Practica hidrometro

UNIVERSIDAD PRIVADA DE HUANUCO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL NORMA E 050 Y ANALISIS DE SUELO CON HIDROMETRO

CURSO

:

DOCENTE :

MECANICA DE SUELOS I ALFREDO JESUS QUISPE CORDOVA

INTEGRANTES:  

EDGAR RECAVARREN RIOS MARIA DE LOS ANGELES CHAVEZ ROJAS

TINGO MARIA SETIEMBRE DEL 2016

ANALISIS DE LA NORMA E 050

ARTICULO 01. OBJETIVO El objetivo de esta norma es establecer los requisitos para la ejecución de Estudios de Mecánica de Suelos (EMS), con fines de cimentación, de edificaciones y otras obras indicadas en esta Norma. Los EMS se ejecutaran con la finalidad de asegurar la estabilidad y permanencia de las obras y para promover la utilización racional de los recursos.

ARTICULO 02. AMBITO DE LA APLICACION El ámbito de aplicación de la siguiente Norma comprende. Todo el territorio nacional.

Las exigencias de esta Norma se consideran mínimas.

La siguiente Norma no toma en cuenta los efectos de los fenómenos de geodinámica externa y no se aplica en los casos que haya presunción de la existencia de ruinas arqueológicas; galería u oquidades subterráneas de origen natural o artificial. En ambos casos deberán efectuarse estudios específicamente orientados a confirmar y solucionar dichos problemas.

OBLIGATORIEDAD DE LOS ESTUDIOS Casos donde existe obligatoriedad. Es obligatorio efectuar el EMS en los siguientes casos: a) Edificaciones que presenten servicios de educación, servicios a la salud o servicios públicos y en general locales que alojen gran cantidad de personas, equipos costosos o peligrosos, tal es el caso: - Colegios - Universidades - Hospitales - Clínicas - Estadios - Cárceles - Auditorios - Templos - Salas de espectáculos - Museos - Centrales telefónicos - Estaciones de radio y televisión - Estación de bomberos - Centrales de generación de electricidad - Sub-estaciones eléctricas - Silos - Tanques de agua - Archivos y registros públicos b) Edificaciones de uno o tres pisos, que ocupen individualmente o conjuntamente más de 500m m2 en planta.

c) Edificaciones de cuatro o más pisos de altura, cualquiera que sea su área. d) Estructuras industriales, fabricas, talleres o similares. e) Edificaciones especiales cuya falla, además del propio colapso, representan peligros adicionales importantes, tales como: reactores atómicos, grandes hornos, depósitos de materiales inflamables, corrosivos o combustibles, paneles de publicidad de grande dimensiones y otros de similar riesgo. f) Cualquier edificación que requiera el uso de pilotes, pilares o plateas de fundación. g) Cualquier edificación adyacente a taludes o suelos que puedan poner en peligro su estabilidad.

ESTUDIOS 2.1.1 Del terreno a investigar a) Plano de ubicación y accesos. b) Plano topográfico con curvas de nivel. Si la pendiente promedio del terreno fuera inferior al 5%, bastará un levantamiento planimétrico. En todos los casos se harán indicaciones de linderos, usos del terreno, obras anteriores, obras existentes, situación y disposición de acequias y drenajes. En el plano deberá indicarse también, la ubicación prevista para las obras. De no ser así, el programa de investigación (ver el numeral 2.3), cubrirá toda el área del terreno. c) La situación legal del terreno.

2.1.2 De la obra a cimentar a) Características generales acerca del uso que se le dará, número de pisos, niveles de piso terminado, área aproximada, tipo de estructura, número de sótanos, luces y cargas estimadas. b) En el caso de edificaciones especiales (que transmitan cargas concentradas importantes, que presenten luces grandes, alberguen maquinaria pesada o que vibren, que generen calor o frío o que usen cantidades importantes de agua), deberá contarse con la indicación de la magnitud de las cargas a transmitirse a la cimentación y niveles de piso terminado, o los parámetros dinámicos de la máquina, las tolerancias de las estructuras a movimientos totales o diferenciales y sus condiciones límite de servicio y las eventuales vibraciones o efectos térmicos generados en la utilización de la estructura. c) Los movimientos de tierras ejecutados y los previstos en el proyecto.

Para los fines de la determinación del Programa de Investigación Mínimo (PIM) del EMS, las edificaciones serán calificadas, según la Tabla 1, donde A, B y C designan la importancia relativa de la estructura desde el punto de vista de la investigación de suelos necesaria para cada tipo de edificación, siendo el A más exigente que el B y éste que el C.

NUMERO “N” DE PUNTOS A INVESTIGAR El número de puntos de investigación se determina en la tabla N° 6 en función del tipo de edificación y del área de la superficie a ocupar por este.

Cuando se conozca el emplazamiento exacto de la estructura, n se determinara en función del área en planta de la misma; cuando no se conozca dicho emplazamiento, n se determinara en función del área total de terreno.

PROFUNDIDAD “P” MINIMA DE INVESTIGACION Se determina de la siguiente manera:

Df: Profundidad de cimentación. z: 1.5B; siendo B el ancho de la cimentación prevista de mayor área. h: altura de los sótanos.

POZOS O CALICATAS Y TRINCHERAS Las calicatas y trincheras serán realizadas según la NTP.339.162 (ASTM D 420). El PR deberá tomar las precauciones necesarias a fin de evitar accidentes.

DENSIDAD DE CAMPO: Cono de arena, balรณn o nuclear

ENSAYOS DE LABORATORIO

PRUEBAS DE CARGA

En algunos casos especiales, luego de investigado un depósito por medio del SPT, se puede recurrir a pruebas de carga para obtener por otro medio de las características mecánicas de los suelos; sin embargo este método solo se puede aplicar si se trata de un suelo homogéneo, la norma indica: “Las pruebas de carga deben ser precedidas por un EMS y se recomienda su uso únicamente cuando el suelo a ensayar es tridimensionalmente homogéneo, comprende la profundidad activa de la cimentación y es semejante al ubicado bajo el plato de carga” El informe del EMS comprenderá:  Memoria descriptiva  Planos de ubicación de las obras y de distribución de los puntos de investigación.  Perfiles de suelo  Resultados de los Ensayos “in situ” y de Laboratorio.

Memoria Descriptiva  Resumen de condiciones de Cimentación.

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Información previa Exploración de campo Ensayos de laboratorio Perfil del suelo Nivel de la Napa freática Análisis de la cimentación Plano de ubicación Perfiles del suelo

RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION En los casos en que es obligatorio efectuar un EMS, de acuerdo a lo indicado el informe del EMS correspondiente deberá ser firmado por un Profesional Responsable (PR) (Ingeniero Civil registrados en el Colegio de Ingenieros del Perú).

EJEMPLO DE RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE CIMENTACION De acuerdo con la Norma Técnica de Edificaciones E-050 “Suelos y Cimentaciones” la siguiente información deberá transcribirse en los planos de cimentación. Esta información no es limitativa y deberá cumplirse con todo lo especificado en el presente estudio de suelos y en el Reglamento Nacional de Construcciones.  TIPO DE CIMENTACION: Alternativa 01 – zapatas aisladas o continuas, de concreto armado Alternativa 02 – platea de cimentación con vigas perimetrales e interiores de concreto armado.  ESTRATO DE APOYO DE LA CIMENTACION: Grava arenosa mediadamente densa.  PROFUNDIDAD DE CIMENTACION: Alternativa 01 – 1.50m o hasta penetrar 0.20m en la grava arenosa.

Alternativa 02 – platea sobre un relleno controlado 0.45m y con vigas perimetrales e interiores de 0.70m  PRESION ADMISIBLE: Alternativa 01 – 5.00 kg/cm2 Alternativa 02 – 1.20 kg/cm2  FACTOR DE SEGURIDAD POR CORTE (estático, dinámico): Mayor a 3 o 2.50  ASENTAMIENTO DIFERENCIAL MAXIMO ACEPTABLE: 0.80cm

 AGRESIVIDAD DEL SUELO A LA CIMENTACION: No detectada.  RECOMENDACIONES ADICIONALES: No debe cimentarse sobre turba, suelo orgánico, tierra vegetal, desmonte, relleno sanitario o relleno artificial y estos materiales inadecuados deberán ser removidos en su totalidad, antes de construir la edificación y ser reemplazados con materiales adecuados debidamente compactados.

ANALISIS DE CIMENTACION En esta sección se incluirá una memoria de cálculo que contendrá como mínimo:  Tipo de cimentación y otras soluciones si las hubiera  Profundidad de cimentación (Df)  Determinación de la carga de rotura la corte y factor de seguridad (FS)  Estimación de los asentamientos que sufriría la estructura con la carga aplicada (diferenciales y/o totales)  Presión admisible del terreno.  Indicación de las precauciones especiales que deberá tomar el diseñador o el constructor de la obra, como consecuencia de las características particulares del terreno investigado (Efecto de la Napa Freática, contenido de sales agresivas al concreto, etc)  Parámetros para el diseño de muro de contención y/o calzadura.  Otros parámetros que se requieran para el diseño o construcción de las estructuras y cuyo valor dependa directamente del suelo.

PROFUNDIDAD DE CIMENTACION

LA RELACION ENTRE

COLAPSABLES Y NO

COLAPSABLES Y LOS PARAMETROS ANTES INDICADOS SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE FIGURA:

ANEXOS:

ANALISIS DE SUELO CON HIDROMETRO

OBJETIVO GENERAL  Analizar una masa de suelo por medio del método método del hidrómetro.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.  Por medio del método del hidrómetro clasificar las partículas mas finas.

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EQUIPOS UTILIZADOS MÉTODO DEL HIDRÓMETRO        

Hidrómetro (Grams of Soil Colloids per Liter Temp 67°F) Marca Tylor.

Batidora (Aparato Mezclador).

Vaso Dispersante.

Agente dispersivo o desfloculaste (Hexametafosfato de Sódio).

Pipeta Termómetro.

2 cilindros de 1000 ml Agitador

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ASPECTOS TEÓRICO MÉTODO DEL HIDRÓMETRO El análisis del hidrómetro es un método ampliamente utilizado para obtener una distribución granulométrica de suelos cuyas partículas se encuentran retenidas en el pan, después de haber realizado el tamizado y las cuales tienen un diámetro alrededor de 0.075mm – 0.001mm. Con estos datos es posible completar la gráfica semilogaritmica y así poder clasificar la masa de suelo considerando todas las partículas presente en ellas.

El principal objetivo del análisis de hidrómetro es obtener el porcentaje de arcillas ya que la curva de distribución granulométrica cuando mas de 12% del material pasa a través del tamiz Nº 200 no es utilizada como criterio dentro de ningún sistema de clasificación de suelos y no existe ningún tipo de conducta particular del material que dependa intrínsecamente de la forma de dicha curva.

El análisis del hidrómetro utiliza la relación entre la velocidad de caídas de esferas en un fluido, considerando el diámetro de la esfera, el peso especifico tanto de la esfera como el del líquido y la viscosidad del fluido. Esta velocidad es calculada por la ecuación conocida como la ley de Stokes: ν = 2γs – γu (D/2)2 9η Donde: ν = velocidad de caídas de la esfera, cm/s γs = peso específico de la esfera, gr/cm3 γu = peso especifico del fluido, gr/cm3 η = viscosidad absoluta o dinámica del fluido, (dinas * sg) /cm 2 D = diámetro de la esfera, cm

Para obtener la velocidad de caída de las partículas se utiliza el hidrómetro, también se utiliza un agente dispersante el cual se utiliza para 3

neutralizar las cargas sobre las partículas mas pequeños de suelos que por lo general tienen carga negativa.

Es necesario realizarle una corrección al hidrómetro debido a las altas temperaturas que existen entre los cilindros, el que contiene la masa de suelo y el que sirve de patrón. Dicha corrección se realiza por la formula: Fc= (LT(°F)- TH(°F))*FCO DONDE: Fc

= Factor de Corrección.

LT(°F) = Lectura del Termómetro en Fahrenheit TH(°F)

=Temperatura del Hidrómetro 67 °F

FCO = Factor Constante 0.2 L. Corregida=Fc + L. Hidrometro

%HS=

L .Corregida *100 P . Suelo

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PROCEDIMIENTO DE LAS PRÁCTICAS REALIZADAS MÉTODO DEL HIDROMETRO

 Tomar 50 gr de suelo retenido en el pan, de la misma muestra que se utilizó en el tamizado.

 Se debe colocar en un vaso de precipitado y se mezcla con 15 ml de solución al 4% de NaPO3 (5gr de Hexametafosfato de sodio con 125 ml de agua desmineralizada).

 Se deja sedimentar la mezcla preparada anteriormente por un periodo de 2 horas .

 Una vez transcurrido el tiempo se transfiere la mezcla al vaso dispersante y enrazarlo hasta las ¾ partes del vaso

 Luego en la máquina batidora y se deja mezclar por espacio de 5 minutos.  Luego se traslada el contenido del vaso dispersante a una probeta de 1000 ml, luego se lo enraza con agua desmineralizada hasta llegar a 1000 ml.

 Luego con el agitador se procede a agitar la muestra rápidamente hasta que toda la muestra se encuentre totalmente homogénea.

 Seguidamente se cuenta 40 segundos para insertar el hidrómetro y el termómetro en el cilindro de sedimentación y se toman la primera lectura luego de 2 horas se toma la siguiente lectura.

 Una vez recolectados los datos se procede a realizar los cálculos.

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RESULTADOS 1) Indicador de las ž partes del Vaso Dispersante.

2) Mezclar por 5 minutos en la maquina de mezclar.

3) Enrazar La probeta a 1000 ml 1

4) Agitar la Mezcla y dejar reposar por 40 segundos antes de la Primera Lectura.

5) Realizar la primera Lectura en donde se determinรณ que es 25 g/lt.

2

6) Realizar la Lectura de la Temperatura donde se midi처 26.2 째C.

7) Observaci처n de la sedimentaci처n en el fondo de la Probeta luego de 2horas 3

8)

Cálculos de los resultados

N°

Tiempo

T (°C)

T (°F)

T° Hidrómetro (°F)

Fco

Fc

Lectura del Hidrómetro

Lectura Corregida

Peso de Muestra(g)

%HS

1

40 segundos

26.2

79.16

67

0.2

2.43

25

27.43

50

54.86%

1

2

2 horas

27

80.6

67

0.2

2.72

8

10.72

50

21.44%

NOTA: La primera lectura se mide la cantidad de limo y arcilla 25 g/lt, mientras que en la segunda lectura se mide la cantidad de arcilla solida 8 g/Lt..

9) Porcentajes de arena, arcilla y limo de la muestra.

ARENA 45.14%

ARCILLA 21.44%

LIMO 33.42%

TOTAL 100.00%

2

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CONCLUSIONES Concluimos que según el Triángulo de Clasificación de suelos según su Textura el Material Analizado es un suelo “Franco” y que es de Textura Media.

RECOMENDACIONES  Cuando se desarrolle el ensayo por el método del hidrómetro, los cilindros de control y sedimentación deben permanecer en un lugar donde las condiciones externas como los rayos solares los afecten lo menos posible.  El cilindro de control debe tenerse a la misma temperatura a la cual se encuentra la solución de suelo.  Se debe introducir el hidrómetro y el termómetro dentro de la solución de suelo delicadamente y preferiblemente en el centro del cilindro.  Usar una cantidad o el tipo adecuados de defloculante.  No emplear una cantidad insuficiente o excesiva de suelo (Método del hidrómetro.)

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