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2013 INFORME DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS – “MUESTREO DE UN SUELO”

SAAVEDRA SALAZAR, LUIS EMANUEL “UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN” 11/09/2013

DOCENTE:

Ing. CORONADO ZULOETA, OMAR.

ESTUDIANTE:

SAAVEDRA SALAZAR, LUIS EMANUEL.

CICLO:

2012 – II

CÓDIGO:

2112813944

ASIGNATURA:

MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS.

TEMA:

INFORME DE LABORATORIO – “MUESTREO DE UN SUELO”

Pimentel, Septiembre 11 de 2013

1.

TÍTULO “INFORME DE LABORATORIO: MUESTREO DE UN SUELO”

2.

INTRODUCCIÓN

La Mecánica de Suelos es una ciencia empírica, basada en la experimentación, la cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las diferentes propiedades físicas y mecánicas de un suelo. El presente informe tiene como finalidad exponer el procedimiento desarrollado para hacer un muestro del suelo. Para el desarrollo del ensayo se ha tenido como fuente de consulta un manual de laboratorio denominado “Manual de Prácticas de Laboratorio de Mecánica de Suelos I”, el procedimiento para los ensayos se detallan más adelante. En general todo el proceso y los datos registrados en la práctica se encuentran plasmados en este informe líneas abajo, incluyendo fotografías en la sección de anexos. El objetivo del muestreo de suelos es obtener información confiable sobre un suelo específico. Aunque las muestras se colectan para obtener información respecto al cuerpo de suelo más grande denominado "población", tales muestras podrán ser o no representativas de la misma, dependiendo de cómo hayan sido seleccionadas y colectadas. Todos los suelos son naturalmente variables: sus propiedades cambian, horizontalmente, de manera transversal al paisaje y, verticalmente, más abajo del perfil del suelo. El suelo deberá subdividirse en clases lo más homogéneas posible. Para las subdivisiones horizontales se podrá utilizar unidades de mapeo de suelos derivadas de cambios en la topografía, geología subyacente y tipo predominante de vegetación. Los horizontes del suelo son excelentes subdivisiones del cambio vertical.

Las perturbaciones ambientales, tales como la mezcla mecánica, la deposición de los contaminantes del aire, los derrames líquidos y la aplicación de desperdicios sólidos, introducen una variación adicional a los paisajes naturales. Para una más amplia subdivisión de la población del suelo en clases más pequeñas, se podrá emplear datos históricos sobre tipos de perturbación, métodos de cultivo, uso de químicos y fertilizantes y evaluación de vías de migración. El muestreo y trabajo analítico resultante pueden parecer onerosos; sin embargo, más costosa aún puede resultar la restauración de suelos con daño ambiental o su eliminación cuando el daño excede a las concentraciones aceptables. El muestreo podría ahorrar mucho trabajo en la restauración de tierra o eliminación del suelo si se establecen fronteras y límites precisos de las áreas contaminadas.

3.

MARCO TEÓRICO

3.1.

SUELO

Desde el punto de vista de la ingeniería, suelo es el sustrato físico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades físico-químicas, especialmente las propiedades mecánicas. Desde el punto de vista ingenieril se diferencia del término roca al considerarse específicamente bajo este término un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energía. Se considera el suelo como un sistema multifase formado por: 

Sólidos, que constituyen el esqueleto de la composición del suelo



Fase líquida (generalmente agua)



Fase gaseosa (generalmente aire) que ocupan los intersticios entre los sólidos.

Pueden distinguirse tres grupos de parámetros que permiten definir el comportamiento del suelo ante la obra que en él incide:



Los parámetros de identificación



Los parámetros de estado



Los parámetros estrictamente geomecánicos.

Entre los parámetros de identificación son los más significativos la granulometría (distribución de los tamaños de grano que constituyen el agregado) y la plasticidad (la variación de consistencia del agregado en función del contenido en agua). El tamaño de las partículas va desde los tamaños granulares conocidos como gravas y arenas, hasta los finos como la arcilla y el limo. Las variaciones en la consistencia del suelo en función del contenido en agua diferencian también las mencionadas clases granulométricas principales. Los parámetros de estado fundamentales son la humedad (contenido en agua del agregado), y la densidad, referida al grado de compacidad que muestren las partículas constituyentes. En función de la variación de los parámetros de identificación y de los parámetros de estado varía el comportamiento geomecánico del suelo, definiéndose un segundo orden de parámetros tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o la permeabilidad. La composición química y/o mineralógica de la fase sólida también influye en el comportamiento del suelo, si bien dicha influencia se manifiesta esencialmente en suelos de grano muy fino (arcillas). De la composición depende la capacidad de retención del agua y la estabilidad del volumen, presentando los mayores problemas los minerales arcillosos. Éstos son filosilicatos hidrófilos capaces de retener grandes cantidades de agua por adsorción, lo que provoca su expansión, desestabilizando las obras si no se realiza una cimentación apropiada. También son problemáticos los sustratos colapsables y los suelos solubles.

4.

OBJETIVOS  Obtener muestras del suelo, de tal manera que las características de las muestras obtenidas sean representativas del conjunto y permitan futuros ensayos de laboratorio. El muestreo, además, incluye las operaciones de envase, identificación y transporte de las muestras.

5.

TIPOS DE MUESTREO

El muestreo comprende dos tipos de muestras:

5.1 Muestras Alteradas Son aquellas que están constituidas por el material disgregado o fragmentado, en las que no se toman precauciones especiales para conservar las características de estructura y humedad; no obstante, en algunas ocasiones conviene conocer el contenido de agua original del suelo, para lo cual las muestras se envasan y transportan en forma adecuada (bolsas plásticas).

5.1.1 Equipos y materiales  Picos.  Palas.  Barretas.  Posteadoras.  Tubos galvanizados para extensiones.  Llaves Stillson.  Sacos o costales.

 Bolsas plásticas transparentes.  Winchas.  Balanza Electrónica.

5.1.2. Procedimiento de extracción Primeramente ubicamos un lote baldío al azar dentro de la Urbanización “Los Sauces”. Luego cavamos una calicata de 0.90 m de ancho, 1.50 m de lago y 2.13 m de profundidad, empleando la pala, barreta y pico. Una vez que la profundidad de la calicata fue la adecuada, procedimos por medio de la observación del suelo a identificar en las paredes de la calicata cuatro estratos que formaban parte de la composición de su suelo. Medimos con wincha las profundidades que abarcaban cada estrato apreciable en las paredes de la calicata y haciendo uso de la barreta extrajimos aproximadamente del centro de cada estrato medido una cantidad aproximada de 5 kilos de muestra que posteriormente fue cuarteada y colocada dentro de una bolsa plástica con una tarjeta que contenía: El número de muestra y la profundidad a la cual fue extraída. Los cuatro estratos de suelo que logramos apreciar no incluyen la capa de relleno de la cual no se sacó una muestra, es decir el relleno fue descartado de una prueba de laboratorio. El peso aproximado de muestra por cada estrato que se iba sacando al tanteo fue de 2 kg. Luego en el laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Señor de Sipán, se pesó cada muestra extraída en una balanza electrónica, obteniendo los siguientes resultados:

Relleno (N.T.N 0.00 - 0.50 m). Estrato 1 (N.T.N 0.50 – 0.80 m). Peso: 2.76 kg Estrato 2 (N.T.N 0.80 – 1.17 m). Peso: 2.43 kg Estrato 3 (N.T.N 1.17 – 1.68 m). Peso: 3.02 kg Estrato 4 (N.T.N 1.68 – 2.13 m). Peso: 2.56 kg

Calicata

5.2 Muestras Inalteradas Son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra. Las muestras inalteradas se obtendrán de suelos finos que puedan labrarse sin que se disgreguen. La obtención puede efectuarse en el piso, en las paredes de una excavación, o en la superficie del terreno natural. La extracción para obtener la muestra deberá de ser de dimensiones tales que permitan las operaciones de labrado y extracción de la misma cuidadosamente.

5.2.1 Equipos y materiales  Palas.  Barretas.  Espátulas.  Brochas.  Wincha.  Parafina.  Bara de madera.  Tubos de PVC de 4 pulgadas de diámetro y 10 cm de longitud.  Sacos o costales.

5.2.2. Procedimiento de extracción

En un primer instante y por recomendación de Ingeniero a cargo del curso, Omar Coronado Zuloeta, se pretendió introducir en el escalón final de la calicata los 6 tubos de PVC de 4 pulgadas de diámetro y 10 cm de longitud por medio de suaves golpes con un martillo a una bara de madera colocada sobre la parte superior de los 6 tubos de PVC, sin obtener

resultados satisfactorios, ya que el suelo era demasiado duro y los tubos de PVC en primera instancia no lograban penetrar en el suelo y se iban resquebrajando poco a poco. Así fue como nuevamente por recomendación de Ingeniero Omar Coronado Zuloeta labramos en el último escalón de la calicata un cubo de aproximadamente 20 cm de arista, este procedimiento se hizo con una barreta para desgastar los costados del último peldaño de la calicata, luego con un sincel y martillo para evitar un resquebrajamiento del bloque, ya que lo que se deseaba era obtener un bloque de 20 cm de arista de forma muy simétrica o al menos lo más parecido a ello, finalmente con una palana palanqueamos el bloque para que pudiéramos colocarlo sobre un costal y sacarlo de la calicata con mucho cuidado, cubrimos con sacos el bloque, le colocamos una tarjeta adherida con la orientación en la cual fue extraída de la calicata y lo llevamos raudamente al laboratorio de Mecánica de Suelos, no sin antes tapar la calicata con la el material removido de la misma, y finalmente cuando estuvimos en el Laboratorio de Mecánica de Suelos, derretimos la parafina y la empañamos en el bloque empleando un a brocha para así mantener la humedad y sus propiedades lo más reales a como se encontraba en el terreno natural.

6.

ANEXOS

Foto 1: Excavación de la calicata empleando la barreta, tercer y último peldaño.

Foto 2: Empleo de la wincha para delimitar la profundidad de cada estrato de suelo.

Foto 3: Extracción de la muestra alterada, empleando la barreta.

Foto 4: Cuarteo de la muestra alterada.

Foto 5: Muestra alterada cubierta con sacos para mantener sus características naturales.

Foto 6: Rellenando la calicata con el volumen de tierras removida de la misma.