AP- 013. Determinación In Situ de la Densidad de un Suelo. Método de la Arena
De Construmatica
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias al Institut Tecnològic de Lleida en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido está disponible en el sitio web del Institut Tecnològic de Lleida
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Descripción del Ensayo
El ensayo tiene como objetivo determinar "in situ" la densidad de un suelo por el método de la arena.
La prueba se utiliza para determinar la densidad de los suelos compactos en terraplenes, bases y subbases de carreteras, viales, etc., respecto un porcentaje dado de la densidad máxima obtenida en el ensayo de compactación Próctor correspondiente al tipo de suelo que se ensaya.
Cómo se Hace
Antes de empezar las operaciones de ensayo, hay que alisar la superficie del terreno a comprobar en una superficie de unos 1250 cm², ligeramente superior a la del plato metálico, con perforación central, que tiene que servir como base y soporte del dispositivo de ensayo.
Se coloca el plato metálico sobre la superficie alisada y se procede a excavar desde la perforación central, un agujero de profundidad mímima 150 mm y diámetro entre 100 mm y 160 mm en función del tamaño máximo de las partículas del suelo que, en ningún caso serán superiores a 50 mm.
Con el material extraído al practicar el agujero se determina la masa y la humedad.
Acto seguido se pesa el dispositivo de ensayo, constituido por un cono normalizado de 125 mm de altura de volumen conocido con válvula de cerramiento y un frasco enroscado que contiene arena seca calibrada de densidad conocida.
Para determinar el volumen del agujero, se sitúa el dispositivo de manera invertida sobre el agujero, se abre la válvula y se deja caer arena hasta que el agujero y el cono se queden llenos hasta la válvula.
Se retira el dispositivo y se determina su masa con la arena que queda.
A partir de los datos obtenidos y los parámetro conocidos de volumen del cono y densidad de la arena, se puede calcular el volumen del agujero excavado, la masa seca del material extraído y, en última instancia las densidades húmedas y secas "in situ" del material.
Cómo se Expresan
Se expresa la densidad seca del suelo extraído "in situ" en gr/cm3 y la humedad del mismo en %.
Como información complementaria, si se conoce el resultado del ensayo Próctor, se suele indicar también el porcentaje de compactación en % referido a la densidad máxima dada por el Próctor.
Normas de Referencia o Relacionadas
UNE 103 503:1995, NLT109/72, ASTM D1556-82
Utilidad del Ensayo
Valorar el grado de compactación conferido a un determinado material de terraplenado, base o subbase. Para poder evaluar el grado de compactación al que se ha llegado es imprescindible conocer el resultado del ensayo Próctor del tipo de material que se está aplicando, así como el porcentaje de compactación requerido por la partida de obra concreta que se está valorando.
Cuándo Hacerlo
Siempre, antes de aceptar los trabajos de compactación de un suelo o zahorra natural o artificial.
Precauciones
Si durante la excavación del agujero aparecen partículas de tamaño superior a 50 mm, tiene que desestimarse la prospección y proceder a efectuar otra alrededor de la primera.
Muestra
Terraplenes: los lotes de control están condicionados por el más restrictivo de los extremos siguientes:
- o Cada 500 ml de vial
- o Cada 5000 m²
- o Cada tongada de 30 cm
- o La fracción construida diariamente
- o La fracción construida para un mismo tipo de material, de la misma procedencia y tratada con el mismo equipo de compactación.
Cada lote tendrá un mínimo de cinco determinaciones de densidad y humedad "in situ".
Bases y subbases (zahorras naturales y artificiales): Los lotes de control se establecen a partir del más restrictivo de los parámetros siguientes:
- o Cada 250 ml de vial
- o Cada 3000 m²
- o Cada tongada de 30 cm
- o La fracción construida diariamente
- o La fracción construida por un mismo tipo de material, de la misma procedencia y tratada con el mismo equipo de compactación.
Cada lote tendrá un mínimo de seis determinaciones de densidad y humedad "in situ".
Exigencias
El grado de compactación exigido en relación al Próctor figurará en el proyecto. Normalmente el mínimo exigido es del 95% en terraplenes, y de un 98 al 100% en zahorras.
Aunque éste sea el único procedimiento de determinación de la densidad y humedad "in situ" en normativa y, por lo tanto válida en caso de conflicto, mayormente se utiliza el método del densímetro nuclear que da resultados inmediatos y es de ejecución mucho más sencilla. En el caso de utilizar dicho último método, hay que contrastar, de manera periódica, los resultados dados por el densímetro con los obtenidos por el método de la arena expuesto.