Densidad in situ | método del cono de arena

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¿Qué es el ensayo de densidad IN SITU?

El ensayo de densidad IN SITU o también llamado el método del Cono de Arena permite obtener la densidad natural del terreno, especialmente en suelos sin cohesión, arenas y gravas, con la finalidad de verificar las especificaciones técnicas en cuanto a la humedad, la densidad, y el grado de compactación del suelo evaluado.

El método del cono de arena es aplicable en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 1 1/2″ (38 mm), y se basa en la relación hecha entre el peso del Suelo Húmedo (se extrae una pequeña producto de una perforación hecha sobre la superficie del terreno) con el volumen del dicho agujero. Tomando los datos obtenidos, se procede a calcular el peso unitario seco.

Normativa Aplicable

  • NTP 339.143 (Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena) – Perú
  • MTC E 117 (Densidad en el sitio – Método del Cono) – Perú
  • ASTM D 1556 (Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by the Sand-Cone Method)
  • ASSHTO T 191 (Density In-Place By The San Cone Method)

Método de aplicación

El método del cono de arena se aplica a partir de la superficie del material compactado hasta una profundidad de 15 cm, y cuyo diámetro del hoyo de extracción de suelo es aproximadamente 4″.

Este método se centra en la determinación del volumen de una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado el suelo compactado (sin pérdidas de material), ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinándose la humedad de esa muestra nos permite obtener la densidad seca.

Se utiliza arena uniforme estandarizada (arena compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas N° 10 ASTM (2,0 mm) y N° 35 ASTM (0,5 mm) y granos redondeados (arena OTAWA con Cu<2) para llenar el hueco excavado en terreno.

No recomendable para los siguientes suelos:

  • Suelos orgánicos, saturados o altamente plásticos que podrían deformarse o comprimirse durante la excavación del hoyo de ensayo.
  • Suelos que contengan materiales granulares dispersos que no mantengan los lados estables en el orificio de ensayo.
  • Tampoco para suelos que contengan una cantidad considerable de material grueso mayo de 1 1/2″ (38 mm) o cuando los volúmenes de los orificios de ensayo son mayores a 0.1 pie3 (2830 cm3) se aplica el Método de Ensayo ASTM D4914 o ASTM D5030.

Uso en obra

Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base a una prueba de laboratorio.

Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

El grado de compactación se un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:

Para un mejor entendimiento del proceso del ensayo, así como del listado de los materiales que se utilizan para su realización, adjunto el siguiente video 👇


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