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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