Suelo o Terreno de Fundacion
Suelo o Terreno de Fundacion
Suelo o Terreno de Fundacion
“SUELO O
TERRENO DE
FUNDACIÓN”
1.- OBJETIVOS
2.- INTRODUCCIÓN
Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas para facilitar
el reconocimiento geotécnico estudios edafológicos o pedológicos de un terreno. Son
excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala
retroexcavadora.
3.-DEFINICIÓN:
Se denomina suelo de fundación a la capa del suelo bajo la estructura del pavimento,
preparada y compactada como fundación para él para el pavimento. Se trata del
terreno natural o la última capa del relleno de la plataforma sobre la que se asienta el
pavimento.
La caracterización de los suelos para esta capa de fundación se basa en los siguientes
aspectos:
3.1.-METODOLOGÍA
La metodología a seguir para la caracterización del suelo de fundación comprende
básicamente una investigación de campo a lo largo de la vía, mediante la ejecución de
pozos exploratorios (calicatas), con obtención de muestras representativas en número
y cantidades suficientes para su posterior análisis en ensayos en laboratorio y,
finalmente, con los datos obtenidos en ambas fases se pasa a la fase de gabinete,
para consignar en forma gráfica y escrita los resultados obtenidos.
3.2.-METODO DE EXPLORACION DE CAMPO DEL TERRENO DE FUNDACION
4.- Ensayos en situ: ensayos llevados a cabo en el mismo lugar, ya sea antes
o durante el proceso de construcción; controles de compactación de campo,
ensayos de penetración ligera con DPL, etc.
La información generada por la exploración del lugar está relacionada con los
depósitos superficiales de rocas y suelos, el objetivo consiste en obtener un modelo
tridimensional del lugar, que se extienda tanto lateral como verticalmente, para incluir
todos los estratos que pueden llegar a afectarse por las cargas trasmitidas al sub
suelo, producidas por la construcción de la vía. Los esfuerzos significativos
transmitidos por las cargas del tránsito alcanzan hasta 1.5 m de profundidad.
Las calicatas son realizadas en la mayoría de los suelos, la presencia del nivel freático
puede ser una de las limitaciones de este tipo de exploración. Tienen la ventaja de que
se pueden realizar a mano o con una excavadora mecánica, y de exponer la sucesión
de estratos para facilitar su inspección visual. No existen las desventajas para este tipo
de exploración.
En esta imagen se
puede apreciar
claramente como varían
los estratos FIG 1
1) Muestras Inalteradas
para ensayos de CBR en suelos finos como por ejemplo las arcillas, arenas limosas o
arcillosas.
Las muestras inalteradas se extraen con los moldes de CBR y un accesorio de este,
que permite cortar el suelo. Se protege y traslada al laboratorio para su inmediato
ensayo, el CBR así calculado, estará asociado a la densidad y humedad natural.
Si el suelo está conformado por arenas y es difícil conseguir una muestra inalterada,
se recomienda medir la densidad de campo y tomar una muestra para humedad, de
manera que en el laboratorio se remolde los especímenes.
2) Muestra Alteradas
Las muestras alteradas se usan para la identificación del suelo y para pruebas de
clasificación y calidad a medida que se recolecten, las muestras se introducen en
recipientes de vidrio o plásticos y se sellan, también se pueden usar latas o bolsas de
plásticos.
Se debe tomar una porción de 100 kg aproximadamente para realizar los ensayos de
proctor modificado y CBR en muestras remoldeadas al optimo contenido de humedad,
para determinar el CBR de diseño para sub rasantes granulares, materiales de sub
base y base granulares.
Esta identificación es una etapa inicial para el estudio de mecánica de suelos. Que
permite tomar decisiones y ajustar el programa de investigación los términos básicos
para designar a los tipos de suelos son grava, arena, limo, arcilla, sin embargo, en la
naturaleza los suelos son una mezcla de dos o más de estos y a veces contienen una
cantidad de materia orgánica. Sin embargo, es posible identificar el componente
predominante y asignarles el término básico por ejemplo, una arena limosa tiene las
propiedades de una arena, con una cantidad importante de limo, un limo orgánico está
compuesto prioritariamente por limo, pero contiene una cantidad significativa de
materia orgánica.
Se conoce como suelos granulares a las arenas y a las gravas y como suelos finos a
las arcillas y limos. Esta distinción se basa en la visibilidad de las partículas
individuales. En laboratorio, los suelos finos y gruesos se separan con la malla N 200.
En comparación a los suelos finos, los suelos granulares son más fáciles de identificar.
La angularidad, forma, color, olor, humedad, consistencia, cementación, estructura,
tamaño máximo de partículas y dureza, son las principales características de este tipo
de suelos. Los suelos finos para su identificación necesitan de algunos ensayos de
campo, para poder diferenciar las arcillas de los limos o de las arenas finas.
Una muestra de suelo se amasa formando una bolita, la que debe contener una
humedad tal que el agua casi aparezca en la superficie. La muestra preparada se
coloca en la palma de la mano y se sacude horizontalmente golpeándola en forma
reiterada y fuerte contra la otra mano.
Prueba de Dilatancia
Reacciones intermedias dejan una interrogante para identificar el suelo y por ello es
necesario recurrir a un ensayo de amasado para despejar la interrogante. Sin
embargo, en el caso en que el tipo de suelo fino se pueda definir solo con el ensayo de
amasado que se enuncia a continuación.
Prueba de tenacidad
Cuando más tenaz es el rodillo y cuando más duros son los trozos al desmoronarse,
más importante es la fracción arcillosa del suelo.
Una muestra de suelo se deja secar expuesta al sol y aire, se mide su resistencia
rompiéndola y desmoronándola entre los dedos. La resistencia (en estado seco)
aumenta con la plasticidad (presencia de arcilla). Un limo inorgánico posee una
resistencia muy ligera. Las arenas finas limosas y los limos tienen baja resistencia.
Una arcilla será muy resistente en estado seca, a mayor porcentaje de arcilla en la
muestra, mayor será su resistencia.
Nº MATERIA TÉRMINOS
- Anotar nombre (limo, arcilla, orgánico)con adjetivo de los
constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible y, en
1.- Nombre el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3"), anotar el
porcentaje estimado de partículas superiores a dicho tamiz
(bolones), referido al total del suelo.
- Anotar el porcentaje aproximado en peso de grava, arena
2.- Distribución de
y finos para la fracción desuelo que pasa por el tamiz
tamaños
80mm (3").
- Utilizar como máximo dos colores, o bien; anotar
3.- Color
presencia de manchas y/o bandas.
4.- Olor - Ninguno térreo u orgánico.
5.- Dilatancia - Ninguna, lenta o rápida.
6.- Resistencia Seca - Muy baja, baja, media, alta o muy alta.
7.- Plasticidad - Ninguna, baja, media o alta.
8.- Humedad Seco, húmedo, mojado o saturado
- Blanda, media, firme, muy firme o dura, estimarla basado
9.- Consistencia
en la facilidad para penetrar el dedo índice y/o pulgar.
- Anotar la estructura dominante; estratificado laminado,
10.- Estructura
homogéneo, vesicular, etc.
11.- Cementación - Débil o fuerte.
12.- Origen - Precisar el origen del suelo (fluvial, artificial, etc.)
En laboratorio las arenas pueden separarse en arenas gruesas, medias y finas, según
su tamaño.
a. Angularidad
b. Forma
Si las partículas tienen forma chata, alargada o chata y alargada. Esta característica
es muy importante porque el porcentaje de participación de estas partículas está
c. Otros
Nº MATERIA TÉRMINOS
- Anotar nombre (bolones, gravas, arena) con adjetivos de
los constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible
1.- Nombre y, en el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3”),
anotar el porcentaje estimado de partículas superiores a
dicho tamiz (bolones), referido al total del suelo.
- Anotar porcentaje aproximado en peso de grava, arena
2.- Distribución de
y finos para la fracción de suelo que pasa por el tamiz
tamaños
80mm
- Utilizar como máximo dos colores, o bien; anotar
3.- Color
presencia de manchas y/o bandas.
- Bien graduada o pobremente graduada (uniforme);
4.- Graduación anotar para las gravas y arenas el tamaño predominante,
con uno de los siguientes adjetivos: media, gruesa o fina.
- Anotar plasticidad de la fracción fina (ninguna, baja,
5.- Plasticidad
media o alta)
6.- Olor - Ninguno, térreo u orgánico
7.- Forma de partículas - Angular, sub angular, sub redondeado o redondeado
8.- Humedad - Seco, húmedo, mojado o saturado
9.- Compacidad Natural - Densa o suelta
- Anotar la estructura dominante; estratificado, laminado,
10.- Estructura
homogéneo, vesicular, etc.
11.- Cementación - Débil, fuerte
12.- Origen - Precisar el origen del suelo.
13.- Materia orgánica - Sin indicios, mediana o abundante
14.- Símbolo del Grupo - De acuerdo con la nomenclatura
- Nombre típico, seguido del nombre local (si lo
15.- Nombre del Suelo tiene)
Los registros estratigráficos se preparan para cada calicata o cada exploración con
equipo de penetración. Un ejemplo de registro de calicata con ensayo de penetración
ligera se muestra a continuación:
4.- SUELOS
Es muy importante tanto para la determinación de las características del suelo, como
para el correcto diseño de la estructura del pavimento. Si la información registrada y
las muestras enviadas al laboratorio no son representativas, los resueltos de las
pruebas aun con exigencias de precisión, no tendrán mayor sentido para los fines
propuestos.
Estos límites de Atteberg que miden la cohesión del suelo son: el límite líquido
(LL, según ensayo MTC EM 110), el límite plástico (LP, según ensayo MTC
EM 111) y el límite de contracción (LC, según ensayo MTC EM 112).
Limite Líquido (LL), cuando el suelo pasa del estado semilíquido a un estado
y puede moldearse.
IP = LL – LP
Un índice cero significa un suelo muy bueno y un índice ≥ a 20, un suelo no utilizable
para caminos.
g. Ensayos CBR: (ensayo MTC EM 132), una vez que se haya clasificado los
suelos por el sistema AASHTO y SUCS, a partir del cual se determinara el
programa de ensayos para establecer el CBR que es el valor soporte o
resistencia del suelo, que estará referido al 95% de la MDS y a una penetración
de carga de 2.54 mm.
Cuadro 4.11
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS – INGENIERÍA CIVIL DISEÑO MODERNO DE PAVIMEN TOS
CONGA QUISPE, Elvis Smith
GOMEZ SALVATIERRA, Alcibiades
h. Ensayo de Modulo Resiliente: Para ejecutar el ensayo de módulo resiliente se utilizara la norma MTC E 128 (AASHTO T274), el
Modulo de Resiliencia es una medida de la propiedad elástica de suelos, reconociéndole ciertas características no lineales.
En el mercado hay una diversidad de equipos que permiten medir la densidad natural
del suelo y contenido de humedad. Entre ellos se encuentra el método del Cono y la
Arena, densímetro nuclear, etc.
Los resultados de la figura 2.2 indican que el suelo ensayado alcanza su máxima
densidad seca, MDS, a 2.176 gr/cm3 y el contenido de agua asociado a esta
densidad, OCH, es 7.88%
Figura 5.3: Curva Densidad Seca –Humedad. Av. La Paz Cdra. 10 San Miguel –
Lima
Fig. 1. El asumido mecanismo de falla del suelo generado por el pistón de 19.4
cm2 en el Ensayo C.B.R. La condición de frontera es un problema.
Para materiales de base, sub base y afirmado, así como subrasantes granulares, el
CBR puede estar asociado a la máxima densidad seca del Próctor modificado; sin
embargo, para subrasantes finas (subrasantes arenosas, arcillosas o limosas) el valor
del CBR debe estar asociado a su densidad de campo. Investigaciones han
demostrado que el CBR de suelos finos en muestras compactadas al OCH y MDS,
arrojan valores de CBR muy por encima de su valor real. Tranquilamente una arcilla
compactada al OCH y MDS puede tener un CBR de 15%, pero ensayada en su
condición natural el CBR puede ser menor a 2 o 3%.
Cantidad de material
Los adobes, suelos orgánicos y algunos suelos cohesivos tienen expansiones muy
grandes generalmente mayor del 10%
Los especímenes son saturados por 96 horas, con una sobrecarga igual peso del
pavimento que se utilizará en el campo pero en ningún caso será menor que 4.50 k.
Es necesario durante este periodo tomar registros de expansión cada 24 horas y al
final de la saturación tomar el porcentaje de expansión que es:
Las lecturas tomadas, tanto de las penetraciones como de las cargas, se representan
gráficamente en un sistema de coordenadas como se indica en la Fig. 3.
Fig. 3. Curvas que relacionan la hinca del pistón con las presiones aplicadas.
Para determinar el CBR se toma como material de comparación la piedra triturada que
sería el 100%, es decir CBR = 100%.
Si los CBR para 0.1” y 0.2” son semejantes, se recomienda usar en los cálculos, el
CBR correspondiente a 0.2”.
6.- CONCLUSIONES
7.- BIBLIOGRAFIA