LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSUNIVERSIDAD ANDINA DEL
CUSCOPROGRAMA ACADMICO DEINGENIERA CIVIL
ESTUDIO DE SUELOS: TOMA DE DATOS CALICATA
ASIGANATURA : LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSDOCENTE : ING.
MARCO ZAPANA ALUMNOS: JHON WILLIAN QUISPE QUISPE NILTON GAMARRA
KEVIN COA VILLAVICENCIO
SEMESTRE: 2014-II
INTRODUCCION
El presente estudio de mecnica de suelos fue realizado usando
mtodos empricos y mediante estudios y ensayos de laboratorio, con
el propsito de poder saber con precisin las propiedades mecnicas y
fsicas del suelo.
Los ensayos de laboratorio de mecnica de suelos tienen como
propsito identificar el contenido de humedad del material asi como
la gravedad especifica de las muestras obtenidas en campo ,
determinndole ciertas propiedades fsicas y estableciendo criterios
de control sobre el material.
Como es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el
suelo es un material variable, es necesario hacer varios ensayos
sobre cantidades considerables de suelo que permitan extrapolar los
resultados a la masa completa.
Para que los ensayos sean vlidos para la masa de suelos, deben
ser ejecutados sobre muestras que se consideran representativas de
la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas.
INDICE1. Objetivo2. GeneralidadesDel rea a investigarUbicacin
zona de estudioCondicin Climtica.Normatividad.Recopilacin de
informacin 3. Geologa y sismicidad del rea en
estudioGeomorfologaGeologaSismicidad4. Ensayos de campo y
laboratorioReconocimiento de terreno y exploracinEnsayo de
laboratorioDescripcin de ensayos a realizar
5. Caractersticas del sueloPerfil del sueloNivel fretico6.
Conclusiones y recomendaciones7. Bibliografa8. Anexos
II. OBJETIVOS
Efectuar el estudio de mecnica de suelos de la zona de CRUZ
VERDE ubicado en el distrito de POROY , Departamento de Cusco, por
medio de trabajos de exploracin in situ analizando las muestras del
suelo a travs de un pozo de exploracin o calicata "a cielo
abierto", ensayos de laboratorio Estndar con fines de la toma de
muestras , ensayos especiales con fines de obtener la determinacin
de contenido de humedad y gravedad especifica del suelo y labores
de gabinete; en base a los cuales se definen los perfiles
estratigrficos del subsuelo, tipo y profundidad de cimentacin, con
el fin de establecer un mejor criterio del comportamiento mecnico
del suelo.
El programa a seguir para este fin es el siguiente: Exploracin y
muestreo de suelos Descripcin Visual Manuel de campo Transporte y
Conservacin de muestras Desarrollo de un perfil estratigrfico
Desarrollar ensayos de humedad y gravedad especfica de los suelos
explorados
III. GENERALIDADES
3.1 DEL AREA A INVESTIGAR :El terreno est ubicado a la altura
del primer paradero de San Sebastian, a unos 600 mts. Direccin
norte, distrito de San Sebastian provincia y departamento del
Cusco, provincia y departamento del Cusco, entre las coordenadas
181784.60 E 8503157.68 N y una altitud de 3 356 m.s.n.m.El terreno
donde se emplazaran las estructuras est conformado por una
topografa plana
3.2 UBICACIN DE ZONA DE ESTUDIO :Se accede a la zona de estudio
en forma peatonal y vehicular mediante calles teniendo como punto
de referencia Primer paradero de San Sebastian y la Av. Cultura
como via principal Zona de la toma de muestra
3.3CONDICION CLIMATICA.El clima predominante en la zona es fro y
humedo, presentndose temperaturas que varan desde los 7C hasta los
20C como temperatura promedio.
3.4 NORMATIVIDAD.El estudio contemplado en el presente informe
est en base a los criterios e informaciones de la norma MTC E 108
Metodo de ensayo para determinar el contenido de humedad de un
suelo y la norma MTC E 113 gravedad especifica de los slidos del
suelo.
IV GEOMORFOLOGIA Y SISMICIDAD DEL AREA DE ESTUDIO4.1
GEOMORFOLOGIA.Regionalmente la zona de Estudio se encuentra ubicada
dentro de la Unidad Geomorfolgica denominada Altiplano.Localmente
se encuentra dentro de una zona relativamente plana que est rodeada
por cerros, quebradas y laderas.
4.2 GEOLOGIA.En general se aprecian pliegues relativamente
abiertos isoclinales, similares a los observados en las capas rojas
del Grupo San Jernimo que aflora en el Altiplano.
V . ENSAYOS EN CAMPO Y LABORATORIO.
5.1 RECONOCIMIENTO DEL TERRENO Y EXPLORACIN
El programa de exploracin de campo llevado a cabo el dia Lunes
06 de Octubre del 2014 comprendi una calicata excavada en forma
manual hasta una profundidad de 2.10 m respecto a la superficie
actual del terreno.En la calicata se realiz un perfilaje general de
1.0X1.0X2.1 (m3) , el cual incluyo el registro cuidadoso de las
caractersticas de los suelos que conforman cada estrato del perfil
del suelo, la clasificacin visual de los suelos encontrados de
acuerdo son los procedimientos del Sistema Unificado de
Clasificacin de suelos y la extraccin de muestras alteradas
representativas de los suelos tpicos las cuales debidamente
protegidas e identificadas fueron remitidas al laboratorio para su
verificacin y anlisis.De la misma manera se observ que la calicata
cuenta con solo dos tipo de estrato.Previamente seleccionado el
lugar de exploracin (tambin se puede determinar la cantidad de
calicatas a excavar segn la norma E050 del RNE). Con el uso de una
wincha se midi, con una pala y pico se procedi a la excavacin de
una calicata de 1.0m de largo x 1.0m de ancho x 2.1 m de
profundidad. Se opt por el mtodo de exploracin de pozo a cielo
abierto (calicata), ya que es un mtodo sencillo que no requiere de
equipo especial de exploracin y que adems brinda un amplio y
representativo perfil del suelo. Para el estudio se excav una sola
calicata, debido a que el estudio es demostrativo para los ensayos
del curso de laboratorio de mecnica de suelos .
5.2 ENSAYO DE LABORATORIO.En el laboratorio se verific la
clasificacin visual de todas las muestras obtenidas de las
calicatas y se escogieron muestran representativas para ejecutar
con ellas los siguientes ensayos:Cantidad de humedad en los suelos
Gravedad especifica de los suelos.Los ensayos de laboratorio fueron
realizados de acuerdo con las normas ASTM y con los resultados
obtenidos se procedi a efectuar una comparacin con las
caractersticas de los suelos obtenidos en el campo y las
compatibilizaciones correspondientes en los casos en que fuera
necesario para obtener los perfiles de suelos definitivos, que son
los que representan.A las muestras obtenidas, se les ha ejecutado
los ensayos estndar para la clasificacin en el Laboratorio de
Mecnica de Suelos, as mismo se realizarn los ensayos especiales
para verificar las propiedades fsicas y mecnicas del suelo.ENSAYO
DE CONTENIDO DE HUMEDADProcedimiento 1. Como primer paso de nuestro
ensayo de determinacin del contenido de humedad proseguimos a
realizar el cuarteo del material por el mtodo de cuarteo, segn lo
indica el mtodo B de la norma del MTC-103 para reduccin de muestras
de campo a muestras de laboratorio
2. Pesar las capsulas y recipientes metlicos en la balanza
analtica, para as obtener nuestros
3. Identificamos cada muestra de los 2 diferentes estratos,
tomamos 3 muestras de cada estrato con un total de 6 muestras
representativas las cuales fueron debidamente identificados con
cinta papel al costado de cada recipiente y capsula. 4. Luego de
haber identificado cada muestra con su respectiva etiqueta
procedemos a pesar nuestras muestras en el recipiente para as
obtener nuestro Wrs de cada muestra establecida.
5. Posteriormente pasamos a colocar nuestras muestras en los
recipientes debidamente pesados al horno por un lapso de 12
horas.
6. Al da siguiente retiramos nuestras muestras del horno para as
pasar a pesar nuestras muestras de suelo ya secadas en el horno a
una temperatura de aproximadamente 110 grados centgrados 7. Pesamos
nuestras muestras de suelo seco para as obtener Wrseco.
ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECIFICAProcedimiento1. Mezclar entre 100 y
120 gr. (el peso exacto no es importante en este punto) de suelo
secado al aire con agua en un recipiente evaporador hasta formar
una pasta cremosa. Si no se utiliza un mezclador elctrico, remojar
el suelo entre 20 y 30 minutos (la ASTM sugiere12 hrs. para
muestras secadas al horno).
2. Pesar el frasco volumtrico vaco, a continuacin llenar el
frasco hasta la marca con agua deaireada, tener mucho cuidado en no
introducir aire nuevamente al agua por agitacin excesiva. Como
alternativa, es posible aplicar vaco por unos cuantos minutos
despus de haber llenado el frasco hasta 3/4 de su capacidad. Cuando
el nivel de agua se encuentra en la marca volumtrica (no el
menisco) y el cuello por encima de esa marca se encuentra
totalmente seco, pesar el frasco y registrar el peso W bw Registrar
la temperatura de forma que la mezcla agua suelo se encuentre a la
misma temperatura aproximadamente dentro de lC. Esta operacin puede
hacerse mientras el suelo se encuentra en saturacin o est siendo
mezclado con la batidora elctrica. Este paso se puede omitir si
existe una curva de calibracin para el frasco.
3. Luego de 15 a 30 minutos, transferir el suelo saturado del
plato evaporador al frasco volumtrico.Tener cuidado de que no
queden partculas de suelo en el recipiente evaporador.
4. Aadir suficiente agua con temperatura estabilizada para
completar 2/3 a 3/4 de la capacidad del frasco volumtrico. No se
debe llenar completo debido a que la eficiencia del trabajo del
vaco en la de aireacin se puede reducir marcadamente.
5. Conectar el frasco a un dueto de vaco por un espacio de por
lo menos 10 minutos. Durante este tiempo agitar suavemente la
mezcla moviendo cuidadosamente la botella. Observar que la reduccin
en la presin del aire dentro del frasco produce "la ebullicin" del
agua (ver Fig. 7-2). Verificar la eficiencia del vaco en la forma
descrita en la "discusin general". Si al final del perodo no se ha
extrado totalmente el aire, se debe dejar sedimentar la solucin,
por espacio de unos pocos minutos de forma que se aclare el agua
superficial y se pueda extraer suficiente para permitir que el vaco
trabaje eficientemente. Este paso puede tomar varias horas, sin
embargo, en laboratorios para estudiantes, elinstructor ordenar
continuar con el paso siguiente despus de un tiempo razonable.
5.2.1 DESCRIPCION DE LOS ENSAYOS A REALIZAR
DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD:
Cuadro de resumenCONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELOUscas
ESTRATO 1
ESTRATO 2
DESCRIPCIONT-1T-2T-3T-1T-2T-3
TARA (GR.)15.615.515.615.415.515.6
T + MAT. HUMEDO (GR.)97.486.587.4103.9102.8107.5
T + MAT. SECADO (GR.)87.277.877.588.587.192.7
Ww (GR.)10.28.79.915.415.714.8
Ws (GR.)71.662.361.921.0721.9319.2
HUMEDAD (%)14.2513.9615.9921.0721.9319.2
HUMEDAD PROM.14.7320.73
GRAVEDAD ESPECIFICAUscas
DESCRIPCIONESTRATO 1ESTRATO 2
VOLUMEN DE FRASCO (ml)500500500500
METODO DE REMOCION DE AIREBOMBA DE VACIOSBOMBA DE VACIOSBOMBA DE
VACIOSBOMBA DE VACIOS
FIOLA (KG.)160.2160.2160.2160.2
Wbws = fiola + mat. + agua641.8645.7609.5610.5
TEMPERATURA
Wbw = fiola + agua (kg.)601.6605.9553.1548
Ws = peso del suelo seco (kg.)12012090100
GS = Gravedad Especifica1.501.502.682.67
VII CARACTERISTICAS DEL SUELO
Con respecto a la caracterizacin de los suelos, fueron
comparados los resultados de las pruebas de laboratorio con los
resultados obtenidos en campo.Es preciso advertir en esta seccin,
que en el presente estudio, no se realizaron pruebas de
consolidacin (deformacin), las cuales son imprescindibles para
determinar con mayor aproximacin los asentamientos totales y
diferenciales de la cimentacin; esto debido a las limitaciones de
equipo que tiene el Laboratorio de Mecnica de Suelos y Materiales
de nuestra institucin, lo cual deber ser considerado, antes de
iniciar la obra en la etapa de verificacin de la capacidad portante
del terreno.
7.1 PERFIL DEL SUELO.
La investigacin de campo, juntamente con los resultados de
laboratorio, permiti definir los siguientes perfiles de suelos
Calicata 0 m a 0.80 m, Material organico. De 0.8 m a 2.10 m, Limo
arcilloso.
Fotografa del primer estrato de 0 a 80 m, que pertenecen a
material organico
Fotografa del segundo estrato de 0.80 m, que pertenecen a limo
arcilloso.
IX . CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La profundidad de las
calicatas son de 2.10 m, de donde se tomaron muestras alteradas e
inalteradas. El terreno est compuesto con una primera capa
medianamente compacta la cual contiene material orgnico (races),
desde el nivel del terreno hasta una profundidad de -2.10 m y
tenemos un estrato de material de Grava arcillosa Limo con arena
(GC-GW), consistencia media y color marrn.
No se realizaron pruebas de consolidacin en el suelo, las cuales
son importantes para determinar con mayor aproximacin los
asentamientos totales y diferenciales; por lo que se recomienda
realizar estos estudios antes de realizar la obra.
Se recomienda una cimentacin aislada conectada de tipo
superficial, tales como zapatas conectadas reforzadas y cimientos
corridos reforzados, desplantada a una profundidad de 1.50 m.
Tomando en cuenta la naturaleza de los suelos y la profundidad
de excavacin en las cimentaciones, dicha excavacin se deber
realizar manualmente y sin entibaciones especiales de sus paredes.
Se recomienda que el tiempo de permanencia al aire libre de las
excavaciones sea menor a 3 das.
Al culminar las excavaciones de las cimentaciones, el contacto
suelo-estructura debe ser convenientemente humedecido y
compactado.
Se recomienda hacer un anlisis de contenido de sales y sulfatos
y cloruros solubles para ver la agresividad de los suelos
X .BIBLIOGRAFIA Geologa del Cuadrngulo del Cusco 28-S Carta
Geolgica Nacional Ministerio de Energa y Minas
Mapa de peligros provincia del Cusco Municipalidad del Cusco
Norma Tcnica d Edificacin E050 Suelos y Cimentaciones Manual de
laboratorio de suelos joshep bowles
XI .ANEXOS.
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