101 h) Ensayo de Relación Soporte California (CBR) FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS ARCILLOSOS EN EL APV. PICOL ORCOMPUGIO MEDIANTE LA ADICIÓN DE CAL AL 10% Y PUZOLANA TESIS: VOLCANICA DE LA CANTERA DE RAQCHI AL 15, 25 Y 30% PARA SUB BASE DE VÍAS PAVIMENTADAS SEGÚN EL MANUAL DE CARRETERAS SUELOS, GEOLOGÍA, GEOTECNIA Y PAVIMENTOS. ENSAYO RELACION DE SOPORTE CALIFORNIA (CBR) DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 3 PENETRACION Carga Unitaria Esfuerzo Carga (KN) Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patron (kg/cm2) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.64 0.025 1.27 0.050 1.91 0.075 2.54 0.100 70.31 3.18 0.125 3.81 0.150 5.08 0.200 105.46 7.62 0.300 10.16 0.400 12.70 0.500 ESFUERZO VS DEFORMACION ( 55 golpes, 26 golpes, 12 golpes) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 Deformación (mm) 55 golpes 26 golpes 12 golpes CARGA UNITARIA PATRON MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3 Penetracion Esfuerzo CBR densidad seca Penetracion Esfuerzo CBR densidad seca Penetracion Esfuerzo CBR densidad seca (kg/cm2) mm kg/cm2 % gr/cm3 mm kg/cm2 % gr/cm3 mm kg/cm2 % gr/cm3 70.31 2.54 0.00 0.00% 2.54 0.00 0.00% 2.54 0.00 0.00% 0.00 0.00 0.00 105.46 5.08 0.00 0.00% 5.08 0.00 0.00% 5.08 0.00 0.00% RESULTADOS 0 CBR DENSIDAD SECA EXPANSIÓN ABSORCION NUMERO DE GOLPES NUMERO DE GOLPES % gr/cm3 % % 55 0.00% 0.00 55 0.00% 0.00% 26 0.00% 0.00 26 0.00% 0.00% 12 0.00% 0.00 12 0.00% 0.00% densidad seca maxima (gr/cm3) CBR al 100% de la DSM 95% de la DSM (gr/cm3) CBR al 95% de la DSM CBR vs DENSIDAD SECA 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% CBR CBR vs Densidad Seca CBR al 100% y 95% Esfuerzo ( kg/cm2) DENSIDAD SECA (gr/cm3) 102 3.4.1.1. Guías documentarias Poder llevar a cabo una investigación consistente, se consideró las siguientes guías, manuales y normas, en los cuales nos apoyamos para la investigación. Normas:  Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes o por sus siglas en inglés AASHTO  Norma ASTM SUCS Sistema Unificado de Clasificación de Suelos Manuales:  Manual de Carreteras – Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos MTC 2013.  Manual de Ensayo de Materiales – MTC 2016  Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil – Joseph E. Bowles 3.4.2. Instrumentos de ingeniería En el desarrollo de la investigación se usaron los siguientes instrumentos de ingeniería: 3.4.2.1. Instrumentos de campo - Cámara fotográfica - Equipos de protección personal: Casco, chaleco, lentes de seguridad, zapatos con punta de acero y guantes. - Cintas de prevención. Figura Nro. 14: Equipos de protección personal para realizar los trabajos en campo 103 3.4.2.2. Instrumentos de gabinete a) Normas y documentos  Manual de Carreteras Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos MTC 2013  Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil Joseph E. Bowles.  Libro de Mecánica de Suelos – Lambe y Whitman  Manual de Ensayo de Materiales – MTC 2016 b) Para procesamiento de datos. Para la determinación de los resultados de cada ensayo realizado son.  Hojas de cálculos para el procesamiento del porcentaje de humedad, límites de Atterberg, densidad máxima y resistencia del suelo. Los instrumentos de ingeniería a utilizar en los ensayos del laboratorio  Los instrumentos son los utilizados para realizar los ensayos de granulometría, límites de Atterberg (Límite líquido y límite plástico), Proctor y CBR Tabla 20 Softwares computacionales utilizados en la investigación Softwares utilizados en la Investigación Microsoft Excel Microsoft Word Autodesk Civil 3D Fuente: Elaboración propia. 104 3.5. Procedimiento de recolección de datos 3.5.1. Exploración y toma de muestra. Para poder llevar acabo el trabajo de investigación se realizó la solicitud necesaria a la Municipalidad Distrital de San Jerónimo del Cusco, para poder hacer las calicatas necesarias. a) Instrumentos utilizados - Equipos de excavación (Pico, pala, barreta) - Equipos de medición (Wincha, nivel de campo) - Equipos de protección (Casco, zapatos punta de acero, guantes) b) Procedimiento Como procedimiento con el reconocimiento de las calles de la APV. Picol Orcompugio, así de esta forma realizando la exploración visual de dicha APV., para así ubicar de manera tentativa el punto de exploración. Figura Nro. 15 Reconocimiento de la zona de estudio. Después de haber realizado la inspección visual del terreno se procedió con la medición de 07 calles. Al realizar la medición se determinó una longitud de 2.5km de las diferentes calles de la APV. se procedió con la selección de puntos de exploración, según lo realizado en el ítem 3.3. Población y muestra. Para después empezar con la excavación de las calicatas y la toma de muestra. 105 c) Toma de datos - Se realizó 6 calicatas, profundidad de 1.60 m (coordenadas UTM DATUM WGS 84)  Calicata Nº01: Norte 8500312.513 m Este 186314.613 m Altura 3234.59 m  Calicata Nº02: Norte 8500297.359 m Este 186183.145 m Altura 3241.29 m  Calicata Nº03: Norte 8500360.106 m Este 186108.147 m Altura 3252.29 m  Calicata Nº04: Norte 8500207.460 m Este 186100.263 m Altura 3253 m  Calicata Nº05: Norte 8500403.131 m Este 186248.224 m Altura 3236.82m  Calicata Nº06: Norte 8500508.224 m Este 186163.125 m Altura 3241.65 m - Se extrajo de cada calicata 60 kilos de muestra en sacos. - Se extrajo de cada calicata 1 kilo de muestra en bolsas herméticas. Figura Nro. 16 Extracción de muestras de las calicatas 3.5.2. Ensayo de contenido de humedad a) Equipo - Taras - Balanza digital con precisión de 0.01gr - Horno de secado b) Procedimiento Primero se pesó cada muestra inalterada que se extrajo de las calicatas 1, 2, 3, 4, 5 y 6 las cuales se colocaron en pequeñas taras. El primer peso que se obtuvo fue el de la tara, luego el peso de la tara más el suelo húmedo y después de 24 horas en el horno un peso de tara más suelo seco. 106 Figura Nro. 17 Muestras para determinar el contenido de humedad Figura Nro. 18 Muestras y equipos que se utilizó para determinar el contenido de humedad c) Datos obtenidos Tabla 21: Contenidos de humedad de las calicatas Peso de la Peso de HUMEDAD Peso de muestra suelo seco + HUMEDAD NATURAL CALICATA MUESTRA recipiente húmeda + recipiente % PROMEDIO (gr) recipiente (gr) (gr) % TARA 1 16.00 34.10 31.90 13.84% C-01 14.16% TARA 2 15.80 31.60 29.60 14.49% TARA 3 16.00 34.80 31.80 18.99% C-02 20.38% TARA 4 15.90 31.00 28.30 21.77% TARA 5 16.10 32.80 30.90 12.84% C-03 13.56% TARA 6 16.00 32.80 30.70 14.29% TARA 7 15.70 36.70 34.10 14.13% C-04 14.97% TARA 8 15.80 36.30 33.50 15.82% TARA 9 49.20 82.80 81.10 5.33% C-05 5.55% TARA 10 16.00 41.70 40.30 5.76% TARA 11 15.70 36.80 35.90 4.46% C-06 5.22% TARA 12 15.90 33.60 32.60 5.99% Fuente: Elaboración propia. 107 3.5.3. Ensayo de análisis granulométrico a) Equipo - Tamiz N°200 de lavado. - Baldes - Serie de tamices: 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°5, N°100, N°200, tapa y fondo. - Balanza digital de precisión 0.01gr. - Tamizadora mecánica. - Martillo de goma, bandejas, bol, cucharón, brocha y escobilla. b) Procedimiento Para realizar el tamizado del suelo, primero se obtuvo una muestra representativa del material extraído que fue de 2000gr, el cual tuvo que ser reducido a partículas más finas con el uso de un martillo de goma, luego se pasó al lavado a través de la malla N°200 de lavado. Para este procedimiento se depositó todo el material en un balde el cual contenía la mitad aproximadamente de agua, luego se pasa a disolver y remover el material hasta que este se disperse de manera uniforme en toda el agua. Figura Nro. 19 Pesado y triturado del suelo arcilloso Luego se pasa a verter el material al tamiz de lavado eliminado el resto de material que pase esta malla, este procedimiento se realizó las veces necesarias hasta que el agua que está mezclado con el material quede lo más limpio posible. 108 Figura Nro. 20 Lavado del suelo arcilloso y secado en horno por 24 horas para el análisis granulométrico. Terminado el procedimiento anterior se pasó a colocar las muestras lavadas en una bandeja para que sea colocada en el horno por 24 horas. Luego de extraer el material del horno, recién se pasó a colocar el material a la tamizadora mecánica con la serie de tamices 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°5, N°100, N°200, pero antes obteniendo el peso del material seco, luego se sometió a un tamizado de 10 minutos y se obtuvieron los pesos retenidos en cada uno de los tamices, y poder realizar la gráfica de la curva granulométrica. Figura Nro. 21 Ensayo de análisis granulométrico de las calicatas C-01 y C-02 109 Figura Nro. 22 Ensayo de análisis granulométrico de las calicatas C-05 y C-06 c) Datos obtenidos Tabla 22: Resumen de los datos obtenido de la granulometría de las 6 calicatas PESO INICIAL 2000gr 2000gr 2000gr 2000gr 2000gr 2000gr MUESTRA C-01 C-02 C-03 C-04 C-05 C-06 PESO PESO PESO PESO PESO PESO DIAMETR TAMICES RETENID RETENID RETENID RETENID RETENID RETENID OS (mm) O (gr) O (gr) O (gr) O (gr) O (gr) O (gr) 3/8" 9.500 2.51 2.34 5.00 4.10 0.10 0.52 N° 4 4.750 6.11 6.24 5.90 5.60 9.30 9.53 N° 8 2.360 5.81 5.54 8.60 8.10 3.80 4.43 N° 16 1.180 7.81 7.54 10.80 11.40 2.30 2.83 N° 30 0.600 10.81 10.34 12.30 12.00 2.70 2.93 N° 50 0.300 33.01 31.74 37.90 40.40 8.10 8.83 N° 100 0.150 289.81 294.64 234.70 241.40 42.20 44.13 N° 200 0.075 450.91 457.84 509.10 511.40 91.20 94.83 CAZUELA 32.00 40.30 28.40 25.60 8.00 10.60 SUB TOTAL 838.80 856.50 852.70 860.00 167.70 178.60 LAVADO 1161.20 1143.50 1147.30 1140.00 1832.30 1821.40 TOTAL 2000.00 2000.00 2000.00 2000.00 2000.00 2000.00 Fuente: Elaboración propia. 3.5.4. Ensayo para determinar el límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de suelos Este ensayo busca determinar en el caso del límite liquido busca determinar el contenido de humedad inferior por el cual el suelo se comportaría como un suelo platico y el límite plástico es el contenido de humedad por debajo del cual se podría considera un suelo como no platico. 110 También se determinará la variación de estos factores al añadirse al suelo cal al 10% y puzolana volcánica 15%, 25% y 30%. a) Equipos - Tamiz N°40 tapa y fondo - Cuchara de Casagrande - Ranurador, mortero, pisón y pizeta - Vidrio esmerilado - Varilla de calibración - Taras - Balanza de precisión - Cucharon, bandejas, bol, espátula, brocha, martillo de goma. b) Procedimiento Para este ensayo primero se tamizó el suelo seco a través del tamiz N°40 en un peso aproximado de 250gr, esto se hizo para tanto para el ensayo del límite líquido y limite plástico. Para realizar el ensayo de límite líquido se colocó 20gr de la muestra en el mortero y luego se empezó a saturarlo con agua batiéndolo en el mortero con el pisón hasta obtener una distribución uniforme del suelo, luego se colocó una porción del suelo con el uso de la espátula a la Cuchara de Casagrande, haciéndose un corte con el ranurador. Después se prosiguió a contar los golpes a la cual la ranura se juntará en la cuchara de Casagrande, los intervalos a los que se hizo fueron a los 30 a 40, 25 s 30, 20 a 25 y entre 15 y 20. Luego se sacó una porción del suelo de la cuchara de Casagrande se colocó en el horno por 24 horas para determinar el contenido de humedad. El mismo proceso se realizó con las mezclas de cal 10% y 15, 25 y 30% de puzolana volcánica para cada caso. 111 Figura Nro. 23 Determinación del límite líquido de las muestras de la C-03 y C-04 Figura Nro. 24 Ensayo de límite líquido del suelo con combinaciones de cal 10 % y puzolana 15, 25 y 30%. Para el ensayo del límite plástico se mezcló el suelo ya tamizado por la malla N°40 en el mortero al que se le añadió agua en pequeñas proporciones hasta que el suelo tenía una humedad uniforme. Luego se retira un poco del material mezclado, con lo cual se hizo pequeños cilindros de 3mm de diámetro en el vidrio esmerilado, estos cilindros formarán hasta que presenten fracturas o grietas, después las muestras se retiran y colocan en taras para ponerlas en el horno por 24 horas y determinar el contenido de humedad. El mismo procedimiento se realizó para las mezclas del suelo arcillosos con cal 10% y 15, 25 y 30% de puzolana volcánica. 112 Figura Nro. 25 Ensayo de límite plástico de la calicata C-5 y C-6 y mezclas. c) Datos obtenidos Tabla 23: Datos de la muestra de la calicata C-01 y C-02 para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) PESO TARA (gr) NUMERO DE GOLPES Fuente: Elaboración propia. Tabla 24: Datos de la muestra de la calicata C-01 y C-02 para determinar límite plástico. TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) PESO TARA (gr) Fuente: Elaboración propia. Tabla 25: Datos de la muestra de la calicata C-03 para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 42.40 40.80 34.60 38.50 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 38.30 37.30 32.10 35.50 PESO TARA (gr) 21.70 22.00 21.90 21.90 NUMERO DE GOLPES 15.00 29.00 21.00 32.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 26: Datos de la muestra de la calicata C-03 para determinar límite plástico. TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 24.80 25.50 24.60 25.40 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.20 24.70 24.10 24.80 PESO TARA (gr) 20.90 21.20 21.30 21.50 Fuente: Elaboración propia. 113 Tabla 27: Datos de la muestra de la calicata C-04 para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 41.30 39.00 33.50 36.40 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 37.40 36.20 31.20 34.30 PESO TARA (gr) 21.60 22.10 22.00 21.90 NUMERO DE GOLPES 16.00 28.00 22.00 33.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 28: Datos de la muestra de la calicata C-04 para determinar límite plástico. TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 25.00 25.70 24.90 25.80 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.20 24.90 24.30 25.10 PESO TARA (gr) 20.90 21.20 21.30 21.50 Fuente: Elaboración propia. Tabla 29: Datos de la muestra de la calicata C-05 para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 23.20 24.90 24.20 25.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 20.90 21.80 21.10 21.90 PESO TARA (gr) 15.90 16.00 16.10 16.00 NUMERO DE GOLPES 40.00 20.00 15.00 21.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 30: Datos de la muestra de la calicata C-05 para determinar límite plástico. TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 17.20 17.30 17.10 17.50 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 16.90 17.10 16.70 17.10 PESO TARA (gr) 16.00 16.10 15.90 16.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 31: Datos de la muestra de la calicata C-06 para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 23.10 24.70 24.30 25.20 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 20.70 21.50 21.10 21.70 PESO TARA (gr) 16.00 15.90 16.10 16.10 NUMERO DE GOLPES 40.00 20.00 15.00 21.00 Fuente: Elaboración propia. 114 Tabla 32: Datos de la muestra de la calicata C-06 para determinar límite plástico. TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 17.10 17.50 18.60 21.30 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 16.80 17.10 17.80 19.80 PESO TARA (gr) 15.90 16.00 16.00 15.90 Fuente: Elaboración propia. Tabla 33: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 15% de puzolana volcánica para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 27.90 33.20 32.10 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 26.10 30.10 29.10 PESO TARA (gr) 21.60 21.90 20.90 NUMERO DE GOLPES 17.00 23.00 37.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 34: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 15% de puzolana volcánica para determinar límite plástico. TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 24.30 25.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.10 23.90 PESO TARA (gr) 20.80 20.30 Fuente: Elaboración propia. Tabla 35: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 25% de puzolana volcánica para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 48.70 49.80 46.30 46.30 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 45.10 46.30 43.80 43.90 PESO TARA (gr) 36.90 37.10 36.80 37.00 NUMERO DE GOLPES 13.00 24.00 27.00 37.00 Fuente: Elaboración propia. 115 Tabla 36: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 25% de puzolana volcánica para determinar límite plástico. TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 40.20 42.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 39.50 41.00 PESO TARA (gr) 36.40 36.50 Fuente: Elaboración propia. Tabla 37: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 30% de puzolana volcánica para determinar límite líquido. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 26.40 53.20 52.50 27.70 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 23.30 48.50 48.40 24.70 PESO TARA (gr) 16.10 37.00 37.40 15.90 NUMERO DE GOLPES 14.00 26.00 29.00 38.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 38: Datos de la muestra de la calicata C-05, C-06 más cal al 10% y 30% de puzolana volcánica para determinar límite plástico. TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 44.10 43.20 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 42.80 42.10 PESO TARA (gr) 36.30 37.30 Fuente: Elaboración propia. 3.5.5. Clasificación de suelos Los sistemas de clasificación que se utilizó son el sistema de clasificación SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos) y el AASTHO (Asociación Americana de Agencias Oficiales de Carreteras y Transportes). Ambos sistemas de clasificación utilizan los datos obtenidos del ensayo de análisis granulométrico y limite líquido, plástico e índice de plasticidad en el caso de suelos finos y plásticos. a) Equipos Los equipos requeridos son los utilizados para determinar el análisis granulométrico y los utilizados en el ensayo de limite líquido, plástico y índice de plasticidad. 116 c) Procedimiento El procedimiento utilizado para la obtención de datos para la clasificación de suelos son los que se hizo en el análisis granulométrico y determinación de límite líquido, límite plástico. d) Datos Los datos que se utilizarán para determinar la clasificación de suelos son los mismos que se obtuvieron en los ensayos de análisis granulométrico y en el ensayo de límite líquido, limite plástico e índice de plasticidad. 3.5.6. Ensayo de compactación de suelos en laboratorio utilizando energía modificada (Proctor Modificado) El ensayo de Proctor Modificado se realizó para determinar la relación entre la humedad del suelo y el peso unitario seco del suelo. A partir de este se ensayó se obtuvo la densidad máxima seca y el contenido óptimo de humedad los cuales serán datos utilizados en el ensayo de CBR. 117 a) Equipos - Molde de 4” y collar de extensión para utilizar el método A - Pisón de 4.54kg - Tamiz N°4, tapa y fondo - Probeta de plástico de 1lt - Balanza de precisión - Regla metálica, espátula, alicate, bandeja, bol, taras, brocha, pizeta y cucharon - Horno de secado b) Procedimiento Para la realización del ensayo se necesitó 2300gr de material que fue tamizado a través de la malla N°4, una vez que se tuvo el material pesado se pasó a saturar de agua con el uso de la probeta, adicionando agua en un rango de 2% de agua para el suelo arcilloso sin estabilizar, en cambio para el suelo estabilizado con cal 10% y 15, 25 y 30% de puzolana volcánica se adiciono agua en rangos de 4% por la absorción alta de la cal. Figura Nro. 26 Ensayo de Proctor Modificado, materiales y preparado del suelo para el compactado en los moldes de 4”. Se procedió a combinar las muestras de suelo arcilloso sin estabilizar y estabilizado con cal, puzolana volcánica y agua en sus distintos porcentajes de manera uniforme, después se procedió a fraccionar las muestras en cinco partes en las bandejas para colocarlas en cinco capas a los moldes de 4”, el cual antes se pesó sin considerar el collar de extensión, compactando cada capa con 25 golpes con el pisón. 118 Figura Nro. 27 Combinación del suelo y saturado con agua, mezclas de suelo más cal 10% y arcilla 15, 25 y 30% Luego del compactado, se extrajo con cuidado el collar de extensión para enrasar los moldes con la regla metálica. Y se obtuvo los pesos del molde más el suelo saturado, extrayendo muestras de la parte superior, intermedia y la base del molde los cuales se colocaron en el horno para determinar el contenido de humedad. Figura Nro. 28 Compactado y pesado de los moldes de 4” 119 c) Datos obtenidos Tabla 39: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-01 y C-02. Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5865.00 5955.00 5335.00 6115.00 Peso molde + base gr 4170.00 4165.00 4170.00 4165.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 40: Pesos de las taras más suelo húmedo y suelo seco de las C-01 y C-02. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 2% Pesos de taras gr 16.10 16.10 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 22.60 26.30 27.70 Peso de suelo seco + tara gr 22.35 25.90 27.20 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 15.80 15.90 16.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 28.00 29.20 49.00 Peso de suelo seco + tara gr 27.30 28.50 47.00 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 6% Pesos de taras gr 16.20 15.80 15.70 Peso de suelo húmedo + tara gr 22.90 29.20 33.60 Peso de suelo seco + tara gr 22.40 28.20 32.30 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 8% Pesos de taras gr 37.50 37.10 37.50 Peso de suelo húmedo + tara gr 60.50 65.00 90.20 Peso de suelo seco + tara gr 58.40 62.50 85.30 Fuente: Elaboración propia. 120 Tabla 41: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-03 y C-04 Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5820.00 5950.00 6085.00 6220.00 Peso molde + base gr 4185.00 4190.00 4185.00 4190.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 42: Pesos de las taras más suelo húmedo y suelo seco de las C-03 y C-04. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 2% Pesos de taras gr 37.30 36.80 36.70 Peso de suelo húmedo + tara gr 60.40 60.40 72.40 Peso de suelo seco + tara gr 59.70 59.70 71.20 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 36.70 37.00 36.50 Peso de suelo húmedo + tara gr 56.50 60.10 67.50 Peso de suelo seco + tara gr 55.50 58.80 65.70 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 6% Pesos de taras gr 37.20 16.00 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 49.10 37.10 26.40 Peso de suelo seco + tara gr 48.40 35.50 25.60 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 8% Pesos de taras gr 37.10 36.70 37.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 56.70 66.80 74.80 Peso de suelo seco + tara gr 55.10 63.90 71.40 Fuente: Elaboración propia. 121 Tabla 43: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-05 y C-06. Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% 5 + 12% agua Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Peso de suelo gr 5910.00 6020.00 6110.00 6190.00 6095.00 húmedo + molde Peso molde + base gr 4165.00 4155.00 4165.00 4155.00 4160.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 44: Pesos de las taras más suelo húmedo y suelo seco de las calicatas C-05 y C-06. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 2% Pesos de taras gr 15.90 16.00 16.00 Peso de suelo húmedo + tara gr 32.80 32.70 28.00 Peso de suelo seco + tara gr 31.90 31.70 27.30 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 15.90 16.10 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 27.10 28.20 28.50 Peso de suelo seco + tara gr 26.30 27.30 27.40 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 6% Pesos de taras gr 15.90 16.10 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 29.40 35.60 31.50 Peso de suelo seco + tara gr 28.10 33.80 30.20 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 8% Pesos de taras gr 16.00 15.70 16.00 Peso de suelo húmedo + tara gr 29.90 29.50 29.40 Peso de suelo seco + tara gr 28.40 28.10 28.10 Ensayo N° + adición de agua Muestra 5 + 12% Pesos de taras gr 16.00 15.70 16.00 Peso de suelo húmedo + tara gr 29.90 29.50 29.40 Peso de suelo seco + tara gr 28.40 28.10 28.10 Fuente: Elaboración propia. 122 Tabla 45: Mezclas de suelo de las calicatas C-05, C-06 y cal 10% más 15%, 25% y 30% de puzolana volcánica. Estabilizaciones Dosificación Suelo arcilloso de las C-05 y C-06 2300gr 0gr 0gr Suelo arcilloso de las C-05 y C-06 estabilizado con cal 1725gr 230gr 345gr 10% y puzolana volcánica 15% Suelo arcilloso de las C-05 y C-06 estabilizado con cal 1495gr 230gr 575gr 10% y puzolana volcánica 25% Suelo arcilloso de las C-05 y C-06 estabilizado con cal 1380gr 230gr 690gr 10% y puzolana volcánica 30% Fuente: Elaboración propia. Tabla 46: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-05, C-06 y cal 10% más 15% de puzolana volcánica. Método de ensayo Método A Ensayo N° + agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% 5 + 12% Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Suelo húmedo + molde gr 5815.00 5905.00 6015.00 6175.00 6125.20 Peso molde + base gr 4190.00 4190.00 4190.00 4190.00 4172.00 Fuente: Elaboración propia. 123 Tabla 47: Pesos de las taras más suelo húmedo y suelo seco de las calicatas C-05 y C-06 combinadas con cal al 10% y 15% de puzolana volcánica. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 0% Pesos de taras gr 15.90 15.80 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 32.90 41.60 32.20 Peso de suelo seco + tara gr 32.30 40.60 31.70 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 16.20 16.00 16.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 38.40 44.90 35.90 Peso de suelo seco + tara gr 36.80 42.90 34.50 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 8% Pesos de taras gr 15.70 16.00 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 40.70 42.50 45.30 Peso de suelo seco + tara gr 38.10 39.60 42.00 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 12% Pesos de taras gr 16.10 36.90 37.30 Peso de suelo húmedo + tara gr 35.80 77.70 61.80 Peso de suelo seco + tara gr 33.10 72.10 58.40 Ensayo N° + adición de agua Muestra 5 + 16% Pesos de taras gr 15.60 15.90 36.30 Peso de suelo húmedo + tara gr 39.00 36.10 87.70 Peso de suelo seco + tara gr 35.40 32.70 79.40 Fuente: Elaboración propia. Tabla 48: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-05 y C-06 más cal al 10% y puzolana volcánica al 25%. Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5785.00 5960.00 6160.00 6125.00 Peso molde + base gr 4185.00 4160.00 4185.00 4160.00 Fuente: Elaboración propia. 124 Tabla 49: Pesos de taras más suelo húmedo y suelo seco de las calicatas C-05 y C-06 más cal al 10% y puzolana volcánica 25%. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 0% Pesos de taras gr 49.60 49.00 Peso de suelo húmedo + tara gr 73.80 74.20 Peso de suelo seco + tara gr 72.80 73.10 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 48.60 37.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 72.60 61.40 Peso de suelo seco + tara gr 70.80 59.80 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 12% Pesos de taras gr 49.30 48.80 Peso de suelo húmedo + tara gr 84.30 75.70 Peso de suelo seco + tara gr 79.60 71.90 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 16% Pesos de taras gr 37.30 36.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 74.80 87.10 Peso de suelo seco + tara gr 68.70 79.10 Fuente: Elaboración propia. Tabla 50: Pesos de moldes más suelo de las calicatas C-05 y C-06 más cal al 10% y 15% de puzolana volcánica. Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% 5 + 12% Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Suelo húmedo + molde gr 5845.00 5915.00 6115.00 6210.00 6110.00 Peso molde + base gr 4180.00 4180.00 4180.00 4180.00 4185.00 Fuente: Elaboración propia. 125 Tabla 51: Pesos de taras más suelo húmedo y suelo seco de las calicatas C-05 y C-06 más cal 10% y 15% de puzolana volcánica. Ensayo N° + adición de agua Muestra 1 + 0% Pesos de taras gr 36.90 37.30 36.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 67.10 92.00 68.80 Peso de suelo seco + tara gr 66.30 90.40 68.00 Ensayo N° + adición de agua Muestra 2 + 4% Pesos de taras gr 36.30 37.20 21.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 76.00 80.10 58.90 Peso de suelo seco + tara gr 73.50 77.30 56.60 Ensayo N° + adición de agua Muestra 3 + 8% Pesos de taras gr 21.90 21.40 20.80 Peso de suelo húmedo + tara gr 40.90 43.00 40.20 Peso de suelo seco + tara gr 39.00 40.90 38.30 Ensayo N° + adición de agua Muestra 4 + 12% Pesos de taras gr 21.90 21.70 Peso de suelo húmedo + tara gr 49.60 53.80 Peso de suelo seco + tara gr 46.10 49.90 Ensayo N° + adición de agua Muestra 5 + 16% Pesos de taras gr 36.80 50.10 Peso de suelo húmedo + tara gr 101.30 98.50 Peso de suelo seco + tara gr 91.10 90.70 Fuente: Elaboración propia. 3.5.7. Triturado y molienda de la puzolana volcánica La extracción de la puzolana de la cantera de Raqchi, se hizo seleccionando partículas superiores a los 10cm los cuales tuvieron que ser sometidas a un proceso de triturado y molienda, para que estas logren pasar la malla N°50 y se consiga una buena interacción de las partículas finas de la arcilla y la cal. a) Equipos - Martillo y comba - Máquina de los Ángeles 126 - Mortero artesanal - Tamiz N°50 - Bandejas, bol b) Procedimiento En la cantera de Raqchi, se observó que solo se podía extraer partículas grandes superior a los 10cm, porque las partículas más finas se encontraban contaminadas con el suelo y materia orgánica de la zona. Figura Nro. 29 Extracción de puzolana volcánica de la cantera de Raqchi. Se empezó con el triturado de la puzolana utilizando martillos y combas, con el fin de reducirlas a partículas más pequeñas y sean adecuadas para su molienda y facilitar el tamizado por la malla N°50. Figura Nro. 30 Molienda de la puzolana volcánica por medios manuales y uso de la máquina de los Ángeles. 127 A un inicio del proceso de triturado, se realizó la molienda de la puzolana en partículas aún más finas. Para este proceso se utilizó en un inicio la máquina de los Ángeles en el que se trituró la puzolana durante 30 minutos en dos etapas de 15 minutas cada una con el uso de 12 billas. Al no obtener resultados rápidos en el triturado de la puzolana, se optó por utilizar un mortero artesanal que es utilizado por los pobladores de la comunidad de Raqchi para la molienda de la puzolana y la fabricación de artesanías. Este consistía en una piedra de gran tamaño que poseía una forma ovoide el cual se balanceaba sobre una piedra, consiguiendo una molienda más rápida y fácil. Figura Nro. 31 Molienda y tamizado de la puzolana volcánica. Al obtenerse la puzolana molida se tamizó por la malla N°50 y se utilizó en la combinación con la cal y lograr la estabilización del suelo arcilloso. c) Datos obtenidos Tabla 52 Cantidades de puzolana volcánica utilizada en los ensayos. Cantidades aproximadas de Ensayos puzolana volcánica pasante el tamiz N°50 Limite líquido, limite plástico y índice de plasticidad 500gr Proctor Modificado 10kg CBR 20kg Fuente: Elaboración propia. 128 3.5.8. Ensayo capacidad de soporte del suelo CBR En este ensayo se determinó el índice de resistencia de los suelos denominado valor de la Relación Soporte (CBR) del suelo natural, suelos natural más cal al 10% más puzolana al 15%, suelos natural más cal al 10% más puzolana al 25% y suelos natural más cal al 10% más puzolana al 30%, esto para determinar si se incrementó la resistencia del suelo con sus diferentes adiciones. a) Instrumentos utilizados - Probeta de 6” con disco espaciador de 151 mm. de diámetros, de 61 mm. - Pistón usado en Proctor Modificado - Aparato medidor de expansión (deformímetro) con una precisión de 0.025mm - Juego de pesas de 4.54kg. y 2.27kg. - Poza de curado y Horno - Tamices N°04, 3/4", 2” y Balanza de presión de 0.1gr y 0.01gr - Máquina de CBR - Misceláneos (espátula, regla, cucharon alicate martillo, probeta de plástico, taras) b) Procedimiento El ensayo empezó con el tamizado de las muestras de suelo arcilloso y se separó en porcentajes de distintas cantidades de suelo y mezclas con cal y puzolana en distintas bolsas. Una vez conseguida la cantidad de 5 kilos de material tamizado, se procedió a realizar la mezcla con los contenidos óptimo de agua que se obtuvieron en el ensayo de Proctor Modificado. Luego se pasó a mezclar el agua, medida por una probeta, con el suelo arcilloso sin estabilizar y estabilizado con las mezclas de cal y puzolana volcánica en sus distintos porcentajes hasta lograr una mezcla uniforme entre el suelo y el agua. Luego se preparó las probetas de 6” introduciendo en el fondo el disco espaciador seguido del papel filtro. Después se vertió las muestras humedecidas a las probetas y se compactaron en 5 capas a 12, 26 y 55 golpes para cada una de las muestras. Se procede a girar los moldes compactados y retirar el disco espaciador para colocar el juego se pesas con sus vástagos en cada uno de las probetas. 129 Figura Nro. 32 Combinación del suelo arcilloso adicionado con estabilizantes. Al finalizar este procedimiento se procede a sumergir todos las probetas en la poza de agua, se empieza a realiza la medición de la hinchazón de las muestras en los siguientes intervalos de tiempo 0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48, 72, 96 horas respectivamente. Figura Nro. 33 Compactado en los moldes. Una vez terminado el tiempo de inmersión de las muestras se procede con retirar las muestras de la poza y someterlas a compresión en la máquina de CBR para lo cual se retiró el papel filtro y los vástagos. Luego se centró el dial de la máquina y se procedió con la obtención de los datos de esfuerzo y hasta una penetración de 12.70mm. 130 Figura Nro. 34 Medición de la deformación del suelo durante el sumergido por 96 horas. Figura Nro. 35 Utilización de la máquina de CBR. c) Toma de Datos Para el ensayo de CBR se obtuvieron los siguientes datos durante la realización del ensayo de lavatorio: Tabla 53: Determinación de los pesos para cada combinación. Dosificación (kg) Suelo Puzolana Cal (kg) Tipo de muestra arcilloso (kg) (kg) Suelo arcilloso 5.00 0.00 0.00 Suelo arcilloso + cal al 10 %+ puzolana al 15% 3.75 0.50 0.75 Suelo arcilloso + cal al 10 %+ puzolana al 25% 3.25 0.5 1.25 Suelo arcilloso + cal al 10 %+ puzolana al 15% 3 0.5 1.5 Fuente: Elaboración propia. 131 Tabla 54: Detalle de moldes para suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06. Muestra N° 1 2 3 Altura del molde 12.48 cm. 12.51 cm. 12.50 cm. Diámetro del molde 15.3 cm. 15.4 cm. 15.4 cm. Volumen de molde 2294.50 cm3 2330.18 cm3 2328.31 cm3 Numero de golpes 55 26 12 Peso de molde 8125.00 gr 8535.00 gr 6976.40 gr Peso de molde + suelo 12460.00 gr 12685.00 gr 10790.00 gr Peso de molde + suelo saturado 12755.00 gr 13050.00 gr 11275.00 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 55: Detalle de moldes para suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15%. Muestra N° 1 2 3 Altura del molde 12.48 cm. 12.51 cm. 12.49 cm. Diámetro del molde 15.2 cm. 15.4 cm. 15.5 cm. Volumen de molde 2264.60 cm3 2330.18 cm3 2356.76 cm3 Numero de golpes 55 26 12 Peso de molde 6985.00 gr 8015.00 gr 6975.00 gr Peso de molde + suelo 11135.00 gr 12020.00 gr 10710.00 gr Peso de molde + suelo saturado 11440.00 gr 12400.00 gr 11180.00 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 56: Detalle de moldes para suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 25%. Muestra N° 1 2 3 Altura del molde 12.49 cm. 12.50 cm. 12.48 cm. Diámetro del molde 15.3 cm. 15.4 cm. 15.4 cm. Volumen de molde 2296.33 cm3 2328.31 cm3 2883.88 cm3 Numero de golpes 55 26 12 Peso de molde 7775.00 gr 7055.00 gr 6270.00 gr Peso de molde + suelo 12335.00 gr 11220.00 gr 10090.00 gr Peso de molde + suelo saturado 12670.00 gr 11645.00 gr 10640.00 gr Fuente: Elaboración propia. 132 Tabla 57: Detalle de moldes para suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 30%. Muestra N° 1 2 3 Altura del molde 12.50 cm. 12.48 cm. 12.48 cm. Diámetro del molde 15.3 cm. 15.4 cm. 15.4 cm. Volumen de molde 2298.17 cm3 2324.59 cm3 2328.31 cm3 Numero de golpes 55 26 12 Peso de molde 6610.00 gr 6480.00 gr 6475.00 gr Peso de molde + suelo 11020.00 gr 10655.00 gr 10345.00 gr Peso de molde + suelo saturado 11410.00 gr 11115.00 gr 10895.00 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 58: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Suelo húmedo + lata 49.8 gr 41.2 gr 44.6 gr 53 gr 71.3 gr 38.7 gr Peso de suelo seco + lata 46.2 gr 38.7 gr 41.5 gr 48.8 gr 64.9 gr 36.5 gr Peso de lata 22 gr 21.8 gr 21 gr 21.2 gr 21.9 gr 21.6 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 59: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 78.2 gr 50.1 gr 40.0 gr 55.1 gr 81.4 gr 60.8 gr Peso de suelo seco + lata 70.8 gr 46.4 gr 37.8 gr 50.9 gr 75.6 gr 57.7 gr Peso de lata 20.8 gr 21.5 gr 21.3 gr 21.8 gr 36.9 gr 36.5 gr Fuente: Elaboración propia. 133 Tabla 60: Contenido de humedad suelo arcilloso C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 62.6 gr 53.0 gr 77.1 gr 77.5 gr 77.1 gr 63.0 gr Peso de suelo seco + lata 59.5 gr 51.1 gr 72.3 gr 72.7 gr 72.3 gr 60.0 gr Peso de lata 36.4 gr 36.5 gr 36.7 gr 36.7 gr 37.3 gr 36.7 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 61: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 30% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 59.5 gr 54.4 gr 57.9 gr 61.2 gr 58.9 gr 69.1 gr Peso de suelo seco + lata 57.0 gr 52.7 gr 55.2 gr 57.9 gr 56.2 gr 65.0 gr Peso de lata 36.7 gr 37.0 gr 30.7 gr 31.0 gr 31.6 gr 31.6 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 62: Contenido de humedad Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 después de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 55.1 gr 70.3 gr 74.6 gr 69.6 gr 72.3 gr 71.5 gr Peso de suelo seco + lata 49.2 gr 63.6 gr 66.1 gr 60.5 gr 61.5 gr 59.0 gr Peso de lata 31.0 gr 31.5 gr 32.5 gr 33.5 gr 32.1 gr 31.8 gr Fuente: Elaboración propia. 134 Tabla 63: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% después de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 69.8 gr 71.5 gr 61.5 gr 69.7 gr 58.8 gr 35.5 gr Peso de suelo seco + lata 62.7 gr 63.2 gr 54.6 gr 61.3 gr 53.2 gr 31.5 gr Peso de lata 29.4 gr 31.7 gr 31.6 gr 31.7 gr 31.1 gr 11.4 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 64: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% después de inmersión en poza de curado Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 48.0 gr 29.1 gr 39.0 gr 33.6 gr 33.4 gr 35.2 gr Peso de suelo seco + lata 41.4 gr 26.7 gr 33.5 gr 29.6 gr 30.2 gr 32.3 gr Peso de lata 16.0 gr 15.7 gr 16.0 gr 15.7 gr 15.7 gr 15.9 gr Fuente: Elaboración propia. Tabla 65: Contenido de humedad suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 30% después de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Lata de humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de suelo húmedo + lata 35.3 gr 33.8 gr 34.6 gr 32.9 gr 31.3 gr 30.2 gr Peso de suelo seco + lata 31.5 gr 30.7 gr 30.8 gr 29.5 gr 28.1 gr 27.7 gr Peso de lata 15.9 gr 15.8 gr 15.9 gr 15.8 gr 15.8 gr 15.9 gr Fuente: Elaboración propia. 135 Tabla 66: Datos de hinchamiento de la muestra de suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 con dial de 0.001”. Numero de golpes 55 26 12 Hora de Molde Hora inicio 1 2 3 0 9:00 a. m. 182 421 87.8 1 10:00 a. m. 187.3 451 126 2 11:00 a. m. 197 457.5 143 4 1:00 p. m. 213 468 163 8 5:00 p. m. 235 493 207 12 9:00 p. m. 264.9 509.2 254 24 9:00 a. m. 308 554 345 36 9:00 p. m. 358 612 419 48 9:00 a. m. 395 660 476 72 9:00 a. m. 437 697 510 96 9:00 a. m. 471 727 547 Fuente: Elaboración propia. Tabla 67: Datos de hinchamiento del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% con dial de 0.001”. Numero de golpes 55 26 12 Hora de Molde Hora inicio 1 2 3 0 9:00 a. m. 485.00 142.00 194.00 1 10:00 a. m. 538.50 183.00 216.00 2 11:00 a. m. 551.00 200.00 253.80 4 1:00 p. m. 565.00 218.00 288.70 8 5:00 p. m. 594.00 259.00 328.00 12 9:00 p. m. 611.00 286.00 329.00 24 9:00 a. m. 634.00 309.00 330.00 36 9:00 p. m. 650.00 318.00 330.00 48 9:00 a. m. 658.00 326.50 331.00 72 9:00 a. m. 663.20 334.00 332.00 96 9:00 a. m. 666.00 340.00 334.00 Fuente: Elaboración propia. 136 Tabla 68: Datos de hinchamiento del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% con dial de 0.001”. Numero de golpes 55 26 12 Hora de Molde Hora inicio 1 2 3 0 9:00 a. m. 320.00 584.00 410.00 1 10:00 a. m. 379.00 688.00 438.00 2 11:00 a. m. 393.00 705.00 471.40 4 1:00 p. m. 407.00 759.00 481.20 8 5:00 p. m. 440.80 766.00 485.00 12 9:00 p. m. 458.00 775.00 486.00 24 9:00 a. m. 474.00 778.00 488.00 36 9:00 p. m. 485.00 780.00 488.00 48 9:00 a. m. 493.00 781.00 490.00 72 9:00 a. m. 499.50 782.00 490.00 96 9:00 a. m. 503.00 782.00 491.00 Fuente: Elaboración propia. Tabla 69: Datos de hinchamiento del suelo arcilloso C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 30% con dial de 0.001”. Numero de golpes 55 26 12 Hora de Molde Hora inicio 1 2 3 0 9:00 a. m. 102.00 234.50 389.50 1 10:00 a. m. 184.00 314.50 484.00 2 11:00 a. m. 205.00 333.00 518.00 4 1:00 p. m. 222.00 351.40 531.00 8 5:00 p. m. 255.50 390.00 540.00 12 9:00 p. m. 282.00 397.00 541.00 24 9:00 a. m. 305.00 399.00 541.00 36 9:00 p. m. 305.00 399.00 541.00 48 9:00 a. m. 305.00 399.50 542.00 72 9:00 a. m. 305.00 400.00 542.00 96 9:00 a. m. 305.20 400.00 542.00 Fuente: Elaboración propia. 137 Tabla 70: Datos obtenidos de la máquina de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06. Numero de golpes 55 26 12 Penetración (mm) KN KN KN 0.000 0.0000 0.0000 0.0000 0.635 0.199 0.1000 0.0537 1.270 0.2767 0.1200 0.0613 1.905 0.39 0.1860 0.0700 2.540 0.506 0.2230 0.0815 3.175 0.587 0.2562 0.0922 3.810 0.655 0.2900 0.0990 5.080 0.776 0.3600 0.1140 7.620 0.966 0.4780 0.1420 10.167 1.198 0.5918 0.1710 12.704 1.533 0.7020 0.2432 Fuente: Elaboración propia. Tabla 71: Dato obtenido de la máquina de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C- 06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15%. Numero de golpes 55 26 12 Penetración (mm) KN KN KN 0.000 0.0000 0.0000 0.0000 0.635 0.1600 0.1270 0.0950 1.270 0.2640 0.2130 0.1250 1.905 0.3510 0.3120 0.1590 2.540 0.4250 0.3700 0.1830 3.175 0.4752 0.4140 0.2023 3.810 0.5220 0.4660 0.2200 5.080 0.6250 0.7171 0.2635 7.620 0.7800 0.8630 0.3320 10.167 0.9146 1.0000 0.3500 12.704 1.0333 1.1270 0.3700 Fuente: Elaboración propia. 138 Tabla 72: Dato obtenido de la máquina de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C- 06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 25%. Numero de golpes 55 26 12 Penetración (mm) KN KN KN 0.000 0.0000 0.0000 0.0000 0.635 0.3276 0.3132 0.1512 1.270 0.4992 0.4800 0.2172 1.905 0.6708 0.6378 0.2616 2.540 0.8052 0.7636 0.3005 3.175 0.9204 0.8802 0.3397 3.810 1.0428 0.9852 0.3720 5.080 1.2216 1.1683 0.4254 7.620 1.4246 1.3602 0.5256 10.167 1.6794 1.5312 0.6060 12.704 1.9356 1.6920 0.6828 Fuente: Elaboración propia. Tabla 73: Dato obtenido de la máquina de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C- 06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25%. Numero de golpes 55 26 12 Penetración (mm) KN KN KN 0.000 0.0000 0.0000 0.0000 0.635 0.2976 0.3024 0.1296 1.270 0.5280 0.4596 0.2136 1.905 0.7368 0.6000 0.2796 2.540 0.9576 0.7464 0.3288 3.175 1.1820 0.8616 0.3660 3.810 1.3980 0.9492 0.4188 5.080 1.6812 1.1088 0.5196 7.620 2.0652 1.5012 0.6924 10.167 2.3652 1.7340 0.8628 12.704 2.6388 1.9752 1.0092 Fuente: Elaboración propia. 139 3.5.9. Ensayo para la determinación del Potencial de Hidrogeno (PH) Este ensayo ayudar a determinar qué tan buena fue la reacción química que se tuvo al realizar las mezclas del suelo arcilloso con la cal y la puzolana volcánica. a) Equipos - Ph-metro - Matraz - Embudo de vidrio - Vaso precipitado - Pizeta, papel filtro - Balanza de precisión 0.001gr b) Procedimiento Para determinar el PH del suelo, se preparó 20gr de suelo tanto natural como la combinación de cal 10% y puzolana volcánica con 15, 25 y 30%. Luego se colocaron en vasos precipitados el suelo arcilloso y estabilizado a los que se añadió 40ml de agua destilada y se removió durante 1minuto hasta que se logró una mezcla uniforme, luego se dejó reposar por 5 minutos, este procedimiento se repitió por cinco veces para cada una de las mezclas. Figura Nro. 36 Materiales necesarios para el ensayo de PH. 140 Luego de realizar este procedimiento se colocó papeles filtros en los embudos de vidrio para destilar las combinaciones de los matraces y filtrar el agua, después de esto se utilizó el PH- metro el cual antes se calibró utilizando una solución neutra, luego se introdujo a los vasos precipitados para obtener las lecturas del PH de cada muestra. Figura Nro. 37 Lecturas del Ph-metro. c) Datos obtenidos Tabla 74: Resultados del ensayo de Ph. Lecturas de Ph-metro Suelo arcilloso natural 7.3 Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana 7.5 volcánica 15% Tipos de Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana estabilización 8.5 volcánica 25% Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana 9.5 volcánica 30% Fuente: Elaboración propia. 3.6. Procedimiento de análisis de datos 3.6.1. Análisis de datos obtenidos en el ensayo de contenido de humedad a) Procesamiento Para determinar los contenidos de humedad se utilizó la siguiente formula: 141 - Donde Ww está dado por el peso del agua y Ws es el peso del suelo seco y w el contenido de humedad en porcentajes. - Primero determinamos el peso del agua por cada calicata y tara que se puso al horno la cual fue dada en gramos. Tabla 75: Determinación del peso del agua por tara para cada calicata. Peso de la Peso de Peso de muestra suelo seco + Peso del CALICATA MUESTRA recipiente húmeda + recipiente agua (gr) (gr) recipiente (gr) (gr) TARA 1 16.00 34.10 31.90 2.20 C-01 TARA 2 15.80 31.60 29.60 2.00 TARA 3 16.00 34.80 31.80 3.00 C-02 TARA 4 15.90 31.00 28.30 2.70 TARA 5 16.10 32.80 30.90 1.90 C-03 TARA 6 16.00 32.80 30.70 2.10 TARA 7 15.70 36.70 34.10 2.60 C-04 TARA 8 15.80 36.30 33.50 2.80 TARA 9 49.20 82.80 81.10 1.70 C-05 TARA 10 16.00 41.70 40.30 1.40 TARA 11 15.70 36.80 35.90 0.90 C-06 TARA 12 15.90 33.60 32.60 1.00 Fuente: Elaboración propia. Luego se determinó el peso del suelo seco, también para cada calicata y tara las cuales eran 12 también dadas en gramos. Tabla 76: Determinación del peso del suelo seco de cada tara para cada calicata. Peso de la Peso de Peso de Peso de muestra suelo seco + Peso del CALICATA MUESTRA recipiente suelo seco húmeda + recipiente agua (gr) (gr) (gr) recipiente (gr) (gr) TARA 1 16.00 34.10 31.90 2.20 15.90 C-01 TARA 2 15.80 31.60 29.60 2.00 13.80 TARA 3 16.00 34.80 31.80 3.00 15.80 C-02 TARA 4 15.90 31.00 28.30 2.70 12.40 TARA 5 16.10 32.80 30.90 1.90 14.80 C-03 TARA 6 16.00 32.80 30.70 2.10 14.70 TARA 7 15.70 36.70 34.10 2.60 18.40 C-04 TARA 8 15.80 36.30 33.50 2.80 17.70 TARA 9 49.20 82.80 81.10 1.70 31.90 C-05 TARA 10 16.00 41.70 40.30 1.40 24.30 TARA 11 15.70 36.80 35.90 0.90 20.20 C-06 TARA 12 15.90 33.60 32.60 1.00 16.70 Fuente: Elaboración propia. 142 Finalmente se determinó los contenidos de humedad para cada tara y obteniéndose un promedio para cada calicata. Tabla 77: Determinación de los contenidos de humedad por calicata. HUMEDAD Peso de Peso del HUMEDAD NATURAL CALICATA MUESTRA suelo seco agua (gr) % PROMEDIO (gr) % TARA 1 2.20 15.90 13.84% C-01 14.16% TARA 2 2.00 13.80 14.49% TARA 3 3.00 15.80 18.99% C-02 20.38% TARA 4 2.70 12.40 21.77% TARA 5 1.90 14.80 12.84% C-03 13.56% TARA 6 2.10 14.70 14.29% TARA 7 2.60 18.40 14.13% C-04 14.97% TARA 8 2.80 17.70 15.82% TARA 9 1.70 31.90 5.33% C-05 5.55% TARA 10 1.40 24.30 5.76% TARA 11 0.90 20.20 4.46% C-06 5.22% TARA 12 1.00 16.70 5.99% Fuente: Elaboración propia. b) Diagramas y tablas 25.00% CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% Figura Nro. 38 Contenidos de humedad por cada tara y calicata. Comentario: se muestra los porcentajes de humedad del suelo natural para cada calicata y su promedio, de acuerdo a los datos obtenidos en la tabla 75. CONTENIDO DE HUMEDAD % 143 c) Análisis de la prueba Se observa en el gráfico y resultados de los cálculos que se hicieron en las tablas que la calicata C-02 posee el contenido de humedad más alto, seguidas por la calicata C-04, C-03 y C-01 que poseen una humedad parecida y las calicatas C-05 y C-06 poseían una humedad baja. 3.6.2. Análisis de datos obtenidos en el ensayo de análisis granulométrico a) Procesamiento Se determinó los porcentajes totales que pasan por todas las mallas de la serie de tamices utilizada para la granulometría del suelo en estudio, el cual se determinó restando en un inicio el porcentaje retenido parcial menos el total y luego restándose consecutivamente con la malla siguiente hasta la N°200. Se determinó el porcentaje de gruesos el cual fue la suma de los porcentajes retenidos en el tamiz N°4 y pasa el tamiz N°4 y se retiene en el tamiz N°200. Se determinó el porcentaje de finos dado por todo el porcentaje que pasa el tamiz N°200. Se determinó el porcentaje de Gravas sumando los porcentajes retenidos en los tamices 3/8” más los retenidos en el tamiz N°4. Se determinó el porcentaje de arena dado por lo pasante el tamiz N°4 y retenido en el tamiz N°200. Para determinar los porcentajes que pasan las mallas N°10 y N°40 porque no se tenían en la serie de tamices utilizados, que se utilizaran en la clasificación de suelos se tuvo que interpolar estos tamices. En todos los casos de la granulometría no se presentará el coeficiente de uniformidad Cu y coeficiente de curvatura Cc, porque más del 12% pasa el tamiz N°200. 144 b) Diagramas y tablas Tabla 78: Análisis granulométrico de la calicata C-01. % % DIAMETR RETENID RETENIDO % QUE TAMICES DESCRIPCION DE LA MUESTRA OS (mm) O ACUMULA PASA PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.13% 0.13% 99.87% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.31% 0.43% 99.57% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.29% 0.72% 99.28% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 838.80 N° 16 1.180 0.39% 1.11% 98.89% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1161.20 N° 30 0.600 0.54% 1.65% 98.35% DATOS GENERALES N° 50 0.300 1.65% 3.30% 96.70% % de Gruesos 40.34% N° 100 0.150 14.49% 17.79% 82.21% % de Finos 59.66% N° 200 0.075 22.55% 40.34% 59.66% Total 100.00% CAZUELA 1.60% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.43% LAVADO 58.06% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 39.91% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 59.66% % que pasa el tamiz Nº 10 99.04% % que pasa el tamiz Nº 40 97.38% % que pasa el tamiz Nº 200 59.66% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 39 Curva granulométrica de la calicata C-01. 145 Tabla 79: Análisis granulométrico C-02. % % DIAME RETENID RETENIDO % QUE TAMICES TROS DESCRIPCION DE LA MUESTRA O ACUMULA PASA (mm) PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.12% 0.12% 99.88% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.31% 0.43% 99.57% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.28% 0.71% 99.29% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 856.50 N° 16 1.180 0.38% 1.08% 98.92% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1143.50 N° 30 0.600 0.52% 1.60% 98.40% DATOS GENERALES N° 50 0.300 1.59% 3.19% 96.81% % de Gruesos 40.81% N° 100 0.150 14.73% 17.92% 82.08% % de Finos 59.19% N° 200 0.075 22.89% 40.81% 59.19% Total 100.00% CAZUELA 2.02% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.43% LAVADO 57.18% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 40.38% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 59.19% % que pasa el tamiz Nº 10 99.07% % que pasa el tamiz Nº 40 97.47% % que pasa el tamiz Nº 200 59.19% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 40 Curva granulométrica de la calicata C-02. 146 Tabla 80: Análisis granulométrico C-03. % % DIAMETR RETENID RETENIDO % QUE TAMICES DESCRIPCION DE LA MUESTRA OS (mm) O ACUMULA PASA PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.25% 0.25% 99.75% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.30% 0.55% 99.46% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.43% 0.97% 99.03% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 852.70 N° 16 1.180 0.54% 1.52% 98.49% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1147.30 N° 30 0.600 0.62% 2.13% 97.87% DATOS GENERALES N° 50 0.300 1.90% 4.03% 95.98% % de Gruesos 41.22% N° 100 0.150 11.74% 15.76% 84.24% % de Finos 58.79% N° 200 0.075 25.46% 41.22% 58.79% Total 100.00% CAZUELA 1.42% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.55% LAVADO 57.37% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 40.67% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 58.79% % que pasa el tamiz Nº 10 98.71% % que pasa el tamiz Nº 40 96.76% % que pasa el tamiz Nº 200 58.79% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 41 Curva granulométrica de la calicata C-03. 147 Tabla 81: Análisis granulométrico C-04. % % DIAMETR RETENID RETENIDO % QUE TAMICES DESCRIPCION DE LA MUESTRA OS (mm) O ACUMULA PASA PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.21% 0.21% 99.80% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.28% 0.49% 99.52% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.41% 0.89% 99.11% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 860.00 N° 16 1.180 0.57% 1.46% 98.54% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1140.00 N° 30 0.600 0.60% 2.06% 97.94% DATOS GENERALES N° 50 0.300 2.02% 4.08% 95.92% % de Gruesos 41.72% N° 100 0.150 12.07% 16.15% 83.85% % de Finos 58.28% N° 200 0.075 25.57% 41.72% 58.28% Total 100.00% CAZUELA 1.28% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.49% LAVADO 57.00% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 41.24% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 58.28% % que pasa el tamiz Nº 10 98.76% % que pasa el tamiz Nº 40 96.76% % que pasa el tamiz Nº 200 58.28% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 42 Curva granulométrica de la calicata C-04. 148 Tabla 82: Análisis granulométrico C-05. % % DIAMETR RETENID RETENIDO % QUE TAMICES DESCRIPCION DE LA MUESTRA OS (mm) O ACUMULA PASA PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.01% 0.01% 100.00% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.47% 0.47% 99.53% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.19% 0.66% 99.34% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 167.70 N° 16 1.180 0.12% 0.78% 99.23% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1832.30 N° 30 0.600 0.14% 0.91% 99.09% DATOS GENERALES N° 50 0.300 0.41% 1.32% 98.69% % de Gruesos 7.99% N° 100 0.150 2.11% 3.43% 96.58% % de Finos 92.02% N° 200 0.075 4.56% 7.99% 92.02% Total 100.00% CAZUELA 0.40% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.47% LAVADO 91.62% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 7.52% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 92.02% % que pasa el tamiz Nº 10 99.30% % que pasa el tamiz Nº 40 98.85% % que pasa el tamiz Nº 200 92.02% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 43 Curva granulométrica de la calicata C-05. 149 Tabla 83: Análisis granulométrico C-06. % % DIAMETR RETENID RETENIDO % QUE TAMICES DESCRIPCION DE LA MUESTRA OS (mm) O ACUMULA PASA PARCIAL DO 3/8" 9.500 0.03% 0.03% 99.97% PESO DE LA MUESTRA N° 4 4.750 0.48% 0.50% 99.50% PESO TOTAL SECO (gr) 2000.00 N° 8 2.360 0.22% 0.72% 99.28% PESO DESPUES DE LAVAR (gr) 178.60 N° 16 1.180 0.14% 0.87% 99.14% PERDIDA POR LAVADO (gr) 1821.40 N° 30 0.600 0.15% 1.01% 98.99% DATOS GENERALES N° 50 0.300 0.44% 1.45% 98.55% % de Gruesos 8.40% N° 100 0.150 2.21% 3.66% 96.34% % de Finos 91.60% N° 200 0.075 4.74% 8.40% 91.60% Total 100.00% CAZUELA 0.53% Fracciones de Grava, Arena, Finos SUB TOTAL % de Grava (Ret. Tamiz N° 4) 0.50% LAVADO 91.07% % de Arena (Pasa N° 4 y Ret. N° 200) 7.90% TOTAL 100.00% % de Finos (Pasa Tamiz N° 200) 91.60% % que pasa el tamiz Nº 10 99.22% % que pasa el tamiz Nº 40 98.73% % que pasa el tamiz Nº 200 91.60% Fuente: Elaboración propia. Figura Nro. 44 Curva granulométrica de la calicata C-06. c) Análisis de la prueba Se observa que a procesar los datos las C-01, C-02, C-03 y C-04 poseen similar granulometría a diferencia de la C-05 y C-06 cal cuales poseen diferente granulometría, pero todos los suelos analizados son muy finos porque en todos los casos más del 50% del suelo pasa el tamiz N°200 y en las calicatas C-05 y C-06 pasa más del 90% del material el tamiz N°200. 150 En todas las calicatas la mayor parte del material se perdió en el proceso de lavado por el tamiz N°200 de lavado, quedando menos del 50% del peso inicial. 3.6.3. Análisis de datos del ensayo límite líquido a) Procesamiento Se obtuvieron los contenidos de humedad a partir de los pesos de las taras más suelo seco y húmedo. Luego se realizó una gráfica en función de los contenidos de humedad y los números de golpes, para determinar la humedad a los 25 golpes vimos conveniente utilizar la fórmula de la recta y tabular el valor de humedad para los 25 golpes, el resultado de esto sería el límite líquido de todas las calicatas y del suelo estabilizado con cal y puzolana volcánica. b) Diagrama y tablas Para las calicatas C-01 y C-02 se determinó que estas no poseían límite líquido, porque a pesar de que más del 50% del suelo pasa el tamiz N°200, no se consiguió realizar el ensayo con la cuchara de Casagrande y determinar el límite líquido concluyendo que este suelo no era plástico ya que poseía bastante arena. 151 Tabla 84: Análisis de los datos del límite líquido C-03. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 42.40 40.80 34.60 38.50 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 38.30 37.30 32.10 35.50 PESO TARA (gr) 21.70 22.00 21.90 21.90 PESO SUELO SECO (gr) 16.60 15.30 10.20 13.60 PESO AGUA (gr) 4.10 3.50 2.50 3.00 CONTENIDO DE HUMEDAD % 24.70% 22.88% 24.51% 22.06% NUMERO DE GOLPES 15.00 29.00 21.00 32.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 26.00% y = -0.0016x + 0.274 24.00% 25 golpes 22.00% 20.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 45 Grafico límite líquido C-03. Ecuación: y = -0.0016x + 0.274 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 23.4% CONTENIDO DE HUMEDAD % 152 Tabla 85: Análisis de los datos del límite líquido C-04. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 41.30 39.00 33.50 36.40 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 37.40 36.20 31.20 34.30 PESO TARA (gr) 21.60 22.10 22.00 21.90 PESO SUELO SECO (gr) 15.80 14.10 9.20 12.40 PESO AGUA (gr) 3.90 2.80 2.30 2.10 CONTENIDO DE HUMEDAD % 24.68% 19.86% 25.00% 16.94% NUMERO DE GOLPES 16.00 28.00 22.00 33.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 30.00% y = -0.0049x + 0.3386 25.00% 25 golpes 20.00% 15.00% 10.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 46 Grafico límite líquido C-04. Ecuación: y = -0.0049x + 0.3386 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 23.4% CONTENIDO DE HUMEDAD % 153 Tabla 86: Análisis de los datos del límite líquido C-05. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 23.20 24.90 24.20 25.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 20.90 21.80 21.10 21.90 PESO TARA (gr) 15.90 16.00 16.10 16.00 PESO SUELO SECO (gr) 5.00 5.80 5.00 5.90 PESO AGUA (gr) 2.30 3.10 3.10 3.10 CONTENIDO DE HUMEDAD % 46.00% 53.45% 62.00% 52.54% NUMERO DE GOLPES 40.00 20.00 15.00 21.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 65.00% y = -0.0053x + 0.6632 60.00% 55.00% 25 golpes 50.00% 45.00% 40.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 47 Grafico límite líquido C-05. Ecuación: y = -0.0053x + 0.6632 Límite líquido (humedad a los 25 golpes)=51.82% CONTENIDO DE HUMEDAD % 154 Tabla 87: Análisis de los datos del límite líquido C-06. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 23.10 24.70 24.30 25.20 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 20.70 21.50 21.10 21.70 PESO TARA (gr) 16.00 15.90 16.10 16.10 PESO SUELO SECO (gr) 4.70 5.60 5.00 5.60 PESO AGUA (gr) 2.40 3.20 3.20 3.50 CONTENIDO DE HUMEDAD % 51.06% 57.14% 64.00% 62.50% NUMERO DE GOLPES 40.00 20.00 15.00 21.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 70.00% y = -0.0048x + 0.7028 65.00% 60.00% 25 golpes 55.00% 50.00% 45.00% 40.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 48 Grafico límite líquido C-06. Ecuación: y = -0.0048x + 0.7028 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 58.28% CONTENIDO DE HUMEDAD % 155 Tabla 88: Análisis de los datos del límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 15%. TARA 1 2 3 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 27.90 33.20 32.10 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 26.10 30.10 29.10 PESO TARA (gr) 21.60 21.90 20.90 PESO SUELO SECO (gr) 4.50 8.20 8.20 PESO AGUA (gr) 1.80 3.10 3.00 CONTENIDO DE HUMEDAD % 40.00% 37.80% 36.59% NUMERO DE GOLPES 17.00 23.00 37.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 41.00% y = -0.0016x + 0.4213 40.00% 39.00% 25 golpes 38.00% 37.00% 36.00% 35.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 49 Grafico límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 15%. Ecuación: y = -0.0016x + 0.4213 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 38.13% CONTENIDO DE HUMEDAD % 156 Tabla 89: Análisis de los datos del límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 25%. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 48.70 49.80 46.30 46.30 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 45.10 46.30 43.80 43.90 PESO TARA (gr) 36.90 37.10 36.80 37.00 PESO SUELO SECO (gr) 8.20 9.20 7.00 6.90 PESO AGUA (gr) 3.60 3.50 2.50 2.40 CONTENIDO DE HUMEDAD % 43.90% 38.04% 35.71% 34.78% NUMERO DE GOLPES 13.00 24.00 27.00 37.00 Fuente: Elaboración propia. LÍMITE LÍQUIDO 46.00% 44.00% y = -0.0039x + 0.4796 42.00% 40.00% 25 golpes 38.00% 36.00% 34.00% 32.00% 30.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 50 Grafico límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 25%. Ecuación: y = -0.0039x + 0.4796 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 38.21% CONTENIDO DE HUMEDAD % 157 Tabla 90: Análisis de los datos del límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 30%. TARA 1 2 3 4 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 26.40 53.20 52.50 27.70 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 23.30 48.50 48.40 24.70 PESO TARA (gr) 16.10 37.00 37.40 15.90 PESO SUELO SECO (gr) 7.20 11.50 11.00 8.80 PESO AGUA (gr) 3.10 4.70 4.10 3.00 CONTENIDO DE HUMEDAD % 43.06% 40.87% 37.27% 34.09% NUMERO DE GOLPES 14.00 26.00 29.00 38.00 Fuente: Elaboración propia. LIMITE LIQUIDO 46.00% 44.00% y = -0.0038x + 0.4901 42.00% 40.00% 25 golpes 38.00% 36.00% 34.00% 32.00% 30.00% 10.00 100.00 NUMERO DE GOLPES Figura Nro. 51 Grafico límite líquido C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica 30%. Ecuación: y = -0.0038x + 0.4901 Límite líquido (humedad a los 25 golpes) = 39.51% c) Análisis de la prueba Se obtuvo que las calicatas C-03 y C-04 poseen una limite liquido bajo, en cambio en las calicatas C-05 y C-06 se obtuvieron limites líquidos altos por lo que se decidió estabilizar el suelo más crítico en este caso la de la calicata C-05 y C-06 porque poseen limites líquidos similares, luego se obtuvo que el límite líquido bajo en un 20% a diferencia del suelo arcilloso y este porcentaje de disminución se mantiene con todas las mezclas de cal y puzolana. CONTENIDO DE HUMEDAD % 158 3.6.4. Análisis de datos del ensayo limite plástico a) Procesamiento Se procesó los datos del ensayo tan solo calculando el contenido de humedad de la misma forma que se hizo en el ensayo de contenido de humedad, luego se determinó el contenido de humedad promedio el cual resulta el límite plástico. b) Diagramas y tablas Para las calicatas C-01 y –C-02 no se determinó el límite plástico porque el ensayo no se pudo realizar ya que el suelo de estas calicatas no ofrecía la facilidad ni las condiciones para realizar el ensayo. Tabla 91: Análisis del límite plástico de la calicata C-3 TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 24.80 25.50 24.60 25.40 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.20 24.70 24.10 24.80 PESO TARA (gr) 20.90 21.20 21.30 21.50 PESO SUELO SECO (gr) 3.30 3.50 2.80 3.30 PESO AGUA (gr) 0.60 0.80 0.50 0.60 CONTENIDO DE HUMEDAD % 18.18% 22.86% 17.86% 18.18% LÍMITE PLÁSTICO 19.27% Fuente: Elaboración propia. Tabla 92: Análisis del límite plástico de la calicata C-4 TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 25.00 25.70 24.90 25.80 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.20 24.90 24.30 25.10 PESO TARA (gr) 20.90 21.20 21.30 21.50 PESO SUELO SECO (gr) 3.30 3.70 3.00 3.60 PESO AGUA (gr) 0.80 0.80 0.60 0.70 CONTENIDO DE HUMEDAD % 24.24% 21.62% 20.00% 19.44% LÍMITE PLÁSTICO 21.33% Fuente: Elaboración propia. 159 Tabla 93: Análisis del límite plástico de la calicata C-5 TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 17.20 17.30 17.10 17.50 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 16.90 17.10 16.70 17.10 PESO TARA (gr) 16.00 16.10 15.90 16.00 PESO SUELO SECO (gr) 0.90 1.00 0.80 1.10 PESO AGUA (gr) 0.30 0.20 0.40 0.40 CONTENIDO DE HUMEDAD % 33.33% 20.00% 50.00% 36.36% CONTENIDO DE HUMEDAD % 34.92% Fuente: Elaboración propia. Tabla 94: Análisis del límite plástico de la calicata C-6 TARA 5 6 7 8 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 17.10 17.50 18.60 21.30 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 16.80 17.10 17.80 19.80 PESO TARA (gr) 15.90 16.00 16.00 15.90 PESO SUELO SECO (gr) 0.90 1.10 1.80 3.90 PESO AGUA (gr) 0.30 0.40 0.80 1.50 CONTENIDO DE HUMEDAD % 33.33% 36.36% 44.44% 38.46% LÍMITE PLÁSTICO 38.15% Fuente: Elaboración propia. Tabla 95: Análisis del límite plástico de la calicata C-5 y C-06 más la mezcla con cal 10% y puzolana volcánica al 15% TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 24.80 25.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 24.10 23.90 PESO TARA (gr) 20.80 20.30 PESO SUELO SECO (gr) 3.30 3.60 PESO AGUA (gr) 0.70 1.10 CONTENIDO DE HUMEDAD % 21.21% 30.56% LÍMITE PLÁSTICO 25.88% Fuente: Elaboración propia. 160 Tabla 96: Análisis del límite plástico de la calicata C-5 y C-06 más la mezcla con cal 10% y puzolana volcánica al 25% TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 40.20 42.00 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 39.50 41.00 PESO TARA (gr) 36.40 36.50 PESO SUELO SECO (gr) 3.10 4.50 PESO AGUA (gr) 0.70 1.00 CONTENIDO DE HUMEDAD % 22.58% 22.22% LÍMITE PLÁSTICO 22.40% Fuente: Elaboración propia. Tabla 97: Análisis del límite plástico de la calicata C-5 y C-06 más la mezcla con cal 10% y puzolana volcánica al 30% TARA 5 6 PESO HUMEDO DE SUELO MAS TARA (gr) 44.10 43.20 PESO SUELO SECO MAS TARA (gr) 42.80 42.10 PESO TARA (gr) 36.30 37.30 PESO SUELO SECO (gr) 6.50 4.80 PESO AGUA (gr) 1.30 1.10 CONTENIDO DE HUMEDAD % 20.00% 22.92% LÍMITE PLÁSTICO 21.46% Fuente: Elaboración propia. c) Análisis de la prueba De acuerdo a lo obtenido en el ensayo se observa que las calicatas C-03 y C-04 poseen límite plástico bajos, pero las calicatas C-05 y C-06 poseen límites plásticos altos que de todas las calicatas por lo que se estabilizo estas calicatas, después de la estabilización se observó que el límite plástico bajo progresivamente hasta un 21,46% con 10% de cal y 30% de puzolana volcánica. 3.6.5. Análisis del índice de plasticidad a) Procesamiento Para este cálculo se utilizó la siguiente fórmula: 161 Donde - Ip: es el índice plástico. - Ll: es el límite líquido. - Lp: es el límite plástico De acuerdo a esta fórmula se obtuvieron los datos de índice de plasticidad y determinando que los suelos que no poseían límite líquido y plástico no presenten índice de plasticidad. b) Diagramas y cuadros Tabla 98: Resumen de los límites líquidos, límites plásticos e índices de plasticidad. Muestra ensayada Límite Límite Índice de líquido (%) plástico (%) plasticidad C-01 NP NP NP C-02 NP NP NP C-03 23.40 19.27 4.13 C-04 21.61 21.33 0.28 C-05 51.82 34.92 16.90 C-06 58.28 38.15 20.13 C-05 y C-06 más cal 10% y puzolana 38.13 25.88 12.25 volcánica 15% C-05 y C-06 más cal 10% y puzolana 38.21 22.40 15.81 volcánica 25% C-05 y C-06 más cal 10% y puzolana 39.51 21.46 18.05 volcánica 30% Fuente: Elaboración propia. c) Análisis de la prueba Se observa que las calicatas C-03 y C-04 poseen un índice de plasticidad bajos, y las calicatas C-05 y C-06 poseen unos índices de plasticidad altos y similares. Después de realizar la estabilización con cal y puzolana volcánica este bajo con el 15% de puzolana, pero subió conforme se aumentaba los porcentajes de puzolana hasta el 30% de puzolana. 162 3.6.6. Análisis de clasificación de suelos Para este caso se utilizó dos sistemas de clasificación SUCS y AASTHO de acuerdo lo obtenido en el ensayo de granulometría, límite líquido y plástico. De acuerdo a las siguientes tablas de clasificación. 163 a) Procesamiento Tabla 99: Criterio de clasificación SUCS CRITERIOS PARA LA ASIGNACIÓN DE SÍMBOLOS DE GRUPO Y NOMBRE DE GRUPO CON EL USO DE ENSAYOS DE LABORATORIO SÍMBOLO NOMBRE DE GRUPO GRAVAS LIMPIAS Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3 GW Grava bien gradada Menos del 5% pasa la malla Nº 200 Cu < 4 ó 1> Cc > 3 GP Grava mal gradada IP < 4 ó abajo de la línea "A" en la carta de plasticidad GM Grava limosa GRAVAS GRAVAS CON FINOS IP > 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad GC Grava arcillosa Más del 50% de la fracción Mas del 12% pasa la malla Nº 200 4 ≤ IP ≤ 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad GC - GM Grava limosa arcillosa gruesa es retenida en la malla Nº Cumple los criterios para GW y GM GW - GM Grava bien gradada con limo 4 GRAVAS LIMPIAS Y CON SUELOS DE Cumple los criterios para GW y GC o para GW y GC - GM GW - GC Grava bien gradada con arcilla FINOS PARTÍCULAS Cumple los criterios para GP y GM GP - GM Grava mal gradada con limo Entre el 5 y 12% pasa malla Nº 200 GRUESAS Cumple los criterios para GP y GC o para GP y GC - GM GP - GC Grava mal gradada con arcilla Más del 50% es ARENAS LIMPIAS Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3 SW Arena bien gradada retenido en la malla Menos del 5% pasa la malla Nº 200 Cu < 6 ó 1> Cc > 3 SP Arena mal gradada Nº 200 IP < 4 ó abajo de la línea "A" en la carta de plasticidad SM Arena limosa ARENAS CON FINOS ARENAS IP > 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad SC Arena arcillosa Mas del 12% pasa la malla Nº 200 El 50% o más de la fracción 4 ≤ IP ≤ 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad SC - SM Arena limosa arcillosa gruesa pasa la malla Nº 4 Cumple los criterios para SW y SM SW - SM Arena bien gradada con limo ARENAS LIMPIAS Y CON Cumple los criterios para SW y SC o para SW y SC - SM SW - SC Arena bien gradada con arcilla FINOS Cumple los criterios para SP y SM SP - SM Arena mal gradada con limo Entre el 5 y 12% pasa malla Nº 200 Cumple los criterios para SP y SC o para SP y SC - SM SP - SC Arena mal gradada con arcilla IP < 4 ó abajo de la línea "A" en la carta de plasticidad ML Limo de baja plasticidad Inorgánicos IP > 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad CL Arcilla de baja plasticidad LIMOS Y ARCILLAS SUELOS DE 4 ≤ IP ≤ 7 y arriba de la línea "A" en la carta de plasticidad CL - ML Arcilla limosa Límite Líquido menor que 50 PARTÍCULAS Limo orgánico Orgánicos OL FINAS Arcilla orgánica El 50% o más pasa la Se grafica en la carta de plasticidad abajo de la línea "A" MH Limo de alta plasticidad Inorgánicos malla Nº 200 LIMOS Y ARCILLAS Se grafica en la carta de plasticidad arriba de la línea "A" CH Arcilla de alta plasticidad Límite Líquido 50 o mayor Limo orgánico Orgánicos OH Arcilla orgánica SUELOS ALTAMENTE ORGÁNICOS Principalmente materia orgánica de color oscuro Pt Turba Fuente: SUCS. 164 Figura Nro. 52 Carta de plasticidad de Casagrande para suelos finos Tabla 100: Criterio de clasificación AASTHO MATERIALES GRANULARES MATERIALES LIMO - ARCILLOSOS CLASIFICACIÓN GENERAL (35% o menos pasa el tamiz Nº 200) (más del 35% pasa el tamiz Nº 200) GRUPOS A-1 A-2 A-7 A-3 A-4 A-5 A-6 A-7-5 SUB - GRUPOS A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-6 % que pasa el tamiz: Nº 10 50 máx. Nº 40 30 máx. 50 máx. 51 mín. Nº 200 15 máx. 25 máx. 10 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 36 mín. 36 mín. 36 mín. 36 mín. Características del material que pasa el tamiz Nº 40 Límite Líquido 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. No Plástico Índice de Plasticidad 6 máx. 6 máx. 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín. 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín. Índice de Grupo 0 0 0 0 0 4 máx. 4 máx. 8 máx. 12 máx. 16 máx. 20 máx. Fragmentos de piedra grava y Tipos de Material Arena fina Gravas, arenas limosas y arcillosas Suelos limosos Suelos arcillosos arena Fuente: AASTHO. 165 b) Diagramas y tablas Tabla 101: Datos utilizados clasificación SUCS C-01 DATOS PARA CLASIFICACIÓN Tipo de Suelo Tipo = Inorgánico De la Granulometría % de Gruesos = 40.34% % de Finos = 59.66% Total = 100.00% Clasificación SUCS: De acuerdo a estos % de Grava = 0.43% datos se determinó que el tipo de suelo es un % de Arena = 39.91% Total = 40.34% ML (Limo de baja plasticidad arenoso) Fracción Gruesa % de Grava = 1.07% No presenta Cu y Cc porque más del 12% % de Arena = 98.93% pasa el tamiz N°200 Total = 100.00% Coeficientes Cu = NO PRESENTA Cc = NO PRESENTA De Límites de Consistencia LL = NO PRESENTA LP = NO PRESENTA IP = NO PRESENTA Fuente: Elaboración propia. Tabla 102: Datos utilizados clasificación AASTHO C-01 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 99.04% LL = NO PRESENTA Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 97.38% LP = NO PRESENTA % que pasa el tamiz Nº 200 = 59.66% IP = NO PRESENTA Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-4 (5). 166 Tabla 103: Datos utilizados clasificación SUCS C-02 Clasificación SUCS: De acuerdo a estos datos se determinó que el tipo de suelo es un ML (Limo de baja plasticidad arenoso) No presenta Cu y Cc porque más del 12% pasa el tamiz N°200 Fuente: Elaboración propia. Tabla 104: Datos utilizados clasificación AASTHO C-02 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 99.07% LL = NO PRESENTA Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 97.47% LP = NO PRESENTA % que pasa el tamiz Nº 200 = 59.19% IP = NO PRESENTA Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-4 (5) 167 Tabla 105: Datos utilizados clasificación SUCS C-03 DATOS PARA CLASIFICACIÓN Tipo de Suelo Tipo = Inorgánico De la Granulometría % de Gruesos = 41.22% % de Finos = 58.79% Clasificación SUCS: De acuerdo a estos Total = 100.00% datos se determinó que el tipo de suelo es un % de Grava = 0.55% % de Arena = 40.67% CL (Arcilla ligera de baja plasticidad areno) Total = 41.22% Fracción Gruesa % de Grava = 1.32% % de Arena = 98.68% Total = 100.00% Coeficientes Cu = 0.00 Cc = 0.000 De Límites de Consistencia LL = 23.40% LP = 19.27% IP = 4.13 Fuente: Elaboración propia. Tabla 106: Datos utilizados clasificación AASTHO C-03 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 98.71% LL = 23.40% Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 96.76% LP = 19.27% % que pasa el tamiz Nº 200 = 58.79% IP = 0.04 Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-4 (5) 168 Tabla 107: Datos utilizados clasificación SUCS C-04 DATOS PARA CLASIFICACIÓN Tipo de Suelo Tipo = Inorgánico De la Granulometría % de Gruesos = 41.72% % de Finos = 58.28% Total = 100.00% % de Grava = 0.49% % de Arena = 41.24% Clasificación SUCS: De acuerdo a estos Total = 41.72% datos se determinó que el tipo de suelo es un Fracción Gruesa ML (Limo de baja plasticidad arenoso) % de Grava = 1.16% % de Arena = 98.84% Total = 100.00% Coeficientes Cu = Cc = De Límites de Consistencia LL = 21.61% LP = 21.33% IP = 0 Fuente: Elaboración propia. Tabla 108: Datos utilizados clasificación AASTHO C-04 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 98.76% LL = 21.61% Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 96.76% LP = 21.33% % que pasa el tamiz Nº 200 = 58.28% IP = 0.00 Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-4 (5) 169 Tabla 109: Datos utilizados clasificación SUCS C-05 DATOS PARA CLASIFICACIÓN Tipo de Suelo Tipo = Inorgánico De la Granulometría % de Gruesos = 7.99% % de Finos = 92.02% Total = 100.00% % de Grava = 0.47% % de Arena = 7.52% Clasificación SUCS: De acuerdo a estos Total = 7.99% datos se determinó que el tipo de suelo es un Fracción Gruesa CH (Arcilla densa de alta plasticidad) % de Grava = 5.89% % de Arena = 94.11% Total = 100.00% Coeficientes Cu = 0.00 Cc = 0.000 De Límites de Consistencia LL = 51.82% LP = 34.92% IP = 16.90 Fuente: Elaboración propia. Tabla 110: Datos utilizados clasificación AASTHO C-05 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 99.30% LL = 51.82% Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 98.85% LP = 34.92% % que pasa el tamiz Nº 200 = 92.02% IP = 0.17 Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-7-5 (13) 170 Tabla 111: Datos utilizados clasificación SUCS C-05 DATOS PARA CLASIFICACIÓN Tipo de Suelo Tipo = Inorgánico De la Granulometría % de Gruesos = 8.40% % de Finos = 91.60% Total = 100.00% % de Grava = 0.50% % de Arena = 7.90% Clasificación SUCS: De acuerdo a estos Total = 8.40% datos se determinó que el tipo de suelo es un Fracción Gruesa CH (Arcilla densa de alta plasticidad) % de Grava = 5.98% % de Arena = 94.02% Total = 100.00% Coeficientes Cu = 0.00 Cc = 0.000 De Límites de Consistencia LL = 58.28% LP = 38.15% IP = 20.13 Fuente: Elaboración propia. Tabla 112: Datos utilizados clasificación AASTHO C-05 DATOS PARA CLASIFICACIÓN De Granulometría De Límites de Consistencia Otros Datos % que pasa el tamiz Nº 10 = 99.22% LL = 58.28% Tipo = Inorgánico % que pasa el tamiz Nº 40 = 98.73% LP = 38.15% % que pasa el tamiz Nº 200 = 91.60% IP = 0.20 Fuente: Elaboración propia. Clasificación AASTHO: De acuerdo a los criterios de clasificación AASTHO se clasificó como suelo A-7-5 (16) c) Análisis de la prueba Se determinó que los suelos más problemáticos que se encontró fue el de las calicatas C-05 y C-06 y su clasificación en ambos sistemas tanto SUCS y AASTHO son el mismo por lo que se estabilizo tan solo estas dos calicatas. 171 3.6.7. Análisis del ensayo de compactación de suelos en laboratorio utilizando energía modificada (Proctor Modificado) a) Procesamiento De los datos de pesos de las taras obtenidos de la base, medio y parte superior de los moldes de suelo compactado se determinó el contenido de humedad, luego se determinó el contenido de humedad promedio. Finalmente se determinó la densidad seca compactada para cada molde compactado mediante la siguiente formula: Donde: - ρd es la densidad seca compactada - ρm es la densidad húmeda compactada - w es contenido de agua en (%). Para determinar la densidad máxima seca y el contenido óptimo de humedad de compactación del suelo, es el punto máximo de la curva, pero para este cálculo se utilizó la ecuación de la curva graficada. b) Diagramas y tablas Tabla 113: Densidad húmeda compactada de la C-01 y C-02 Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5865.00 5955.00 5335.00 6115.00 Peso molde + base gr 4170.00 4165.00 4170.00 4165.00 Peso suelo húmedo compactado gr 1695.00 1790.00 1165.00 1950.00 Volumen del molde cm3 970.15 974.88 970.15 974.88 Densidad húmeda compactado gr/cm3 1.75 1.84 1.20 2.00 Fuente: Elaboración propia. 172 Tabla 114: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-01 y C-02 Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 16.10 16.10 15.90 15.80 15.90 16.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 22.60 26.30 27.70 28.00 29.20 49.00 Peso de suelo seco + tara gr 22.35 25.90 27.20 27.30 28.50 47.00 Peso de agua gr 0.25 0.40 0.50 0.70 0.70 2.00 Peso de suelo seco gr 6.25 9.80 11.30 11.50 12.60 30.80 Contenido de humedad % 4.00 4.08 4.42 6.09 5.56 6.49 Humedad promedio % 4.17 6.05 Densidad seca promedio gr/cm3 1.68 1.73 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 12 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 16.20 15.80 15.70 37.50 37.10 37.50 Peso de suelo húmedo + tara gr 22.90 29.20 33.60 60.50 65.00 90.20 Peso de suelo seco + tara gr 22.40 28.20 32.30 58.40 62.50 85.30 Peso de agua gr 0.50 1.00 1.30 2.10 2.50 4.90 Peso de suelo seco gr 6.20 12.40 16.60 20.90 25.40 47.80 Contenido de humedad % 8.06 8.06 7.83 10.05 9.84 10.25 Humedad promedio % 7.99 10.05 Densidad seca promedio gr/cm3 1.11 1.82 Fuente: Elaboración propia. 173 RELACION DE HUMEDAD-DENSIDAD SECA C-01 y C-02 2.100 1.900 1.700 1.500 1.300 1.100 0.900 y = 0.0436x30.700 - 0.8851x 2 + 5.618x - 9.5209 R² = 1 0.500 0 2 4 6 8 10 12 CONTENIDO DE HUMEDAD (%) Figura Nro. 53 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-01 y C-02 De acuerdo a la ecuación de la curva se tabulo los valores máximos resultando: Densidad máxima seca (gr/cm3) = 1.89 Contenido de humedad óptimo (%) = 5.08 Tabla 115: Densidad húmeda compactada de la C-03 y C-04 Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5820.00 5950.00 6085.00 6020.00 Peso molde + base gr 4185.00 4190.00 4185.00 4190.00 Peso suelo húmedo compactado gr 1635.00 1760.00 1900.00 1830.00 Volumen del molde cm3 974.88 970.15 974.88 970.15 Densidad húmeda compactado gr/cm3 1.68 1.81 1.95 1.89 Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 174 Tabla 116: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-03 y C-04 Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 37.30 36.80 36.70 36.70 37.00 36.50 Peso de suelo húmedo + tara gr 60.40 60.40 72.40 56.50 60.10 67.50 Peso de suelo seco + tara gr 59.70 59.70 71.20 55.50 58.80 65.70 Peso de agua gr 0.70 0.70 1.20 1.00 1.30 1.80 Peso de suelo seco gr 22.40 22.90 34.50 18.80 21.80 29.20 Contenido de humedad % 3.12 3.06 3.48 5.32 5.96 6.16 Humedad promedio % 3.22 5.82 Densidad seca promedio gr/cm3 1.62 1.71 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 12 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 37.20 16.00 15.90 37.10 36.70 37.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 49.10 37.10 26.40 56.70 66.80 74.80 Peso de suelo seco + tara gr 48.40 35.50 25.60 55.10 63.90 71.40 Peso de agua gr 0.70 1.60 0.80 1.60 2.90 3.40 Peso de suelo seco gr 11.20 19.50 9.70 18.00 27.20 34.20 Contenido de humedad % 6.25 8.21 8.25 8.89 10.66 9.94 Humedad promedio % 7.57 9.83 Densidad seca promedio gr/cm3 1.81 1.72 Fuente: Elaboración propia. 175 RELACION DE HUMEDAD-DENSIDAD SECA C-03 y C-04 1.850 1.800 1.750 1.700 1.650 1.600 1.550 y = -0.0044x 3 + 0.0779x2 - 0.3924x + 2.2278 R² = 1 1.500 0 2 4 6 8 10 12 CONTENIDO DE HUMEDAD (%) Figura Nro. 54 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-03 y C-04 De acuerdo a la ecuación de la curva se tabulo los valores máximos resultando: Densidad máxima seca (gr/cm3)= 1.82 Contenido de humedad óptimo (%)= 8.16 Tabla 117: Densidad húmeda compactada de la C-05 y C-06 Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 2% 2 + 4% 3 + 6% 4 + 8% 5 + 12% Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Suelo húmedo + molde gr 5910.00 6020.00 6110.00 6190.00 6095.00 Peso molde + base gr 4165.00 4155.00 4165.00 4155.00 4160.00 Peso suelo húmedo 1485.00 1590.00 1668.00 1750.00 1642.00 compactado gr 970.15 974.88 970.15 974.88 974.88 Volumen del molde cm3 Densidad húmeda gr/cm 1.53 1.63 1.72 1.80 1.68 compactado 3 Fuente: Elaboración propia. DENSIDAD SECA (gr/cm3) 176 Tabla 118: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-05 y C-06 Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 15.90 16.00 16.00 15.90 16.10 15.90 Peso de suelo húmedo + tara gr 32.80 32.70 28.00 27.10 28.20 28.50 Peso de suelo seco + tara gr 31.90 31.70 27.30 26.30 27.30 27.40 Peso de agua gr 0.90 1.00 0.70 0.80 0.90 1.10 Peso de suelo seco gr 16.00 15.70 11.30 10.40 11.20 11.50 Contenido de humedad % 5.62 6.37 6.19 7.69 8.04 9.57 Humedad promedio % 6.06 8.43 Densidad seca promedio gr/cm3 1.44 1.50 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 12 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 15.90 16.10 15.90 16.00 15.70 16.00 Peso de suelo húmedo + tara gr 29.40 35.60 31.50 29.90 29.50 29.40 Peso de suelo seco + tara gr 28.10 33.80 30.20 28.40 28.10 28.10 Peso de agua gr 1.30 1.80 1.30 1.50 1.40 1.30 Peso de suelo seco gr 12.20 17.70 14.30 12.40 12.40 12.10 Contenido de humedad % 10.66 10.17 9.09 12.10 11.29 10.74 Humedad promedio % 9.97 11.38 Densidad seca promedio gr/cm3 1.56 1.61 Ensayo N° 5 Tara und 13 arriba 14 medio Peso de taras gr 36.30 36.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 79.00 64.90 Peso de suelo seco + tara gr 72.80 60.60 Peso de agua gr 6.20 4.30 Peso de suelo seco gr 36.50 24.20 Contenido de humedad % 16.99 17.77 Contenido de humedad promedio % 17.38 Densidad seca promedio gr/cm3 1.43 Fuente: Elaboración propia. 177 RELACION HUMEDAD-DENSIDAD SECA c-05 Y c-06 2.000 y = -0.0011x3 + 0.0343x2 - 0.3159x + 2.4017 1.900 R² = 1 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 1.300 1.200 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Contenido de humedad (%) Figura Nro. 55 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-05 y C-06 De acuerdo a la ecuación de la curva se tabulo los valores máximos resultando: Densidad máxima seca (gr/cm3)= 1.651 Contenido de humedad óptimo (%)= 13.56 Tabla 119: Densidad húmeda compactada de la C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 15% Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 0% 2 + 4% 3 + 8% 4 + 12% 5 + 16% Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Peso de suelo húmedo gr 5815.00 5905.00 6015.00 6175.00 6125.20 + molde Peso molde + base gr 4190.00 4190.00 4190.00 4190.00 4172.00 Peso suelo húmedo 1625.00 1715.00 1825.00 1985.00 1953.20 compactado gr Volumen del molde cm3 970.15 974.88 970.15 974.88 974.88 Densidad húmeda 1.67 1.76 1.88 2.04 2.00 compactado gr/cm3 Fuente: Elaboración propia. Densidad seca (gr/cm3) 178 Tabla 120: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 15% Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 15.90 15.80 15.90 16.20 16.00 16.20 Peso de suelo húmedo + tara gr 32.90 41.60 32.20 38.40 44.90 35.90 Peso de suelo seco + tara gr 32.30 40.60 31.70 36.80 42.90 34.50 Peso de agua gr 0.60 1.00 0.50 1.60 2.00 1.40 Peso de suelo seco gr 16.40 24.80 15.80 20.60 26.90 18.30 Contenido de humedad % 3.66 4.03 3.16 7.77 7.43 7.65 Humedad promedio % 3.62 7.62 Densidad seca promedio gr/cm3 1.62 1.63 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 12 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 15.70 16.00 15.90 16.10 36.90 37.30 Peso de suelo húmedo + tara gr 40.70 42.50 45.30 35.80 77.70 61.80 Peso de suelo seco + tara gr 38.10 39.60 42.00 33.10 72.10 58.40 Peso de agua gr 2.60 2.90 3.30 2.70 5.60 3.40 Peso de suelo seco gr 22.40 23.60 26.10 17.00 35.20 21.10 Contenido de humedad % 11.61 12.29 12.64 15.88 15.91 16.11 Humedad promedio % 12.18 15.97 Densidad seca promedio gr/cm3 1.68 1.76 Ensayo N° 5 Tara und 13 arriba 14 medio 15 base Peso de taras gr 15.60 15.90 36.30 Peso de suelo húmedo + tara gr 39.00 36.10 87.70 Peso de suelo seco + tara gr 35.40 32.70 79.40 Peso de agua gr 3.60 3.40 8.30 Peso de suelo seco gr 19.80 16.80 43.10 Contenido de humedad % 18.18 20.24 19.26 Contenido de humedad promedio % 19.23 Densidad seca promedio gr/cm3 1.68 Fuente: Elaboración propia. 179 RELACION HUMEDAD-DENSIDAD SECA 10% DECAL Y 15% DE PUZOLANA 2.000 y = -0.0003x3 + 0.0089x2 - 0.0693x + 1.7675 R² = 1 1.900 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 0 5 10 15 20 25 Contenido de humedad (%) Figura Nro. 56 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 15% De acuerdo a la ecuación de la curva se tabulo los valores máximos resultando: Densidad máxima seca (gr/cm3)= 1.762 Contenido de humedad óptimo (%)= 15.39 Tabla 121: Densidad húmeda compactada de la C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 25% Método de ensayo Método A Ensayo N° + adición de agua 1 + 0% 2 + 4% 3 + 12% 4 + 16% Numero de capas 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 Peso de suelo húmedo + molde gr 5785.00 5960.00 6160.00 6125.00 Peso molde + base gr 4185.00 4160.00 4185.00 4160.00 Peso suelo húmedo compactado gr 1600.00 1800.00 1975.00 1965.00 Volumen del molde cm3 970.15 974.88 970.15 974.88 Densidad húmeda compactado gr/cm3 1.65 1.85 2.04 2.02 Fuente: Elaboración propia. Densidad seca (gr/cm3) 180 Tabla 122: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 25% Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 49.60 49.00 48.60 37.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 73.80 74.20 72.60 61.40 Peso de suelo seco + tara gr 72.80 73.10 70.80 59.80 Peso de agua gr 1.00 1.10 1.80 1.60 Peso de suelo seco gr 23.20 24.10 22.20 22.40 Contenido de humedad % 4.31 4.56 8.11 7.14 Humedad promedio % 4.44 7.63 Densidad seca promedio gr/cm3 1.58 1.72 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 12 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 49.30 48.80 37.30 36.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 84.30 75.70 74.80 87.10 Peso de suelo seco + tara gr 79.60 71.90 68.70 79.10 Peso de agua gr 4.70 3.80 6.10 8.00 Peso de suelo seco gr 30.30 23.10 31.40 42.70 Contenido de humedad % 15.51 16.45 19.43 18.74 Humedad promedio % 15.98 19.08 Densidad seca promedio gr/cm3 1.76 1.69 Fuente: Elaboración propia. 181 RELACION HUMEDAD-DENSIDAD SECA 10% DE CAL Y 25% DE PUZOLANA 2.000 y = 7E-05x3 - 0.0053x2 + 0.1002x + 1.2335 1.900 R² = 1 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 0 5 10 15 20 25 Contenido de humedad (%) Figura Nro. 57 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 25%: Densidad máxima seca (gr/cm3)= 1.791 Contenido de humedad óptimo (%)= 12.44 Tabla 123: Densidad húmeda compactada de la C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 30% Método de ensayo Método A 4 + 5 + Ensayo N° + adición de agua 1 + 0% 2 + 4% 3 + 8% 12% 16% Numero de capas 5 5 5 5 5 Golpes de pisón por capa 25 25 25 25 25 N° de molde 1 2 1 2 2 Suelo húmedo + molde gr 5845.00 5915.00 6115.00 6210.00 6110.00 Peso molde + base gr 4180.00 4180.00 4180.00 4180.00 4185.00 Suelo húmedo compactado gr 1665.00 1735.00 1935.00 2030.00 1925.00 Volumen del molde cm3 970.15 974.88 970.15 974.88 974.88 Densidad húmeda gr/cm3 1.72 1.78 1.99 2.08 1.97 compactado Fuente: Elaboración propia. Densidad seca (gr/cm3) 182 Tabla 124: Contenidos de humedad promedio y densidad seca compactada C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 30% Ensayo N° 1 2 1 2 3 4 5 6 Tara und arriba medio base arriba medio base Peso de taras gr 36.90 37.30 36.90 36.30 37.20 21.40 Peso de suelo húmedo + tara gr 67.10 92.00 68.80 76.00 80.10 58.90 Peso de suelo seco + tara gr 66.30 90.40 68.00 73.50 77.30 56.60 Peso de agua gr 0.80 1.60 0.80 2.50 2.80 2.30 Peso de suelo seco gr 29.40 53.10 31.10 37.20 40.10 35.20 Contenido de humedad % 2.72 3.01 2.57 6.72 6.98 6.53 Humedad promedio % 2.77 6.75 Densidad seca promedio gr/cm3 1.67 1.67 Ensayo N° 3 4 7 8 9 10 11 Tara und arriba medio base arriba medio Peso de taras gr 21.90 21.40 20.80 21.90 21.70 Peso de suelo húmedo + tara gr 40.90 43.00 40.20 49.60 53.80 Peso de suelo seco + tara gr 39.00 40.90 38.30 46.10 49.90 Peso de agua gr 1.90 2.10 1.90 3.50 3.90 Peso de suelo seco gr 17.10 19.50 17.50 24.20 28.20 Contenido de humedad % 11.11 10.77 10.86 14.46 13.83 Humedad promedio % 10.91 14.15 Densidad seca promedio gr/cm3 1.80 1.82 Ensayo N° 5 Tara und 13 arriba 14 medio Peso de taras gr 36.80 50.10 Peso de suelo húmedo + tara gr 101.30 98.50 Peso de suelo seco + tara gr 91.10 90.70 Peso de agua gr 10.20 7.80 Peso de suelo seco gr 54.30 40.60 Contenido de humedad % 18.78 19.21 Contenido de humedad promedio % 19.00 Densidad seca promedio gr/cm3 1.66 Fuente: Elaboración propia. 183 RELACION HUMEDAD-DENSIDAD SECA 10% DE CAL Y 30% DE PUZOLANA 2.000 y = -0.0001x3 + 0.0004x2 + 0.0527x + 1.333 1.900 R² = 1 1.800 1.700 1.600 1.500 1.400 0 5 10 15 20 25 Contenido de humedad (%) Figura Nro. 58 Gráfica de la densidad seca y contenido de humedad C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y puzolana volcánica 30% De acuerdo a la fórmula de la curva se tabuló los valores máximos resultando: Densidad máxima seca (gr/cm3)= 1.823 Contenido de humedad óptimo (%)= 13.32 c) Análisis de la prueba Al obtener los resultados se observa que la densidad máxima seca de las calicatas C-01, C-02, C-03 y C-04 es más alta que las de las calicatas C-05 y C-06 a diferencia del contenido óptimo de humedad que son los más bajos. En el suelo estabilizado con cal 10% y puzolana 15, 25 y 30% se obtuvieron densidades máximas secas más altas que crecían conforme aumentaba el porcentaje de puzolana, en cuanto al contenido óptimo de humedad con un porcentaje de 15% de puzolana este baja, con el 25% sube y finalmente baja nuevamente con el 30% de puzolana. Densidad seca (gr/cm3) 184 3.6.8. Análisis y procesamiento del ensayo de Soporte California (CBR) 3.6.8.1. Determinación del contenido de humedad del ensayo de Soporte California (CBR) antes de sumergir Se obtuvo el contenido de humedad con la fórmula utilizada en el ensayo de contenidos de humedad. Tabla 125: Contenido de humedad del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 antes de sumergir en poza de curado: Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 49.8 41.2 44.6 53 71.3 38.7 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 46.2 38.7 41.5 48.8 64.9 36.5 Peso de tara gr (3) 15.9 15.8 15.9 15.8 15.8 15.9 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 3.6 2.5 3.1 4.2 6.4 2.2 Peso de muestra seca gr (5) = (2)- 24.2 16.9 20.5 27.6 27 30.9 (3) Contenido de humedad % 14.88 14.79 15.12 15.22 14.88 14.77 Fuente: Elaboración propia. Tabla 126: Contenido de humedad del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% + puzolana al 15% antes de inmersión en poza de curado: Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 78.2 50.1 40 55.1 81.4 60.8 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 70.8 46.4 37.8 50.9 75.6 57.7 Peso de tara gr (3) 20.8 21.5 21.3 21.8 36.9 36.5 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 7.4 3.7 2.2 4.2 5.8 3.1 Peso de muestra seca gr (5) = (2)- 50 24.9 16.5 29.1 38.7 21.2 (3) Contenido de humedad 14.80 14.86 13.33 14.43 14.99 14.62 Fuente: Elaboración propia. 185 Tabla 127: Contenido de humedad del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% + puzolana al 25% antes de inmersión en poza de curado: Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 62.6 53 77.1 77.5 77.1 63 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 59.5 51.1 72.3 72.7 72.7 60 Peso de tara gr (3) 36.4 36.5 36.7 36.7 37.3 36.7 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 3.1 1.9 4.8 4.8 4.8 3 Peso de muestra seca gr (5) = (2)- 23.1 14.6 35.6 36 35 23.3 (3) Contenido de humedad % 13.42 13.01 13.48 13.33 13.71 12.88 Fuente: Elaboración propia. Tabla 128: Contenido de humedad del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 30% antes de inmersión en poza de curado Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° 1 2 3 4 5 6 Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 59.5 54.4 57.9 61.2 58.9 69.1 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 57 52.7 55.2 57.9 56.2 65 Peso de tara gr (3) 36.7 37 30.7 31 31.6 31.6 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 2.5 1.7 2.7 3.3 2.7 4.1 Peso de muestra seca gr (5) = (2)- 20.3 15.7 24.5 26.9 24.6 33.4 (3) Contenido de humedad % 12.32 10.83 11.02 12.27 10.98 12.28 Fuente: Elaboración propia. 186 3.6.8.2. Determinación del contenido de humedad del CBR antes de sumergir Primero: Se obtuvo el peso del suelo húmedo sin el molde en gramos Segundo: Luego se procede a realizar el caculo de la densidad húmeda la cual resulta entre la división del peso del suelo sin el molde entre el volumen del suelo contenido en el molde. Tercero: Por último, se obtiene la densidad seca, del cociente de la densidad húmeda y el contenido de humedad más la unidad. Tabla 129: Densidad de CBR del suelo arcilloso Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Volumen de molde cm3 (1) 2294.50 2330.18 2328.31 Peso de Molde gr. (2) 8125.0 8535.0 6976.4 Peso de molde + suelo gr. (3) 12460.0 12685.0 10790.0 Peso de molde + suelo saturado gr. (4) 12755.0 13050.0 11275.0 Agua absorbida gr. (5) = (4)-(3) 295.0 365.0 485.0 Peso de la muestra antes de sumergir gr. 4335.0 4150.0 3813.6 (6) = (3)-(2) Peso de la muestra después de sumergir 4630.0 4515.0 4298.6 gr. (7) = (4)-(2) Densidad Húmeda gr. cm3 (8) = (6) / (1) 1.89 1.78 1.64 Contenido de humedad, W% (9) 14.84 15.18 14.85 Densidad Seca gr/cm3 (10) = (8) / 1.65 1.55 1.43 (1+(9)) Fuente: Elaboración propia. 187 Tabla 130: Densidad de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 15% antes de inmersión en poza de curado Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Volumen de molde cm3 (1) 2264.60 2330.18 2356.76 Peso de Molde gr. (2) 6985.0 8015.0 6975.0 Peso de molde + suelo gr. (3) 11135.0 12020.0 10710.0 Peso de molde + suelo saturado gr. (4) 11440.0 12400.0 11180.0 Peso de agua absorbida gr. (5) = (4)-(3) 305 380 470 Peso de la muestra antes de sumergir gr. (6) = (3)-(2) 4150.0 4005.0 3735.0 Peso de la muestra después de sumergir gr. (7) = (4)-(2) 4455.0 4385.0 4205.0 Densidad Húmeda gr. cm3 (8) = (6) / (1) 1.83 1.72 1.58 Contenido de humedad, W% (9) 14.82 14.04 14.86 Densidad Seca gr/cm3 (10) = (8) / (1+(9)) 1.60 1.51 1.38 Fuente: Elaboración propia. Tabla 131: Densidad de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 25% antes de inmersión en poza de curado Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Volumen de molde cm3 (1) 2296.33 2328.31 2883.38 Peso de Molde gr. (2) 7775.0 7055.0 6270.0 Peso de molde + suelo gr. (3) 12335.0 11220.0 10090.0 Peso de molde + suelo saturado gr. (4) 12670.0 11645.0 10640.0 Peso de agua absorbida gr. (5) = (4)-(3) 335 425 550 Peso de la muestra antes de sumergir gr. 4560.0 4165.0 3820.0 Peso de la muestra después de sumergir gr. (7) = (4)-(2) 4895.0 4590.0 4370.0 Densidad Húmeda gr. cm3 (8) = (6) / (1) 1.99 1.79 1.32 Contenido de humedad, W% (9) 13.26 13.41 13.38 Densidad Seca gr/cm3 (10) = (8) / (1+(9)) 1.75 1.58 1.17 Fuente: Elaboración propia. 188 Tabla 132: Densidad de CBR del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 30% antes de inmersión en poza de curado Muestra N° 1 2 3 Numero de golpes 55 26 12 Volumen de molde cm3 (1) 2298.17 2324.59 2328.31 Peso de Molde gr. (2) 6610.0 6480.0 6475.0 Peso de molde + suelo gr. (3) 11020.0 10655.0 10345.0 Peso de molde + suelo saturado gr. (4) 11410.0 11115.0 10895.0 Peso de agua absorbida gr. (5) = (4)-(3) 390.0 460.0 550.0 Peso de la muestra antes de sumergir gr. 4410.0 4175.0 3870.0 Peso de la muestra después de sumergir gr. 4800.0 4635.0 4420.0 Densidad Húmeda gr. cm3 (8) = (6) / (1) 1.92 1.80 1.66 Contenido de humedad, W% (9) 11.67 11.67 11.72 Densidad Seca gr/cm3 (10) = (8) / (1+(9)) 1.72 1.61 1.49 Fuente: Elaboración propia. 3.6.8.3. Determinación del porcentaje de Humedad absorbida del ensayo de soporte California (CBR) Tabla 133: Porcentaje de absorción del ensayo de Soporte California (CBR) para el suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° Arriba Abajo Arriba Abajo Arriba Abajo Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 55.1 70.3 74.6 69.6 72.3 71.5 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 49.2 63.6 66.1 60.5 61.5 59.0 Peso de tara gr (3) 31.0 31.5 32.5 33.5 32.1 31.8 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 5.9 6.7 8.5 9.1 10.8 12.5 Peso de muestra seca gr (5) = (2)-(3) 18.2 32.1 33.6 27.0 29.4 27.2 Contenido de humedad % (6) = (4) / (5) 32.42 20.87 25.30 33.70 36.73 41.35 Contenido de humedad promedio 26.64 29.50 41.35 Porcentaje de humedad Absorbida 11.80 14.32 26.49 Fuente: Elaboración propia. 189 Tabla 134: Porcentaje de absorción del ensayo de Soporte California (CBR) para el suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 15% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° Arriba Abajo Arriba Abajo Arriba Abajo Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 69.8 71.5 61.5 69.7 58.8 35.5 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 62.7 63.2 54.6 61.3 53.2 31.5 Peso de tara gr (3) 29.4 31.7 31.6 31.7 31.1 11.4 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 7.1 8.3 6.9 8.4 5.6 4.0 Peso de muestra seca gr (5) = (2)-(3) 33.3 31.5 23.0 29.6 22.1 20.1 Contenido de humedad % (6) = (4) / (5) 21.32 26.35 30.00 28.38 25.34 19.90 Contenido de humedad promedio 23.84 29.19 22.62 Porcentaje de humedad Absorbida 9.02 15.15 7.76 Fuente: Elaboración propia. Tabla 135: Porcentaje de absorción del ensayo de Soporte California (CBR) para el suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana al 25% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° Arriba Abajo Arriba Abajo Arriba Abajo Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 48.0 29.10 39.0 33.6 33.4 35.2 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 41.4 26.7 33.5 29.6 30.2 32.3 Peso de tara gr (3) 16.0 15.7 16.0 15.7 15.7 15.9 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 6.6 2.4 5.5 4.0 3.2 2.9 Peso de muestra seca gr (5) = (2)-(3) 25.4 11.0 17.5 13.9 14.5 16.4 Contenido de humedad % (6) = (4) / (5) 25.98 21.82 31.43 28.78 22.07 17.68 Contenido de humedad promedio 23.90 30.10 19.88 Porcentaje de humedad Absorbida 10.64 16.69 6.5 Fuente: Elaboración propia. 190 Tabla 136: Porcentaje de absorción del ensayo de Soporte California (CBR) para el suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana al 30% antes de inmersión en poza de curado. Muestra N° 1 2 3 Numero de Golpes 55 26 12 Lata de Humedad N° Arriba Abajo Arriba Abajo Arriba Abajo Peso de Suelo Húmedo + tara gr (1) 35.30 33.8 34.6 32.9 31.3 30.2 Peso de suelo Seco + tara gr (2) 31.5 30.7 30.8 29.5 28.1 27.7 Peso de tara gr (3) 15.9 15.8 15.9 15.8 15.8 15.9 Peso de agua gr (4) = (1)-(2) 3.8 3.1 3.8 3.4 3.2 2.5 Peso de muestra seca gr (5) = (2)-(3) 156 14.9 14.9 13.7 12.3 11.8 Contenido de humedad % (6) = (4) / (5) 24.36 20.81 25.50 24.82 26.02 21.19 Contenido de humedad promedio 22.58 25.16 23.60 Porcentaje de humedad Absorbida 10.92 13.49 11.88 Fuente: Elaboración propia. 3.6.8.4. Determinación de la expansión del ensayo de soporte California (CBR). Tabla 137: Determinación de la expansión del suelo arcilloso para 55 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 1 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 126.00 3.20 2.56% 48 2 213.00 5.41 4.34% 72 3 255.00 6.48 5.19% 96 4 289.0 7.34 5.88% Fuente: Elaboración propia. 191 Tabla 138: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 para 26 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 2 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 133.00 3.38 2.70% 48 2 239.00 6.07 4.85% 72 3 276.00 7.01 5.60% 96 4 306.0 7.77 6.21% Fuente: Elaboración propia. Tabla 139: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 para 12 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra3 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 257.20 6.53 5.23% 48 2 388.20 9.86 7.89% 72 3 422.20 10.72 8.58% 96 4 459.2 11.66 9.33% Fuente: Elaboración propia. Tabla 140: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 55 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 1 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 149.00 3.78 3.03% 48 2 173.00 4.39 3.52% 72 3 178.20 4.53 3.63% 96 4 181.0 4.60 3.68% Fuente: Elaboración propia. 192 Tabla 141: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 26 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 2 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 167.00 4.24 3.39% 48 2 184.50 4.69 3.75% 72 3 192.00 4.88 3.90% 96 4 198.0 5.03 4.02% Fuente: Elaboración propia. Tabla 142: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 12 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra3 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 136.00 3.45 2.77% 48 2 137.00 3.48 2.79% 72 3 138.00 3.51 2.81% 96 4 140.0 3.56 2.85% Fuente: Elaboración propia. Tabla 143: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 55 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 1 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 24 1 154.00 3.91 3.13% 48 2 173.00 4.39 3.52% 72 3 179.50 4.56 3.65% 96 4 183.0 4.65 3.72% Fuente: Elaboración propia. 193 Tabla 144: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 26 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 2 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 24 1 194.00 4.93 3.94% 48 2 197.00 5.00 4.00% 72 3 198.00 5.03 4.02% 96 4 198.0 5.03 4.02% Fuente: Elaboración propia. Tabla 145: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 12 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra3 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 24 1 78.00 1.98 1.28% 48 2 80.00 2.03 1.31% 72 3 80.00 2.03 1.31% 96 4 81.0 2.06 1.33% Fuente: Elaboración propia. Tabla 146: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas de C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 55 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 1 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 203.00 5.16 4.12% 48 2 203.00 5.16 4.12% 72 3 203.00 5.16 4.12% 96 4 203.2 5.16 4.13% Fuente: Elaboración propia. 194 Tabla 147: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 26 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra 2 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 164.50 4.18 3.35% 48 2 165.00 4.19 3.36% 72 3 165.50 4.20 3.37% 96 4 165.5 4.20 3.37% Fuente: Elaboración propia. Tabla 148: Determinación de la expansión del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 12 golpes. Datos de ensayo de expansión Muestra3 Tiempo acumulado Dial Expansión (Hs) (Días) *0.001" (mm) (%) 0 0 0.00 0.00 0.00% 24 1 151.50 3.85 3.08% 48 2 152.50 3.87 3.10% 72 3 152.50 3.87 3.10% 96 4 152.5 3.87 3.10% Fuente: Elaboración propia. 195 3.6.8.5. Determinación del ensayo de soporte California (CBR) Tabla 149: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 a 55 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 1 PENETRACION Carga Unitaria Carga Carga Esfuerzo CBR (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg) (kg/cm2) (%) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.12 11.73 0.61 1.27 0.050 0.14 13.77 0.71 1.91 0.075 0.22 22.43 1.16 2.54 0.100 70.31 0.28 29.01 1.50 2.14% 3.18 0.125 0.34 34.69 1.80 3.81 0.150 0.40 40.89 2.12 5.08 0.200 105.46 0.53 53.64 2.78 2.63% 7.62 0.300 0.73 74.85 3.87 10.16 0.400 0.93 95.10 4.92 12.70 0.500 1.06 108.17 5.60 Fuente: Elaboración propia. Tabla 150: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 a 26 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 2 PENETRACION Carga Unitaria Carga Carga Esfuerzo CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg) (kg/cm2) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.10 10.20 0.53 1.27 0.050 0.12 12.24 0.63 1.91 0.075 0.19 18.97 0.98 2.54 0.100 70.31 0.22 22.74 1.18 1.67% 3.18 0.125 0.26 26.12 1.35 3.81 0.150 0.29 29.57 1.53 5.08 0.200 105.46 0.36 36.71 1.90 1.80% 7.62 0.300 0.48 48.74 2.52 10.16 0.400 0.59 60.35 3.12 12.70 0.500 0.70 71.58 3.71 Fuente: Elaboración propia. 196 Tabla 151: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 12 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 3 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm2) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.05 5.48 0.28 1.27 0.050 0.06 6.25 0.32 1.91 0.075 0.07 7.14 0.37 2.54 0.100 70.31 0.08 8.31 0.43 0.61% 3.18 0.125 0.09 9.40 0.49 3.81 0.150 0.10 10.10 0.52 5.08 0.200 105.46 0.11 11.62 0.60 0.57% 7.62 0.300 0.14 14.48 0.75 10.16 0.400 0.17 17.44 0.90 12.70 0.500 0.24 24.80 1.28 Fuente: Elaboración propia. Tabla 152: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 55 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 1 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.16 16.32 0.84 1.27 0.050 0.26 26.92 1.39 1.91 0.075 0.35 35.79 1.85 2.54 0.100 70.31 0.43 43.34 2.24 3.19% 3.18 0.125 0.48 48.46 2.51 3.81 0.150 0.52 53.23 2.76 5.08 0.200 105.46 0.72 73.12 3.78 3.59% 7.62 0.300 0.86 88.00 4.55 10.16 0.400 1.00 101.97 5.28 12.70 0.500 1.13 114.92 5.95 Fuente: Elaboración propia. 197 Tabla 153: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 26 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 2 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.13 12.95 0.67 1.27 0.050 0.21 21.72 1.12 1.91 0.075 0.31 31.81 1.65 2.54 0.100 70.31 0.37 37.73 1.95 2.78% 3.18 0.125 0.41 42.22 2.19 3.81 0.150 0.47 47.52 2.46 5.08 0.200 105.46 0.63 63.73 3.30 3.13% 7.62 0.300 0.78 79.54 4.12 10.16 0.400 0.91 93.26 4.83 12.70 0.500 1.03 105.37 5.45 Fuente: Elaboración propia. Tabla 154: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% para 12 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 3 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.10 9.69 0.50 1.27 0.050 0.13 12.75 0.66 1.91 0.075 0.16 16.21 0.84 2.54 0.100 70.31 0.18 18.66 0.97 1.37% 3.18 0.125 0.20 20.63 1.07 3.81 0.150 0.22 22.43 1.16 5.08 0.200 105.46 0.26 26.87 1.39 1.32% 7.62 0.300 0.33 33.85 1.75 10.16 0.400 0.35 35.69 1.85 12.70 0.500 0.37 37.73 1.95 Fuente: Elaboración propia. 198 Tabla 155: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 55 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 1 PENETRACION Carga Unitaria Carga Carga Esfuerzo CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.33 33.41 1.73 1.27 0.050 0.50 50.90 2.63 1.91 0.075 0.67 68.40 3.54 2.54 0.100 70.31 0.81 82.11 4.25 6.04% 3.18 0.125 0.92 93.85 4.86 3.81 0.150 1.04 106.33 5.50 5.08 0.200 105.46 1.22 124.57 6.45 6.11% 7.62 0.300 1.42 145.27 7.52 10.16 0.400 1.68 171.25 8.86 12.70 0.500 1.94 197.37 10.22 Fuente: Elaboración propia. Tabla 156: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 26 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 2 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.31 31.94 1.65 1.27 0.050 0.48 48.95 2.53 1.91 0.075 0.64 65.04 3.37 2.54 0.100 70.31 0.76 77.86 4.03 5.73% 3.18 0.125 0.88 89.75 4.65 3.81 0.150 0.99 100.46 5.20 5.08 0.200 105.46 1.17 119.13 6.17 5.85% 7.62 0.300 1.36 138.70 7.18 10.16 0.400 1.53 156.14 8.08 12.70 0.500 1.69 172.53 8.93 Fuente: Elaboración propia. 199 Tabla 157: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% para 12 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 3 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.15 15.42 0.80 1.27 0.050 0.22 22.15 1.15 1.91 0.075 0.26 26.68 1.38 2.54 0.100 70.31 0.30 30.64 1.59 2.26% 3.18 0.125 0.34 34.64 1.79 3.81 0.150 0.37 37.93 1.96 5.08 0.200 105.46 0.43 43.38 2.25 2.13% 7.62 0.300 0.53 53.60 2.77 10.16 0.400 0.61 61.79 3.20 12.70 0.500 0.68 69.63 3.60 Fuente: Elaboración propia. Tabla 158: Penetración del suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 55 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 1 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.30 30.35 1.57 1.27 0.050 0.53 53.84 2.79 1.91 0.075 0.74 75.13 3.89 2.54 0.100 70.31 0.96 97.65 5.05 7.19% 3.18 0.125 1.18 120.53 6.24 3.81 0.150 1.40 142.55 7.38 5.08 0.200 105.46 1.68 171.43 8.87 8.41% 7.62 0.300 2.07 210.59 10.90 10.16 0.400 2.37 241.18 12.48 12.70 0.500 2.64 269.08 13.93 Fuente: Elaboración propia. 200 Tabla 159: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 26 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 2 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patron (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.30 30.84 1.60 1.27 0.050 0.46 46.87 2.43 1.91 0.075 0.60 61.18 3.17 2.54 0.100 70.31 0.75 76.11 3.94 5.60% 3.18 0.125 0.86 87.86 4.55 3.81 0.150 0.95 96.79 5.01 5.08 0.200 105.46 1.11 113.06 5.85 5.55% 7.62 0.300 1.50 153.08 7.92 10.16 0.400 1.73 176.82 9.15 12.70 0.500 1.98 201.41 10.43 Fuente: Elaboración propia. Tabla 160: Penetración suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% para 12 golpes. DATOS ENSAYO DE PENETRACION MUESTRA 3 PENETRACION Carga Unitaria Carga Esfuerzo Carga (kg) CBR (%) (mm) (pulg) Patrón (kg/cm2) (KN) (kg/cm3) 0.00 0.000 0.00 0.00 0.00 0.64 0.025 0.13 13.22 0.68 1.27 0.050 0.21 21.78 1.13 1.91 0.075 0.28 28.51 1.48 2.54 0.100 70.31 0.33 33.53 1.74 2.47% 3.18 0.125 0.37 37.32 1.93 3.81 0.150 0.42 42.71 2.21 5.08 0.200 105.46 0.52 52.98 2.74 2.60% 7.62 0.300 0.69 70.60 3.65 10.16 0.400 0.86 87.98 4.55 12.70 0.500 1.01 102.91 5.33 Fuente: Elaboración propia. 201 3.6.8.6. Determinación de la curvatura de esfuerzo de penetración ESFUERZO VS DEFORMACION ( 55 golpes, 26 golpes, 12 golpes) 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 Deformación (mm) 55 golpes 26 golpes 12 golpes Figura Nro. 59 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 ESFUERZO VS DEFORMACION ( 55 golpes, 26 golpes, 12 golpes) 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 Deformación (mm) 55 golpes 26 golpes 12 golpes Figura Nro. 60 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% Esfuerzo ( kg/cm2) Esfuerzo ( kg/cm2) 202 ESFUERZO VS DEFORMACION ( 55 golpes, 26 golpes, 12 golpes) 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 Deformación (mm) 55 golpes 26 golpes 12 golpes Figura Nro. 61 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% ESFUERZO VS DEFORMACION ( 55 golpes, 26 golpes, 12 golpes) 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 Deformación (mm) 55 golp es 26 golpes 12 golpes Figura Nro. 62 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% Esfuerzo ( kg/cm2) Esfuerzo ( kg/cm2) 203 3.6.8.7. Determinación de la densidad seca y el CBR Con los datos obtenidos del esfuerzo a la penetración y la densidad seca, se realizó la siguiente gráfica. CBR vs DENSIDAD SECA 1.70 y = 88.803x2 + 7.9586x + 1.3741 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% CBR CBR vs Densidad Seca Figura Nro. 63 Gráfico de suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 CBR vs DENSIDAD SECA 1.65 y = 541.89x2 - 17.13x + 1.5129 1.60 1.55 1.50 1.45 1.40 1.35 0.00% 0.50% 1.00% 1.50% 2.00% 2.50% 3.00% 3.50% 4.00% CBR CBR vs Densidad Seca Figura Nro. 64 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% DENSIDAD SECA (gr/cm3) DENSIDAD SECA (gr/cm3) 204 CBR vs DENSIDAD SECA 2.00 1.80 y = 1414.6x 2 - 103.24x + 2.7774 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00% 1.00% 2.00% 3.00% 4.00% 5.00% 6.00% 7.00% CBR CBR vs Densidad Seca Figura Nro. 65 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% CBR vs DENSIDAD SECA 1.80 y = -1.6581x2 + 4.1511x + 1.3809 1.75 1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 0.00% 2.00% 4.00% 6.00% 8.00% 10.00% CBR CBR vs Densidad Seca Figura Nro. 66 Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% DENSIDAD SECA (gr/cm3) DENSIDAD SECA (gr/cm3) 205 3.6.8.8. Resultados finales del Ensayo de Soporte California (CBR) Se obtuvieron los siguientes resultados para el ensayo de CBR: Tabla 161: Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 Descripción Resultado Densidad Máxima Seca (gr/cm3) 1.65 Densidad Máxima Seca 95% (gr/cm3) 1.57 CBR al 100% de la Densidad Máxima Seca 2.67% CBR al 95% de la Densidad Máxima Seca 1.98% Fuente: Elaboración propia. Tabla 162: Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% + puzolana volcánica al 15% Descripción Resultado Densidad Máxima Seca (gr/cm3) 1.76 Densidad Máxima Seca 95% (gr/cm3) 1.67 CBR al 100% de la Densidad Máxima Seca 4.45% CBR al 95% de la Densidad Máxima Seca 3.99% Fuente: Elaboración propia. Tabla 163: Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% Descripción Resultado Densidad Máxima Seca (gr/cm3) 1.79 Densidad Máxima Seca 95% (gr/cm3) 1.70 CBR al 100% de la Densidad Máxima Seca 6.17% CBR al 95% de la Densidad Máxima Seca 6.04% Fuente: Elaboración propia. 206 Tabla 164: Suelo arcilloso de las calicatas C-05 y C-06 estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% Descripción Resultado Densidad Máxima Seca (gr/cm3) 1.82 Densidad Máxima Seca 95% (gr/cm3) 1.73 CBR al 100% de la Densidad Máxima Seca 11.01% CBR al 95% de la Densidad Máxima Seca 8.68% c) Análisis del Ensayo de Soporte California (CBR) Según los datos obtenidos el ensayo de soporte california, podemos apreciar que el suelo arcilloso, más la cal, más la puzolana presentan un incremento en su densidad máxima seca, también se puede apreciar el incremento en CBR este incremento es de forma ascendente con respecto a la adición de cal al 10% y puzolana a 15%, 25%, 30%. De los cuales el suelo arcilloso más cal al 10% y puzolana al 30% es que presenta mejores resultados. 207 CAPITULO IV: Resultados 4.1. Estratigrafía No hay presencia de nivel freático en todas las calicatas realizadas (C-01, C-02, C-03, C-04, C-05 y C-06) la cual se muestra en la estratigrafía sólo se observó presencia de alta humedad en las calicatas C-01, C-02, C-03 y C-04. 4.2. Determinación del contenido de humedad Después del procesamiento de datos se obtuvo que el porcentaje de humedad de las calicatas N° 05 y 06 presenta un contenido de humedad menor a de las otras 4 calicatas según el siguiente cuadro. Tabla 165: Resumen de los contenidos de humedad HUMEDAD Peso de Peso del HUMEDAD NATURAL CALICATA MUESTRA suelo seco agua (gr) % PROMEDIO (gr) % TARA 1 2.20 15.90 13.84% C-01 14.16% TARA 2 2.00 13.80 14.49% TARA 3 3.00 15.80 18.99% C-02 20.38% TARA 4 2.70 12.40 21.77% TARA 5 1.90 14.80 12.84% C-03 13.56% TARA 6 2.10 14.70 14.29% TARA 7 2.60 18.40 14.13% C-04 14.97% TARA 8 2.80 17.70 15.82% TARA 9 1.70 31.90 5.33% C-05 5.55% TARA 10 1.40 24.30 5.76% TARA 11 0.90 20.20 4.46% C-06 5.22% TARA 12 1.00 16.70 5.99% Fuente: Elaboración propia. 208 Figura Nro. 67 Contenidos de humedad natural Comentario: Se determinó los contenidos de humedad solo del suelo sin estabilizar, presentándose más humedad en las primeras calicatas (C-01 a C-04) y en las C-05 y C-06 la humedad del suelo fue baja. 4.3. Resultado de límites de Atterberg Se observa que hay una disminución del límite líquido del suelo arcilloso a comparación del suelo estabilizado con sus distintas dosificaciones. Tabla 166: Resultados del ensayo de límites líquidos Muestra Resultado límite líquido C-01 No presenta C-02 No presenta C-03 23.4% C-04 23.4% C-05 51.82% C-06 58.28% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 15% 38.13% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 25% 38.21% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 30% 39.51% Fuente: Elaboración propia. 209 Límite líquido vs tipo de suelo 70.00% 58.28% 60.00% 51.82% 50.00% 38.13% 38.21% 39.51% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% C-05 C-06 C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + cal 10% y cal 10% y cal 10% y puzolana 15% puzolana al puzolana al 25% 30% Figura Nro. 68 Limite líquido vs tipo de suelo Comentario: Se observa una disminución en el límite plástico del suelo arcilloso sin estabilizar de la calicata C-05 y C-06 a comparación después de estabilizar con sus distintas dosificaciones de cal y puzolana volcánica. Tabla 167: Resultados de los ensayos de límite plástico Muestra Resultado limite plástico C-01 No presenta C-02 No presenta C-03 19.27% C-04 21.33% C-05 34.29% C-06 38.15% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 15% 25.88% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 25% 22.40% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana al 30% 21.46% Fuente: Elaboración propia. Límite líquido % 210 Límite plástico vs tipo de suelo 45.00% 40.00% 38.15% 34.29% 35.00% 30.00% 25.88% 25.00% 22.40% 21.46% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00% C-05 C-06 C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + cal 10% y cal 10% y cal 10% y puzolana 15% puzolana al puzolana al 25% 30% Figura Nro. 69 Limite plástico vs tipo de suelo Comentario: Se observa que después de realizar la estabilización con cal y puzolana volcánica al suelo arcilloso de la calicata C-05 y C-06, este bajo en todos los casos pero a partir de la mezcla de cal al 10% y 15% de puzolana volcánica empezó a subir conforme se aumentaba los porcentajes de puzolana hasta el 30% de puzolana volcánica. Tabla 168: Resultados del índice de plasticidad por calicata y suelo estabilizado Resultado índice Muestra de plasticidad C-01 No presenta C-02 No presenta C-03 4.13 C-04 0.28 C-05 34.92 C-06 20.13 C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica al 15% 12.25 C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica al 25% 15.81 C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y puzolana volcánica al 30% 18.05 Fuente: Elaboración propia. Límite plástico % 211 Indice de plasticidad vs tipo de suelo 40 34.92 35 30 25 20.13 20 18.05 15.81 15 12.25 10 5 0 C-05 C-06 C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + cal 10% y cal 10% y cal 10% y puzolana 15% puzolana al puzolana al 25% 30% Figura Nro. 70 Índice de plasticidad vs tipo de suelo Comentario: Se observa una disminución del índice de plasticidad en todos los casos a comparación del suelo arcilloso sin estabilizar de la C-05 y C-06, después de estabilizar con la primera mezcla de cal 10% y puzolana volcánica 15%, luego se incrementa conforme se aumenta el porcentaje de puzolana volcánica hasta la mezcla de cal 10% y puzolana volcánica 30%. 4.4. Clasificación de suelo Se hizo la clasificación del suelo solo para el suelo natural arcilloso sin estabilizar. Tabla 169: Resumen de los tipos de suelos obtenidos según Muestra Clasificación SUCS Clasificación AASTHO C-01 ML (Limo de baja plasticidad arenoso) A-4(5) C-02 ML (Limo de baja plasticidad arenoso) A-4(5) CL (Arcilla ligera de baja plasticidad C-03 A-4(5) areno) C-04 ML (Limo de baja plasticidad arenoso) A-4(5) C-05 CH (Arcilla densa de alta plasticidad) A-7-5(13) C-06 CH (Arcilla densa de alta plasticidad) A-7-5(16) Fuente: Elaboración propia. Índice de plásticidad 212 4.5. Resultado de Proctor Modificado Tabla 170: Resultados del ensayo de Proctor Modificado Muestra Densidad máxima Contenido de seca (gr/cm3) humedad óptimo (%) C-01 y C-02 1.89 5.08 C-03 y C-04 1.82 8.16 C-05 y C-06 1.65 13.56 C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y 1.76 15.39 puzolana al 15% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y 1.79 12.44 puzolana al 25% C-05 y C-06 adicionado con cal 10% y 1.82 13.32 puzolana al 30% Fuente: Elaboración propia. Densidad maxima seca vs tipo de suelo 1.95 1.9 1.85 1.8 1.75 1.7 1.65 1.6 1.55 1.5 C-01 y C-02 C-03 y C-04 C-05 y C-06 C-05 y C-06 C-05 y C-06 C-05 y C-06 + cal 10% y + cal 10% y + cal 10% y puzolana al puzolana al puzolana al 15% 25% 30% Figura Nro. 71 Densidad máxima seca vs tipo de suelo Comentario: Las calicatas C-01, C-02, C-03 y C-04 son calicatas que son arcillosas arenosas por lo que no se estabilizaron y la calicata C-05 y C-06 que son arcillosas muy plásticas poseen una densidad máxima seca baja pero después de la estabilización con cal estas empezó a aumentar con forme se aumentaba los porcentajes de puzolana volcánica. Densidad maxima seca gr/cm3 213 Contenido de humedad óptimo vs tipo de suelo 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 C-01 y C-02 C-03 y C-04 C-05 y C-06 C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + cal 10% y cal 10% y cal 10% y puzolana al puzolana al puzolana al 15% 25% 30% Figura Nro. 72 Contenido de humedad óptimo vs tipo de suelo Comentario: Las calicatas C-01, C-02, C-03 y C-04 son calicatas que son arcillosas arenosas por lo que no se estabilizaron y la calicata C-05 y C-06 que son arcillosas muy plásticas el contenido de humedad el irregular ya que el suelo arcilloso sin estabilizar de la C-05 y C-06 posee un contenido de humedad optimo que luego aumenta, baja y aumenta con forme se le agrega los agentes estabilizantes de cal y puzolana volcánica. 4.6. Resultado de Ensayo de Soporte California (CBR) El ensayo de CBR se realizó para las calicatas C-05 y C-06 suelo arcilloso de alta plasticidad según SUCS y A-7-5 (13) y A-7-5 (16) respectivamente, para las mezclas estabilizadas con cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para un tiempo de curado de 96horas. Tabla 171: Resumen de los resultados obtenidos de los ensayos de CBR Densidad Densidad CBR al CBR al Muestra máxima seca máxima seca 100% 95% 100% (gr/cm3) 95% (gr/cm3) C-05 y C-06 2.67% 1.98% 1.65 1.57 C-05 y C-06 estabilizado con cal 4.45% 3.99% 1.76 1.67 10% y puzolana al 15% C-05 y C-06 estabilizado con cal 6.17% 6.04% 1.79 1.70 10% y puzolana al 25% C-05 y C-06 estabilizado con cal 11.01% 8.68% 1.82 1.73 10% y puzolana al 30% Fuente: Elaboración propia. Contenido de humedad óptimo % 214 CBR al 100% y al 95% con un timepo de curado de 96h 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00% C-05 y C-06 C-05 y C-06 + cal C-05 y C-06 + cal C-05 y C-06 + cal 10% y puzolana al 10% y puzolana al 10% y puzolana al 15% 25% 30% CBR al 100% CBR al 95% Figura Nro. 73 CBR del suelo arcilloso y estabilizado al 100% y 95% Comentario: En el cuadro se observa que tanto en el CBR (Relación de soporte California) al 100% y 95% a comparación con el suelo sin estabilizar de la C-05 y C-06 esta mejora al estabilizarse con cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30%. Comparación de densidad maxima seca 1.85 1.8 1.75 1.7 1.65 1.6 1.55 100% de la DMS 1.5 95% de la DMS 1.45 1.4 C-05 y C-06 C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + C-05 y C-06 + Cal Cal Cal 10%+Puzolana10%+Puzolana10%+Puzolana al 15% al 25% al 30% Figura Nro. 74 Comparación de densidad máxima seca obtenida en el CBR Cometario: Se observa que en todos los casos la densidad máxima seca (DMS) incrementa a comparación del suelo arcilloso de la C-05 y C-06 conforme se añade la cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30%. CBR % 215 4.7. Resultados del ensayo de Ph Tabla 172: Resultados del ensayo de Ph Resultados de los Ph-metro Suelo arcilloso natural 7.3 Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana volcánica 15% 7.5 Suelos Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana volcánica 25% 8.5 Suelo arcilloso más cal 10% y puzolana volcánica 30% 9.5 Fuente: Elaboración propia. CBR al 100% vs Ph 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 2.67% 4.45% 6.17% 11.01% CBR % Figura Nro. 75 CBR al 100% vs Ph 4.8. Módulo de Resilencia (Mr) Tabla 173: Resultados del ensayo de módulo de resilencia (Mr) MUESTRA CBR al 100% Mr(psi) C-05 y C-06 2.67% 4790 C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y 4.45% 6643 puzolana volcánica 15% C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y 6.17% 8188 puzolana volcánica 25% C-05 y C-06 estabilizado con cal 10% y 11.01% 11861 puzolana volcánica 30% Fuente: Elaboración propia. Ph del suelo 216 CAPITULO V: Discusión a) Contraste de resultados con referentes del marco teórico ¿Los resultados obtenidos en el ensayo de Soporte California CBR, satisface el CBR requerido en el “Manual de Carreteras, Suelos, Geología, Geotecnia y pavimentos”? De acuerdo con los resultados obtenido, podemos determinar que el CBR alcanzado con las siguientes combinaciones de suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% y 30%, indica que nuestro suelo estabilizado alcanzo un CBR al 95% de 6.04% y 8.68%, y un CBR al 100% de 6.17% y 11.01%; siendo estos resultados adecuados para el uso en sub rasante, según el Manual de Carreteras Suelos, Geología, Geotecnia y pavimentos que exige un CBR ≥ 6%. b) Interpretación de los resultados encontrados en la investigación ¿En qué porcentaje el CBR del Suelo arcilloso incrementa al estabilizarse con Cal al 10% y puzolana volcánica al 15%, 25% y 30%? De acuerdo a los resultados obtenidos, podemos indicar que el suelo arcilloso tenía un CBR al 100% de 2.67% y después de la estabilización con porcentaje máximo de puzolana volcánica alcanzo un 11.01% demostrando una mejora del suelo arcilloso. ¿Cómo fue la interacción química entre el suelo arcilloso, cal y puzolana volcánica registrada con el Ph como único indicador de propiedad química en la estabilización del suelo arcilloso? Se observó que el Ph del suelo se incrementó al añadirse cal y puzolana volcánica desde un valor de 7.3 que poseía el suelo arcilloso alcalino, el Ph del suelo al estabilizarse con cal y puzolana volcánica siguió aumentado en una escala no tan grande hasta un Ph de 9.5 que es obtuvo con la máxima combinación, demostrando las reacciones químicas entre el suelo arcilloso, la cal y la puzolana volcánica aumentan las propiedades físico mecánicas del suelo en estudio. c) Aportes de la investigación ¿Cuáles son los aportes de la investigación? 217 Se empleó una mezcla entre cal y puzolana volcánica de la cantera de Raqchi para estabilizar un suelo arcilloso muy platico de la APV. Picol Orcompugio, en proporciones de tal forma que se mantuvo estable la cal en 10% y puzolana volcánica en 15, 25 y 30%. La utilización de la combinación de cal al 10% y puzolana volcánica al 30% como combinaciones máximas utilizadas, logran una mejor estabilización un suelo arcilloso muy plástico de tal manera que alcanza un CBR al 95% de 8.68% el cual es mayor al 6% exigido por el manual de carreteras, suelos, geología, geotecnia y pavimentos para su uso como sub rasante. Se hizo cuadros comparativos entre los límites líquidos, plásticos e índices de plasticidad, así también de las densidades máximas secas y contenidos de humedad óptimos, también del CBR obtenido para cada caso de la estabilización, con el fin de observar de mejor manera la variación y mejora de estos valores después de la estabilización con cal y puzolana volcánica. Se mejoró un suelo arcilloso altamente plástico de la APV. Picol Orcompugio que poseía un CBR bajo al 100% de 2.67% mejorando hasta obtener un CBR al 100% con la adición de cal 10% y puzolana volcánica al 30% de 11.01%. Para la investigación se describió los comportamientos de los límites líquidos, plásticos, índices de plasticidad, densidades máximas secas y contenidos óptimos de humedad, ya que al mezclar cal y puzolana volcánica el suelo se comportó de manera diferente a diferencia de las estabilizaciones con solo cal. d) Incorporación de temas nuevos que se han presentado durante el proceso dela investigación que no estaba considerado dentro de los objetivos de la investigación ¿Observar si se mejora a un más las propiedades físicas, mecánicas y químicas del suelo arcilloso al mantener estable la ´puzolana volcánica y aumentar los porcentajes de cal para la comprobación del factor de incidencia de la cal o la puzolana? Si se cambian los porcentajes de cal y se mantienen los porcentajes de puzolana estable se podría ver si el aumento de cal hace que la arcilla mejore a un más sus propiedades físicas, mecánicas y químicas, de acuerdo a estos datos establecer porcentajes donde la estabilización del suelo arcilloso obtenga una mejora mayor en sus propiedades físicas, mecánicas y químicas. 218 Glosario Aditivo estabilizador: Los aditivos estabilizantes deben aplicarse en suelos con problemas de presencia de material orgánico o en suelos con mucha presencia de finos (por ejemplo, en zonas de selva, zonas de bastante lluvia, pantanos, etc. Arcillas altamente sensibles: Estas arcillas pierden resistencia al ser alteradas o re formadas y presentan mucha dificultad para obtener su resistencia cortante. Cal: Es la terminología usada para designar la forma física del óxido de calcio (CaO) Capacidad de carga: Es la presión última o la falla por corte que se produce en el suelo y esta se determina con la utilización de fórmulas aceptadas por la mecánica de los suelos. Densidad Máxima Seca: Es la relación que existe con el contenido óptimo de humedad, correspondiente a la mayor densidad que puede alcanzar un suelo al ser compactado. Ensayo de Soporte California: Por medio de este ensayo se mide la resistencia cortante del suelo, para poder evaluar la calidad del terreno. Este ensayo se efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad. Estabilización: Es un proceso tanto físico como químico, por el cual se mejora las condiciones mecánicas que posee el suelo. Flujos de arcilla: Son suelos que al estar en contacto con el agua se comportan de manera como si alcanzasen el límite líquido, produciendo movimientos que son más lentos que el deslizamiento. Las cuales se la en pequeñas pendientes, pero en cantidades grandes. 219 Humedad óptima: Es el porcentaje de humedad, aplicado a un suelo; este puede alcanzar mediante compactación si densidad máxima seca DMS. Método químico: Es el empleo de sustancias químicas muy especiales las cuales estabilizan suelos arcillosos y que al ser empleados en porciones pequeñas produce efectos deseados de mucha acción. PH: Es el coeficiente que indica el grado de acides y alcalinidad de una solución. Puzolana: Son materiales que contienen sílice reactiva o también pueden contener aluminio, este material por si solo tiene poca o ninguna calidad. Resilencia: Es cuando un material es sometido a una energía de deformación y este puede recuperar su forma cuando cese el esfuerzo. Suelo: Son agregados naturales conformados por partículas minerales, granulares y cohesivas las cuales se pueden separar por diferentes medios tanto mecánicos de aplicación de poca energía o por agitación de agua. 220 Acrónimos AASTHO: Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportes. AENOR: Asociación Española de Normalización y Certificación. APV: Asociación Pro Vivienda. ASTM: Sociedad Americana para Pruebas y Materiales. CBR: Relación de Soporte California. DIN: Instituto Alemán de Normalización. DME: Depósitos de Material Excedente. DMS: Densidad Máxima Seca. IP: Índice de Plasticidad. LKD: Ceniza Volante de Horno de Cal. LL: Límite Líquido. LP: Límite Plástico. MR: Módulo de Resiliencia. MTC: Ministerio de Transportes y Comunicaciones. PH: Potencial de Hidrógeno. SUCS: Sistema Unificado de Clasificación Suelos. 221 Conclusiones Conclusión N°01 Se comprobó la hipótesis general, “El uso de cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como estabilizadores mejora las propiedades físicas, mecánicas y químicas del suelo arcilloso, utilizado en la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio.” Debido a que se comprobó que físicamente se consiguió reducir el porcentaje del límite líquido y plástico; mecánicamente por que se logró incrementar la densidad máxima seca, se logró incrementar el módulo de resilencia e incrementar el porcentaje del CBR del suelo; químicamente se logró incrementar el PH del suelo. Es decir las combinaciones utilizadas de cal al 10% mantenida estable combinado con puzolana en sus porcentajes de 15%, 25% y 30% logran mejorar todas las propiedades físicas, mecánicas y químicas del suelo arcilloso de la APV. Picol Orcompugio. Conclusión N°2: Se logró demostrar la sub hipótesis N°01 “El uso de la cal 10% y puzolana volcánica 15, 25 y 30% como estabilizador del suelo arcilloso mejora por encima del 6% de CBR (Relación de Soporte California) para la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio.” Según la tabla 173 se muestra el incremento gradual del porcentaje del CBR (95%), conforme se iba incrementado la cantidad de puzolana; teniendo como resultados: CBR del suelo arcilloso 1.98% comparado con el CBR del suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% de 3.99%, CBR del suelo arcilloso 1.98% comparado con el CBR del suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% de 6.04% CBR del suelo arcilloso 1.98% comparado con el CBR del suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% de 8.68% Siendo estos resultados los requeridos por el manual de carreteas suelos, geología, geotecnia y pavimentos que tienen un valor mínimo de CBR de 6%. 222 Conclusión N°3: Se verificó la sub hipótesis N°02 “La adición de cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como agente estabilizador influye positivamente en el suelo arcilloso aumentando la Densidad Máxima Seca (DMS) del suelo arcilloso de la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio.” Según los resultados obtenidos en las tabla 172, siendo estos: Suelo arcilloso se obtuvo que su Densidad Máxima Seca 1.65 gr/cm3. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% se obtuvo que su Densidad Máxima Seca es 1.76 gr/cm3. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% se obtuvo que su Densidad Máxima Seca es 1.79 gr/cm3. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% se obtuvo que su Densidad Máxima Seca es 1.82 gr/cm3; la densidad máxima seca fue incrementado conforme se fue incrementado el porcentaje de puzolana volcánica en el suelo arcilloso. Conclusión N°4: Se verificó la sub hipótesis N°03 “Disminuye los porcentajes de límite líquido por debajo del 40% y límite plástico por debajo de 25% al adicionarse la cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como estabilizador al suelo arcilloso de la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio” Según los resultados mostrados en la tabla 168 se puede apreciar la disminución del límite líquido del suelo arcilloso con la adición de sus estabilizantes, teniendo como resultados: Suelo arcilloso comparado con el suelo arcilloso estabilizado con la combinación cal al 10% y puzolana volcánica al 15%, 25% y 30% presenta una disminución del 34.26%, 34.12% y 31.88% respectivamente. De igual manera disminuye los porcentajes limite plástico, según los resultados mostrados en la tabla 169 se puede apreciar que al comparar el suelo arcilloso con el Suelo arcilloso estabilizado con la combinación cal al 10% y puzolana volcánica al 15%, 25% y30% presenta una disminución del 32.16%, 41.28% y 43.75% respectivamente. 223 Conclusión N°5: Se verifica la sub hipótesis N° 04 “Incrementa la alcalinidad del suelo arcilloso al estabilizarse con cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio.” Según los resultados de la tabla 174, se verificó el incremento del PH; Suelo arcilloso de 7.3. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% de 7.5. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% de 8.5. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% de 9.5. Demostrándose que hubo una buena interacción química entre la arcilla, cal y puzolana volcánica, que tal forma que al incrementarse la cantidad de material estabilizante el suelo se vuelve más alcalino. Por lo tanto se ha inferido que a mayor alcalinidad del suelo mayor valor de porcentaje de CBR. Conclusión N°6: Se verifica la sub hipótesis N° 05 “El suelo arcilloso incrementa su Módulo de Resiliencia al estabilizarse con cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio.” Según la tabla 175, se verificó el incremento del módulo de resilencia teniendo como resultado: Suelo arcilloso 4790psi. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 15% de 6643psi. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 25% de 8188psi. Suelo arcilloso estabilizado con cal al 10% y puzolana volcánica al 30% de 11861psi. 224 Recomendaciones 1. Utilizar equipos mecánicos que pueda triturar la puzolana en partículas más finas que puedan pasar la malla N°200 con el fin de mejorar la interacción entre el suelo arcilloso, la cal y la puzolana volcánica al realizar la estabilización. 2. Se recomienda realizar un análisis de costos unitarios para la verificación comparativa de la incidencia entre estabilizar el suelo con la combinación de cal y puzolana volcánica o realizar el cambio de sub rasante por material de relleno. 3. Analizar de manera más detallada la interacción a nivel químico entre la cal, la puzolana volcánica y el suelo arcilloso. 4. Estudiar a profundidad las propiedades físicas, mecánicas y químicas de la puzolana volcánicas para establecer una clasificación de esta y que tipo reacciona de manera más positiva al momento de la estabilización. 5. Comprobar la calidad de la estabilización con la misma combinación utilizada pero con la aplicación de otros tipos de cal. 225 Bibliografía Asociación Americana de Constructores de Carreter. (Noviembre de 2006). Manual de estabilizacion de suelos tratado con cal. Estados Unidos: Nacional Lime Association. Beltrán Parra, M. A., & Copado Beltran, J. A. (2011). Estabilización de un suelo arcilloso con cal hidratada, para ser utilizada como capa subrasante de pavimentos en la colonia San Juan Capistrano de ciudad Obregón, Son. Obregón: Instituto Tecnológico de Sonora. Bowles, J. (1981). Laboratorio de suelos. Mexico: McGRAW-HILL. Braja M., D. (2015). Fundamentos de ingeniría Geotécnica (cuarta ed.). (S. Cervantes González, Ed.) Mexico: CENGAGE Leraning. Calle Llactahuamani, S. E., & Arce Huahuachampi, M. G. (2018). Estabilización con polímero acrilico de la subrasante de la zona del puente de Añashuayco para su uso como base y comparación frente a un pavimento convencional. Arequipa: Universidad Nacional de San Agustin. Calle Llactahuamani, S., & Arce Huahuachampi, M. (2018). Estabilización con polimero acrilico de la subrasante de la zona del puente de Añashuayco para su uso como base y comparación frente a un pavimento convencional. Arequipa, Perú: Universidad Nacional de San Agustin. García Romero, E., & Suárez Barrio, M. (s.f.). Las arcillas: Propiedades y Usos. Universidad de Complutense y Universidad de Salamanca, 3-24. Gonzales de Vallejo, L. I., Ferrer, M., Ortuño, L., & Oteo, C. (2002). Mecánica de Suelos. Madrid, ESPAÑA: PEARSON EDUCACIÓN, S. A. Guamán Iler, I. I. (2016). Estudio del comportamiento de un suelo arcilloso estabilizado por dos métodos químicos (cal y cloruro de sodio). Ambato: Universidad Técnica de Ambato. Mateos de Vicente, M. (2014). Estabilización de Tierras Para pavimentos, cimientos, laderas, zanjas y casas de adobe (2° Edicion ed.). Madrid, España: Bellisco, Ediciones tecnicas y cientificas. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2013). Manual de Carreteras, Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos. Lima: Miniterio de transportes y comunicaciones. Ministerio de Transportes y Comunicaciones. (2016). Manual de ensayos de Materiales. Lima: Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Peña Pinedo, O., & Ramos Fernández, N. (2015). Análisis comparativo de la esatbilización de limos de baja plasticidad (Ccontay) con cal, cemento y aceites sulfonados para subrasantes en la APV Republica de Francia en el sector del Alto Qosqo para pavimentos urbanos. Cusco: Universidad Andina del Cusco. Peña Pinedo, O., & Ramos Fernández, N. (2015). Análisis comparativo de la estabilización de limos de baja plasticidad (Ccontay) con cal, cemento y aceites sulfonados para 226 subrasantes en la APV. Republica de Francia en el sector del Alto Qosqo para pavimentos urbanos. Cusco, Perú: Universidad Andina del Cusco. Pérez Collantes, R. (2012). Estabilización de suelos arcillosos con cenizas de carbón para su uso como subrasante mejorada y/o sub base de pavimentos. Lima, Perú: Universidad Nacional de Ingeniería. Pérez Collantes, R. (2012). Estabilización de suelos arcillosos con cenizas de carbón para su uso como subrasante mejorada y/o sub base de pavimentos. Lima: Universidad Nacional de Ingeniería. Practical Action Technology challenging poverty. (1994). Puzolanas. Practical Action, 6. Ruano López, D. R. (2012). Estabilización de suelos cohesivos por medio de arenas volcánicas y cal viva. Guatemala: Universidad de San Carlos de Guatemala. Salazar J., A. (s.f.). ecoingenieria. Obtenido de ecoingenieria: http://www.ecoingenieria.org/docs/Puzolanas.pdf 227 Anexos Matriz de consistencia PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN OBJETIVOS HIPÓTESIS Problema general: Objetivo general Hipótesis general: ¿Cómo afecta la adición de cal al 10% y la Determinar cómo varían las propiedades El uso de cal al 10% y puzolana volcánica al puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como físicas, mecánicas y químicas del suelo 15, 25 y 30% como estabilizadores mejora las estabilización química para mejorar las arcilloso mediante la estabilización química propiedades físicas, mecánicas y químicas del propiedades físicas, mecánicas y químicas al adicionarse cal al 10% y puzolana suelo arcilloso, utilizado en la sub rasante de del suelo arcilloso, para sub rasante de vías volcánica al 15, 25 y 30%, para mejorar la vías pavimentadas en la APV. Picol pavimentadas en la APV. Picol sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Orcompugio. Orcompugio? Picol Orcompugio. Problema específicos Objetivos específicos: Hipótesis especifica: 1. ¿Cuánto varía la magnitud de la 1. Determinar la variación de la magnitud 1. El uso de la cal 10% y puzolana volcánica capacidad de soporte (CBR) del suelo de la Relación de Soporte California (CBR) 15, 25 y 30% como estabilizador del suelo arcilloso, estabilizado con la adición de cal del suelo arcilloso estabilizado con la arcilloso mejora por encima del 6% de CBR al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y adición de cal al 10% y puzolana volcánica (Relación de Soporte California) para la sub 30% para sub rasante de vías pavimentadas al 15, 25 y 30% para sub rasante de vías rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol en la APV. Picol Orcompugio? pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio. Orcompugio. 2. ¿Cuánto es la variación de la Densidad 2. Determinar la variación de la Densidad 2. Disminuye los porcentajes de límite líquido Seca Máxima (DMS) del suelo arcilloso, Seca Máxima (DMS) del suelo arcilloso por debajo del 40% y límite plástico por estabilizado con adición de cal al 10% y estabilizado al adicionarse cal 10% y debajo de 25% al adicionarse la cal al 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para la puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como para sub rasante de vías pavimentadas en la sub rasante de vías pavimentadas en la APV. estabilizador al suelo arcilloso de la sub APV. Picol Orcompugio? Picol Orcompugio. rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol 228 Orcompugio. 3. ¿Cuánto es la variación del índice de 3. Determinar la variación del índice de 3. Disminuye los porcentajes de límite líquido plasticidad del suelo arcilloso, estabilizado plasticidad del suelo arcilloso estabilizado por debajo del 40% y límite plástico por con la adición de cal al 10% y puzolana con la adición de cal al 10% y puzolana debajo de 25% al adicionarse la cal al 10% y volcánica al 15, 25 y 30% para sub rasante volcánica al 15, 25 y 30% para la sub puzolana volcánica al 15, 25 y 30% como de vías pavimentadas en la APV. Picol rasante de vías pavimentadas en la APV. estabilizador al suelo arcilloso de la sub Orcompugio? Picol Orcompugio. rasante de vías pavimentadas en la APV. Picol Orcompugio. 4. ¿Cuánto varía el PH del suelo arcilloso al 4. Determinar cómo es la variación del el 4. Incrementa la alcalinidad del suelo adicionarse cal al 10% y puzolana volcánica PH del suelo arcilloso estabilizado con cal al arcilloso al estabilizarse con cal al 10% y al 15, 25 y 30% para sub rasante de vías 10% y puzolana volcánica al 15, 25 y 30% puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para la pavimentadas en la APV. Picol para la sub rasante de vías pavimentadas en sub rasante de vías pavimentadas en la APV. Orcompugio? la APV. Picol Orcompugio. Picol Orcompugio. 5. ¿En qué medida varía el Módulo de 5. Determinará la variación del Módulo de 5. El suelo arcilloso incrementa su Módulo de Resiliencia de una sub rasante de suelo Resiliencia de la sub rasante estabilizada Resiliencia al estabilizarse con cal al 10% y arcilloso estabilizado con cal al 10% y con cal al 10% y puzolana volcánica al 15, puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para la puzolana volcánica al 15, 25 y 30% para sub 25 y 30% para la sub rasante de vías sub rasante de vías pavimentadas en la APV. rasante de vías pavimentadas en la APV. pavimentadas en la APV. Picol Picol Orcompugio. Picol Orcompugio? Orcompugio.