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TIPOS DE SUELOS.

Dada la gran variedad de suelos que se presentan en la naturaleza la

mecnica de los suelos ha desarrollado algunos mtodos de clasi!icaci"n delos mismos. #ada uno de estos mtodos tiene$ prcticamente su campo de

aplicaci"n seg%n la necesidad & usos que los ha&a !undamentado.

's( se tiene la clasi!icaci"n de los suelos seg%n el tama)o de sus part(culas$

la clasi!icaci"n de la 'sociaci"n americana de !uncionarios de caminos

p%*licos$ la clasi!icaci"n de la administraci"n aeronutica civil$ el sistema

uni!icado de clasi!icaci"n de suelos +SU#S,.Es importante hacer notar que cualquier clasi!icaci"n de*e estar *asada en

las propiedades mecnicas de los suelos$ &a que estas son elementales en

las variadas aplicaciones de la construcci"n.

FUNDAMENTOS DE LA MECANICA DE SUELOS

La mecnica de suelos est re!erida al estudio del comportamiento de lossuelos$ solicitado por los di!erentes tipos de carga- al estudio de sus

propiedades !(sicas & mecnicas- & a la aplicaci"n de los resultados de esos

estudios$ para la soluci"n de muchos pro*lemas prcticos de ingenier(a civil.

La importancia de la mecnica de suelos es determinar el uso del suelo

indicado para soportar las cargas transmitidas por medio de las

cimentaciones de las estructuras$ & en !orma segura.

La mecnica de suelos est regida por las le&es de la mecnica & la

hidrulica & para su estudio se apo&a en la geolog(a$ la geotecnia$ la

topogra!(a & la hidrolog(a. Por lo tanto podemos de!inir a la mecnica de

suelos as( 'plicaci"n de las le&es de la mecnica & la hidrulica a los

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pro*lemas de ingenier(a que tratan con sedimentos & otras acumulaciones

no consolidadas de part(culas s"lidas $ producidas por la desintegraci"n

mecnica & descomposici"n qu(mica de las rocas$ independientemente de

que tengan o no contenido de materia orgnica.

#uando se ha*la de sedimentos & otras acumulaciones no consolidadas de

part(culas s"lidas$ es ha*lar del suelo.

/0UE SE E1TIE1DE PO2 2O#' 3 0UE PO2 SUELO4

Los trminos roca & suelo$ en las acepciones en que son utilizados por el

ingeniero civil & a di!erencia del concepto geol"gico que supone roca a todos

los elementos constitutivos de la corteza terrestre$ implican una clara

di!erencia entre dos tipos de materiales. La roca es considerada como un

agregado natural de part(culas minerales unidas mediante grandes !uerzas

cohesivas. Llamamos roca a todo material que suponga una alta resistencia$

& suelo$ contrariamente$ a todo elemento natural compuesto de corp%sculos

minerales separa*les por medios mecnicos de poca intensidad$ como son la

agitaci"n en agua & la presi"n de los dedos de la mano. Para distinguir un

suelo de una roca podemos hacer uso de un vaso de precipitado con agua

en el que se introduce la muestra a clasi!icar & se agita. La desintegraci"n del

material al ca*o del tiempo conduce al cali!icativo de suelo$ considerndose

roca en el caso de e!ectos contrarios. Por medio de la compresi"n podemos

esta*lecer una !rontera numrica- si el material rompe a menos de 56 7g8cm9

se toma como suelo$ signi!icando que tal limite es ar*itrario & que$ en

ocasiones$ muestras que superan en el la*oratorio el supradicho es!uerzo

son mane:adas con los criterios de suelo.

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Tomando en cuenta lo anterior de!iniremos suelo & roca de una manera ms

detallada as(

2O#' ;aterial consolidado & endurecido$ con!ormado principalmente por

part(culas minerales$ que para e

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la roca madre de donde proviene. En este proceso solamente ha& una

trans!ormaci"n !(sica.

Un macizo rocoso sometido a los e!ectos del sol$ agua & viento$ cu&a la*orcon:unta denominase intemperizaci"n. La acci"n solar diurna provoca

dilataciones volumtricas & es!uerzos internos en las masas de roca$

m

El agua penetra por las hendiduras$ resque*ra:aduras & !allas de la rocamadre$ & al pasar del estado l(quido al s"lido con un aumento de volumen del

orden del 5@A$ durante las pocas de temperaturas *a:as$ se convierte en

cu)as de hielo o detonantes que hacen saltar la roca en !ragmentos. El agua

de lluvia en !orma de torrente & go*ernada por la !uerza de la gravedad$

desgasta las super!icies rocosas$ llevando en s( los productos que arranca$

los cuales a su vez aumentan su poder a*rasivo. De este modo el agua

desempe)a un papel dual$ simultneo$ como agente destructivo & de

transportaci"n.

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El aire en movimiento tiene$ igualmente$ capacidad demoledora$ m

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usualmente$ de aumentos de volumen en los nuevos minerales !ormados$

coad&uvando a la desintegraci"n de los cuerpos originales.

La car*onataci"n es el proceso de descomposici"n que su!ren los cristales

que contienen calcio$ magnesio$ sodio o potasio al reaccionar con aguas

car*onatadas$ !ormndose car*onatos o *icar*onatos.

La disoluci"n es propia de la caliza & el mrmol que ven destruir su

car*onato clcico en soluciones que contengan *i"

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5, Suelo grueso

9, Suelo !ino

Esta su*divisi"n se logra de una manera convencional en el la*oratorio

haciendo uso del tamiz 1o 9@@ +@.@BCmm,$ siendo suelo grueso todo elmaterial retenido en dicho tamiz & suelo !ino todo el que pasa. En cuanto al

suelo grueso tenemos gravas & arenas producidas por procesos mecnicos$

& en cuanto al suelo !ino tenemos los limos & las arcillas$ los limos se

producen por procesos mecnicos & las arcillas por procesos qu(micos.

P2I1#IP'LES TIPOS DE SUELOS E1 L' 1'TU2'LE'

' continuaci"n se descri*en los suelos ms comunes con los nom*res

generalmente utilizados por el ingeniero civil para su identi!icaci"n

=2''S Son acumulaciones sueltas de !ragmentos de roca originadas

generalmente por meteorizaci"n mecnica de la roca$ &a sea natural o por el

hom*re. Dado su origen$ cuando son acarreadas por las aguas las gravas

su!ren desgaste en sus aristas & son$ por lo tanto$ de !orma angular a

redondeadas.

#omo material suelto producido naturalmente$ suele encontrarse en los

conos de de&ecci"n de los r(os$ en depresiones de terrenos rellenados por el

acarreo de los r(os$ etc. . Estas gravas ocupan grandes e

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concreto con grava o*tenida por procesos naturales cuado sta posee

ciertas propiedades & se encuentra limpia & de !orma apropiada.

'2E1'S =ranos mas !inos que la grava procedentes de la denudaci"n delas rocas o de su trituraci"n arti!icial. El origen & la e

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'2#ILL'S Part(culas derivadas de la descomposici"n &8o alteraci"n que

su!ren los constitu&entes de las rocas+proceso qu(mico,.

Son plsticas cuando estn h%medas$ lo cual de!ine su consistencia$ &

cuando estn secas son duras$ su permea*ilidad es mu& *a:a o casi nula.En trminos de composici"n qu(mica diremos que una arcilla es un silicato de

al%mina hidratado$ aunque en no pocas ocasiones contiene tam*in silicatos

de hierro o de magnesio hidratados. La estructura de estos minerales es$

generalmente cristalina & mu& complicada$ sus tomos estn dispuestos en

!orma laminar.

;'TE2I' O2='1I#' egetales en descomposici"n +tur*a,.

El sistema que mas satis!ace los di!erentes campos de aplicaci"n es el

SU#S 3 la ''SFTO.

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1OT'S los suelos que posean las caracter(sticas de dos grupos se

designan con la com*inaci"n de s(m*olos por e:emplo =GH=#

La divisi"n de los grupos =; & S; en su*divisiones d & u son para caminos

& aeropuertos %nicamente- las su*divisiones estn *asadas en los l(mites

'tter*erg el su!i:o d se usa cuando L.L. es de 9 o menos & el IP es de J o

menos el su!i:o u es cuando L.L. es ma&or que 9

Datos de 'tter*erg

IP (ndice plstico depende de la cantidad de arcilla e indica el rango de

h%meda atravez del cual los suelos con cohesi"n tienen propiedades de un

material plstico

IPK @ el suelo es no plstico

#uando IP B el suelo presenta *a:a plasticidad

BIP5B el suelo es medianamente plstico.

IPM5B 'ltamente plstico.

LL limite l(quido contenido de humedad e

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cohesivos pasan de un estado semis"lido a un estado plstico. K +PhHPs,8

Ps N5@@

Ph peso h%medo

Ps peso secoL# Limite de contracci"n se de!ine como el porcenta:e de humedad con

respecto al peso seco de la muestra con el cual una reducci"n de agua &a no

ocasiona una disminuci"n en el volumen del suelo

SE=U1DO P'2#I'L 9@5C

UTILID'D DE L' IDE1TI>I#'#IO1 DE LOS SUELOS.

Es mu& importante &a que de esa manera se puede conocer cualitativamente

las propiedades mecnicas e hidrulicas de los mismos seg%n el grupo en

que se sit%en$ sin em*argo ha& que tener siempre presente que la

e

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H Elegir el me:or sitio.

H #onocer propiedades del suelo del sitio H

+#onsistencia$ #apacidad de carga admisi*le$ etc.,

H De!inir pro!undidad de estructura de#imentaci"n.

, En Edi!icios H De!inir pro!undidad de rellenos +en !unci"n delmaterial a restituir$ por nivelaci"n u otros casos,

H Sugerir tipo de estructura de cimentaci"n

+apata$ pilote$ etc.,

H De!inir mtodos de tratamiento de suelos pararellenos +selecto$ suelo cemento$ etc.,

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#, En otras o*rasQQ.Puentes$ Ur*anizaciones$ Presas$ Puertos$ etc.

IMPORTANTE: Para todo lo anterior la mecnica de suelos se apo&a de lageolog(a$ topogra!(a$ hidrogeolog(a$ entre otras ciencias.

'SPE#TOS =E1E2'LES E1 U1 ESTUDIO DE SUELOS

R Inspecci"n del sitio 2elieve$ egetaci"n$ etc

R E

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PROPIEDADES DE LOS SUELOS DE MAYOR

INTERES PARA EL CONSTRUCTOR.

'l ingeniero lo que ms le interesan son las propiedades mecnicas del

suelo$ las cuales *e*en ser evaluadas mediante parmetros cuantitativos

que le sirvan en el calculo de la esta*ilidad de las !undaciones o estructuras

de tierra. Estas propiedades mecnicas !undamentales son

a, La resistencia al corte.

*, La compresi*ilidad.

c, La permea*ilidad.

Estas propiedades mecnicas del suelo se pueden conocer mediante

prue*as de la*oratorio$ & para realizar estas prue*as es necesario e

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, =ravedad espec(!ica +=s,$ *a:o norma 'ST; DC6

#, =ranulometr(a$ *a:o norma 'ST; D699 & ''SFTO ;56C

D, Limites de consistencia +limites de atter*erg,

D5 Limite liquido$ 'ST; D69$ ''SFTO TV D9 Limite plstico$ 'ST; D696$ ''SFTO T @B@

E, La compactaci"n +proctor,$

E5 estndar$ 'ST; DCV & ''SFTO T VV

E9 modi!icada$ 'ST; D5CCB & ''SFTO T 5@

>, Densidad de compactaci"n

>5 +cono de arena,$ 'ST; D5CC

>9 dens(metro nuclear.

=, #ompresi"n tria

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- 0u tipos de suelos e

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IMPORTANTE: Se denomina cimentaci"n a la parte soportante de una

estructura$ este termino se aplica usualmente en !orma restrictiva al miem*ro

que transmite la carga de la superestructura a la tierra$ es decir zapatas$

placas de cimentaci"n$ pilotes$ etc. pero en su ms amplio sentido lacimentaci"n inclu&e el suelo & la roca que est por de*a:o$ por lo que

tam*in se les llama estructuras de cimentaci"n.

PROGRAMA PARA LA EXPLORACION SUBSUPERFICIAL DEL SUELO

Pasos para la eO2;'#IY1 P2ELI;I1'2

- Tipo de estructura a construir & su uso general.

- #argas apro

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9, 2E#O1O#I;IE1TO DEL LU='2

La inspecci"n es siempre mu& necesaria realizarla$ con el o*:eto de o*tener

la siguiente in!ormaci"n

H Topogra!(a general del sitio +evidencias de pendientes$ vaguadas$dep"sitos de escom*ros$ etc.,

H Estrati!icaci"n del suelo$ o*servada en los cortes pro!undos carreteras$

v(as !rreas$ etc.

H Tipo de vegetaci"n del sitio$ indica la naturaleza del suelo.

H 'ltura de las aguas m

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IMPORTANTE Se entiende por muestra de suelo a la cantidad de suelo

representativa del lugar de inters$ necesaria para realizar todas las prue*as

de la*oratorio indicadas seg%n el prop"sito$ & puedan repetirse aquellasprue*as cu&o resultado sea dudoso.

;ETODOS DE EXPLO2'#IO1

a, POOS ' #IELO 'IE2TO.

Uno de los mtodos usados en nuestro medio para la e

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*, EXPLO2'#IO1 #O1 '22' POSTE'DO2'

La *arra posteadora es un *arreno manual$ el cual consiste en dos ho:as que

retienen el suelo que cortan al rotarlo$ aqu( se o*tienen muestras alteradas$

es decir muestras disgregadas en trozos que no conservan las condiciones

de estructura & humedad del suelo natural de donde provienen. Estas

muestras se e

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c, E1S'3O DE PE1ET2'#IO1 EST?1D'2 +SPT,

Es una per!oraci"n hecha en el suelo con un equipo especial que

*sicamente esta compuesto por un tr(pode de sostn$ un motor para

accionarlo$ un martillo para golpear & una herramienta de corte o de avance

llamada muestreador$ esta herramienta de corte es llamada tam*in

penetr"metro o cuchara partida.

En este mtodo se o*tienen muestras alteradas & tiene la venta:a que

adems de identi!icar el suelo$ conocer estratigra!(a & la humedad a

di!erentes pro!undidades$ permite determinar una *uena estimaci"n de la

resistencia a la compresi"n simple del suelo a partir del n%mero de golpes

dados por el martillo para una pro!undidad espec(!ica de penetraci"n del

muestreador. El muestreador se e

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ES0UE;'

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Es el mtodo de e

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cuando un suelo posee valores de 1MC@ golpes8pie$ cuando mas de5@@

golpes en total han sido aplicados$ o cuando no se o*serva avance del

muestreador durante la aplicaci"n de 5@ golpes sucesivos del martillo.

#aracter(stica com%n que posee el talpetate en nuestro pa(s

#O22EL'#IO1 #O1 L'S '2E1'S DE '#UE2DO #O1 LOS

2ESULT'DOS DE LOS E1S'3OS DE PE1ET2'#IY1. TE2'=FI +5VCC,

1o DE =OLPES

Z1[

#O1SISTE1#I' 'ngulo de >ricci"n

Interna Z\[

#ompacidad

2elativa@ 6 ;u& suelta 9] @ H 5CA

C 5@ Suelta 9]H @] 5J H CA55 @ ;edianamente densa @]H J] J H JCA5 C@ Densa J]H 65] JJ H CAM C@ ;u& densa M65] J H 5@@A

#O22EL'#IO1 #O1 L'S '2#ILL'S DE '#UE2DO #O1 LOS

2ESULT'DOS DE LOS E1S'3OS DE PE1ET2'#IY1 . +TE2'=FI 5VCC,

1o DE

=OLPES

Z1[

#O1SISTE1#I' 2ESISTE1#I' '

#O;P2ESIO1

SI;PLE +qu, en ^8cm9

'ngulo de

>ricci"n

Interna \ 9 ;u& *landa @.9C @]

9 6 landa @.9C @.C @]H 9]6 ;edianamente

compacta

@.C H5.@ 9]H 6]

5C #ompacta 5.@ 9.@ 6]H J]5C @ ;u& compacta 9.@ 6.@ J]H 59]M @ Dura M 6.@ M 59]

P2O>U1DID'D DE LOS SO1DEOS #O1 E0UIPO SPT

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El n%mero$ pro!undidad & espaciamiento de los sondeos sern determinados

por el ingeniero geotecnista & el dise)ador estructural$ con!orme a las

caracter(sticas propias del pro&ecto. Sin em*argo$ se presenta a

continuaci"n la pro!undidad m(nima de los sondeos *asados en e

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Edi!icio industrial de una planta 9@ J@#arreteras 9C@ C@@Presas & diques 6@ @

ESP'#I';IE1TO SU=E2IDO E1T2E PE2>O2'#IO1ES SPTU OT2OS.

N Para carreteras$ de @@ a C@@ m.

N En o*ras de paso como puentes$ a criterio del Ing. Estructural &

=eotcnico.

N Dependiendo de la importancia de la estructura.

N En !unci"n del n%mero de niveles.

N Si eecha de realizaci"n del sondeo.

e, Elevaci"n del nivel >retico.

!, alor de 1. +si el sondeo es spt ,

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g, 1%mero$ tipo & pro!undidad de las muestras.

h, Per!oraci"n en roca Tipo de muestreador