Universidad Señor de Sipán FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA URBANISMO Docente: ING. Muñoz Pérez Sócrates Alumno: Angeles Gonzales Edgar Bailón Fiorentini Brian Bobadilla Peña Ronaldo Córdova Guerrero Renato Sánchez Santacruz Dickson Tigre Acosta Jhoel Curso: Mecánica de suelos y rocas Informe: Estudio de Suelos Ensayo de peso específico – Método parafina Grupo: Nº4 Fecha de realización del ensayo: 29 de marzo del 2018 2 de abril del 2018
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS
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Fecha de entrega del informe: 9 de abril del 2018
INDICE INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................3 JUSTIFICACIÓN.............................................................................................................................4 OBJETIVOS.....................................................................................................................................4 OBJETIVO GENERAL:...............................................................................................................4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:.....................................................................................................4 ESTUDIO DE SUELOS..................................................................................................................5 I.MARCO TEORICO...................................................................................................................6 II.DESCRIPCIÓN DEL ÁREA ESTUDIADA.............................................................................7 III.HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA REALIZACIÓN DE LA CALICATA Y EL ANÁLISIS DE SUELO................................................................................................................8 IV.DESCRIPCIÓN DE PROCESO EXCAVATIVO.................................................................11 V.RESULTADOS........................................................................................................................12 VI.INSPECCIÓN DE ESTRATOS...........................................................................................13 VII.MATERIAL RESCATADO POR ESTRATOS....................................................................14 VIII.CONCLUSIONES...............................................................................................................15 IX.ANEXOS................................................................................................................................16 ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO – MÉTODO PARAFINA....................................................21 I.MARCO TEORICO..................................................................................................................22 II.MATERIALES Y EQUIPOS...................................................................................................23 III.PROCEDIMIENTO................................................................................................................26
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IV.RESULTADOS:......................................................................................................................27
INTRODUCCIÓN Este trabajo trata sobre la implementación de una calicata, para hallar su estado de humedad, características físicas como: (textura, porosidad o color de capa) y procedimientos utilizados para el desarrollo del mismo. Procedimientos de este tipo son de vital importancia en la ingeniería civil, ya que el estudio de suelos verifica que el terreno el cual se estudia sea apto para las necesidades del propietario. En el Perú las necesidades económicas son las que mayormente se interponen para este tipo de estudios, pero esto se debe ir mejorando al pasar el tiempo; ya que los desastres naturales que han sido registrados muestra que el suelo muchas veces no es el apropiado para habitar en él y es por esto que como estudiantes de ingeniería civil debemos cambiar la visión y costumbre que tienen la población de nuestro país frente a esto. Este estudio de suelos fue elaborado por los estudiantes de ingeniería civil de la universidad SEÑOR DE SIPAN; que gracias a él Ingeniero Muñoz Pérez Sócrates logramos rápidamente realizar los trabajos encomendados.
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En el presente informe detallaremos paso a paso la elaboración de nuestra calicata, primeramente haremos una definición rápida de esta y luego veremos el proceso práctico.
JUSTIFICACIÓN Esta actividad fue desarrollada por el motivo de conocer los conceptos básicos de un análisis de suelos y procedimiento para hallar el grado de humedad de nuestro suelo, que son exigidos en nuestro módulo de formación ya que es parte importante en el desarrollo de nuestras actividades como parte del aprendizaje de la carrera de Ingeniería Civil.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Hallar y conocer los conceptos básicos de suelos y sus características físicas, por medio de una calicata.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS: • Conocer cómo se desarrolla una calicata • Establecer los conceptos básicos de una calicata • Conocer los procedimientos requeridos para obtención de una muestra de suelos y determinar su composición física. • Saber cómo se halla el grado de humedad de suelos.
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• Desarrollar prácticas de campo.
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ESTUDIO DE SUELOS
I.MARCO TEORICO. Las calicatas, zanjas, rozas, pozos, etc., consisten en excavaciones realizadas mediante medios convencionales, que permiten la observación directa del terreno a cierta profundidad, así como la toma de muestras y la realización de ensayos en campo. Tienen la ventaja de que permiten acceder directamente al terreno, pudiéndose observar las variaciones litológicas, estructuras, discontinuidades, etc., así como tomar muestras de gran tamaño para la realización de ensayos y análisis. Las calicatas son uno de los métodos más empleados en el reconocimiento superficial del terreno, y dado su bajo coste y rapidez de realización, constituyen un elemento habitual en cualquier tipo de investigación en el terreno. Sin embargo, cuentan con las siguientes limitaciones: •
La profundidad no suele exceder de 4m
•
La presencia de agua limita su utilidad.
•
El terreno debe poderse excavar con medios mecánicos.
•
Para su ejecución es imprescindible cumplir las normas de seguridad.
Los elementos y propiedades más característicos a definir en el estudio de los distintos estratos que forman un suelo son los siguientes: Espesor del estrato
•
Límites entre estratos
•
Color predominante
•
Drenaje y condiciones de humedad
•
Fragmentos rocosos: contenido, tamaño y forma de la pedregosidad
•
Raíces: contenido, tamaño, forma y profundidad
•
Presencia de sales
•
Textura
•
Estructura
•
Consistencia: compacidad, plasticidad, adherencia, friabilidad y dureza
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•
II.DESCRIPCIÓN DEL ÁREA ESTUDIADA. 1. Ubicación: El área de estudio se ubica en la provincia de Chiclayo departamento de Lambayeque carretera Pimentel a espaldas de la UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN.
2.
Localización: Carretera a Pimentel sector “Urbanización Los Sauces”.
3. Ubicación Geográfica: Para llevar a cabo la calicata se tomaron cuatro puntos con el GPS; los cuales llamaremos vértices y son los siguientes: -
Vértice 1:
-
Vértice 2:
-
Vértice 3:
-
Vértice 4:
623090.69E 9248884.10S 623091.38E 9248884.01S 623091.36E 9248882.97S 623090.31E 9248882.93S
Profundidad de Calicata: 2 metros
5.
Horizontes encontrados: Se pudo observar tres estratos (E1, E2, E3).
6.
Color predominante: Amarillo a pardo, amarillento claro.
7.
Terreno: Terreno sin registro de compra y no utilizado
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4.
III.HERRAMIENTAS UTILIZADAS EN LA REALIZACIÓN DE LA CALICATA Y EL ANÁLISIS DE SUELO. BARRETA
PALANA
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PICO
BOLSAS
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PARAFINA
MARTILLO
IV.DESCRIPCIÓN DE PROCESO EXCAVATIVO. Delimitar el terreno con dimensiones aprox. De 1.50m × 1.50m.
Una cara de la calicata debe estar en dirección a los rayos solares para que sea reflejada y observar mejor el perfil del suelo.
Determinamos la cantidad de estratos observados en la calicata.
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Medimos la altura de cada estrato con respecto a la superficie y la marcamos.
Tomamos una muestra de cada estrato colocándolo en una bolsa transparente para posteriormente estudiarlo en el laboratorio.
Colocamos un poco de muestra en los depósitos pequeños para su respectiva puesta en horno y obtención de resultados.
V.RESULTADOS. Observamos que luego de elaborar la calicata, pasamos a observar los estratos los cuales iremos limitando. A continuación presentamos el cuadro de la delimitación de los estratos con su imagen.
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0.25m. (relleno)
0.65m. (color plomo tierra)
2m 0.60m. (color tierra marron)
0.50m. (color tierra negra)
VI.INSPECCIÓN DE ESTRATOS. RELLENO: Se observa una capa de 25 cm de espesor con tierra muerta y raíces
ESTRATO 1: Se observa una capa de aprox. 65cm de espesor con poca presencia de raíces profundas, con poca materia orgánica y aspecto granular.
ESTRATO 2: se observa una capa de aprox. 60 cm de espesor, esta capa nos resultó muy dura para la excavación.
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ESTRATO 3: Se observa una capa de aprox. 50 cm de espesor, es decir nos encontrábamos con una capa de arena negra.
VII.MATERIAL RESCATADO POR ESTRATOS Luego de haber apreciado las capas de nuestra calicata procedimos a sacar una muestra de cada una de estas. En este caso hicimos huso de la barreta y las bolsas para extraer el material hallado por cada estrato. Introduciendo una cantidad aproximada de 30 kg de muestra, inmediatamente seguimos el proceso de extraer un cubo con medidas aproximadamente de 0.10m x 0.10m x 0.10m. A.
Vertido de Parafina en el bloque de terreno
Primeramente disolvemos la parafina en el campo para luego poderlo verter en un cubo para que no pierda su humedad natural. Material extraĂdo de cada estrato.
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B.
Luego de ser embolsado y sellado en bolsas de polietileno los 30kg de muestra extraída por estrato se llevaran a los laboratorios para seguir con los ensayos posteriores.
VIII.CONCLUSIONES. Concluimos que es muy necesario sacar las muestras de suelo que se implementan para conocer el estado del suelo y así saber si es apta para una determinada construcción. Las calicatas permiten 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.
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En el Perú desafortunadamente estos tipos de estudios no son empleados; esto ya sea por la situación económica; o porque no es importante para algunas personas y porque simplemente se sienten seguras.
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IX.ANEXOS.
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ENSAYO DE PESO ESPECÍFICO – MÉTODO PARAFINA
I.MARCO TEORICO La densidad o peso específico húmedo; es la relación del peso total de la muestra con el volumen total de la misma.
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Para calcular el peso específico húmedo de un suelo aplicamos la siguiente expresión:
γ h=
wh vw
h
γ h= peso especifico humedo . w h= peso de la muestra humeda . v w =volumen de la muestra humeda . h
Y para calcular el peso específico seco de un suelo aplicaremos la siguiente expresión:
γ d=
γh 1+ w γ d =peso especifico seco . γ h= peso especifico humedo . w = porcentaje de humedad .
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II.MATERIALES Y EQUIPOS
PROBETA GRADUADA (1000 cm3 )
ESPÁTULA
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TARA O CAPSULAS METALICAS
CUERDA
BALANZA ANALÍTICA
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MUESTRA DE SUELO
PARAFINA
HORNILLA O ESTUFA
III.PROCEDIMIENTO
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a) Pasos para extraer el cubo que se va a ensayar:
1. Tomar una muestra inalterada de suelo. 2. Dar forma cubica a la muestra de suelo en forma lo más regular posible. (10x10x10cm) 3. Revertir la muestra con parafina liquida.
b)
Pasos
para
hacer
el
ensayo: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Tener el cubo en el cual se va hacer el ensayo. Remover la parafina adherida al cubo. Extraer una pequeña porción del cubo y pesarla. Colocar la muestra pesada en la parafina liquida. Volver a pesar la muestra con la parafina ya adherida. La muestra ya adherida con la parafina se amarrara a una cuerda y se sumergirá en una probeta graduada.
IV.RESULTADOS: a) Peso específico húmedo:
ENSAYOS
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Peso de la muestra húmeda. ( w h ) Peso de la muestra húmeda y parafina. ( w h+ paraf Peso de la parafina. ( w paraf ) Peso específico parafina. ( γ paraf )
w paraf Volumen de la parafina. ( v paraf = ) γ paraf
0.98 cm
Volumen de la muestra húmeda + parafina. ( v w + paraf . )
48 cm
3
2.87 cm
3
50 cm
3
6.37 cm
3
70 cm
3
3
h
Volumen de la muestra húmeda. ( v w
h
)
Peso específico de la muestra húmeda. ( γ h=
wh ) vw
47.02 cm 3 2.05 cm
3
47.13 cm 3 1.80 cm
3
63.63 cm 3 1.96 cm
h
Luego procedemos a sacar el promedio de las muestras ensayadas para poder obtener el peso específico único:
γ h=
γ M 1 +γ M 2 + γ M 3 3
γ h=
2.05+1.80+1.96 3
γ h=1.94 gr /cm
3
b) Peso específico seco: ENSAYOS
M1 110.11gr 95gr 15.91%
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Peso de la muestra húmeda Peso de la muestra sacada del horno Porcentaje de humedad (w%)
M2 73.85gr 65gr 13.62%
M3 79.64gr 70gr 13.77%
3
Luego procedemos a sacar el promedio de las muestras ensayadas para poder obtener el porcentaje de humedad:
w=
w M1 + w M 2+ w M 3 3
w=
15.91+13.62+ 13.77 3 w =¿ 14.43%
Ya obtenido el porcentaje de humedad lo aplicaremos en la siguiente expresión para obtener el peso específico seco:
γ d=
γh 1+ w
γ d=
1.94 1+14.43 3
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γ d =0.13 gr /cm