INTRODUCCIÓN:

Un suelo natural o compactado requiere la determinación de

la densidad in situ. En la mayoría de los casos, esta determinación

se realiza utilizando el método del cono de arena. Cuando el

trabajo de compactación va progresando en el campo,

es conveniente saber si el peso volumétrico especificado se está

logrando o no. Dentro de esto existe un procedimiento estándar

que se usa para determinar el peso específico de campo

de compactación.

Este método es aplicado para establecer un mejoramiento del

terreno para la construcción de terraplenes, realizar un control de

calidad de compactación en sub-rasantes para carreteras, como es

el caso de las calles que conforman el Barrio Suchiche: Jr. Perú y Jr.

Manco Cápac.

En el presente trabajo, compararemos los resultados obtenidos en

campo para determinar, si éstas cumplen las siguientes normas:

ASTM 1586-82, Norma E050 (Suelos y Cimentaciones), AASHTO y

MTC (2000).

OBRA: “MEJORAMIENTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL URBANA EN EL SECTOR SUCHICHE DEL DISTRITO DE TARAPOTO, PROVINCIA DE

SAN MARTÍN-SAN MARTÍN”

ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN:

El Distrito de Tarapoto actualmente requiere en forma necesaria y

urgente un mejoramiento total de sus calles mediante obras de

Pavimentación y/o Asfaltado, en vista del crecimiento urbano alcanzado

en los últimos años, que trajo como consecuencia el aumento del parque

automotor cuya concentración comúnmente se observa en la zona

céntrica y alrededores de la Localidad, generando el congestionamiento

vehicular, pues el 70 % de nuestras vías son afirmadas y más del 60 %

de éstas se encuentran en malas condiciones, producto de las

constantes precipitaciones pluviales que se presentan en la zona.

Comúnmente las calles asfaltadas son ejecutadas por la Municipalidad

Provincial de San Martín en convenio con los Comités de Desarrollo,

quienes aportan parte del Presupuesto de la Obra (específicamente con

la mano de obra no calificada y materiales de construcción como fierro y

cemento).

Con la finalidad de solucionar este problema, se ha elaborado el

presente Proyecto “Mejoramiento de la Infraestructura Vial Urbana en el

Sector Suchiche del distrito de Tarapoto, provincia de San Martín - San

Martín”, que permitirá mejorar la transitabilidad Peatonal y Vehicular, de

los cuales sólo tomaremos como los Jr. Perú Cuadra 1 y Jr. Alegrías Arias

de Morey Cuadra 4.

Metas:

Las metas propuestas para el Proyecto de “Mejoramiento de la Infraestructura Vial Urbana en el Sector Suchiche del distrito de Tarapoto, provincia de San Martín - San Martín”, correspondientes al Jr. Perú Cuadra 1 y al Jr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4.

Jr. Perú Cuadra 1

-Construcción de 78.52 ml de pavimento intertrabado (adoquín).

-Construcción de 3 unidades de sardinel de jardinería.

-Construcción de 201.28 m2 de veredas longitudinales.

-Construcción de 117.53 m2 de bermas laterales.

-Construcción de 30.31 ml de cunetas.

-Construcción de 11.72 ml de tomas laterales.

-Reposición de 10 unidades de caja de registro de agua y desagüe

respectivamente.

-Construcción de 2 unidades de señalización vial (reglamentaria

vertical).

-Pintado de 26.63 m2 de señalización vial (pintado sobre el

pavimento).

-Entre otras obras menores.

Jr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4

-Construcción de 114.00 ml de pavimento intertrabado (adoquín).

-Construcción de 229.76 m2 de veredas longitudinales.

-Construcción de 4 rampas de acceso.

-Construcción de 111.77 ml de cunetas

-Construcción de 154.70 ml de muro de confinamiento.

-Reposición de 16 unidades de caja de registro de agua y desagüe

respectivamente.

-Construcción de 3 unidades de señalización vial (reglamentaria

vertical).

-Pintado de 35.17 m2 de señalización vial (pintado sobre el

pavimento).

-Entre otras obras menores.

Tipo de suelo de la zona en construcción:

El tipo de suelo, de la zona en la cual se realizó el proyecto, conocida

actualmente como Barrio Suchiche, en la cual se encuentran los jirones a

analizar: Jr. Perú Cuadra 1 y Jr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4, son por

lo general profundos, arcillosos y de naturaleza calcárea; conformado por

arena limosa con trazas de arcilla y grava arenisca semidura obtenidos

en estudio de calicatas hasta una profundidad de 1,50 metros.

Estudio Geotécnico:

Con respecto al estudio geotécnico, primero definiremos lo que es suelo

para el ingeniero, que vendría a ser todo material no consolidado que

está sobre la corteza terrestre. El suelo es un conjunto de partículas

minerales fuertemente unidas, la naturaleza uniendo medios mecánicos

y químicos rompe la unión de las partículas minerales de las rocas y

produce los suelos.

Análisis de Resultados

En los cuadros siguientes, se encuentran los datos para la densidad in situ de los estratos correspondientes a la base granular del suelo, obtenidos por el laboratorio particular “CONSULTORES AREVALO SOC. R. LTDA.”, observando en el momento del ensayo, que el suelo estaba siendo preparado, mediantes métodos de compactación teniendo en cuenta que la subrasante está siendo preparada para la colocación final de adoquines de concreto.

CONTROL DE COMPACTACIÓN (DENSIDAD DE CAMPO) A NIVEL DE BASE

DATOS DEL ENSAYO DE PROCTOR – PESO ESPECÍFICO DEL JR. ALEGRÍA ARIAS DE MOREY CUADRA 4.

DENSIDAD DE ARENA: 1.44 g/cm3

PESO ESPECÍFICO DE LA GRAVA: 2.63 g/cm3

MAXIMA DENSIDAD SECA: 2.22 g/cm3

HUMEDAD ÓPTIMA: 6.5 %

Huecos de Pruebas N° 1 2

1. Peso Suelo húmedo del hueco + d 4370 5865

2. Peso del Depósito 5 5

3. Peso del suelo húmedo del hueco 4365 5860

CLASIFICACIÓN DE SUELOS POR TAMAÑO DE

PARTICULAS

Suelo Escala dimensional

Bolco Más de 80 mm. (3”)

Grava De 80 mm. a 5 mm. (malla Nº 04)

Arenas De 5 mm. a 0.074 mm. (malla Nº 200)

Limo y

arcillasMenos de 0.074 mm.

(1-2)

4. Peso de la arena + frasco 8455 83355. Peso de la arena que queda en frasco

1380 3370

6. Peso Arena hueco + arena peso cono

4075 4965

7. Peso arena del cono 1407 1407

8. Peso arena del hueco (6-7) 2268 1558

9. Densidad de la arena 1.44 1.44

10. Volumen del hueco (8:9) 1853 2471

11. Peso de grava secada al aire 1425 2120

12. Peso específico de grava 2.63 2.6313. Volumen de grava por desplazamiento

542 806

14. Peso del suelo (3-11) 2940 3740

15. Volumen del suelo (10-13) 1311 166516. Densidad del suelo húmedo (14:15)

2.243 2.246

17. Humedad contenida del suelo 8.2 8.518. Densidad del suelo seco (16/1+17*100)

2.073 2.070

19. Max. Densidad determinada en curva

2.22 2.22

20. Porcentaje de compactación (18:19)

93.4% 93.3%

Primero analizaremos el grado de compactación de la base del Jr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4. Tal cual lo realizó el Laboratorio Particular, el cual no considera el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾”. Obteniendo los resultados que se muestran en la tabla.

Para la primera columna, obtenemos el contenido de humedad, 8.2%; peso húmedo del suelo 4365 g; y volumen del hueco, 1853 cm3. Pero en este caso, consideraremos el material (agregado grueso) que se ha quedado retenido en la malla ¾”, puesto que la suma de este material, con el que pasa dicha malla, sería el peso total húmedo del suelo.

Densidad seca del suelo:

γ s=γh

1+ω w%= 8.2

Densidad húmeda:

γ h=W sh

Vm = 43651853 = 2,36

γ s=2. 36

1+0 .082 = 2,18

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγd max

x100 = (2.18/2.22) x 100 = 98.20 %

Como mencionamos anteriormente, el Laboratorio Particular, no toma en cuenta el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾”, para hallar el porcentaje de compactación solo se necesita analizar el peso del suelo, en otras palabras de la muestra suelo que pasa la malla ¾” lo cual implica que no utilizaremos el peso de la grava.

Densidad seca:

γ s=γh

1+ω w%= 8.2

Densidad húmeda:

γ h=W s

Vm = 2940/1311 = 2.24

γ s=2. 24

1+0 .082 = 2.07

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγdmax

x100 = (2.07/2.22) x 100 = 93.24 %

Para la segunda columna, obtenemos el contenido de humedad, 8.5%; peso húmedo del suelo 5860 g; y volumen del hueco, 2471

cm3. Pero en este caso, consideraremos el material (agregado grueso) que se ha quedado retenido en la malla ¾”, puesto que la suma de este material, con el que pasa dicha malla, sería el peso total húmedo del suelo.

Densidad seca del suelo:

γ s=γh

1+ω w%= 8.5

Densidad húmeda:

γ h=W sh

Vm = 58602471 = 2.37

γ s=2. 37

1+0 .085 = 2.18

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγdmax

x100 = (2.18/2.22) x 100 = 98.20 %

Como mencionamos anteriormente, el Laboratorio Particular, no toma en cuenta el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾”, para hallar el porcentaje de compactación solo se necesita analizar el peso del suelo, en otras palabras de la muestra suelo que pasa la malla ¾” lo cual implica que no utilizaremos el peso de la grava.

Densidad seca:

γ s=γh

1+ω w%= 8.5

Densidad húmeda:

γ h=W s

Vm = 3740/1665 = 2.25

γ s=2 .25

1+0 .085 = 2.07

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγdmax

x100 = (2.07/2.22) x 100 = 93.24 %

De acuerdo, al cálculo realizado por ambos métodos, es decir, uno hecho por los técnicos del Laboratorio Particular, los cuales no consideraron el peso del agregado grueso, y nuestro desarrollo, que de acuerdo al Manuel de Mecánica de Suelos I, impartido por el Ing. Enrique Napoleón Martínez Quiroz, y la experiencia adquirida tras la teoría y la práctica de dicho tema, si consideramos este factor, por lo cual podemos apreciar que la diferencia es notable, pero también podemos afirmar que si está dentro de los parámetros válidos para un estudio de la base de los suelos, antes de ser adoquinado.

DENSIDAD IN SITU POR EL METODO DE CONO DE ARENA

Caso contrario, a los cálculos realizados por el laboratorio particular, consideraremos peso de la arena más el peso de la grava, ya que en el Manual de Mecánica de Suelos I, y por experiencia en las clases teóricas y prácticas no considerábamos la separación del suelo con la grava, dado que la extracción de estos dos materiales nos dan como resultado el peso del suelo húmedo. De esta manera nos permite hallar la densidad húmeda del suelo. De acuerdo a todo lo mencionado anteriormente tenemos lo siguiente:

DATOS DEL ENSAYO DE PROCTOR – PESO ESPECÍFICO DEL JR. PERÚ CUADRA 1.

Huecos de Pruebas N° 1 2

1. Peso Suelo húmedo del hueco + d 6245 5290

2. Peso del Depósito 5 53. Peso del suelo húmedo del hueco (1-2)

6240 5285

4. Peso de la arena + frasco 8345 83355. Peso de la arena que queda en frasco

3325 3660

6. Peso Arena hueco + arena peso cono

5020 4675

7. Peso arena del cono 1407 14078. Peso arena del hueco (6-7) 3613 3268

9. Densidad de la arena 1.44 1.44

10. Volumen del hueco (8:9) 2509 2269

11. Peso de grava secada al aire 2420 1805

12. Peso específico de grava 2.63 2.6313. Volumen de grava por desplazamiento

920 686

14. Peso del suelo (3-11) 3820 3430

15. Volumen del suelo (10-13) 1589 158316. Densidad del suelo húmedo (14:15)

2.404 2.198

17. Humedad contenida del suelo 7.3 8.618. Densidad del suelo seco (16/1+17*100)

2.240 2.024

19. Max. Densidad determinada en curva

2.22 2.22

20. Porcentaje de compactación (18:19)

100.9% 91.2%

Por segunda vez analizaremos el grado de compactación de la base del Jr. Perú Cuadra 1. Tal cual lo realizó el Laboratorio Particular, el cual no considera el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾” (sin considerar la extracción de la piedra). Obteniendo los resultados que se muestran en la tabla.

Para la primera columna, obtenemos el contenido de humedad, 7.3%; peso húmedo del suelo 6240 g; y volumen del hueco, 2509 cm3. Pero en este caso, consideraremos el material (agregado grueso) que se ha quedado retenido en la malla ¾”, puesto que la suma de este material, con el que pasa dicha malla, sería el peso total húmedo del suelo.

Densidad seca del suelo:

γ s=γh

1+ω w%= 7.3

Densidad húmeda:

γ h=W sh

Vm = 6240 / 2509 = 2.49

γ s=2. 49

1+0 .073 = 2.32

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγd max

x100 = (2.32/2.22) x 100 = 104.5%

Como mencionamos anteriormente, el Laboratorio Particular, no toma en cuenta el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾”, para hallar el porcentaje de compactación solo se necesita analizar el peso del suelo, en otras palabras de la muestra suelo que pasa la malla ¾” lo cual implica que no utilizaremos el peso de la grava. Por los cuales los datos serían: Contenido de humedad, 7.3%; peso del suelo húmedo, 3829 g; y el volumen del hueco, 1589 cm3.

Densidad seca:

γ s=γh

1+ω w%= 7.3

Densidad húmeda:

γ h=W s

Vm = 3820/1589 = 2.40

γ s=2. 40

1+0 .073 = 2.240

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγdmax

x100 = (2.240/2.22) x 100 = 100.9 %

Para la segunda columna, obtenemos el contenido de humedad, 8.6%; peso húmedo del suelo 5285 g; y volumen del hueco, 2269 cm3. Pero en este caso, consideraremos el material (agregado grueso) que se ha quedado retenido en la malla ¾”, puesto que la suma de este material, con el que pasa dicha malla, sería el peso total húmedo del suelo.

Densidad seca del suelo:

γ s=γh

1+ω W%= 8.6

Densidad húmeda:

γ h=W sh

Vm = 5285 /2269 = 2.33

γ s=2 .33

1+0 .086 = 2.14

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγd max

x100 = (2.14/2.22) x 100 = 96.40%

Como mencionamos anteriormente, el Laboratorio Particular, no toma en cuenta el peso del agregado grueso retenido en la malla ¾”, para hallar el porcentaje de compactación solo se necesita analizar el peso del suelo, en otras palabras de la muestra suelo que pasa la malla ¾” lo cual implica que no utilizaremos el peso de la grava. Teniendo como datos ahora: Contenido de humedad, 8.6%; peso húmedo del suelo, 3430 g; volumen del hueco, 1583 cm3.

Densidad seca:

γ s=γh

1+ω w%= 8.6

Densidad húmeda:

γ h=W s

Vm = 3430/1583 = 2.167

γ s=2 .167

1+0 .086 = 2.02

Grado de Compactación:

Gr % =γ sγd max

x100 = (2.02/2.22) x 100 = 91.2 %

CONCLUSIONES

Para el grado de compactación que un suelo puedo lograr o alcanzar,

siendo sometido este, a una serie de procedimientos, depende en

gran parte, lo cual es importante del contenido de humedad. Para una

compactación máxima, determinamos un cierto contenido de

humedad, llamado también óptimo contenido de humedad. En

cambio el procedimiento utilizado para mantener durante la

compactación la humedad del terraplén cerca de la óptima, se conoce

como control de humedad.

En una obra nunca se logra precisamente la máxima densidad seca

indicada por las pruebas de compactación del laboratorio (pruebas

PROCTOR) por eso se define como grado de compactación de un

suelo compactado la relación, en porcentaje, entre la densidad seca

obtenida en obra y máxima densidad seca averiguada en el

laboratorio por tal obra.

Los resultados obtenidos en los ensayos realizados para el grado de

compactación de los siguientes jirones:

Jr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4 = 93.3% y 93.4%.

Determinamos que estos resultados no están dentro de lo establecido

por las normas para el uso o funcionamiento de los adoquines de

concreto a colocar, ya que el suelo, debería llegar a un grado de

compactación encontrado entre los valores de 95% a 100% para

carga livianas y de 98% a 100% para cargas pesadas.

En el caso del Jr. Perú Cuadra 1 el grado de compactación se realizó

tomando muestras estratégicamente para lo cual obtuvimos los

siguientes resultados: En la parte final obtuvimos el 100%, el cual se

ajusta adecuadamente para colocar los adoquines de concreto. En la

parte inicial obtuvimos que está en un 91.2% lo cual no cumple

correctamente lo establecido, por lo tanto:

Se ha detectado a través de las muestras analizadas que éstas no

cumplen con el grado de compactación establecido por norma, por lo

que se sugiere volver a realizar el proceso de compactación del suelo,

ajustándose correctamente a la norma, para evitar cualquier tipo de

problemas futuros, puesto que el fin de la obra es traer más

beneficios que incomodidades a los beneficiarios de la obra, evitando

de esta forma posibles problemas legales.

RECOMENDACIONES:

Escarificar y eliminar todo tipo de suelo que contiene materia orgánica y suelo transportado (arenas).

Sustituir el suelo con materia orgánica con material seleccionado de cantera. Este último, deberá cumplir con los requisitos mínimos de granulometría, plasticidad, densificación y lineamientos mínimos de control para colocación de obra.

Leer adecuadamente los reglamentos y las normas para su correcta aplicación en obra, ya que de esta manera, estaremos evitando problemas futuros y molestias en vez de beneficios.

ANEXOS

Análisis o criterio de los analistas

Según: “La compactación se empezará de los bordes hacia el centro, y se efectuará hasta alcanzar el 95% ó más de la máxima densidad seca del ensayo Próctor modificado (ASTM D 698 ó AASHTO T-180, método D) en suelos friccionantes y 95 % en suelos cohesivos (AASHTO T-99), y en suelos granulares hasta alcanzar el 100% de la máxima densidad seca del mismo ensayo. En suelos cohesivos no expansivos, se debe compactar con una humedad menor al 1 o 2 % de la óptima que se determine en laboratorio.( las especificaciones mencionadas a continuación no cumplen en las siguientes cuadras)

Haciendo el análisis de esta norma con la aplicación en el campo de la vereda del parque suchiche notamos claramente de que el grado de compactación no cumple con las especificaciones que indica la norma.

La calle Jr. Perú C-1 cabe señalar en los dos ensayos que hicieron no cumplieron con la normaJr. Alegría Arias de Morey Cuadra 4

sin embargo este proyecto no debería ser aceptado en las cuadras mencionadas anteriormente porque nosotros estamos obligados a cumplir y respetar las normas establecidas por la ASTM O AASHTO se nota claramente de que no tuvieron en cuenta el contenido de humedad optimo para la compaccion y también las pasadas de rodillo al momento de comapactar

.