2013ii tema 6 ec 511 j

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  • 8/18/2019 2013ii Tema 6 Ec 511 j

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    TEMA 6:

    IDENTIFICACIÓNY

    CLASIFICACIONDE

    SUELOS 

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    IDENTIFICACIÓN DE SUELOS

    • Esta etapa del proceso de describir y clasificara los suelos se lleva a cabo durante laexplotación del sitio, aquí es importante tratar

    de describir la naturaleza y formación detodos los materiales superficiales queaparezcan. Siempre que sea posible se debe

    establecer una clasificación preliminar, de talmanera que se cuente con la información máscompleta para continuar el trabajo.

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    • Para la identificación y clasificación en elcampo se realizan los siguientes ensayossimples:

    • Tamaño de partícula. Se identifican los gruposprincipales por examen visual y por tacto. Así,por ejemplo, se reconocen las partículas de

    grava(>2mm); las arenas (0.06

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    • Graduación. Se refiere a la distribución detamaños: un suelo bien graduado tiene unaamplia distribución de tamaños de partícula,mientras que otro de mala graduación, solo

    contiene un intervalo estrecho de tamaños departícula.

    • Compacidad. Se estima mediante un pico demano, o al clavar una estaca pequeña de madera;

    y se informa si el suelo es suelo, denso oligeramente cementado, según sean losresultados. 

    IDENTIFICACIÓN DE SUELOS

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    • Ayuda el informe de campo sobre la consistencia aparentedel suelo, como indicador de su comportamiento cohesivoo plastico. La consistencia se describe del siguiente modo:

    • Muy blando: cuando se escurre entre los dedos•

    Blando : cuando es fácil de moldear y se adiere a lamano .• Firme : cuando se moldea con facilidad a una presión

    moderada• Muy firme : cuando requiere presión considerable para

    moldearlo.• Duro: cuando no se puede moldear con la presión de la

    mano• Desmenuzable: cuando se desmorona con la presión de la

    mano

    IDENTIFICACIÓN DE SUELOS

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    SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DESUELOS

    • En la actualidad los sistemas más utilizadospara la clasificación de los suelos en estudiospara diseño de pavimentos de carreteras y

    aeropistas son el de la American Associationof State Highway and Transportation Officials(AASHTO), Unified Soil Clasificaction System,

    conocido como Sistema Unificado deClasificación de Suelos (S.U.C.S.), la FederalAviation Agency (FAA), Susceptibilidad a los

    Efectos de la Congelación (STF).

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    SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DESUELOS

    • Es necesario considerar, en la clasificación, laplasticidad de los suelos, pues ella brinda las

    principales características al suelo.• Los dos sistemas de clasificación que mas se

    usan son el SUCS y el AASHTO. Ambos tomanen consideración la granulometría y laplasticidad.

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    Clasificación Unificada de SuelosSUCS – ASTM D2488-93 

    • Este sistema fue propuesto por Arturo CasaGrande como una modificación y adaptaciónmás general a su sistema de clasificación

    propuesto en el año 1942 para aeropuertos.

    • Esta clasificación divide los suelos en:

    1. Suelos de grano grueso

    2. Suelos de grano fino

    3. Suelos orgánicos

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    SUELOS GRUESOSSUCS – ASTM D2488-93

    • Los suelos gruesos corresponden a losretenidos en dicho tamiz y los finos a los que

    lo pasan, de esta forma se considera que unsuelo es grueso si más del 50% de laspartículas del mismo son retenidas en le tamizNo. 200, y fino si más del 50% de sus

    partículas son menores que dicho tamiz.

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    • Se dividen en gravas (G) y arenas (S) y seseparan con le tamiz No. 4, de manera que unsuelo pertenece al grupo G, si más del 50% del

    peso de su fracción gruesa queda retenido enel tamiz No. 4 y pertenecerá al grupo S, encaso contrario.

    SUELOS GRUESOSSUCS – ASTM D2488-93

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    • Tanto las gravas como las arenas se dividen en

    cuatro grupos (GW, GP, GM, GC) y (SW, SP, SM,SC), como también aquellos suelos que tienensímbolo dual (GW-GM, GW-GC, GP-GM, GP-GC, SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC).

    SUELOS GRUESOSSUCS – ASTM D2488-93

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    SUELOS FINOSSUCS – ASTM D2488-93

    • El sistema unificado considera los suelos finosdivididos en tres grupos: limos inorgánicos

    (M), arcillas inorgánicas (C) y limos y arcillasorgánicas (O).

    • Cada uno de estos suelos se subdivide a su

    vez, según su límite líquido, en dos gruposcuya frontera es LL = 50%.

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    • Si el límite líquido del suelo es menor de 50 seañade al símbolo general la letra L (Low

    Compresibility). Si es mayor 0 igual de 50 seañade la letra H (high compresibility).Obteniéndose de este modo los tipos de

    suelos de la siguiente tabla:

    SUELOS FINOSSUCS – ASTM D2488-93

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     NOMENCLATURA TIPO DE SUELO

    ML Limos inorgánicos de baja

    comprensibilidadOL Limos y arcillas orgánicas de baja

    comprensibilidad

    CL Arcillas inorgánicas de bajacomprensibilidad

    CH Arcillas inorgánicos de altacomprensibilidad

    MH Limos orgánicos de alta comprensibilidad

    OH Arcillas y limos orgánicos de altacomprensibilidad

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      Los suelos orgánicos, como las turbas, sedesignan con le símbolo Pt.

    • La clasificación de los suelos finos se hace conla carta de plasticidad, en la que sus diferenteszonas aparecen delimitadas por dos líneasbásicas: la Línea A que separa las arcillas de

    los limos y suelos orgánicos; la línea B quesepara los suelos de alta y bajacomprensibilidad.

    SUELOS FINOSSUCS – ASTM D2488-93

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    Los resultados de un análisis por tamizado son:

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 10 = 100

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 40 = 80

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 200 = 58

    • El LL e IP de la muestra que pasa el tamiz Nº

    40 son 30% y 10% respectivamente.• Clasifique al suelo según el sistema SUCS.

    EJEMPLO Nº1

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    SOLUCIÓN

    • 58% del suelo pasa el tamiz Nº 200, este essuelo de grano fino.

    • Usemos la carta de plasticidad.

    • Para LL = 307 y cae sobre lalinea A, este puede ser clasificado como CL.

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    EJEMPLO Nº2

    Clasificar los suelos A yB con granulometríamostrada en la figura El

    límite líquido y elíndice de plasticidad dela fracción menor deltamiz 40 de los suelos

    son:Suelo A Suelo B

    LL  30  26

    LP  22  20 

    10

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    SOLUCIÓN SUELO A

    • 8% del suelo es más fino que0.075 mm de diámetro (malla Nº200).

    Entonces es de grano grueso.

    • Como está entre 5 y 12% (losfinos), es necesario utilizar doblesímbolo.

    •100% del total es más fino que4.75 mm (malla Nº 4).

    Entonces es un suelo arenoso(S).

    10 ---

    8

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    • APROXIMADAMENTE:

    D10=0.085 mm

    D30=0.12 mmD60=0.135 mm

    CU = D60/D10 = 1.59

    CU= 1.59 < 6

    CC = D230/(D10 x D60) = 1.25

    CC =1.25 > 1entonces es SP

    • LL=30, LP=22

    IP = 30-22 = 8 (CL)

    • A la carta de plasticidad, caeencima de la línea A, entonces esSC.

    La clasificación será SP  – SC

    10

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      SUELO B

    • 61%>50% que pasa la malla

    Nº 200.Entonces es un suelo degrano fino.

    LL = 26

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    AASHTO ASTM D3282-93•

    En su mayor parte es usado en la ingeniería decaminos. Fue desarrollado en 1929.

    • Publicado como el Road Administration

    Clasification System (ASTM D-3282).• De acuerdo con este sistema y con base en su

    comportamiento, los suelos están clasificados

    en ocho grupos designados por los símbolosdel A-1 al A-8.

    • Sirve principalmente para evaluar calidad delsuelo de base ó sub-base de carreteras.

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     DESCRIPCIÓN DE LOS GRUPOS DECLASIFICACIÓN (AASHTO)

    • Suelos granulares: Son aquellos que tienen35% o menos, del material fino que pasa eltamiz No. 200. Estos suelos forman los grupos

    A-1, A-2 y A-3• Suelos finos limo arcillosos: Contiene más del

    35% del material fino que pasa el tamiz

    número 200. Estos suelos constituyen losgrupos A-4, A-5, A-6 y A-7.

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    DESCRIPCIÓN DE LOS GRUPOS DECLASIFICACIÓN (AASHTO)

    • Suelos orgánicos - Grupo A-8: Se observanvisualmente y pertenecen a éstos las turbas(muy orgánica) o detritus (delgado, muyacuoso y considerable materia orgánica) y seidentifica mediante inspección del depósito.

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    INDICE DE GRUPO(AASHTO ASTM D3282-93) 

    Los suelos que tienen un comportamientosimilar se hallan dentro de un mismo grupo, y

    están representados por un determinadoíndice. La clasificación de un suelo en undeterminado grupo se basa en su límite delíquido, grado de plasticidad y porcentaje dematerial fino que pasa el tamiz número 200.

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    AASHTO ASTM D3282-93 • Cuando se indica un índice de grupo hay que colocarlo entre

    paréntesis. Así, por ejemplo, A-2-4 (1), quiere decir un sueloA-2-4 cuyo índice de grupo es 1.

    • EL ÍNDICE DE GRUPO SE CALCULA ASI:

    • IG = (F-35) [0.2 + 0.005 (LL-40)] + 0.01 (F-15) (IP-10) 

    • Donde:IG  = Índice de grupoF  = % del suelo que pasa por el tamiz No. 200expresado como número entero.LL  = Límite líquidoIP = Índice de plasticidad

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    AASHTO ASTM D3282-93 

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    EJEMPLO Nº1

    Los resultados de un análisis por tamizado son:

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 10 = 100

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 40 = 80

    • Porcentaje que pasa el tamiz Nº 200 = 58

    • El LL e IP de la muestra que pasa el tamiz Nº

    40 son 30% y 10% respectivamente.• Clasifique al suelo según el sistema AASHTO.

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    SOLUCIÓN

    • Usando la tabla de clasificación, el 58% del suelo pasa a travésdel tamiz Nº 200, éste cae por debajo de la clasificación deLimos y Arcillas. Este pertenece al grupo A-4, A-5, A-6 ó A-7.

    • Procediendo de izquierda a derecha el grupo sería A-4.

    • LL=30≤40, IP=10≤10 

    • De la ecuación:

    IG = (F-35) [0.2 + 0.005 (LL-40)] + 0.01 (F-15) (IP-10)IG = (58-35) (0.2+0.005(30-40)) +0.01(58-15) (10-10)

    IG = 3.45... IG=3.

    La clasificación será A-4(3)

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    SOLUCIÓN

    • De acuerdo a la tabla de clasificación, el porcentaje quepasa el tamiz Nº200 es mayor que 35% procediendo demanera similar que el ejemplo anterior el suelo cae debajodel grupo A-7 (LL=60>40 IP=40>10)

    • Luego:• IP > LL-30• 40> 60-30• Éste es un suelo A-7-6.• IG = (F-35) [0.2 + 0.005 (LL-40)] + 0.01 (F-15)(IP-10)• IG = (95-35)[0.2+ 0.005(60-40)]+(0.01)(95-15)(40-10)• IG= 42• Así, la clasificación es A-7-6(42)

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    AASHTO ASTM D3282-93 

    • Ejemplo: • Clasificar una

    muestra de

    suelo por elMétodoAASHTO

    Tamaño

    (mm) 

    Porcentaje

    Que pasa

    N° 20  100 

    N° 40  90 

    N° 60

     

    88 

    N° 80  87 

    N° 100  79 

    N° 200

     

    76 

    LL(%) 

    68.00 

    LP (%) 

    35.04 

    IP (%) 

    32.96 

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    SOLUCION