Ensayo para determinar la densidasd de los suelos

Determinación de la densidad de los suelos en el campo por el método de cono de arena
(astm d-1556 / mtc e 117)
1 Objetivos
Determinar la densidad natural mediante el método del cono de arena.
Relacionar la densidad seca de campo con la densidad seca máxima obtenida.
Determinar el grado de compactación de un suelo.
1 Marco teórico
El grado de compactación de un suelo o de un relleno se midecuantitativamente mediante la densidad seca. Esta densidad se obtiene mediante un proceso de compactación dependiendo de la energía utilizada y del contenido de humedad durante la realización de la misma. El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad del terreno y así verificar los resultados obtenidos en el proceso de compactación de suelos, en las que existen especificaciones y unacorrelación en cuanto a la humedad y la densidad del suelo. Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:
Método del cono de arena.
Método con densímetro nuclear.
Método del balón de caucho.
Método del densímetro de membrana.
Método del cono gigante.
Método mediante bloques.
Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños departículas sean menores a 50 mm y utilizan los mismo principios, o sea, obtener el peso del suelo húmedo de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada.
1.1 Método del cono de arena
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 pérdidas de materiales) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinar la humedad de esta muestra nos permite obtener la densidad seca.
Se utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados (arena OTAWA con Cu <2) para llenar el hueco excavado en terreno.
Este método de ensayo no es adecuadopara:
Suelos orgánicos, saturados o altamente plásticos que podrían deformarse o comprimirse durante la excavación del hoyo de ensayo.
Suelos que contengan materiales granulares dispersos que no mantengan los lados estables en el orificio de ensayo.
Tampoco para suelos que contengan una cantidad considerable de material grueso mayor de 1 ½pulg o cuando los volúmenes de los orificios de ensayo seanmayores a 0.1 .
Cuadro 01. Tabla de valores mínimo y máximo para determinar humedad.
Tamaño máximo de las partículas del suelo (mm)
Tamaño mínimo de la perforación ()
Tamaño mínimo de la muestra para determinar la humedad (g)
50
2800
1000
25
2100
500
12.5
1400
250
5
700
100

Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las obtenidas en ellaboratorio. Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la 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.

1.1.1 Procedimiento
Antes de empezar las operaciones de ensayo, hay que alisar la superficie delterreno a comprobar en una superficie de unos 1250 cm², ligeramente superior a la del plato metálico, con perforación central, que tiene que servir como base y soporte del dispositivo de ensayo. Se coloca el plato metálico sobre la superficie alisada y se procede a excavar desde la perforación central, un agujero de profundidad mínima 150 mm y diámetro entre 100 mm y 160 mm en función del tamañomáximo de las partículas del suelo que, en ningún caso serán superiores a 50 mm. Con el material extraído se determina la masa y la humedad. Acto seguido se pesa el dispositivo de ensayo (figura 01), constituido por un cono normalizado de 125 mm de altura de volumen conocido con válvula de cerramiento y un frasco enroscado que contiene arena seca calibrada de densidad conocida. Para determinar el...