INFORME FINAL

REGISTRO DE ACTIVIDADES LABORATORIO MECANICA DE SUELOS

PRESENTADO POR:

JULIAN ANDRES RESTREPO PABON

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO

FACULTAD DE INGENIERIA
PROGRAMA TECNOLOGIA EN OBRAS CIVILES
ARMENIA- QUINDIO
2019
1. INTRODUCCION

El presente estudio geotécnico en el que se ejecutó un sondeo de perforación con el

equipo manual, se realiza con el fin de evaluar los estratos del suelo ensayos de
laboratorio y su clasificación, estos métodos son muy frecuentemente utilizados en los
proyectos de ingeniería civil. El muestreo y la identificación de materiales del subsuelo
implican técnicas simples y complejas, acompañadas de procedimientos e
interpretaciones diferentes, las cuales están influenciadas por las condiciones geológicas y
geográficas, por el propósito de la investigación y por los conocimientos, la experiencia y
el entrenamiento del ingeniero. Una investigación consistente en procedimientos
adecuados de muestreo del suelo, facilitarán la correlación de los respectivos datos con
propiedades mecánicas del suelo como plasticidad, permeabilidad, peso unitario,
compresibilidad, resistencia y gradación.

También se ejecutó el método de ensayos que se emplean para determinar la relación

entre la humedad y el peso unitario seco de los suelos (curva de compactación)
compactados en un molde de 101.6 o 152.4 mm (4 o 6") de diámetro, con un martillo de
24.5 N (5.5 lbf) que cae libremente desde una altura de 305 mm (12"), produciendo una
energía de compactación aproximada de 600 kN–m/m3 (12 400 lbf–pie/pie3).ensayos de
compactación con el método A estándar del que se obtienen resultados de humedad
optima y densidad máxima de laboratorio para calcular las densidades de campo
siguiendo los métodos indicados en la norma técnica del instituto nacional de vías INVE-
161-13

A continuación, se presentan las características generales y propiedades físicas y mecáni-

cas del suelo sondeado, para ofrecer las conclusiones y recomendaciones de la cimenta-
ción necesaria, en cuanto a capacidad y comportamiento del suelo ante las cargas impues-
tas por la estructura a construir.

El informe incluye, los métodos utilizados en la exploración del subsuelo, las propiedades
geo mecánicas de los materiales encontrados y un análisis de los resultados con el fin de
ofrecer las recomendaciones, y cumpliendo con las disposiciones de la Norma Colombiana
de Diseño y Construcción Sismo-Resistente (NSR 2010).
2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

Estos métodos por medio de los cuales se pueden determinar las condiciones de suelos, El
objetivo de la investigación consiste en la identificación y la localización, tanto vertical
como horizontalmente, de los tipos significativos de suelos y las condiciones de agua
freática presentes en un área dada y el establecimiento de las características de
materiales subyacentes a la superficie, ya sea por muestreo, por pruebas en el terreno, o
ambos.

Las pruebas de laboratorio sobre muestras de suelos.

Antes de comenzar cualquier trabajo de exploración de campo, el sitio debe ser estudiado
para comprobar si existen conexiones de servicios públicos bajo tierra. En caso de que se
encuentren evidencias de materiales contaminados o condiciones peligrosas que puedan
surgir en el curso de la investigación, el trabajo se debe interrumpir hasta el instante en
que las circunstancias hayan sido evaluadas y se reciban nuevas instrucciones antes de
reiniciar el trabajo. Analizar cómo se realiza cada uno de los ensayos aplicados a las
diferentes muestras de suelo y determinar la importancia que tienen estos ensayos a la
hora de ejecutar una obra.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Conocer e Identificar las herramientas y equipos utilizados para realizar cada ensayo.

Identificar los diferentes procesos que se le realizan a las muestras de suelo para luego ser
analizadas en el laboratorio.

interpretar los datos obtenidos en cada ensayo desarrollado en el laboratorio y a partir de

las formulas teóricas lograr clasificar el tipo de suelo.
DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS

La perforación mediante barrenas representa, a menudo, el método más simple de

exploración y muestreo del suelo. Mediante su ejecución, se obtienen muestras alteradas
del terreno; además, son de utilidad para determinar la posición del nivel freático y para
detectar los cambios de estrato en el perfil; así como para el avance de perforaciones para
la ejecución de ensayos de penetración normal y muestreo con tubo partido (Método de
ensayo INV E–111) y para el muestreo de suelos con el tubo de pared delgada (norma INV
E–105). El equipo requerido es simple y de fácil adquisición. Sin embargo, la profundidad
de perforación con barrenas está limitada por las condiciones del agua subterránea y por
las características del suelo y del equipo utilizado.

Durante la exploración del terreno se encontraron suelos conformados en su mayoría por

un lleno limpio y Limo de color café de alta plasticidad, con contenido de material pasante
del tamiz Nº 200, clasificando con la USC la masa de suelo como un suelo (SM). Se realizó
1 perforación a 1,50 m de profundidad, encontrando perfiles homogéneos, con
características similares en la masa de suelo y unas estratificaciones definidas por un alto
porcentaje de material fino, humedad alta.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS ESTRATOS ENCONTRADOS

Pasa
Prof. Clasific. L.L L.P I.P g w
Sondeo Muestra 200

m SUCS %H %H %H gr/cm3 % %

1 1 1,20 SM 81,00 56,00 25,00 1,63 74,00 41,60

Tabla 1. Propiedades mecánicas

Para una descripción más detallada de las propiedades de los materiales obtenidos en
este sondeo, se encontrará el registro de exploración del subsuelo correspondiente en el
anexo No. 2.
Ilustración 1 clasificación de suelos.

Ilustración 2 Perfil Visual

ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO

Luego de realizada la inspección directa del terreno y con el fin de determinar con claridad
la estratigrafía del sitio, la clasificación de los suelos según el S.U.C.S, los parámetros que
definen el comportamiento mecánico de los diferentes estratos y la posición del nivel de
aguas freáticas, se planeó la realización de los siguientes ensayos, los resultados de estos
se muestran en el Anexo No. 3:

Tabla 2. Sistema unificado de clasificación.

EXPLORACIÓN Y MUESTREO DE SUELOS MEDIANTE BARRENAS INV E – 112 – 13

La perforación mediante barrenas representa, a menudo, el método más simple de

exploración y muestreo del suelo. Mediante su ejecución, se obtienen muestras alteradas
del terreno; además, son de utilidad para determinar la posición del nivel freático y para
detectar los cambios de estrato en el perfil; así como para el avance de perforaciones para
la ejecución de ensayos de penetración normal y muestreo con tubo partido (Método de
ensayo INV E–111) y para el muestreo de suelos con el tubo de pared delgada (norma INV
E–105). El equipo requerido es simple y de fácil adquisición. Sin embargo, la profundidad
de perforación con barrenas está limitada por las condiciones del agua subterránea y por
las características del suelo y del equipo utilizado.

Ilustración 3 Equipo de perforación

ENSAYO NORMAL DE PENETRACIÓN (SPT) Y MUESTREO DE SUELOS CON TUBO PARTIDO
INV E – 111 – 13

Mediante este método se obtienen muestras alteradas o re moldeadas de suelo,

apropiadas para determinar el contenido de humedad, realizar identificación y
clasificación del suelo (normas INV E–181 e INV E–102), así como otro tipo de ensayos de
laboratorio recomendados para muestras que han sufrido una gran deformación por corte
en el momento de su extracción (normas INV E–128, INV E–122 e INV E–123). No es
aconsejable efectuar este ensayo sobre depósitos de suelo que contengan gravas,
guijarros o cantos rodados ya que generalmente se obtiene rechazo y, además, se puede
dañar el equipo.

Las muestras obtenidas por este método son alteradas y sirven para realizar ensayos de
contenido de humedad e identificación del suelo en laboratorio. No se deben usar para
definir propiedades geo mecánicas del suelo mediante ensayos avanzados de laboratorio,
pues el proceso de introducción del muestreador altera el suelo y modifica sus
propiedades ingenieriles. Para tal efecto, es mejor emplear en suelos blandos las muestras
extraídas mediante el tubo de pared delgada (Norma INV E–105) que son mucho menos re
moldeadas. En suelos duros, es preferible extraer núcleos que realizar ensayos de SPT, a
menos que se trate de un suelo cementado, el cual se podría deshacer por acción del agua
durante la extracción.

El método SPT se usa ampliamente en la mayoría de proyectos de exploración geotécnica.

La literatura técnica presenta correlaciones, tanto locales como de uso general, entre el
número de golpes N y las características de los suelos del lugar o los comportamientos de
terraplenes y cimentaciones diseñadas empleando estos datos. Para evaluar el potencial
de licuación de arenas durante un sismo, se debe normalizar el valor N a un nivel de
presión de sobrecarga estándar. En la norma ASTM D 6066 se presentan algunos métodos
para convertir los valores N medidos, en registros de resistencia normalizada de arenas
con respecto a la penetración de un toma muestras estándar hincado con una energía
normalizada. La resistencia a la penetración se ajusta a una relación de energía de 60 % de
la varilla de perforación, usando un sistema de martillo con una entrega de energía
estimada o midiendo la energía de las ondas de esfuerzo sobre las tuberías de
perforación, empleando el método descrito en la norma ASTM D 4633.
 Ilustración 4 equipo cuchara partida

PROCEDIMIENTO DE MUESTREO Y ENSAYO

Cuando se alcanza la profundidad deseada para el muestreo, se limpia el fondo de la
perforación retirando los residuos o detritos de la misma y se registra la profundidad de
limpieza con una aproximación de 0.05 m (o 0.1 pie). Para efectuar el ensayo se sigue el
siguiente procedimiento:

Se conecta el toma muestras de tubo partido a la tubería de perforación y se baja

suavemente dentro del hueco. No se debe permitir que el tubo muestreador caiga dentro
del suelo que va a ser ensayado.

Se coloca el martillo en posición y se instala el yunque en la parte superior de la tubería de

muestreo. Esto se puede hacer antes de bajar la tubería y el tom amuestras.

Se dejan descansar suavemente el muestreador, la tubería, el yunque y el peso de hinca

sobre el fondo de la perforación. Se anota la profundidad de inicio con una aproximación
de 0.05 m (o 0.1 pie). Se compara esta profundidad con la de limpieza hallada en el
numeral 6.1. Cuando los residuos encontrados en el fondo de la perforación son
excesivos, ésta se debe volver a limpiar previo retiro de la toma muestras y de la tubería.
Se marcan los tubos de perforación en tres incrementos sucesivos de 0.15 m (6"), de
manera que se pueda observar fácilmente el avance del muestreador bajo el impacto del
martillo para cada incremento.

Se hinca el tomamuestras a golpes del martillo de 623 N (140 lbf) y se cuenta el número
de golpes aplicados en cada incremento de 0.15 m (6"), hasta que se presente una de las
siguientes condiciones:

Que se haya aplicado un total de 50 golpes en cualquiera de los tres incrementos de 0.15
m (6") Que se haya aplicado un total de 100 golpes.Que no se observe avance del toma
muestras durante la aplicación de 10 golpes sucesivos del martillo. Que el tubo
muestreador avance los tres incrementos completos [0.45 m (18")], sin que se haya
presentado ninguna de las situaciones descritas anteriormente.

Si el muestreador se hunde bajo el peso del martillo, el peso de la tubería o de ambos, se

registra la longitud recorrida con aproximación de 0.05 m (o 0.1 pie), y se continúa
hincando el muestreador a través del tramo que queda de ese intervalo. Si se hunde el
intervalo completo, se detiene la perforación, se retiran el toma muestras y la tubería de
muestreo y se avanza la perforación a través del suelo muy blando o suelto hasta la
siguiente profundidad de muestreo programada. En este caso, se registra el valor de N
como el peso del martillo, el peso de la tubería o ambos.

Se anota el número de golpes requeridos para avanzar el muestreador cada 0.15 m (6") de
penetración o fracción. Se considera que los primeros 0.15 m (6") corresponden a la
acomodación del equipo. Por tanto, la suma del número de golpes requeridos para el
segundo y tercer intervalo de 0.15 m (6") de penetración, se llama la "resistencia a la
penetración normal" o “valor N". Si el tomamuestras se hinca menos de 0.45 m (18"),
como se plantea en los casos, se reporta en el registro de la perforación el número de
golpes correspondiente a cada incremento de 0.15 m (6") y a cada incremento parcial.
Para los incrementos parciales, se informan la penetración conseguida, con una
aproximación de 25 mm (1"), y el número de golpes correspondiente. Si el muestreador
penetra el suelo bajo el simple peso estático de la tubería de perforación o bajo el peso de
ésta más el peso estático del martillo, se deberá anotar esta información en el registro de
la perforación.

La elevación y caída del martillo de 623 N (140 lbf), se efectúa mediante cualquiera de los
siguientes métodos:

Método A – Se emplea un sistema de caída de desenganche, semiautomático o

automático, que levanta el martillo de 623 N (140 lbf) y lo deja caer 0.76 ± 0.03 m (30 ±
1.0") sin ningún obstáculo. La altura de caída en estos sistemas se debe verificar
diariamente y a la menor indicación de variaciones en su comportamiento. En la operación
de los martillos automáticos se deben atender estrictamente los manuales de operación.

Método B – Se usa un malacate o cilindro de rotación para halar un cable atado al

martillo. Cuando se usa el método del cable con malacate o cilindro de rotación, el
sistema y la operación deberán cumplir con las siguientes condiciones:

El cilindro de rotación deberá estar esencialmente libre de óxido, aceite o grasa y tener un
diámetro entre 150 y 250 mm (6 y 10").

El malacate se debe operar a una velocidad mínima de 100 rpm.

Generalmente, se usan 1.75 o 2.25 vueltas de cable sobre el malacate, dependiendo de si

éste sale de la parte superior (1.75 vueltas para rotación contraria a las manecillas del
reloj) o de la parte inferior (2.25 vueltas para rotación en el sentido de la manecilla del
reloj) del cilindro de rotación durante el ensayo de penetración. Se sabe y acepta, que más
de 2.75 vueltas de cable impiden la caída adecuada del martillo y no se deberán emplear
para efectuar el ensayo. El cable del malacate debe ser firme y estar relativamente seco y
limpio y se deberá remplazar cuando se encuentre desgastado, grasoso, fláccido o
quemado. El operador deberá levantar y dejar caer el martillo desde una altura de 0.76 ±
0.03 m (30 ± 1.0”) en cada golpe. La operación de halar y soltar el cable se efectúa
rítmicamente, sin detenerlo o inmovilizarlo en la parte superior durante la carrera.

Ilustración 5 equipo cuchara partida

OBTENCIÓN DE MUESTRAS DE SUELO MEDIANTE TUBOS DE PARED DELGADA
INV E – 105 – 13

Esta norma presenta un procedimiento para el uso de un tubo metálico de pared delgada
para la obtención de muestras relativamente inalteradas de suelos, apropiadas para
realizar sobre ellas pruebas de laboratorio destinadas a establecer las propiedades
empleadas en los estudios y diseños de ingeniería, tales como resistencia,
compresibilidad, permeabilidad y densidad. Los tubos de pared delgada usados en toma
muestras de tipo pistón

RESUMEN METODO
Se obtiene una muestra relativamente inalterada al presionar un tubo de pared delgada
dentro del suelo in-situ en el fondo de una perforación, removiendo posteriormente el
tubo lleno de suelo, y sellando las superficies del suelo para prevenir movimientos de la
muestra y cambios en su humedad.

Ilustración 6 Tubos shelbys

ENSAYO DE PESOS UNITARIOS

Estudio empleado para determinar la densidad del suelo presente en el lote, cuyos
resultados son de gran utilidad para la realización de ensayos posteriores y para el cálculo
de las estructuras a construir. Está basado en la norma (E-128) de las Normas de Ensayos
de Materiales para Carreteras del INVIAS.

Tabla 3. Calculo de peso unitario.

DETERMINACIÓN EN EL LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE MUESTRAS DE

SUELO, ROCA Y MEZCLAS DE SUELO –AGREGADO

Permite conocer la relación porcentual entre la masa de agua que llena los poros de la
masa de suelo y las partículas sólidas presentes en esta. Se realizó siguiendo las
recomendaciones de la norma (E-122) del INVIAS. los resultados de estos se muestran en
el Anexo No. 3:

RESUMEN METODO
Se lleva una muestra del material húmedo a un horno a 110 ± 5° C (230 ± 9° F) y se seca
hasta alcanzar una masa constante. Se considera que la masa perdida a causa del secado
es agua y que la masa remanente corresponde a la muestra seca. El contenido de agua se
calcula relacionando la masa de agua en la muestra húmeda con la masa de la muestra
seca.

CÁLCULOS

Se calcula el contenido de agua del material así:

donde:

w = contenido de agua %,
W1 = masa del recipiente y del espécimen húmedo, g,
W2 = masa del recipiente y del espécimen seco, g,
Wc = masa del recipiente, g,
Ww = masa del agua, g, y
Ws = masa de las partículas sólidas, g.

Ilustración 6. Muestra alterada para humedad natural.

DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO DE LOS SUELOS

El límite liquido de los suelos es el contenido de humedad expresado en porcentaje de

suelo secado en el horno, cuando este se encuentra en el límite entre el estado líquido y el
estado plástico, en el presente estudio es empleado para clasificar los suelos por el
método de el sistema (SUCS) y se ha desarrollado basado en la norma del INVIAS (E-125),
los resultados de estos se muestran en el Anexo No. 3

Ilustración 7 Cazuela Casagrande limite liquido

RESUMEN METODO
Se procesa la muestra de suelo para remover cualquier porción retenida en el tamiz de
425 μm (No. 40). El límite líquido se determina mediante tanteos, en los cuales una
porción de la muestra se esparce sobre una cazuela de bronce que se divide en dos partes
con un ranurador, permitiendo que esas dos partes fluyan como resultado de los golpes
recibidos por la caída repetida de la cazuela sobre una base normalizada. El límite líquido
multipunto, Método A, requiere 3 o más tanteos sobre un rango de contenidos de agua,
cuyos resultados se dibujan para establecer una relación a partir de la cual se determina el
límite líquido. El método de un punto, Método B, usa los datos de dos tanteos realizados
con un solo contenido de agua, multiplicado el valor obtenido por un factor de corrección.

Se calcula el contenido de humedad del suelo, expresándolo como porcentaje de la masa

del suelo secado en el horno, como sigue:
LÍMITE PLÁSTICO E ÍNDICE DE PLASTICIDAD

El límite plástico se define como el contenido de agua, en porcentaje, con el cual el suelo,
al ser enrollado en rollitos de 3,2 mm de diámetro se desmorona. El límite plástico es el
límite inferior de la etapa plástica del suelo. Estos valores adicionados al límite líquido
permiten la clasificación de los suelos por el método del sistema (SUCS). Este ensayo se
realizó según procedimiento indicado en la norma (E-126) del INVIAS. los resultados de
estos se muestran en el Anexo No. 3:

Ilustración 8 Rollos para limite plástico

RESUMEN METODO
El límite plástico se determina presionando de manera repetida una pequeña porción de
suelo húmedo, de manera de formar rollos de 3.2 mm (1/8") de diámetro, hasta que su
contenido de agua se reduce a un punto en el cual se produce el agrietamiento y/o
desmoronamiento de los rollos. El límite plástico es la humedad más baja con la cual se
pueden formar rollos de suelo de este diámetro, sin que ellos se agrieten o desmoronen.

El índice de plasticidad se calcula sustrayendo el límite plástico del límite líquido.

CÁLCULOS
Se calcula el Límite Plástico, expresado como el contenido de agua en porcentaje de la
masa de suelo seca al horno, de la siguiente manera:

Ilustración 9 carta de plasticidad para suelos

COMPACTACION DE SUELOS

La compactación en el proceso realizado generalmente por medios mecánicos por el cual

se obliga a las partículas de suelo a ponerse más en contacto con otras, mediante la
expulsión del aire de los poros , lo que implica una reducción más o menos rápida de las
vacíos, lo que produce en el suelo cambios de volumen de importancia, principalmente en
el volumen de aire, ya que por lo general no se expulsa agua de los huecos durante el
proceso de compactación, siendo por lo tanto la condición de un suelo compactado la de
un suelo parcialmente saturado.

Conceptos:
Factores que influyen en la compactación
Efecto en las propiedades de los suelos finos
Ensayos de laboratorio
Compactación en obra
Control de Compactación.
Compactación:
Terraplenes (estructuras de tierra)
-Presas
-Pavimentos
-Escolleras, muelles
Rellenos de terrenos
Mejoramiento de suelos (estabilización)
Remoldeo de muestras de laboratorio
Concepto de compactación:
Proceso de aplicación de energía mecánica al suelo para disminuir su volumen por reduc-
ción de relación de vacíos debido a eliminación del aire de los poros.

Objetivo de la compactación.
Metodología que procura:
-Mejorar propiedades mecánicas de los suelos
-Generar a partir de un suelo un material con propiedades mecánicas apropiadas

Efectos de la compactación en los suelos

Físicos:

-Reducción de e >Aumento de y

Mecánicos
-Aumento de la resistencia
-Disminución de la deformabilidad
-Disminución de la conductividad hidráulica
Características de la energía mecánica
Tiempo muy breve > condición no drenada
Disminución de volumen de vacíos por eliminación de aire > Reducción de volumen de
aire.
Proceso de compactación > Suelos o Materiales no saturados
Factores que influyen en la compactación
Proctor (1933) Prueba de laboratorio consistente en compactar suelo por impacto
variando contenido de humedad

Factores que influyen en la compactación:

-Contenido de humedad
-Energía específica de compactación (Energía aplicada por unidad de volumen)
-Tipo de suelo

RELACIONES HUMEDAD – PESO UNITARIO SECO EN LOS SUELOS (ENSAYO NORMAL DE

COMPACTACIÓN)
INV E – 141 – 13

Objetivo: Determinar relación yd – w de suelos o materiales granulares compactando en

moldes por impacto de masa de 5,5 lb (2,5 kg) y caída libre de 12 in. (305 mm)

Moldes metálicos rígidos cilíndricos:

-Diámetro interior 4,0 in. (101,6 mm); capacidad 944 cm3 (1 lt.) para suelos con tamaño
Máximo 4,75 mm (pasa tamiz #4)

Ilustración 10 molde estándar para compactación

ENSAYO DE COMPACTACIÓN PROCTOR

Método: Compactar en 3 capas de igual espesor

-25 golpes x capa en molde de 4 in.
-56 golpes x capa en molde de 6 in.
Energía específica: 6 kg.cm/cm3
Mínimo 5 moldes con muestras preparadas con diferentes contenidos de humedad
los resultados de estos se muestran en el Anexo No. 3:

Ilustración 11 Espécimen compactado.

GRADO DE COMPACTACIÓN (GC)

d
Gc (%)  100
 dmáx
Control de obra por Grado de compactación Se establece Gc mínimo admisible en función
de importancia y tipo de obra

Dificultades:
-Inadecuado para arenas uniformes (compacidad relativa)
-No representa estructura y propiedades mecánicas adecuadamente
-No permite comparar materiales diferentes.
DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL SUELO EN EL TERRENO POR EL MÉTODO DEL CONO Y ARENA INV E –
161 – 13

Este método de ensayo se usa para determinar en el sitio, con el equipo de cono y arena,
la densidad y el peso unitario de suelos compactados.

El método es aplicable a suelos que no contienen cantidades apreciables de fragmentos

de roca o de material grueso de tamaño superior a 38 mm (1½").

También se puede utilizar este método para determinar la densidad de suelos inalterados,
siempre y cuando los vacíos naturales del suelo sean lo suficientemente pequeños para
evitar que la arena usada para el ensayo penetre en dichos vacíos. El suelo u otros
materiales que se ensayen, deben tener suficiente cohesión o atracción de partículas, para
mantener estables las paredes de un hueco pequeño y deben ser lo suficientemente
firmes para soportar las pequeñas presiones que se ejercen al excavar el hueco y al
colocar el aparato sobre él, de tal manera que no se produzcan deformaciones ni
desprendimientos.

Este método de ensayo no es adecuado para suelos orgánicos, saturados o muy plásticos,
los cuales se deforman o se comprimen durante la excavación del hueco requerido para el
ensayo. Es posible que este método de ensayo no sea adecuado para suelos constituidos
por materiales granulares sueltos que no mantengan estables las paredes del hueco, o
que contengan cantidades apreciables de material grueso superior a 38 mm (1½"), como
tampoco para suelos granulares con altas relaciones de vacíos.

Cuando los materiales probados contengan cantidades apreciables de partículas mayores

a 38 mm (1½"), o cuando se requiera que el volumen de hueco sea superior a 2830 cm3
(0.1 pie3), resultan más apropiados los métodos de ensayo descritos en las normas INV E-
165 o ASTM D 5030. Si las partículas no exceden de 75 mm (3"), se podrá aplicar el Anexo
C de la presente norma. los resultados de estos se muestran en el Anexo No. 3:

RESUMEN METODO
Se excava manualmente un hueco en el suelo que se va a ensayar y se guarda en un recipiente
todo el material excavado. Se llena el hueco con una arena de densidad conocida que fluye
libremente, y se determina el volumen del hueco. Se calcula la densidad húmeda del suelo en el
lugar, dividiendo la masa del material húmedo removido por el volumen del hueco. Se determina
el contenido de humedad del material extraído del hueco y se calculan su masa seca y su densidad
seca in-situ, usando la masa húmeda del suelo, la humedad y el volumen del hueco
 Ilustración 10 Equipo para densidades de campo.

Ilustración 11 proceso de toma de muestra con el método cono de arena.

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DE LOS SUELOS Y DEL

LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA
INV E – 128 – 13

Esta norma de ensayo se utiliza para determinar la gravedad específica de los suelos que
pasan el tamiz de 4.75 mm (No. 4) y del llenante mineral de las mezclas asfálticas (filler),
empleando un picnómetro. Cuando el suelo contiene partículas mayores que el tamiz de 4.75
mm (No. 4), la gravedad específica de éstas se deberá determinar de acuerdo con el método
de ensayo descrito en la norma INV E–223.

La norma INVE-223 describe el procedimiento que se debe seguir para determinar la

densidad promedio de una cantidad de partículas de agregado fino (sin incluir los vacíos
entre ellas), la densidad relativa (gravedad específica) y la absorción del agregado fino.
Dependiendo del procedimiento utilizado, la densidad, en kg/m3 (lb/pie3), se expresa
como seca al horno (SH), saturada y superficialmente seca (SSS) o aparente. Además, la
densidad relativa (gravedad específica), que es una cantidad adimensional, se expresa
como seca al horno (SH), saturada y superficialmente seca (SSS) o aparente (gravedad
específica aparente). La densidad seca al horno (SH) y la densidad relativa seca al horno
(SH) se deben determinar luego del secado del agregado. La densidad SSS, la densidad
relativa SSS y la absorción se determinan luego de sumergir el agregado en agua durante
un período especificado

RESUMEN METODO
Se seca el espécimen en el horno a 110 ± 5°C (230 ± 9°F) hasta masa constante. Todos los
terrones que contenga el suelo se deberán desintegrar empleando un mortero con una
maja de caucho. Si el suelo no se dispersa fácilmente después del secado o ha cambiado
su Sección 100 - SUELOS E – 128 composición, se deberá usar el Método A. En el numeral
se indican los suelos que requieren obligatoriamente el método A.

Se inserta el embudo en el picnómetro. El cuello del embudo debe pasar la marca de

calibración o el sello de taponamiento. Se introducen los sólidos de suelo en el embudo
empleando una cuchara. Se lavan las partículas de suelo que queden adheridas al
embudo, aplicando agua con la botella plástica con atomizador.

Preparación de la lechada de suelo – Se añade agua hasta que su nivel esté entre 1/3 y 1/2
de la profundidad del cuerpo principal del picnómetro. Se agita el agua hasta formar una
lechada. Se enjuaga cualquier suelo adherido a la parte superior del picnómetro de
manera que se añada a la lechada.

Si en vez de una lechada se forma una pasta viscosa, se debe usar un picnómetro de
mayor volumen.

Nota 4: En algunos suelos que contienen una cantidad significativa de materia orgánica, el
kerosene es mejor agente humedecedor que el agua y se puede usar en lugar del agua
destilada en muestras secadas al horno. Si se usa, el aire atrapado sólo podrá ser
removido con una aspiradora. El kerosene es inflamable y, por lo tanto, se debe usar con
extrema precaución.
Extracción del aire atrapado en la lechada – El aire se puede extraer usando calor
(hirviendo la lechada), aspirándolo con la bomba de vacío o mediante una combinación de
calor y aspiración.

Al usar solo el método del calor, la operación se debe continuar por lo menos durante 2
horas después de que la lechada comience a hervir. Se debe usar solamente el calor
necesario para mantener la lechada hirviendo. Se agita la lechada cuanto sea necesario,
para evitar que el suelo se seque o se pegue en el frasco por encima de la superficie de la
lechada.

Si solamente se usa la bomba de vacío, el picnómetro se debe agitar continuamente bajo

vacío, por lo menos por dos horas. Agitar continuamente significa que los sólidos limo
arcillosos deben permanecer en suspensión y la que lechada se encuentre en cosntante
movimiento. El vacío debe permanecer relativamente constante y ser suficiente para
producir burbujeo al comienzo del proceso de aspiración de aire.

Si se usa una combinación de calor y vacío, los picnómetros se pueden colocar en un baño
de agua tibia (a no más de 40°C) durante la aplicación del vacío. El nivel de agua en el
baño debe estar ligeramente por debajo del nivel de agua en el picnómetro. Si el vidrio del
picnómetro se calienta demasiado, el suelo tenderá a secarse o a pegarse contra el vidrio.
La duración de la combinación de vacío y calor debe ser por lo menos de una hora,
después de que comience el hervor. Durante el proceso, la lechada se debe agitar cuanto
sea necesario para mantener la ebullición y evitar que el suelo se seque sobre el
picnómetro.

Se sumerge en agua una muestra del agregado durante un período de 24 ± 4 h, para llenar
sus poros permeables. Una vez retiradas del agua, las partículas del agregado se secan
superficialmente y se determina su masa. Posteriormente, la muestra (o una parte de ella)
se coloca en un recipiente graduado y se determina su volumen por el método
gravimétrico o el volumétrico. Finalmente, la muestra se seca al horno y se determina su
masa seca. Usando los valores de masa obtenidos y las fórmulas incluidas en esta norma,
es posible calcular la densidad, la densidad relativa (gravedad específica) y la absorción del
agregado. los resultados de estos se muestran en el Anexo No. 3:
 Ilustración 12 matraz más agua

Ilustración 13 temperatura inicial del agua Ilustración 14 vaciado del suelo al matraz
DETERMINACIÓN DE LOS TAMAÑOS DE LAS PARTÍCULAS DE LOS SUELOS
INV E – 123 – 13

Esta norma se refiere a la determinación cuantitativa de la distribución de los tamaños de

las partículas de un suelo. La distribución de las partículas mayores de 75 μm (retenidas en
el tamiz No. 200) se determina por tamizado, mientras que la distribución de los tamaños
de las partículas menores de 75 μm se determina por un proceso de sedimentación
empleando un hidrómetro.

RESUMEN METODO
La porción de muestra retenida en el tamiz de 2.0 mm (No. 10) se separa en una serie de
fracciones, usando los tamices de 75 mm (3"), 50 mm (2"), 37.5 mm (1 ½"), 25.0 mm (1"),
19.0 mm (3/4"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No. 4) y 2.00 mm (No. 10), o los que sean
necesarios, dependiendo de la muestra o de las especificaciones aplicables al material que
se ensaya.

En la operación de tamizado manual se sacude(n) el tamiz o tamices con un movimiento

lateral y vertical acompañado de vibración y recorriendo circunferencias, de forma que la
muestra se mantenga en movimiento continuo sobre las mallas. En ningún caso se
permite girar o manipular fragmentos de la muestra para que pasen a través de un tamiz.
Al desmontar los tamices se debe comprobar que la operación está terminada; esto se
sabe cuando no pasa más del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto,
operando cada tamiz individualmente. Si quedan partículas atrapadas en la malla, se
deben separar con una brocha o cepillo y reunirlas con lo retenido en el tamiz. Cuando se
utilice una tamizadora mecánica, el resultado se puede verificar usando el método
manual.

Se determina la masa de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0.1 %. La
suma de las masas de todas las fracciones y la masa inicial de la muestra no deben diferir
en más de 1 %.
Ilustración 15 lavado por el tamiz 200 Ilustración 16 muestra de suelo a tamizar

Ilustración 11 tamices Ilustración 12 retenido en cada tamiz

Tabla de contenido
1. INTRODUCCION............................................................................................ 2
2. OBJETIVOS .................................................................................................... 3
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................................................ 3
DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS .................................................................................................. 4
ENSAYOS DE CAMPO Y LABORATORIO ..................................................................................... 6
EXPLORACIÓN Y MUESTREO DE SUELOS MEDIANTE BARRENAS INV E – 112 – 13 .................... 7
ENSAYO NORMAL DE PENETRACIÓN (SPT) Y MUESTREO DE SUELOS CON TUBO PARTIDO ...... 8
INV E – 111 – 13 ....................................................................................................................... 8
OBTENCIÓN DE MUESTRAS DE SUELO MEDIANTE TUBOS DE PARED DELGADA ..................... 12
INV E – 105 – 13 ..................................................................................................................... 12
ENSAYO DE PESOS UNITARIOS ............................................................................................... 13
DETERMINACIÓN EN EL LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE MUESTRAS
DE SUELO, ROCA Y MEZCLAS DE SUELO –AGREGADO............................................................. 13
DETERMINACIÓN DEL LÍMITE LÍQUIDO DE LOS SUELOS.......................................................... 15
LÍMITE PLÁSTICO E ÍNDICE DE PLASTICIDAD ........................................................................... 16
COMPACTACION DE SUELOS .................................................................................................. 17
RELACIONES HUMEDAD – PESO UNITARIO SECO EN LOS SUELOS (ENSAYO NORMAL DE
COMPACTACIÓN) ................................................................................................................... 19
INV E – 141 – 13 ..................................................................................................................... 19
DENSIDAD Y PESO UNITARIO DEL SUELO EN EL TERRENO POR EL MÉTODO DEL CONO Y
ARENA INV E – 161 – 13 ......................................................................................................... 21
DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LAS PARTÍCULAS SÓLIDAS DE LOS SUELOS
Y DEL LLENANTE MINERAL, EMPLEANDO UN PICNÓMETRO CON AGUA ................................ 22
INV E – 128 – 13 ..................................................................................................................... 22
DETERMINACIÓN DE LOS TAMAÑOS DE LAS PARTÍCULAS DE LOS SUELOS ............................. 26
INV E – 123 – 13 ..................................................................................................................... 26

Tabla de contenido ........................................................................................ 28

CONCLUSIONES .............................................................................................. 30
ANEXO 2 ................................................................................................................................. 31
 ANEXO 3 ................................................................................................................................. 32

BIBLIOFRAFIA ................................................................................................. 33
CONCLUSIONES

Las clasificaciones de los suelos encontrados se encuentran más detalladas en los resulta-
dos de laboratorio (Anexo No. 2) y en el capítulo de descripción de los suelos.

Las normas invias tienen como propósitos darnos a conocer los procedimientos y
parámetros para indicarnos como realizar ensayos, para tener en cuenta las
especificaciones de los métodos que vimos en este escrito.

Cada uno de los materiales utilizados, procedimientos y cálculos se especificarán por

medio de los métodos explicados, tanto en la norma, como en las instrucciones teóricas
de clase y los libros especializados en la materia.

Se tendrá en cuenta las tablas especificaciones de los materiales naturales y elaborados,

utilizados en la construcción de ingeniería civil.

NOTA FINAL: Teniendo en cuenta que las consideraciones de este estudio se realizaron
con base en perforaciones puntuales (1) y que las condiciones estratigráficas pueden va-
riar en el momento de las excavaciones, una vez realizadas estas se recomienda que un
Ingeniero Geotecnista visite la obra y defina si las hipótesis y suposiciones que permitie-
ron realizar el estudio se conservan o no.
 ANEXO 2

PERFILES ESTRATIGRÁFICOS
 ANEXO 3

RESULTADOS DE LABORATORIO
BIBLIOFRAFIA

Consultas normas: ASTM

Consultas normas: AASTHO
Búsquedas y consultas en google.
Diccionario de geotecnia básico.
Libro mecánica de suelos autor.: Juárez Badillo