E A

REN

A

A PESO INICIAL ENVASE + ARENA Gr. 6346,90 6182,30 6989,90 6506,50

B PESO FINAL ENVASE + ARENA Gr. 4782,30 4338,80 1554,80 1363,40

C PESO DE ARENA EMPLEADA Gr. ( A-B ) 1564,60 1843,50 5435,10 5143,10

D PESO DE LA ARENA ENTRE CONO Y

APERTURA DE LA PLACA Gr. 348,60 348,00 1415,20 1415,00

E PESO DE LA ARENA EN HOYO Gr. ( C-D ) 1216,00 1495,50 4019,90 3728,10

F DENSIDAD DE LA ARENA Gr./cm3 1,40 1,40 1,40 1,40

G VOLÚMEN DEL HOYO cm3 ( E/F ) 868,57 1068,21 2871,36 2662,93

DEN

SID

AD

HU

MED

A

H PESO HÚMEDO DEL SUELO EXTRAÍDO Gr. 1578,78 2036,75 5509,70 5152,93

I DENSIDAD HÚMEDA DEL SUELO Kg/m3

((H/G)*1000) 1817,67 1906,69 1918,85 1935,06

CO

NTE

NID

O D

E H

UM

ED

AD

J ENVASE Nº 21 7 10 12

K TARA DEL ENVASE Gr. 18,09 31,52 21,04 27,38

L TARA + FRACCIÓN DE SUELO HÚMEDO Gr. 59,92 70,44 48,94 56,84

M TARA + FRACCIÓN DE SUELO SECO Gr. 58,39 68,45 47,49 55,41

N PESO DEL AGUA CONTENIDA Gr. ( L-M ) 1,53 1,99 1,45 1,43

O PESO NETO SUELO SECO Gr. ( M-K ) 40,30 36,93 26,45 28,03

P HUMEDAD EN SITIO % ( (N/O)*100 ) 3,80 5,39 5,48 5,10

CÓ

MP

UT

OS

FIN

ALE

S Q *HUMEDAD TEÓRICA DE COMPACTACIÓN % 10,79 10,79 10,79 10,79

R DENSIDAD SECA DEL SUELO EN SITIO

Kg./cm3 ( [(I/(100+P)]*100 ) 1751,19 1809,20 1819,12 1841,13

S *DENSIDAD SECA TEÓRICA DE

COMPACTACIÓN Kg/m3 1845,07 1845,07 1845,07 1845,07

T COMPACTACIÓN EN SITIO % ( (R/S)*1OO ) 99,41 98,06 98,59 99,79

*Se tomaron valores promedio de los resultados de humedad óptima y densidad seca máxima

obtenidos del ensayo Proctor.PROMEDIO sitio: 4,96 – PROMEDIO sitio: 1804,55 Kg/m³

Humedad-Método Speedy 4,60%

28

Tabla Nº 4. Procesamiento de datos para cálculo de Densidad Relativa.

*Para efectos de cálculo en la ecuación 10, la densidad de la arena normalizada se

asumió con el valor de 1,5 gr/cm³, un poco más alto a lo establecido para la realización del

ensayo (1,4 gr/cm³), tomando en cuenta que el material empleado es de uso demostrativo en la

práctica de laboratorio, siendo sometido a compactación varias veces, acción que genera una

sobre-compactación, permitiendo que su densidad aumente.

MESA VIBRATORIA

PESO DE MOLDE (gr) PESO DE MOLDE + MUESTRA

(gr) DIÁMETRO DE MOLDE d

(cm) PROFUNDIDAD DE MOLDE Hi

(cm)

3631,9 7622,2 15,2 15,52

LECTURAS DE DIAL

PUNTO

LECTURAS

ΔH= I - F (mm) ΔH*0,01

DIFERENCIA DE

ALTURAS dh (cm)

INICIAL FINAL

LECTURAS DIVISIONES LECTURAS DIVISIONES

A 45 v, 25 d 4525 23 v, 42 d 2342 2183 21,83 2,1287

B 45 v, 72 d 4575 25 v, 0,6 d 2500,6 2074,4 20,74

1 VUELTA (v)= 100 DIVISIONES

1 DIVISIÓN (d)= 0,01 mm

CÁLCULO DE VOLÚMENES

VOLÚMEN INICIAL (cm³) (π*d²/4)*Hi

VOLÚMEN FINAL (cm³) (π*d²/4)*(Hi-dh)

2816,23 2429,96

CÁLCULO DE DENSIDADES

DENSIDAD MÍNIMA DENSIDAD MÁXIMA

Ecuación 7 1,41 gr/cm³ Ecuación 8 1,64 gr/cm³

DENSIDAD RELATIVA

* Ecuación 10 53,33%

29

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Barroso, Jonathan

Luego de la ejecución del ensayo de Proctor Normal, se obtuvo que la densidad seca

máxima fue de 1801,79 kg/m3 y la humedad óptima fue de 11,19 %; mientras que para el

ensayo de Proctor Modificado, la densidad máxima fue de 1888,35 kg/m3

y la humedad optima

fue de 10,39 %. Contrastando los resultados de ambos ensayos para una misma muestra de

suelos, se puede observar que en el ensayo de proctor modificado se consiguió una mayor

densidad seca máxima con un menor porcentaje de humedad, esto debido a que se le aplicó una

mayor energía de compactación. Esto también es indicio de que hubo un mayor reacomodo de

las partículas del suelo. Es importante mencionar varios aspectos al momento de realizar esta

práctica, uno de ellos fue que para realizar el ensayo de proctor modificado, se utilizó el mismo

molde usado en proctor normal. Otro aspecto importante fue que al momento de realizar la

curva de compactación de proctor normal, no se tomó en cuenta el 12% de humedad ya que su

densidad seca no dio lo deseado.

El ensayo de Densidad Relativa arrojó que la densidad seca mínima fue de 1,42 g/cm3 y

la densidad seca máxima fue de 1,64 g/cm3; comparando estos datos, podemos señalar que son

resultados coherentes ya que la densidad mínima no es mayor a la máxima y se mantienen entre

los valores estándares. Al mismo tiempo, la densidad relativa obtenida fue de 53,33 %, con lo

que podemos deducir que el suelo estaba medianamente compactado. Asimismo, el valor de la

compactación óptima en un suelo es de 80% y al compararlo con la densidad relativa podemos

decir que para que el suelo alcance la compactación optima, se debe compactar un 26,7 %

extra.

Para el ensayo de Densidad de Campo por el método de Cono de Arena, se obtuvo que

la densidad húmeda del suelo fue 1918,88 kg/m3. Posteriormente, con esta densidad se calculó

la densidad seca del suelo que fue 1819,18 kg/m3. Finalmente, con la densidad seca y la

densidad seca teórica la cual se calculó promediando las densidades secas máximas de Proctor,

se calcula la compactación en sitio la cual arrojo un 98,96 %. Comparando estos datos, se puede

decir que la compactación en sitio está entre los valores estándar de 90 a 95% lo cual es indicio

que el suelo estudiado tiene una muy buena compactación, adecuada para construir sobre él.

Al realizar el ensayo de Contenido de Humedad de Campo (Método de Speedy) se

obtuvo que el porcentaje de humedad fue de 4,6 %; y el porcentaje de humedad de la muestra

extraída de la excavación secado al horno fue de 5,48 %. Se puede apreciar que la diferencia

30

entre ambas es menor a 1%, lo que implica que la humedad arrojada por el método de Speedy

está muy cercana a la real hallada en laboratorio.

Blanco, Daniel

Realizamos el día martes 9 de julio de 2013 el ensayo de densidad “IN SITU” o en sitio

la cual se define como la masa por unidad de volumen de un suelo en estado natural. Ahora

conforme, no obviando su carácter poroso, conviene discrepar entre la densidad de sus

componentes sólidos y la del conjunto del suelo.

Realizamos la determinación de la densidad de los suelos principalmente para controlar

la compactación del mismo, en este caso una muestra tomada de las áreas paralelas del campo

de softbol, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Para ello realizamos el método del cono de arena en referencia al ASTM D1556-64,

debido, a que es un métodoen el cual se determina de forma indirecta el volumen de un hoyo

excavado para luego, después de diversos procedimientos determinar la densidad del suelo

mismo y seguidamente la humedad mediante el método de Speedy el cual nos permite

determinar el porcentaje de humedad en campo, regido por ASTM 4944.

En el método del cono de arena bajo los cumplimientos procesos y requisitos de la

norma obtuvimos una densidad relativa de 0.53 𝑔𝑟

𝑐𝑚³ la cual debe estar comprendida en un

porcentaje ≥ 0.8 𝑔𝑟

𝑐𝑚³ el arrojo de este resultado, nos indica que es un suelo poco apto para la

construcción de una edificación de gran envergadura, es quizás por ello, que la construcción de

la zona recreativa como las canchas y campos de futbol y softbol están ubicadas precisamente

en este sitio especifico del instituto universitario de tecnología Dr. Federico Rivero Palacio.

En el caso de la determinación del porcentaje de humedad en campo mediante el

método de Speedy el aparato arrojó una resultado de 5.39% donde en comparación con la norma

ASTM 4944 el porcentaje de humedad en campo según el aparato de Speedy debe ser de 4.6%

es notable que el porcentaje obtenido por nosotros tiene una diferencia un tanto considerable de

0.79% dando como resultado un suelo fino con mas porcentaje de humedad logrando así

convertirlo en un suelo no apto para la construcción de una edificación considerable en tamaño,

aun así, debemos tomar en cuenta que un día antes del ensayo hiso presencia en el sitio del

ensayo normalizadas precipitaciones.

31

Cardier, Luis

La densidad relativa dio un valor de 53,3% muy por debajo de valor normativo el cual

es ≥ 80% se puede decir que dio estos valores debido a que la muestra de suelo utilizada a sido

ensayada en muchas ocasiones, permitiendo que la muestra este mas suelta a la hora de

realizarse dicho ensayo.

Con respecto a el porcentaje de compactación en sitio, en el ensayo de densidad de

campo en suelo dio valores dentro de los normativos igual a 98,96%, quiere decir que el suelo

en sitio estaba compactado casi al 100% y su % de vacío era mínimo. Según lo normativo es ≥

90%.

Ferrante, Bárbara

En el ensayo de proctor se evaluaron cuatro muestras de las cuales la ensayada con una

humedad de 12% arrojo un valor de densidad de 1717,29; valor por debajo de las otras

humedades comprendidas entre10% y 14%.

Esta variación de resultado pudo ser motivada a un error al momento de tomar los

pesos, a que no se colocara la cantidad de agua requerida en ese punto, en que durante el

proceso de compactación la muestra haya perdido agua o quizás `por un mal proceso a la hora

de compactar.

Para el análisis de la curva de compactación haciendo énfasis en lo mencionado en la

norma ASTM D698-00, en proctor normal se obtuvo una humedad óptima de 11,19% para una

densidad de 1801,79 kg/m. Resaltando que la tercera densidad no se tomó en cuenta para la

realización de la gráfica.

Con respecto al ensayo de proctor modificado se realizó la compactación con las

mismas humedades y una mayor fuerza aplicada reflejada en la gráfica con una densidad de

1888,35 kg/m³ con una humedad óptima de 10,39%. Comparando resultados de ambos ensayos

podemos analizar que se obtuvo una mayor densidad en proctor modificado con un nivel de

humedad más baja a un mayor grado de energía de compactación.

En el ensayo de densidad de campo se calculó un porcentaje de humedad para la

muestra extraída en sitio que fue secada en horno, de allí se obtuvo un valor de 5,39%. por

32

medio del método de Speedy se obtuvo una humedad de 4,6% en campo. Al comparar ambos

valores de humedad el valor del Speedy no varía mucho con respecto a la humedad real

obtenida en el laboratorio.

Para la densidad relativa se utilizaron los cálculos de densidad máxima y densidad

minina por el método de la mesa vibratoria. En dato de la densidad de la arena de 1,4 gr/cm³

para el cálculo de densidad relativa se le incremento un 0,1 para efectos de este ensayo, ya que,

dicha densidad era mayor a la densidad obtenida en campo por lo que en efecto no era

congruente porque la densidad de campo no puede ser menor a la densidad del material

ensayado en laboratorio.

El valor de la densidad relativa del material en campo fue de 53,33%, según lo

establecido en las normas de densidad D1556 y densidad relativa D4253 y D4254 la

compactación optima de un suelo tiene que ser igual o mayor al 80%. Lo que quiere decir que

con el valor de 53,33% en la densidad nos indica que el suelo en campo es un suelo

medianamente compactado.

Figueira, Gabriel

Para el ensayo de proctor normal los resultados obtenidos fueron: 11.19 % de humedad

optima con una densidad máxima de 1801.19 kg/cm³, en el ensayo de proctor modificado

obtuvimos un porcentaje de humedad optima de 10.39% y una densidad máxima de 1888.35%.

Estos valores son aceptados y comprendidos por la norma ASTM D-689

El valor obtenido del ensayo de densidad relativa fue de 53,33% este se encuentra

debajo del valor normativo que es mayor o igual al 80% y el grado de compactación fue de

53,33 % lo que podemos decir que esta medianamente compactado. El peso unitario seco

obtenido en campo fue de 1819,18 Kg/m3 y

el peso teórico de compactación de 1845,07 Kg/m3.

Los que nos da una compactación en sitio de 98,96%, con este valor podemos decir que el suelo

está altamente compactado muy cerca del porcentaje mayor de compactación.

33

Zamora, Mariana

En base a los expuesto por la ASTM D1557 y D698, y realizando la curva de Peso Seco

Vs. Contenido de humedad para cada ensayo proctor, se pudo determinar los porcentajes de

humedad (11,19% y 10,39%) para los cuales el material ensayado alcanza una densidad máxima

óptima de compactación (1801,79 Kg/m³ (Normal); 1888,35 Kg/m³ (Modificado). Obviamente

la densidad máxima obtenida con proctor modificado es mayor a los datos obtenidos del proctor

normal, ya el peso del martillo influye en la energía de compactación, permitiendo aumentar la

compacidad del material.

Se calculó las variables in situ del suelo. El valor promedio de densidad seca arrojó un

valor de 1804,55 Kg./cm³, con un 4,96% de humedad, que coherentemente se compara con el

valor de la humedad registrada con el Speedy (4,6%) denotando su similitud. Al relacionar la

densidad seca en sitio, con el peso volumétrico teórico apoyado en los valores máximos

obtenidos con proctor, se determina que el suelo en sitio posee un grado de compactación de

98,96%, por encima del rango mínimo de aceptabilidad (90-95%) es decir, un suelo muy denso,

muy compactado, a solo 1,04% de alcanzar la densidad máxima, basándose en lo expuesto por

la norma ASTM D4253 y D4254.

Existe coherencia entre los valores obtenidos para densidad máxima (1,63 g/cm³) y

mínima (1,42 g/cm³), esto debido a la relación entre el peso de la muestra y los diferentes

volúmenes tomados en cuenta para el cálculo de cada una. Al calcular la Densidad Relativa, dió

como resultado 53,33%, este valor es comparable al 80% de compactación óptima de suelo, la

cual podría ser alcanzada al aplicar un 27% de compactación extra, como lo establece la norma

antes mencionada.

34

CONCLUSIONES

Al comparar los resultados entre ambos ensayos Proctor, se evidencia que los valores

de la densidad seca en el modificado son más elevados que los del normal, en correspondencia

con los porcentajes de humedad. Con esto se entiende que el material al ser sometido a una

mayor energía de compactación, las partículas se reordenan y el volumen de poros se reduce,

para luego ser ocupado por más partículas de suelo. Es por esto que la densidad aumenta: la

muestra experimenta un cambio en el peso, ocupando el mismo volumen. Con las densidades

secas máximas alcanzadas: 1801,79 Kg/m³ (Normal); 1888,35 Kg/m³ (Modificado), se obtienen

los porcentajes de humedad óptimos de compactación para ese material (11,19% y 10,39%

respectivamente), determinando así la compactación máxima de ese suelo, parámetro a tomar en

cuenta para el diseño estructural e hidráulico de proyectos de ingeniería. La elección del tipo de

ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza de la obra a realizar.

En los suelos No Cohesivos secos o saturados, la compactación por impacto no produce

una curva definida en relación humedad-densidad. Es por ello que se realiza el ensayo de la

Mesa Vibratoria. Los valores definitivos correspondientes a la densidad máxima (1,63 g/cm³) y

mínima (1,42 g/cm³) son coherentes: densidad máxima mayor a la mínima, sin embargo estos

valores demuestran que el material no posee gran capacidad de compactación, debido a la

pequeña diferencia entre ellos. El valor arrojado de Densidad Relativa es de 53,33%, podría

decirse que el material se encuentra medianamente compactado, por lo que debe ser sometido a

compactación en un 27% aproximadamente para alcanzar la optimización del 80% tal como lo

establece la norma ASTM D4253 y D4254. Sin embargo dichos valores podrían diferir de la

realidad, debido a ciertas razones: No se pudo tomar en cuenta el valor real de la densidad de la

arena normalizada (1,39 gr/cm³), tomando en cuenta que dicho material es empleado en usos

demostrativos para prácticas de laboratorio, y ha sido sometido a compactación varias veces,

permitiendo que su densidad aumente cada vez que se ensaya, a causa de la disgregación

progresiva de las partículas. También inciden los percances ocurridos durante la realización del

estudio, tales como el mal ensamblaje del molde, acción que ocasionó la interrupción parcial del

ensayo afectando su tiempo estipulado de vibrado constante; y la ausencia de un vibrómetro,

necesario para dar la frecuencia exacta a la mesa de vibración.

Por su parte con el método del cono de arena, la determinación de la densidad del suelo

in situ (1804,55 Kg. /cm3) es necesaria para saber el estado de la compactación del suelo por

capas, de esta forma se puede realizar un trabajo de mejor forma, además de que la información

que nos proporciona es muy cercana a la realidad. Por otra parte el datos obtenido por el método

35

de secado al horno (4,96%) indica la humedad del suelo en sitio, y se demuestra su coherencia

al compararlo con el valor de la humedad registrada gracias al método Speedy (4,6 %), ensayo

que permite controlar la humedad en campo según las especificaciones técnicas de los

proyectos. El Peso unitario seco medido en campo tiene aproximadamente un 98,96% en

proporción al Peso Unitario seco máximo, eso indica la alta compacidad del suelo en sitio.

No se realizó el método del densímetro nuclear, por falta de recursos económicos para

costear el valor del equipo, ensayo que además debe realizarse por personal calificado para

operarlo correctamente.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Density and Unit Weight of Soils Using a Vibratory Table. Documento PDF. 14.

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Density and Unit Weight of Soils and Calculation of Relative Density. Documento PDF. 9.

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Water (Moisture) Content of Soil by the Calcium Carbide Gas Pressure Tester Method.

Documento PDF. 4.

ASTM STANDARS (1998 – 2000) D1556 - Standard Test Method for Density and Unit Weight

of Soil in Place by the Sand-Cone Method. Documento PDF. 7.

ASTM STANDARS (1998 – 2000) D698-00 Standard Test Methods for Laboratory

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ASTM STANDARS (1998 – 2000) D1557- Standard Test Methods for Laboratory Compaction

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Construmática, (2009). Densidad relativa. Barcelona: disponible en:

http://www.construmatica.com/construpedia/Densidad_Relativa

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ANEXOS

Anexo 1. Métodos de ensayos propuestos en la normas ASTM D 698-00A (Esfuerzo

normal o estándar) y D 1557-00 (Esfuerzo modificado).