Infrme Granulometria Suelos II

Laboratorio de Mecánica de Suelos II. Andahuaylas

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FILIAL ANDAHUAYLAS

FACULTAD INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE SUELOS II

VI CICLO

INFORMES DE LABORATORIO:

ENSAYO: DETERMINACION DE CALICATAS, Y ENSAYO DEGRANULOMETRIA, LIMITE LÍQUIDO, LIMITE PLASTICO Y PERFIL ESTRATIGRAFICO,

RESPONSABLES:

NOMBRES Y APELLIDO CODIGO

GOMEZ ALCARRAZ Gustavo 2009218863

QUISPE TORRES Rolando 2009218880

TAIPE FRANCO Hugo 2009218776

SAMANEZ CARRILLO Rommel

PRADO ALLENDE Sandy

Grupo de práctica. I

Profesor de teoría y práctica:

Ing. WASHINTONG ALTAMIRANO

Andahuaylas, 22 de junio de 2012

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INTRODUCCION

Los ensayos de granulometría, es el proceso para determinar la proporción en que participan los granos del suelo, en función de sus tamaños. Esa proporción se llama gradación del suelo.

Una de las razones que han contribuido a la difusión de las técnicas granulométricas es que, en cierto sentido, la distribución granulométrica proporciona un criterio de clasificación. Los conocidos términos arcilla, limo, arena y grava tiene tal origen y un suelo se clasificaba como arcilla o como arena según tuviera tal o cual tamaño máximo. La necesidad de un sistema de clasificación de suelos no es discutible, pero el ingeniero ha de buscar uno en que el criterio de clasificación le sea útil.

El presente ensayo, está organizada en dos aspectos básicos, la primera parte es las bases teóricas que comprende objetivos, justificación y marco teórico que amplía los conceptos que se maneja en el ensayo y la segunda parte, son los cálculos, graficas, resultados y conclusiones finales del ensayo.

Creemos que aun estamos en proceso de aprendizaje, y como primera experiencia en este tipo de trabajos, de seguro que hemos cometido errores, los cuales esperemos superarlo para las siguientes oportunidades.

Los autores.

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INDICE

I. OBJETIVOS

II. JUSTIFICACION

III. REFERENCIAS

IV. MATERIALES

V. MARCO TEORICO

VI. PROCEDIMIENTO

VII. PRESENTACION DE TABLAS Y RESULTADOS

CÁLCULOS TÍPICOS

CONCLUSIONES

SUGERENCIAS

BIBLIOGRAFIA

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ENSAYO DE GRANULOMETRIA

Método Análisis Mecánico

I. GENERALIDADES

La “Mecánica de Suelos” es un fruto característico de la ingeniería de nuestro tiempo, que se interesa por la estabilidad del suelo, por su deformación, por el flujo de agua, hacia su interior, hacia el exterior y a través de su masa, tomando en cuenta que resulte económicamente factible usarlo como material de construcción.

Los suelos en las cimentaciones, se comportan como dispositivo de transición entre aquel y la estructura, las condiciones del suelo como elemento de sustentación y construcción, aunque esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadísticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, a través de una correcta investigación de mecánica de suelos.

Para esto es necesario obtener muestras representativas del suelo que se someten a pruebas de laboratorio, tomando en cuenta que el muestreo y los ensayos se realizan necesariamente sobre pequeñas muestras de estratos de suelos, es necesario emplear algún método estadístico para estimar la viabilidad técnica de los resultados.

1.1. OBJETIVOS

Obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo, sus propiedades de resistencia, asentamientos y labores de gabinete en base a los datos obtenidos de los perfiles estratigráficos, Para plantear el tipo de cimentación o zapata adecuada, para que una estructura se comporte satisfactoriamente.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Determinar experimentalmente la distribución cuantitativa del tamaño de las partículas de un suelo.

Determinar las gráficas granulométricas, realizando un correcto análisis de las mismas.

Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe en una muestra de suelos.

Determinar Los Limites De Atterberg

El proceso seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

Reconocimiento del terreno

Excavación de calicatas

Tomas de muestras

Ensayos de laboratorio

Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio

Perfil Estratigráfico

Conclusiones y recomendaciones

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1.2. UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO:

El terreno materia del presente estudio, se ubica en la Avenida Lázaro Carrillo, Altura del Colegio Pitágoras, corresponde a las faldas del cerro Huayhuaca en el lugar denominado Ccoñeqpuquio, distrito y provincia de Andahuaylas.

1.3. CONDICIONES CLIMATICAS Y PISO ECOLOGICO:

El área de estudio se ubica sobre los 2950.00 m.s.n.m, comprende el piso ecológico de clima templado seco, con temperatura media anual máximo de 17ºC. La precipitación pluvial total por año es aproximadamente de 780ml. Esta se caracteriza por la alternativa de una estación seca entre abril y noviembre y otra lluviosa entre diciembre y marzo.

El estudio que se realiza es en un espacio de 80 m2 Aprox. en la cual se podrá determinar el diseño y el tipo de estructura que se podrá plantear como parte de la seguridad de la edificación, con los resultados obtenidos de la capacidad portante del suelo.

1.4. DESCRIPCIÓN DE LA NORMATIVIDAD.

El estudio se sustenta en las siguientes normas:

Análisis Granulométrico ASTMD 422 Contenido de Humedad ASTMD 2216 Clasificación Unidimensional de Suelos (SUCS) ASTMD 2487 Descripción Visual - Manual ASTMD 2488 Limite Líquido y Plástico ASTMD 4318

1.5 TRABAJO DE CAMPO:

Los trabajos de campo se hicieron de la siguiente manera.

Exploración del suelo mediante calicata.

Obtención de muestras inalteradas para ensayos de caracterización física de los suelos.

Mediante la excavación de la calicata, o pozo de exploración, se exploro el suelo del área de estudio inicialmente previsto hasta 3.00 metros de profundidad. Sin embargo, a la profundidad de 1,60 m, se encontró napa freática que inundo la calicata por lo que la muestra se obtuvo a esa profundidad.

1.5. GEOLOGIA DEL ÁREA DE ESTUDIO.

Geológicamente el lugar de estudio es parte de las faldas del cerro Huayhuaca, margen derecha del río Chumbao, en la que por acción de maquinaria pesada se ha ganado terreno al cerro donde se pretende construir una edificación.

Se observa afloramiento de rocas y estratos amarillos claros, conformada de calizas, areniscas, gravas y arcillas limosas; así como también afloramiento de rocas intrusivas constituido por granodioritas, con una cobertura de material.

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De acuerdo a la geografía del lugar, se puede observar la presencia de abundante agua subterránea (de ahí proviene su nombre: puquio o fuente de agua) y presentan una estratificación uniformemente variada.

Además según nuestra evaluación, el suelo del lugar de estudio, presenta un suelo no compacto por la presencia de abundante humedad y sin presencia de fallas geológicas lo que plantea alternativas ingenieriles para edificar una estructura segura, según los resultados que arroje el análisis de laboratorio.

II. ESTUDIO DE CAMPO.

3.1. CALICATA

Es la excavación de terreno para la inspección directa del suelo que se desea estudiar y por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa.

En suelos, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación de estructuras.

3.2. OBJETIVOS

Obtener el perfil estratigráfico y muestras por estrato que conserven la estructura y la humedad que tiene en su estado natural. (ver fotos)

Ubicación de la calicata.

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Inicio de la excavación de la calicata

3.2. TOMA DE MUESTRAS

La exploración de suelo o toma de muestreo, consiste en la obtención de una porción del material (suelo-muestra), sobre el cual se pretende colocar una estructura o bien del material que ya forma parte de la misma se requiere verificar su idoneidad para ser parte de la estructura civil incorporada al medio, de manera tal que las características de la porción obtenida sean representativas del conjunto denominada masa representativa del suelo.

En función al concepto indicado se hizo lo primero la apertura de CALICATA, la cual nos permitió la inspección directa del suelo.

En el caso de la calicata para el presente trabajo se hizo una excavación rectangular, en un espacio de 1.50 x 1.10 m. y una profundidad de 1,60m. Del cual se ha obtenido una muestra, inalterada de la base en una proporción promedio de 30 Kilos, para realizar el respectivo análisis en laboratorio.

Medición de la profundidad de la calicata luego de encontrar napa freática

3.3. PROCEDIMIENTO EN CAMPO:

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Ubicación y trazado del área para la excavación de la calicata; para lo cual se ha definido la dimensión de 1.50m x 1.60m y una profundidad de 3.00m de profundidad. (inicialmente)

Excavación manual: Esta etapa se ha realizado empleando herramientas como pico, pala y barreta.

Muestreo progresivo para el contenido de humedad.

Aparición de napa freática a 1,60m, lo cual suspende la calicata hasta los 3.00 m

Aparición de la napa freática a 1,60m

La napa freática evita que lleguemos a los 3,00 m previstos.

Obtención de muestra para granulometría, límites y compactación del último estrato.

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Obtención de la muestra

Empaquetado de la muestra para ser llevado a laboratorio

Las muestras extraída es de aproximadamente de 30kg obtenida último estrato, para contenido de humedad se extrajo de cada estrato un aproximado de 500 gr.

Para el contenido de humedad se extrajo en envases herméticos (Botella de Gaseosa) se ha tomado muestras de suelo en el instante de su exploración por cada estrato encontrado; cuya cantidad por cada estrato es de aprox. 500 gr.

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Obtención de muestras por estrato para determinar su humedad natural

Registro de niveles y profundidad de estratos, análisis preliminar de cada estrato estableciendo sus características físicas (Color, tamaño, estructura, humedad y olor); también se ha realizado el registro fotográfico de todo el proceso de la excavación y muestreo.

EQUIPO Y MATERIALES EMPLEADOS 1kg. de yeso 02 Picos 02 Palas 01 combo 01 Barreta 01 flexómetro

01 Cámara fotográfica

02 Saquillos de arpillera

Cinta de embalaje, y bolsas plásticas.

RESULTADOS.

CUADRO ESTATIGRAFICO DE LA CALICATA

DENOMINACION ALTURA COLOR Y TIPO DE SUELOS

Estrato 1 0 + 1,15m Amarillo claro, arenoso, gravosos y limoso

Estrato 2 1,15 + 160 Amarillo claro, Arena limosa

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PERFIL ESTRATIGRAFICO

PROFUNDIDAD SIMBOLO GRAFICO DESCRIPCION

1,15m

GM

Bolonería, angulares, Graba con presencia de limo.Graba mal graduadaMetamórfica.

0,45m ML

Limo inorgánico de baja

plasticidad con presencia de

arena Fuente: Norma practica de edificaciones E 050 Suelos y

cimentaciones

OBSERVACIONES:

El primer estrato es una graba limosa arenoso con presencia de bolonería y tiene un color amarillo claro, está en la clasificación GM.

El segundo estrato es un suelo limoso con presencia de arena y también es de color amarillo claro, está en la clasificación ML.

Presencia de estratos, bolonería y características de la calicata

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0,00

1,60

1,15


La parte más profunda muestra estratos de limo arenoso y una coloración amarilla más intensa

III. ENSAYOS DE LABORATORIO

Obtenidas las muestras de suelos, debidamente empaquetada, de acuerdo a la técnica correspondiente, se realizó los ensayos, siguientes:

Ensayo de contenido de humedad

Ensayo de análisis granulométrico por tamizado ASTM D-421.

Ensayos de límite liquido y limite plástico, ASTM 423-66 y ASTM D424-59.

Clasificación de suelos AASHTO y SUCS.

3.1. PROCEDIMIENTO EN LABORATORIO DE LOS DISTINTOS ENSAYOS

CONTENIDO DE HUMEDAD

EQUIPO Y MATERIAL:

Cápsula de aluminio

Horno eléctrico, que mantenga la temperatura constante a 105°C.

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Balanza con aproximación al 0.1 gr.

Espátula

PROCEDIMIENTO PARA EL CONTENIDO DE HUMEDAD:

1. Se anota el número de la cápsula y se pesa, anotándola como peso de capsula.

2. Se coloca el espécimen húmedo en la capsula para luego pesar y obtener el peso del suelo húmedo + peso de capsula.

3. Colocar la capsula más el espécimen en el horno a una temperatura de 105°C hasta observa su secado completo.

4. Luego que el material se haya secado, remover el contenedor del horno y dejar enfriar para luego pesar en la balanza y obtener peso seco de la muestra + peso de capsula.

5. Y se realizan los cálculos para determinar el contenido de agua por el método rápido.

RESULTADOS

DESCRIPCION PESOS EN GRAMOS CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso de tara mas muestra Húmeda

527.30

64,80 GRAMOSPeso de tara mas muestra seca

465,50

El suelo está totalmente saturado por la alta presencia de humedad

GRANULOMETRIA

EQUIPO Y MATERIAL

02 Balanzas mecánicas , para pesar una el suelo no lavado y otra para pesar el porcentaje de suelos retenidos con sus respectivas mallas

Serie de Tamices de malla cuadrada utilizada en su orden los siguientes tamices: tamiz 2”, 1½". 1", ¾". ½" 3/8”, # 4, # 8, # 16, # 30, # 40, #60 # 100, #200, cazuela.

02 Recipiente para el secado de las muestras.

Brocha para el limpiado de las mallas.

Horno para el secado de las muestras a una temperatura constante de 110ºC.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE GRANULOMETRIA.

1. La muestra se separo mediante cuarteo,

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2. Una vez realizada el cuarteo de obtuvo una muestra representativa de 5903 gramos.

3. Se coloco la muestra en un recipiente apropiado para luego ser secada en el horno a una temperatura de 110ºC durante 24 horas.

4. Una vez cumplida las 24 horas se procede al lavado de la muestra, sobre el tamiz Nº 200, con la finalidad de eliminar la cantidad de limos.

5. lavada la muestra se coloco en un recipiente para luego ser secado en el horno a una temperatura de 110ºC. durante 24 horas.

6. Una vez secada, se peso el material para luego ser zarandeada en el juego de tamices ordenados de mayor a menor con el agitador electrónico durante 5minutos.

7. Pesamos el material retenido en cada tamiz y se tomo nota.

8. Una vez obtenido los pesos respectivo se procedió con los cálculos.

RESULTADOS

Los resultados se muestran junto a los límites por haber obtenido en formatos de hoja Excel.

Vemos algunas evidencias:

Muestras obtenidas después de pasar por las diferentes mallas y su clasificación.

ENSAYO DE LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICO

EQUIPO Y MATERIALES EMPLEADOS

01 malla Nº 40.

01 cuchara de Casa Grande.

01 Ranurador.

01 Calibrador.

Charolas de aluminio

Balanza con aproximación de 0.01 gr.

02 Placas de vidrio.

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Franela

Espátula.

Horno para el secado de las muestras a una temperatura de 110ºc.

Capsulas para el secado de las muestras.

PROCEDIMIENTO EN LABORATORIO.

Limite líquido:

1. Se seco la muestra de suelo al aire libre, y se procedió a pulverizar.

2. Se obtuvo una muestra representativa del suelo tamizado que pasa la malla Nº 40.

3. En un recipiente se colocó la muestra, para luego añadir una pequeña cantidad de agua y se mezclo con una espátula en forma repetida hasta obtener una masa cremosa y homogénea.

4. Luego se procedió a colocar la muestra en la copa de casa grande, una pequeña cantidad de suelo, se emparejo la superficie de la pasta con una espátula hasta obtener una muestra comprimida horizontalmente centrada en la copa de casa grande.

5. Con la ayuda del ranurador, se corto una ranura que separo el suelo en dos mitades.

6. Inmediatamente procedimos a hacer el conteo de golpes necesarios para cerrar la ranura.

7. Repetimos esta operación 03 veces para obtener la diferencia entre los números de golpes.

8. Se tomo una pequeña cantidad de muestra de la zona donde se cerró el surco, se coloco en una capsula y se peso para obtener el contenido de humedad

9. Luego se coloco la muestra al horno.

10. Luego del secado se saco la muestra del horno y se procedió a pesar.

VEAMOS ALGUNAS EVIDENCIAS DEL PROCESO:

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Elaboración de la masa agregando agua para la prueba de límite Líquido

Muestra de suelo en la Cuchara de Casagrande lista para los golpes

Muestra después de un número determinado de golpes y lista para obtener muestras para su secado en el horno

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Limite plástico: Procedimientos:

1. Una vez hecha el procedimiento anterior del ensayo de límite plástico. Se obtuvo una muestra del cual se procedió a formar cilindros con las manos sobre una Placa de vidrio.

2. Luego se moldeo en forma cilíndrica con un diámetro uniforme.

3. Una vez removida la pasta con los dedos en la placa de vidrio hasta obtener un diámetro aproximado de 3.mm se observo el agrietamiento del suelo, se tomo la muestra en una capsula, para ser pesada y secado en el horno, para el cálculo de contenido de humedad.

4. Este mismo procedimiento se repitió con los tres restantes.

5. Una vez obtenida todos los datos del ensayo respectivo se procedió con los cálculos.

Algunos procesos de este ensayo:

Determinación de los limites plásticos

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Muestras secadas al horno para determinar el límite líquido y límite plástico.

PRESENTACION DE RESULTADOS

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo al resultado de los Cálculos, Características Físicos, Mecánicas de los Suelos, se establecen las siguientes consideraciones finales:

Los Trabajos de campo han consistido en la excavación de (01) calicata hasta alcanzar una profundidad de 1,60 m.

De las calicatas se extrajeron muestras inalteradas para realizar ensayos: Análisis Granulométrico por tamizado, Límites de Consistencia, Humedad natural, Clasificación de Suelos SUCS,

El Perfil Estratigráfico que se presenta ha sido elaborado mediante la interpretación de la estratigrafía encontrada en la calicata. Una cubierta superficial de profundidad de 0.00 – 1,15 m., conformado grava arenosa con presencia de bolonería

Luego se aprecia de profundidad de 1,15 – 1.60 m un estrato de suelo de color amarillo claro, arenoso compuesto graba, arena y limo, está en la clasificación SUCS corresponde ML (Limos Inorgánicos con ligera plasticidad con presencia de arena muy fina con arcilla).

De acuerdo al límite líquido y límite plástico, es un suelo limoso de baja plasticidad, detalle que debe tenerse en cuenta para las recomendaciones para las estructuras.

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BIBLIOGRAFIA

JUAREZ BADILLO – RICO RODRIGUEZ – MECANICA DE SUELOS II.

lIMUSA

M. BRAJA DAS – PRINCIPOS DE GEOTECNIA Y CIMENTACIONES

ING. CARLOS CRESPO VILLALAZ – Mecánica de suelos y cimentaciones. Ed

LIMUSA – MEXICO 1989.

GONZALO DUQUE-ESCOBAR Y CARLOS-ENRIQUE ESCOBAR-POTES -

MECÁNICA DE LOS SUELOS - (NOTAS del curso Suelos I)

JUAN CARLOS MATOS - Manual de Ensayos de Laboratorio de Geotecnia

ANEJO A - MANUAL DE MECANICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES

V PEREZ ALAMA – MECANICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES

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