cap 12 geotecnia
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Parámetros de resistencia de suelosTRANSCRIPT
12-1
CAPÍTULO 12
GEOTECNIA
12.1. ROCAS
12.1.a. CLASIFICACIÓN
TABLA 12.1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
ÁCIDAS DE GRANO GRUESO -Granito-DioritaDE GRANO FINO -Andesita-Riolita
ÍGNEAS BÁSICAS DE GRANO GRUESO -GabroDE GRANO FINO -Basalto
NO GRANULARES -Pedernal-Obsidiana
DE GRANO GRUESO-Conglomerado-Brecha-Pudinga
SEDIMENTARIAS DE GRANO FINO -Arenisca-Ortocuarcita-Arcosa-Grauvaca-Limolita-Arcillita
NO GRANULARES -Caliza-DolomitaCRISTALINAS -Yeso-Anhidrita
DE GRANO GRUESO -GneisMETAMÓRFICAS DE GRANO FINO -Pizarra-Esquisto
NO GRANULARES -Cuarcita-Mármol
12.1.b. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS
TABLA 12.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE VARIOS TIPOS DE ROCAS
TIPO DE ROCA RESISTENCIA ACOMPRESIÓN (Kg/cm2)
DENSIDAD(Tm /m3)
AndesitaArcillitaAreniscaBasaltoCaliza
ConglomeradoCuarcitaDacita
DiabasaDolomíaEsquistoGabroGneis
Granito alteradoGranito sano
GrauvacaMarga
MármolMicacitaPizarraRiolita
TraquitaYeso
1.500-2.500280-80080-2.000
2.000-4.000800-1.500
1.400900-4.7001200-50001.600-2.400360-5.600108-2.3001500-28001.500-3.000108-1.450800-2.700
2.000-2.50035-1.970800-1.500200-653
2.000-2.500800-1600
3.30040-430
2,5 a 2,82,2 a 2.71,6 a 2,92.7 a 2,81,5 a 2,82,0 a 2,72,3 a 2,7
2,5 a 2,752,8 a 3,12,2 a 2,92,7 a 2,92,8 a 3,12,5 a 2,82,5 a 2,62,5 a 2,82,6 a 2,72,6 a 2,72,6 a 2,82,4 a 3,22,7 a 2,8
2,45 a 2,62,70
2,2 a 2,3
TABLA 12.3. EVALUACIÓN IN SITU DE RESISTENCIA DEL MATERIAL ROCOSO
12-2
DESCRIPCIÓN RESISTENCIA COMPRESIÓNSIMPLE (Kg/cm2)
HUELLA Y SONIDO
Muy blanda
Blanda
Media
Moderadamente duraDura
Muy dura
10-15
50-250
250-500
500-10001000-2500
> 2500
El material se disgrega completamente con un golpe del picodel martillo y se deshace con navaja.El material se indenta de 1,5 a 3 mm con el pico del martilloy se deshace con la navaja.El material NO se deshace con la navaja. La muestra soste-nida en la mano se rompe con UN (1) golpe de martillo.La muestra se rompe con VARIOS golpes de martillo.La muestra depositada en el suelo se rompe con UN (1)golpe.La muestra se rompe con dificultad a golpes con el pico delmartillo. Sonido MACIZO.
12-3
12.1.c. VALORACIÓN DE ROCAS
TABLA 12.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE ROCAS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DEPEDRAPLENES
TIPOS DE ROCACAPACIDADDE CARGA
MODIFICACIÓN DERESISTENCIA EN
PRESENCIA DE AGUACOMPACTABILIDAD
ALTERABILIDADPOTENCIAL OBSERVACIONES
Ígneas ácidas de granogrueso
Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas
Ígneas básicas de granogrueso
Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas
Ígneas ácidas de granofino
Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas
Ígneas básicas de granofino
Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas
Ígneas no granulares Alta Nula Muy difícil Baja Difíciles de excavar, rasantear y compactarSedimentarias de grano
gruesoAlta Muy baja Media Baja Su capacidad de carga depende mucho del grado
de cementaciónSedimentarias de grano
finoAlta Media a baja Media a fácil Media Suelen ser peligrosas si se presentan en capas
alternadas con arcilla ó si tienen poca cohesiónSedimentarias no granu-
laresMuy alta Baja Media a fácil Baja Conviene analizar que no presenten oquedades y
cuevasSedimentarias cristalinas Baja Muy alta Irregular Muy alta Solubles, muy peligrosasMetamórficas de grano
gruesoAlta Nula Difícil Baja Hay que eliminar zonas meteorizadas
Metamórficas de granofino
Alta a media Media a baja Difícil a media Alta Pueden deslizar por los planos de estratifica-ción, si éstos son inclinados
Metamórficas no granu-lares
Muy alta Nula Difícil Muy baja Muy difícil de excavar, rasantear y compactar
12.2.SUELOS
12-4
12.2.a.CLASIFICACIÓN SUELOS SUCSTABLA 12.5.
Divisiones principales Símbolodel grupo
Nombre clásico Método de identificación en campo excluyendo partícu-las mayores de 75 mm
Clasificación de laboratorio
1 2 3 4 5 6
GWGravas bien graduadas, mezclas de grava
y arena, poco ó ningún finoAmplio margen de variación del grano y cantidadesimportantes de todos los tamaños intermedios de los
granos
Gra
vas
limpi
as(p
oco
ó ni
ngún
fino)
GPGravas pobremente graduadas,mezclas de
grava y arena, poco ó ningún finoPredomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando
algunos tamaños intermedios
610
60 >=DD
Cu
3)(
16010
230 <×
=<DD
DCc
GM Gravas limosas, mezclas de grava, arena ylimo
Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedi-miento de identificación ver grupo ML)
Los límites de Atterberg bajola línea A ó IP < 4
GR
AV
AS
Más
de
la m
itad
de lo
s gr
ueso
s es
> 5m
m
Gra
vas
con
fino
s (a
pre-
ciab
le c
anti-
dad)
GCGravas arcillosas, mezclas de grava, arena
y arcillaFinos plásticos (para procedimiento de identificación ver
grupo CL)Los límites de Atterberg sobre
la línea A ó IP > 7
Los límites que caen en la zona rayada,con IP entre 4 y 7,son casos límite que
requieren doble símbolo
SWArenas bien graduadas, arenas con grava,
poco ó ningún finoAmplio margen de variación del grano y cantidadesimportantes de todos los tamaños intermedios de los
granos
Are
nas
limpi
as(p
oco
ó ni
ngún
fino)
SPArenas pobremente graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún finoPredomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando
algunos tamaños intermedios
410
60 >=D
DCu
3)(
16010
230 <×
=<DD
DCc
SMArenas limosas, mezclas de arena y limo Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedi-
miento de identificación ver grupo ML)Los límites de Atterberg bajo la
línea A ó IP< 4
Suel
os d
e gr
ano
grue
soM
ás d
e la
mita
d de
l mat
eria
l es
may
or q
ue e
l t. n
º200
AR
EN
AS
Más
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< 5
mm
Par
a cl
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visu
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l tam
iz n
º4 e
quiv
ale
a 5
mm
Are
nas
con
fino
s (a
pre-
ciab
le c
anti-
dad)
SCArenas arcillosas, mezcla de arena y
arcillaFinos plásticos (para procedimiento de identificación ver
grupo CL) Det
erm
inar
los%
de g
rava
y a
rena
des
pués
de
la c
urva
gra
nulo
mét
rica
yde
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s el
% d
e fi
nos(
frac
ción
men
or q
ue e
l tam
iz n
º200
)
Los límites de Atterberg sobrela línea A ó IP> 7
Los límites que caen en la zona rayada,con IP entre 4 y 7,son casos límite que
requieren doble símbolo
Método de identificación en la fracción menor de tamiznº40 (0.4 mm)
Resistencia a la rotura Dilatancia Plasticidad
ML Limos inorgánicos de baja compresibilidad Ninguna a ligera Rápida a lenta Ninguna
CLArcillas inorgánicas de baja a media
compresibilidad arcillas con gravas, arcillasarenosas, arcillas limosas
Media a alta Ninguna a muylenta
Media
Lim
os y
arc
illas
.L
ímite
líqu
ido
me-
nor
que
50
OL Limos orgánicos y arcillas limosas orgáni-cas de baja compresibilidad Ligera a media Lenta Ligera
MH Limos inorgánicos de alta compresibilidad Ligera a media Lenta aninguna
Ligera amedia
CH Arcillas inorgánicas de alta compresibili-dad
Alta a muy alta Ninguna Alta
Suel
os d
e gr
ano
fino
Más
de
la m
itad
del m
ater
ial e
s m
enor
que
el t
. nº2
00
El t
amañ
o de
l tam
iz n
º200
es
apro
xim
adam
ente
la m
enor
par
tícul
a vi
sibl
e a
sim
ple
vist
a
Lim
os y
arc
illas
.L
ímite
líqu
ido
ma-
yor
que
50
OH Arcillas y limos orgánicos de media a altacompresibilidad.
Media a alta Ninguna a muylenta
Ligera amedia
Suelos altamente orgánicos Pt Turba y otros suelos altamente orgánicos Fácilmente identificable por el color,olor,tacto esponjosoy a menudo textura fibrosa
Usa
r la
cur
va g
ranu
lom
étri
ca p
ara
iden
tific
ar la
s fr
acci
ones
TABLA 12.6. PROCESO DE CLASIFICACIÓN SUCS
12-5
12-6
12.2.b. CLASIFICACIÓN SUELOS AASHTOTABLA 12.7.
12-7
TABLA 12.8. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE GRUPO
12-9
12.2.c. VALORACIÓN SUELOS SUCSTABLA 12.9.
Princi-pales
divisio-nes1
Letra
2
Nombre
3
Valor comoterreno de
apoyo4
Valor comosubbase
5
Valor como base
6
Acción potencialde la helada
7
Compresibilidady expansión
8
Características dedrenaje
9
Equipo de compactación
10
Pesounitario en
seco enTm/m3
11
CBR
12
Módulo k enTm/m3 y en
lb/pulg3
13
GWGravas bien graduadas, mezclas de grava
y arena, poco ó ningún fino Excelente Excelente BuenoNinguna a muy
ligera Casi ninguna ExcelenteTractor tipo oruga, rodillo de neumá-
ticos, rodillo con ruedas de acero 2,00-2,24 40-805536-8304200-300
GPGravas pobremente graduadas,mezclas de
grava y arena, poco ó ningún finoBueno aexcelente Bueno
Regular a bueno Ninguna a muyligera Casi ninguna Excelente
Tractor tipo oruga, rodillo de neumá-ticos, rodillo con ruedas de acero 1,76-2,24 30-60
5536-8304200-300
d Bueno aexcelente
Bueno Regular a bueno Ligera a media Muy ligera Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
2,00-2,32 40-60 5536-8304200-300
GM u
Gravas limosas, mezclas de grava, arena ylimo
Bueno MedianoPobre a no conve-
niente Ligera a media LigeraPobre a práctica-
mente impermeableRodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra 1,84-2,16 20-302768-8304100-300
Gra
vas
y su
elos
con
gra
va
GCGravas arcillosas, mezclas de grava, arena
y arcilla Bueno MedianoPobre a no conve-
niente Ligera a media LigeraPobre a práctica-
mente impermeableRodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra 2,08-2,32 20-402768-5536100-200
SW Arenas bien graduadas, arenas con grava,poco ó ningún fino
Bueno Mediano abueno
Pobre Ninguna a muyligera
Casi ninguna Excelente Tractor tipo oruga, rodillo de neumá-ticos
1,76-2,08 20-40 5536-8304200-300
SPArenas pobremente graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún finoMediano a
bueno MedianoPobre a no conve-
nienteNinguna a muy
ligera Casi ninguna ExcelenteTractor tipo oruga, rodillo de neumá-
ticos 1,68-2,16 10-405536-8304200-300
d Mediano abueno
Mediano abueno
Pobre Ligera a alta Muy ligera Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,92-2,16 15-40 5536-8304200-300
SM u
Arenas limosas, mezclas de arena y limo
MedianoPobre amediano
No convenienteLigera a alta Ligera a media
Pobre a práctica-mente impermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra 1,60-2,08 10-20
2768-5536100-200
Suel
os d
e gr
ano
grue
so
Are
nas
y su
elos
are
noso
s
SCArenas arcillosas, mezcla de arena y
arcillaPobre amediano Pobre
No convenienteLigera a alta Ligera a media
Pobre a práctica-mente impermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra 1,60-2,16 5-20
2768-8304100-300
ML Limos inorgánicos Pobre amediano
No conve-niente
No conveniente Media a muy alta Ligera a media Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,44-2,08 15 ómenos
2768-5536100-200
CLArcillas inorgánicas de baja a media
compresibilidad arcillas con gravas, arcillasarenosas, arcillas limosas
Pobre amediano
No conve-niente
No conveniente Media a alta Media Prácticamenteimpermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,44-2,08 15 ómenos
1384-553650-200
Lim
os y
arc
illas
OLLimos orgánicos y arcillas limosas orgáni-
cas de baja compresibilidad PobreNo conve-
nienteNo conveniente
Media a alta Media a alta PobreRodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra 1,44-1,685 ó
menos1384-2768
50-100
MH Limos inorgánicos de alta compresibilidad Pobre No conve-niente
No conveniente Media a muy alta Alta Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,28-1,68 10 ómenos
1384-276850-100
CH Arcillas inorgánicas de alta compresibili-dad
Pobre amediano
No conve-niente
No conveniente Media Alta Prácticamenteimpermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,44-1,84 15 ómenos
1384-553650-200
Suel
os d
e gr
ano
fino
Lim
os y
arc
i-lla
s
OH Arcillas y limos orgánicos de media a altacompresibilidad
Pobre amuy pobre
No conve-niente
No conveniente Media Alta Prácticamenteimpermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de patade cabra
1,28-1,76 5 ómenos
692-276825-100
Suelosaltam.orgáni-
cos
Pt Turba y otros suelos altamente orgánicos No conve-niente
No conve-niente
No conveniente Ligera Muy alta Pobre a mediano No se practica la compactación ___ ___ ___
NOTAS. 1. Columna 2. La división de los grupos GM y SM en las subdivisiones d y u se basa en los límites de Atterberg, el sufijo d se usará cuando el límite líquido es 25 ó menor y el índice de plasticidad es 5 ó menor ; el sufijo u en caso contrario. 2. Columna 11. Los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad en el esfuerzo requerido por el Proctor modificado.
TABLA 12.10.
12-10
Principalesdivisiones
1
Letra
2
Símbolodibujo color
3Nombre
4Valor como terraplenes
5
Permeabilidadcm/seg
6
Máximo pesounitario Tm/m3
7Valor como cimentaciones
8
Requisitos para controlar lasfiltraciones
9
GWGravas bien graduadas, mezclas degrava y arena, poco ó ningún fino
Muy estable, revestimientos permeables de diques ypresas K > 10-2 2,00-2,16 Buen apoyo
Necesita interruptor de la filtración
GP
rojo Gravas pobremente graduadas,
mezclas de grava y arena, poco óningún fino
Razonablemente estable, revestimientos permeablesde diques y presas K > 10-2 1,84-2,00 Buen apoyo
Necesita interruptor de la filtración
GMGravas limosas, mezclas de grava,
arena y limo
Razonablemente estable, particularmente no conve-niente para revestimientos, pero puede usarse para
núcleos impermeables ó capas aislantes10-3 < K <10-6 1,92-2,16 Buen apoyo Trinchera en la línea de base
aguas abajo a ninguno
Gra
vas
y su
elos
con
gra
va
GCam
arill
oGravas arcillosas, mezclas de
grava, arena y arcillaMedianamente estable puede usarse como núcleo
impermeable10-6 < K <10-8 1,84-2,08 Buen apoyo Ninguno
SWArenas bien graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún finoMuy estable, secciones permeables, necesita protec-
ción de los taludesK > 10-3 1,76-2,08 Buen apoyo Capa aislante de revestimiento
aguas arriba y drenaje en la basede la presa
SP
rojo
Arenas pobremente graduadas,arenas con grava, poco ó ningún
fino
Razonablemente estable, puede usarse en seccionesde diques con taludes muy tendidos K > 10-3 1,76-1,92
Apoyo de bueno a pobre enfunción de la densidad
Capa aislante de revestimientoaguas arriba y drenaje en la base
de la presa
SMArenas limosas, mezclas de arena
y limoRazonablemente estable, particularmente no conve-niente para revestimientos, pero puede usarse para
núcleos impermeables ó diques10-3 < K <10-6 1,76-2,00
Apoyo de bueno a pobre enfunción de la densidad
Capa aislante de revestimientoaguas arriba y drenaje en la base
de la presa
Suel
os d
e gr
ano
grue
so
Are
nas
y su
elos
are
noso
s
SC amar
illo
Arenas arcillosas, mezcla de arenay arcilla
Medianamente estable, se emplea en núcleosimpermeables para control de la corriente a través
de las estructuras10-6 < K <10-8 1,68-1,92 Apoyo de bueno a pobre Ninguno
ML Limos inorgánicosEscasa estabilidad, puede usarse en terraplenes con
el debido control 10-3 < K <10-6 1,52-1,92Muy pobre, susceptible de
sifonamientoTrinchera en la línea de base
aguas abajo a ninguno
CL
Arcillas inorgánicas de baja amedia compresibilidad arcillas congravas, arcillas arenosas, arcillas
limosas
Estable en núcleos impermeables y capas aislantes 10-6 < K <10-8 1,52-1,92Apoyo de bueno a pobre Ninguno
Lim
os y
arc
illas
LL
< 5
0
OL
verd
e
Limos orgánicos y arcillas limosasorgánicas de baja compresibilidad No conveniente para terraplenes 10-4 < K <10-6 1,44-1,60
Apoyo regular a pobre,puedetener asientos excesivos Ninguno
MH Limos inorgánicos de alta compre-sibilidad
Escasa estabilidad, núcleos de los terraplenes parapresas hidráulicas, no conveniente en la construcción
de terraplenes compactados10-4 < K <10-6 1,12-1,52 Apoyo pobre Ninguno
CHArcillas inorgánicas de alta com-
presibilidadEstabilidad regular, taludes tendidos, núcleos de poco
espesor, capas aislantes y secciones de diques 10-6 < K <10-8 1,20-1,68 Apoyo de regular a pobre Ninguno
Suel
os d
e gr
ano
fino
Lim
os y
arc
illas
LL
> 50
OH
azul
Arcillas y limos orgánicos de mediaa alta compresibilidad.
No conveniente para terraplenes 10-6 < K <10-8 1,04-1,60 Apoya muy pobre Ninguno
Suelos altamenteorgánicos Pt naranja
Turba y otros suelos altamenteorgánicos No conveniente para terraplenes
_ _ Eliminarlo de las cimentacio-nes
_
NOTAS. 1.-Los valores de las columnas 5 y 8 se dan solamente como orientación. 2.-En la columna 7 los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad y con el esfuerzo de compactaciónProctor normal
12-11
TABLA 12.11. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DETERRAPLENES
SÍMBOLO TIPO DE SUELOCAPACIDADDE CARGA
RIESGO DEASIENTOS
MODIFICACIÓN DERESISTENCIA POR CAMBIOS
DE HUMEDADCOMPACTABILIDAD
RIESGO DEDESLIZAMIENTO
DE TALUDESGW Gravas limpias bien gra-
duadasMuy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo
GP Gravas limpias mal gradua-das
Alta Muy bajo Muy baja Buena Bajo
SW Arenas limpias bien gra-duadas
Muy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo
SP Arenas limpias mal gradua-das
Alta Muy bajo Muy baja Buena Bajo
GC Gravas arcillosas Alta Bajo Baja a media Buena a media Muy bajoSC Arenas arcillosas Alta o media Bajo Baja a media Buena a media BajoGM Gravas limosas Alta Bajo Baja Media BajoSM Arenas limosas Alta a media Bajo Baja Media Bajo a medioML Limos de baja plasticidad Media a baja Medio Media a alta Mala MedioCL Arcillas de baja plasticidad Baja Medio Media a alta Media a mala Medio a altoMH Limos de alta plasticidad Baja Alto Alta Muy mala Medio a altoCH Arcillas de alta plasticidad Muy baja Muy alto Alta Mala AltoO Suelos orgánicos Bajísima Altísimo Altísima Muy mala -
12-12
12.2.d. VALORACIÓN DE LOS SUELOS AASHTOTABLA 12.12.
Clasifi-cación
Composición del material Permea-bilidad Capilaridad Elasticidad
Cambios devolumen
Para capade rodadura
Parabase
Parasubbase
Para terraplenes>de 15m
Para terraplenes<de 15m
Comportamiento despuésde compactado
Fallos que presenta el terreno
A-1
Mezcla de grava, arena,limo y arcilla, en cantida-des bien proporcionadas
Baja Baja Casi nula Muy pequeños Excelente Bueno aexcelente
Bueno aexcelente
Bueno a exce-lente
Excelente Excelente. Estable entiempo seco y húmedo
Prácticamente ninguno
A-2
Mezcla mal proporciona-da de grava, arena, limoy arcilla. Tiene limo o
arcilla en exceso
Baja amediana
Baja amediana. A
veces perjudi-cial
Casi nulaA veces perjudi-ciales cuando son
plásticosRegular a
buenoRegular aexcelente
Regular aexcelente
Regular a bueno Bueno
Bueno a excelente. Estableen tiempo seco. A veces
polvoriento. Se reblandeceen tiempo húmedo
Se reblandece cuando llueve.En tiempo seco se vuelve
sucio y polvoriento
A-3Arena o mezcla de gravay arena, con poco o nada
de material finoMedianaa elevada
Baja Casi nula Muy pequeños Malo aregular
Regular aexcelente
Regular aexcelente
Regular a bueno BuenoBueno a excelente. Es más
estable en condicioneshúmedas
Es inestable cuando se hallaseco. Tiende a deslizarse
cuando no está debidamenteconfinado. No tiene suficiente
cohesión
A-4
Material limoso singrava, ni arena gruesa.Contiene algo de arena
fina y mediana. Sucontenido de arcilla no es
elevado
Baja amediana
Muy elevadaperjudicial Baja
Regulares agrandes. Perjudi-ciales en época
de heladas
Malo apésimo
Malo aregular
Malo a regular Malo a bueno Malo a buenoRegular en tiempo seco.
Inestable en tiempo húme-do
Absorbe agua rápidamenteperdiendo estabilidad. Sus-
ceptible de erosiones ylavados en época de lluvia.
Posibilidad de hinchamientosde terreno
A-5
Material limoso seme-jante a A-4 pero con
cierta cantidad de mica ódiatomáceas que le da
elasticidad
Baja Regular aelevada
Elevadaperjudicial
Regulares agrandes. A veces
perjudicialescuando llueve
Pésimo Malo Malo Pésimo Malo a pésimo Semejante al A-4Presenta además una elastic i-dad perjudicial que impide una
buena compactación
A-6
Terreno arcilloso sinmaterial grueso. Poca
arena fina. Rico enmaterial coloidal
Práctica-menteimper-meable
Regular aelevada Baja
Grandes. Puedenser perjudiciales
en época delluvia
Malo apésimo
Regular apésimo
Pésimo aregular Malo a pésimo
Regular a malo Regular a bueno en tiemposeco. Malo en tiempo
lluvioso
En épocas de lluvia se poneresbaladizo y los pavimentos
fallan por falta de basefirme.Cuando se humedece oseca sufre hinchamientos ycontracciones perjudiciales
A-7
Terreno arcilloso seme-jante a A-6, pero no tanrico en material coloidal.
Presenta propiedadeselásticas
Baja Regular aelevada
Elevada aperjudicial
Grandes. Puedenser perjudiciales
en época delluvia
Malo apésimo
Regular apésimo
Regular apésimo
Malo a pésimo Malo a pésimoRegular a bueno en tiempo
seco. Malo en tiempolluvioso
Los mismos inconvenientesque A-6.Presenta además una
clasificación perjudicial queimpide una buena compacta-
ción
A-8
Terreno turboso, suave yesponjoso. Puede
contener arena y mate-rial fino en cantidades
variables
Muypermea-
ble
Muy elevadaperjudicial
Muy elevadaperjudicial
Grandes perjudi-ciales
Pésimo Pésimo Pésimo Pésimo Pésimo
El material debe retirar-se.Compactándolo no se
obtiene resultado satisfac-torio alguno
Pésimo material para em-plearlo en construcción. Suvalor soporte es casi nulo
12-13
12.2.e. ENSAYOS DE SUELOS
12.2.e.(1). Tipos de muestras
12.2.e.(1).(a). Muestras alteradas
Se toman con pala, barrena ó cualquier otra herramienta de mano ; ó con cualquier herramienta mecánica en las cuales nose mantienen en parte las propiedades físicas del suelo en el terreno. Se colocan en bolsas de plástico ó sacos terreros óen recipientes herméticos, que se sellan para evitar pérdidas de humedad por evaporación cuando se requiera para hallarel contenido de humedad.
12.2.e.(1).(b). Muestras inalteradas
Consiste en una porción del suelo, que se separa y empaqueta con la menor alteración posible. Se corta el terreno de laforma del recipiente que va a utilizarse, se cubre con éste y, a continuación, se corta la tierra por la base. Se sella para quela humedad natural no se altere. Estas muestras pueden tomarse con caja cúbica de madera ó con latas cilíndricas deconservas ó directamente con el molde del ensayo CBR.
12.2.e.(2). Registro y numeración de muestras
12.2.e.(2).(a). Reconocimiento
Cada calicata, perforación ó zanja, se señala en el plano del camino refiriendo su distancia al eje del mismo, utilizandoun símbolo para cada tipo de excavación utilizado. Los utilizados son los siguientes:
TIPO ABREVIATURA SÍMBOLOCalicata
PerforaciónZanja
CPZ
�Ο
12.2.e.(2).(b). Numeración
Cada muestra se identifica por los datos siguientes:• Número ó abreviatura que designa la obra determinada. CV camino cinco, por ejemplo.• Número de la excavación. P3 ó C3, perforación ó calicata nº3.• Número de la muestra, que es el orden en que han sido tomadas.
Todos estos datos se consignan en una etiqueta que se ata a la muestra.
12.2.e.(3). Cantidades de las muestras
• Identificación de suelos: Máximo 1000 g.• Contenido de humedad: Aproximadamente 100 g.• Límites de Atterberg (LL y LP): Aproximadamente 1000 g.• Análisis granulométrico
TABLA 12.13. CANTIDAD NECESARIA PARA EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO
TAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDO (mm) CANTIDAD (g)102025405080
10002000400060008000
10000
• Compactación• Proctor Normal: 12500 g.• Proctor Modificado: 25000 g.
• CBR: 15000 g.
12.2.f. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS
12-14
TABLA 12.14.
TABLA 12.15. PROPIEDADES FÍSICAS COMUNES DE SUELOS
Material Compacidad Dr(%)(1)
N(2)
Densidad seca(gr/cm3)
Índice deporos (e)
Ángulo de roza-miento interno
GW: Gravas biengraduadas, mezclas
de grava y arena
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
9055
<28
2.212.081.97
0.220.280.36
403632
GP: Gravas malgraduadas, mezclas
de grava y arena
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
7050
<20
2.041.921.83
0.330.390.47
383532
SW: Arenas biengraduadas, arenas
con grava
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
6535
<15
1.891.791.70
0.430.490.57
373430
SP: Arenas malgraduadas, arenas
con grava
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
5030
<10
1.761.671.59
0.520.600.65
363329
SM: Arenas limo-sas
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
4525<8
1.651.551.49
0.620.740.80
353229
ML: Limos inorgá-nicos, arenas muy
finas
DensaMedianamente densa
Suelta
755025
3520<4
1.491.411.35
0.800.901.00
333127
CL: Arcillas bajaplasticidad
30-2(3)
2,15-1,5(4) 28-25
MH: Limos altaplasticidad
30-2(3)
2,15-1,5(4) 25-22
CH: Arcillas altaplasticidad
30-2(3)
2,15-1,5(4)
20-17
(1).Dr es densidad relativa ó índice de densidad.(2) N es el número de golpes por 30 cm de penetración en el SPT.
12-15
(3) Estos valores dependen del estado de consistencia y varían directamente proporcional(4) Estos valores son de peso unitario natural ó aparente, dependiendo del estado de consistencia y varian-do directamente proporcional
TABLA 12.16. VALORES DE LA COHESIÓN PARA ARCILLAS SEGÚN SU CONSISTENCIA
CONSISTENCIA IDENTIFICACIÓN EN CAMPO COHESIÓN kg / cm2
Muy blanda Fácilmente penetrable varios cms. con el puño < 0.125Blanda Fácilmente penetrable varios cms. con el pulgar 0.125-0.25Media Se requiere un esfuerzo moderado para penetrarlo varios cms.
con el pulgar0.25-0.5
Rígida Indentable fácilmente con el pulgar 0.5-1Muy rígida Indentable fácilmente con la uña del pulgar 1-2
Dura Difícil de indentar con la uña del pulgar 2
12.3. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS
12.3.a. ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS
Fig.12.1.
A. UTENSILIOS. B. APRECIACIÓN DEL TAMAÑO DE LOS GRANOS CON ESTIMACIÓN DE LOSPORCENTAJES DE CADA FRACCIÓN Y SEDIMENTACIÓN. C. RESISTENCIA A ROTURA. D. PLASTICIDAD. E.DILATANCIA. F. CORTE CON NAVAJA. G. APRECIACIÓN FRACTURA DE ROCAS. H. APRECIACIÓNALTERABILIDAD DE ROCAS POR INMERSIÓN EN H2O2.
TABLA 12.17. ENSAYO DE SEDIMENTACIÓN
Tiempo estimado de sedimentaciónNo más de...
Diámetro de partículas Clase
1 a 2 s. Hasta 5 mm. Arena gruesa30 a 40 s. Hasta 0,08 mm. Arena fina
10 a 12 min. Partículas de limo. Limo1 hora Partículas de arcilla. Arcilla
12-16
12.3.b. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS
TABLA 12.18. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS POR ENSAYOS EN CAMPO
RESISTENCIA A LAROTURA
FRACTURA TEXTURAASPECTO
COLOR EXFOLIACIÓN INMERSIÓN H2O2 TIPO DE ROCA CLASES
Alta a media Granular irregular Muy áspera Claro No Inalterables Ígneas ácidas degrano grueso
GranitoDiorita
Alta a media Granular irregular Muy áspera Oscuro No Inalterables Ígneas básicas degrano grueso
Gabro
Alta Granular regular Poco áspera Claro No Inalterables Ígneas ácidas degrano fino
RiolitaAndesita
Alta Granular regular Poco áspera Oscuro No Inalterables Ígneas básicas degrano fino
Basalto
Media ó baja Concoidea Vítrea cortante Multicolores No Inalterables Ígneas no granulares Pedernal Obsidiana
Media Granular irregularÁspera aspecto de
masa de gravas. Estra-tificadas
Variable NoAlterabilidadbaja-media
Sedimentarias degrano grueso
ConglomeradosPudingas
Media ó baja Granular irregularÁspera aspecto areno-
so. Estratificadas VariableSuelen desmoronar-
seAlterabilidadmedia-alta
Sedimentarias degrano fino Areniscas
Media ó alta Lisa irregularó concoidea
Lisa aspecto masivo.Estratificadas
Variableclaro Frecuente
Alterabilidadbaja-media
Sedimentarias nogranulares
CalizasDolomías
Baja Laminar Cristalino liso Claro Muy frecuente Alterabilidadalta
Sedimentarias crista-linas
Yesos, Sales,Anhídritas
Alta a media Granular Áspero, veteado Claro Poco frecuente Alterabilidadbaja ó nula
Metamórficas degrano grueso
Gneis
Media a Baja Laminar Suave. Estratificadas Variable Muy frecuente Alterabilidadmedia a alta
Metamórficas degrano fino
Esquistos Pizarras
Alta a media Lisa regular Poco áspera aspectomasivo
Variable No Inalterables ó pocoalterables
Metamórficas nogranulares
CuarcitaMármol
12.3.c. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE SUELOS.
12-17
TABLA 12.19. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS POR ENSAYOS EN CAMPO
GRANULOMETRÍARESISTENCIA A LA
ROTURACORTE CON
NAVAJA PLASTICIDAD DILATANCIA OLOR TIPO DE SÍMBOLOFracción>25mm
Fracción25-5mm.
Fracción5-0,08mm
Fracción<0,08mm
Grado Aspecto Resistencia Brillo SUELO
Variable >45% ó 7/16 <50% ó 1/2 <5% ó 1/16 - Granulargrueso
- - - - No Gravas limpiasbien graduadas
GW
Variable >70% ó 11/16 <25% ó 1/4 <5% ó 1/16 - Granulargrueso
- - - - No Gravas limpiasmal graduadas
GP
No <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 <5% ó 1/16 - Granularfino
- - - - No Arenas limpiasbien graduadas
SW
No <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 <5% ó 1/16 - Granularfino
- - - - No Arenas limpiasmal graduadas
SP
Variable >38% ó 3/8 <50% ó 1/2 >12% ó 1/8Los finoscomo CL
y CH
Granulargrueso
Los finoscomo CL y
CH
Los finoscomo CL y
CH
Los finos comoCL y CH
Los finos como CLy CH
No Gravas arcillosas GC
No<38% ó 3/8 >50% ó 1/2 >12% ó 1/8
Los finoscomo CL
y CH
Granularfino
Los finoscomo CL y
CH
Los finoscomo CL y
CH
Los finos comoCL y CH
Los finos como CLy CH
No Arenas arcillosas SC
Variable >38% ó 3/8 <50% ó 1/2 >12% ó 1/8Los finoscomo ML
y MH
Granulargrueso
Los finoscomo ML y
MH
Los finoscomo ML y
MH
Los finos comoML y MH
Los finos comoML y MH
No Gravas limosas GM
No <38% ó 3/8 >50% ó 1/2 >12% ó 1/8Los finoscomo ML
y MH
Granularfino
Los finoscomo ML y
MH
Los finoscomo ML y
MH
Los finos comoML y MH
Los finos comoML y MH
No Arenas limosas SM
No <5% ó 1/16 <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 Bajo amedio
Barro nogranularáspero
Alta a media Mate Nula Rápida No Limos de bajaplasticidad
ML
No <5% ó 1/16 <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 Medio aalto
Barro liso Media a baja Brillante Baja a media Lenta a media No Arcillas de bajaplasticidad
CL
No <5% ó 1/16 <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 Medio aalto
Barro liso Media a baja Poco bri-llante
Baja a media Nula a lenta No Limos de altaplasticidad
MH
No <5% ó 1/16 <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 Alto Barro muyliso y fino
Baja Muy bri-llante
Alta Nula No Arcillas de altaplasticidad
CH
No Variable Variable Variable Medio aalto
Fibroso - - Media Nula Sí Suelos orgánicos O
12-18
12.4. TENSIONES EN LA MASA DEL SUELO
12.4.a. TENSIÓN NORMAL
Sobre una superficie A del terreno en el punto considerado m, normal al plano de la figura 12.2.
σσ == == ++N
A
P
A
q
Aσ es tensión normal• P/A corresponde al peso de una columna de suelo, de superficie unitaria A y altura z correspondiente a la cota en que
se halla situado el punto m: P=V×γ=A×z×γ P=z×γ γ el peso específico natural ó aparente.• q/A se obtiene por la aplicación de las fórmulas de reparto de cargas en el terreno.
Fig.12.2.
12.4.b. TENSIONES INTERGRANULAR Y NEUTRA. PRINCIPIO DE TERZAGHI
La tensión normal σ que actúa sobre un punto del terreno, es la suma de las tensiones intergranular (efectiva) σ´, yneutra u (intersticial ó de poros) existentes en dicho punto para suelos saturados.
σ = σ´+u , ó, σ´= σ-u
12.4.c. TENSIONES VERTICALES EN VARIOS CASOS
12.4.c.(1). Tensión vertical de un terreno homogéneo en un punto
Siendo γ el peso específico del suelo y h la profundidad:
Fig.12.3.
(( ))σσ
γγγγ==
×× ××××
== ××1 1
1 1
hh
12.4.c.(2). Tensiones en terreno con nivel freático intermedio
Nivel freático intermedio situado a una profundidad z. Por encima del nivel freático:u = 0σ = σ´ = γ×z
Fig.12.4.
12-19
Por debajo del nivel freático, a profundidad z + h, son:σ = z×γ + h×γsat
u = h×γw
σ´ = σ - u = z×γ + h×γsat - h×γw = z×γ + h (γsat - γw) = z×γ + h×γ´
12.4.c.(3). Tensiones verticales con agua en movimiento ó presiones de filtración
12.4.c.(3).(a). Agua en sentido descendente
En el plano X-X son:σ = z×γw + L×γsat
u = (L+z - h)×γw
σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - (L+z - h)×γw = γ´×L + h×γw
Flujo hacia abajo en la muestra, la tensión intergranular aumenta en h×γw = presión de filtración ejercida por el agua quecircula. Fig.12.5.(a).
12.4.c.(3).(b). Agua en sentido ascendente
Fig.12.5.
En el plano X-X son:σ = z×γw + L×γsat
u = γw (L+z+h)σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - γw (L+z+h) = L×γ´-h×γw
Flujo hacia arriba en la muestra, la tensión intergranular decrece en h×γw = presión de filtración. Fig.12.5.(b).
12.4.c.(3).(c). Sifonamiento
Situación tal que σ´=0.
12.4.d. DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN MASA DE SUELOS DEBIDO A SOBRECARGAS
12.4.d.(1). Tensiones verticales debido a una carga vertical aislada
En el punto x, debido a una carga puntual Q en superficie:
σσππ
== ××
++
3
2
1
12 2
5
2
Q
z r
zCuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q:
σσππ
== ××3Q2
1z2
12-20
Fig.12.6.
12.4.d.(2). Tensiones verticales debido a una carga lineal
En el punto x, debido a una carga lineal Q/ml en superficie:
(( ))σσ
ππ== ××
++
2 3
2 2 2
Q z
x zCuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q/ml:
σσππ
== ××2 1Q
z
Fig.12.7.
12.4.d.(3). Tensiones verticales debido a una carga rectangular
Carga total Q transmitida a la superficie del terreno por un cimiento rectangular de dimensiones, b y L y a la profundidadz:
(( )) (( ))σσ ==
++ ++Q
b z L z*Para un cimiento cuadrado:
(( ))σσ ==
++
Q
L z2
Fig.12.8.
12.4.d.(4). Tensiones verticales debido a una carga circular
A profundidad z bajo el centro de un área circular de radio R con presión superficial de contacto q:
12-21
σσ == −−
++
qR
z
* 11
12
3
2
siendo q=P/A, P=carga total trasmitida al terreno y A=área circular.
12.5. RESISTENCIA DEL TERRENO
TABLA 12.20. PRESIONES ADMISIBLES PARA EL PROYECTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALESTIPO DE TERRENO PRESIONES
ADMISIBLES Kg./cm2
Roca sana dura no estratificada 30-60Roca sana dura estratificada 10-20Roca blanda 8,5-10,8Arcilla dura descansando sobre roca 10,8-13Grava compacta y yacimientos de grava-canto rodado, grava arenosa muy compacta 10,8Grava suelta y grava arenosa, arena compacta y arena gravosa, suelos arena-limo inorgá-nicos muy compactos
5,4-6,4
Arcilla seca consolidada, dura 4Arena gruesa o media suelta, arena fina media compacta 4,3Suelos compactos de arena y arcilla 3,2Arena fina suelta, suelos inorgánico de arena y limo medio compacto 2,1Arcilla semidura 2Suelos de arena y arcilla sueltos saturados, arcilla blanda 1Arcilla fluida 0,5
(1) Para rocas meteorizadas ó muy meteorizadas, las tensiones se reducirán prudentemente.(2) Cuando el nivel freático diste de la superficie de apoyo menos de su anchura, los valores de la tabla se multiplicanpor 0.8.(3) Los valores indicados corresponden a una anchura de cimiento igual ó superior a 1 m. En caso de anchuras inferio-res, la presión se multiplicará por la anchura del cimiento expresada en metros.
12.6. TALUDES
12.6.a. DE DESMONTE
12.6.a.(1). En roca
Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.21.
TABLA 12.21. ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS DE MACIZO ROCOSOTIPO DE ROCA INCLINACIÓN (H/V)
Igneas: granito, basalto 0,25-0,50:1Metamórficas: gneis 0,25-0,50:1Sedimentarias-metamórficas:macizos de areniscas y calizascapas alternantes de areniscas, esquistos, calizas.margaspizarras
0,25-0,50:10,50-0,75:10,75-1,00:10,50-0,75:1
Los valores de 0,25:1 pueden llegar a vertical en determinados casos.
12.6.a.(2). En suelos
Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.22.
12-22
TABLA 12.22. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V)ALTURA DEL DESMONTE en metros.
TIPO DE TERRENO H < 3 3 ≤ H ≤ 6
GranularGravas y zahorrasArenas gruesas y medias, no limosas 1,5:1 1,5:1Arenas finas limosas uniformes 1,5:1 1,75:1Limos y limos arenosos 1,5:1 1,5:1
CoherenteArcillas arenosas y limos arcillosos de IP de 10 a 20
1,25:1 1,25:1Arcillas de IP de 20 a 30 1,25:1 1,5:1
Arcillas de IP > 30 1,25:1 1,25:1
En taludes para ajardinar conviene tomar pendiente única de 1,5:1.
12.6.b. DE TERRAPLÉN
TABLA 12.23. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V)CONDICIONES DE SITUACIÓN
No sujeto a inundación Sujeto a inundaciónAASHTO SUCS Altura terraplén en
m.Pendiente deltalud (H/V)
Altura terraplénen m.
Pendiente deltalud (H/V)
A-1 GW, GP, SW NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1A-3 SP NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1
A-2-4 GM, SM < 15 2:1 < 10 3:1
A-2-5 3 < H < 10 3:1
A-2-6, A-2-7 GC, SC < 15 2:1 < 15 3:1
A-4, A-5 ML, MH < 15 2:1 < 15 3:1
A-6, A-7 CL, CH < 15 2:1 < 15 3:1
A-8 Pt, OL, OH NO CONVENIENTES
12.7. EMPUJES DEL TERRENO
12.7.a. TIPOS DE EMPUJE
• Empuje activo: Se efectúa una pequeña deformación entre muro y terreno. Se aplica a estructuras de contención ci-mentadas sobre tierra.
• Empuje en reposo: No se efectúa ninguna deformación entre muro y terreno permitiendo una pequeña expansión delterreno. Se aplica a estructuras de contención cimentadas en roca.
• Empuje pasivo: Se efectúa una aplicación de fuerzas a la estructura de forma que ésta empuje al relleno. Se aplica enestructuras con una longitud importante de empotramiento.
12.7.b. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
γ = peso unitario del terreno.ϕ = ángulo de rozamiento interno del relleno = φ.c = cohesión.
Los valores aproximados están dados en las tablas 12.15. y 12.16. Si no se determina c directamente aplicar c = 0.
12.7.c. ROZAMIENTO ENTRE TERRENO Y MURO
Tomar δ entre 2/3×ϕ y 0º.δ = Ángulo de rozamiento entre el terreno y muro.
12.7.d. CÁLCULO EMPUJE ACTIVO
12-23
12.7.d.(1). Caso 1
Dados γ, ϕ, α(ángulo trasdós -horizontal), β(ángulo coronación relleno-horizontal), δ.
Presión P a una profundidad z.
Ph = γ×z×λh Pv = γ×z×λv
( )( ) ( )( ) ( )
2
2
2
sensen
sensen1sen
sen
+−−+
+
+=Η
βαδαβφδφ
α
φαλ
λv = λh×cot(α - δ)
P P PH V== ++2 2
Empuje total E a una altura H por unidad longitudinal de muro.
Eh = 1/2×γ×λh×H2
Ev = 1/2×γ×λv×H2
E = E EH V
2 2++
El punto de aplicación es y = 2/3×H
Fig.12.9.
12.7.d.(2). Caso 2
Dados γ, ϕ, α = 90º, β = 0º, δ = 0º, z y H.
λλφφφφh ==
−−++
1
1
sen
sen
λv = 0
E = Eh = 1/2×γ×λh×H2
El punto de aplicación es y = 2/3×H
12.7.d.(3). Caso 3
Dados γ, ϕ, α, β, δ, q (carga repartida), z y H.
Ph =
(( ))γγ αα
αα ββλλ×× ++ ××
++
××z q h
sensen
Pv =
(( ))γγαα
αα ββλλ×× ++ ××
++
××z q v
sen
sen
12-24
Eh =
(( ))1 2 2/
sensen
×× ×× ++ ×× ××++
××γγ αα
αα ββλλH q H h
Ev =
(( ))1 2 2/
sen
sen×× ×× ++ ×× ××
++
××γγ
αααα ββ
λλH q H v
El punto de aplicación es
(( ))
(( ))
y H
H q
H q== ××
×× ×× ++ ××++
×× ×× ++ ×× ××++
2 3
3 6
γγαα
αα ββ
γγαα
αα ββ
sen
sen
sen
sen
Fig.12.10.
12.7.d.(4). Caso 4
Dada una carga puntual N, se sustituye por un empuje horizontal de valor En = λh×N y situado a una altura como larepresentada en la figura 12.11.
Fig.12.11.
12.7.d.(5). Caso 5
Con nivel freático intermedio a una distancia z0 de la coronación de la estructura.
(( )) (( )) (( ))Ph z z z q z zh w== ′′ ×× −− ++ ×× ++ ××++
×× ++ ×× −− ××γγ γγ αα
αα ββλλ γγ αα0 0 0
sensen
sen
(( )) (( )) (( ))Pv z z z q z zv w== ′′ ×× −− ++ ×× ++ ××++
×× ++ ×× −− ××γγ γγ
αααα ββ
λλ γγ αα0 0 0
sen
sencos
′′ == −−γγ γγ γγw
12-25
Fig.12.12.
12.7.e. CÁLCULO EMPUJE EN REPOSO
(( ))Ph K H K q
K
== ×× ×× ++ ×× ××++
== −−
0 0
0 1
γγαα
αα ββ
φφ
sen
sen
sen
(( ))E Ko H Ko q H== ×× ×× ++ ×× ×× ××++
1
22γγ
αααα ββ
sen
sen
12.7.f. CÁLCULO EMPUJE PASIVO
P Kp z
Kp
E Kp H
== ×× ××
==++−−
== ×× ×× ××
γγφφφφ
γγ
1
1
1
22
sen
sen
12.8. TRANSITABILIDAD (TRAFICABILIDAD)
12.8.a. GRADOS DE TRANSITABILIDADa. Buena. El terreno admite más de 50 pasadas sin deterioro.b. Mediocre. El terreno admite tráfico limitado, a menudo no soportará 50 pasadas.c. Mala. El terrero normalmente no soportará 50 pasadas. A menudo no soportará una sola.d. Muy mala. Normalmente el terreno no soportará una pasada.
12.8.b. PROCEDIMIENTOS DE OBTENCIÓN DE TRANSITABILIDAD• Medida del índice de cono relativo• Clasificación de suelos• Mapa temático de aptitud del terreno a los movimientos motorizados (transitabilidad)
12.8.c. ÍNDICE DE CONO RELATIVO (ICR)ICR = IC×IR representa la capacidad de un suelo para soportar un tráfico bajo cargas repetidas. Este valor se comparacon el índice de cono del vehículo (ICV); si ICR > ICV, este tipo de vehículo puede pasar sobre el terreno.
12.8.d. ÍNDICE DE CONO (IC)Índice de la resistencia al corte de un suelo obtenido con un penetrómetro de cono. El valor es el de la capa crítica comomedia aritmética del valor superior e inferior de la capa crítica.
12.8.e. ÍNDICE DE REMOLDEO (IR)Es la relación de la resistencia del suelo remoldeado a su resistencia original.Los valores del IR varía entre valores de 0,25 a 1,35. Cuando por escasez de tiempo no se puede realizar la prueba deremoldeo, se le atribuye por precaución el valor de 0,80 como IR.
12.8.f. CAPA CRÍTICACapa del suelo que soporta el peso de un vehículo dado y en la que el índice de cono relativo se considera como unamedida significativa de su traficabilidad. Tabla 12.24.TABLA 12.24. VARIACIONES DE LA PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA CON EL TIPO DE VEHÍCULO YPESO (pulgadas / centímetros)
PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA (pulg/cm)
12-26
TIPO DE 1 PASADA 50 PASADASVEHÍCULO SUELOS
FINOSSUELOS
GRUESOSSUELOSFINOS
SUELOSGRUESOS
vehículos de cadena con presión decontacto menor de 0,3 kg/cm2
vehículos con carga por ruedahasta 900 kg.
vehículos con carga por rueda de900 kg. hasta 4500 kg.
vehículos con carga por ruedasuperior a 4500 kg.
vehículos de cadenas hasta 45000kg.
vehículos de cadenas superior a45000 kg.
3 a 97’62 a 22’8
3 a 97’62 a 22’8
6 a 1215’24 a
30’4
9 a 1522’8 a 38’1
6 a 1215’24 a
30’4
9 a 1522’8 a 38’1
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
3 a 97’62 a 22’8
3 a 97’62 a 22’8
6 a 1215’24 a 30’4
9 a 1522’8 a 38’1
6 a 1215’24 a 30’4
9 a 1522’8 a 38’1
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
0 a 60 a 15’24
12.8.g. ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV)El índice de cono del vehículo es un índice asignado a un vehículo dado, que indica la mínima resistencia del suelo, ex-presada en índice de cono relativo necesarios para permitir 1 ó 50 pasadas del vehículo.Los vehículos militares pueden dividirse en dos grupos según sus características de tracción:Vehículos autopropulsados de cadenas.Vehículos autopropulsados de ruedas.Asimismo, los vehículos militares se dividen en siete categorías según los requerimientos mínimos del índice de cono(ICV1 y ICV50). La escala de valores de ICV1 y ICV50 para cada y el tipo de vehículo comprendido están reflejados en latabla 12.25.
TABLA 12.25. CATEGORÍA DE VEHÍCULOS MILITARES Y VALORES DE ICVCATEGORÍA ICV1 ICV50 VEHÍCULOS
1
2
3
4
5
6
7
12 ó menor
12-21
21-26
26-30
31-35
35-44
44 ó mayor
29 ó menor
30-49
50-59
60-69
70-79
80-99
100 ó mayor
Vehículos ligeros con bajas presiones de contacto (menos de 0,15kg/cm2)Tractores de Ingenieros de cadenas anchas y bajas presiones de contactoTractores de Ingenieros con bajas presiones de contacto, carros de com-bate de baja presión de contacto y algunos remolques con baja presión decontactoLa mayoría de los carros de combate medios, tractores de Ingenieros conaltas presiones de contacto y los camiones con tracción total y remol-ques con baja presión de contactoLa mayoría de los camiones con tracción total, un gran número de re-molques y carros de combate pesadosGran número de camiones con tracción total y los de tracción a ruedastraseras y remolques proyectados para carreterasVehículos con tracción a ruedas traseras y otros no diseñados para ope-rar campo a través, especialmente en suelos húmedos
12.8.h. ÍNDICE DE MOVILIDAD (IM)Número sin dimensiones que se obtiene aplicando ciertas características del vehículo a fórmulas empíricas.El índice de movilidad se aplica a la curva de la fig. 12.13 para determinar el índice de cono del vehículo.
12.8.h.(1). Vehículos autopropulsados de cadenas
factor factor
12-27
presión x peso contacto factor factor factor factorÍndice de movilidad = { + bogie - espacio } x motor x transmisión factor factor libre cadenas x adherencia
donde:
factor Peso total en kg.presión = x 6’4516contacto Área cadenas en contacto con suelo en cm2
- menos de 22.680 Kg. 1factor - entre 22.680 Kg. y 31.749 Kg. 1’2peso - entre 31.750 Kg. y 45.360 Kg. 1’4 - más de 45.360 Kg. 1’8
ancho cadena en cm.factor cadenas = 254
- menos de 3’7 cm. en altura 1factor adherencia - más de 3’7 cm. 1’1
Peso total en Kg.factor bogie = x 0’1414 Número total de bogies sobre cadenas x área de una en contacto con el suelo zapata en cm2
factor Espacio libre en cm.espacio = libre 25’4
- 10 o más HP por Tm de peso del vehículo 1factor motor - menos de 10 HP por Tm de peso del vehículo 1’05
- Hidráulica 1factor transmisión - Mecánica 1’05Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente.
12.8.h.(2). Vehículos autopropulsados de ruedas
12.8.h.(2).(a). Tracción a las cuatro ruedas
factor factor presión x peso contacto carga factor factor factorÍndice de movilidad= { + por - espacio } x motor x transmisión factor x factor rueda libre cubierta adherenciaDonde:
factor Peso total en Kg.presión = - x 14’14
12-28
contacto diámetro rueda (cm.) Ancho cubierta (cm.) x x nº de ruedas 2factorpeso
Escala de valores de pesos (kg)* Ecuaciones de factor de pesomenor que 907907 a 61246125 a 9072mayor que 9072
y=0.533xy=0.033x + 1,05y=0.142 - 0,42
y=0.278x - 3,115 peso total del vehículo en kg. x 2,2 x= Peso total en t x 2,2 / número de ejes*peso= y= factor peso número de ejes 10+0.394 x ancho de cubierta en cm.factor cubierta = 100
- Con cadenas 1’05factor adherencia - Sin cadenas 1
Peso total en tcarga por rueda = Nº de ruedas x 0’4536
Factor espacio libre, factor motor y factor transmisión igual que en 12.8.h.(1).
Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente.
Fig.12.13. Gráfico de relación IM-ICV.
12.8.h.(2).(b). Tracción a ruedas traseras
ICV se calcula con la fórmula para vehículos con tracción a todas las ruedas, multiplicándolo por 1,4.
12.8.i. APLICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA SUELOS FINOS Y ARENAS CON FINOS
12-29
Cuando el ICR de una zona ≥ ICV para 1 ó 50 pasadas (ICV1 ó ICV50) del vehículo seleccionado, el suelo soportará 1 ó50 pasadas del mismo tipo de vehículo (ó vehículos con un menor ICV1 ó ICV50) maniobrando a bajas velocidades, porla misma huella (en el caso de 50 pasadas), en línea recta y en terreno horizontal, y para permitir y reanudar el movi-miento si fuera necesario.
12.8.j. LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS Y LA TRANSITABILIDAD
Las formaciones geológicas de suelos y rocas se clasifican en siete categorías de transitabilidad, que se representan conuna letra.
TABLA 12.26. GRADOS DE TRANSITABILIDAD SEGÚN SUCS
GRUPO MATERIALES PREDOMINANTES TRANSITABILIDAD ENTIEMPO SECO
TRANSITABILIDAD ENTIEMPO HÚMEDO
R Rocas Buena BuenaA GW, GP Buena Buena
A1 SW, SPMala para vehículos con neu-máticos normales, buena en
caso contrario
Mediocre para vehículos conneumáticos normales, buena en
caso contrarioB CH Buena Mediocre, peligro de desliza-
mientoC GC, SC, CL Buena Mediocre. Localmente malaD GM, SM, ML, CL, ML, MH, OL, OH Buena a mediocre Mala. Localmente muy malaE Fangos, turberas, suelos pantanosos Muy mala Muy mala
TABLA 12.27. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS
SÍMBOLODEL TIPO
VALORES PROBABLES DEMEDIDAS RESISTENTES EFECTOS DE CONDICIONES
RELIEVE-DE SUELO IC IR ICR ICR
MEDIO DESLIZAMIENTO
ADHERENCIA
HUMEDAD
GW,GPSW,SPSP-SM
GMSMCHGCSCMHCL
SM-SCML
CL-ML
--
125-241
-130-224167-217
-127-231151-211123-211147-185118-224
--
1.19-2.17
-0.77-1.830.84-1.10
-0.72-0.980.32-1.000.59-0.950.47-1.130.46-1.02
--
196-316
-137-287158-210
-104-208
64-16082-18065-21167-18954-136
--
25623021218416515611213113812895
ningunoningunoningunoningunoningunoligeroligeroligeroligeroligeroligeroligeroligero
ningunoningunoningunoningunoninguno
moderadoligeroligeroligeroligero
ningunoningunoninguno
Ondulado,estación húmeda
12-30
111-209
0.44-0.72
GW,GPSW,SPSP-SM
CHGCSC
SM-SCMHGMSMCLML
CL-MLOLOHPt
--
30098-194
-97-257
160-216
94-170-
109-217
90-188102-200
85-16595-13564-16476-90
--
0.940.74-1.14
-0.59-1.210.45-1.310.51-0.99
-0.29-1.030.46-0.880.27-0.810.31-0.690.38-0.740.32-0.780.45-0.67
--
28281-193
-61-25572-20848-162
-34-18846-14634-13434-9641-8914-11041-51
--
282137130158140105125111968465656246
ningunoningunoningunosevero
moderadomoderado
ligeroseveroligeroligero
moderadomoderadomoderadomoderadomoderadomoderado
ningunoningunoningunosevero
moderadomoderadoninguno
ningunoninguno
moderadoligeroligeroligeroligeroligero
Suave,estación húmeda
GW,GPSW,SP
CHGCSC
SM-SCMHCL
SP-SMGMSMML
CL-MLOLOHPt
--
69-167--
150-182
83-15171-165
--
81-18381-17171-155
8742-13276-90
--
0.64-1.02
--
0.45-0.630.46-0.920.42-0.80
--
0.15-0.870.26-0.600.27-0.530.560.26-0.660.45-0.61
--
48-146--
66-9843-12339-117
--
12-12622-8826-66
4921-4941-51
--
9790888283787472695546493546
ningunoningunoseveroseverosevero
moderadoseveroseveroligeroligeroligeroseverosevero
moderadoseverosevero
ningunoningunosevero
moderadomoderado
ligerosevero
moderadoningunoligeroligeroligeroligeroligeroligeroligero
Suave,saturación
TABLA 12.28. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN CONDICIONES SECO-HÚMEDO ENSUELOS GRANULARES (ARENAS)
12-31
SUELO GRANULAR ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV)ZONA
Playa
Playa
Playa
Desierto
ORIGEN
Silicio
Coral
Volcánico
Silicio
Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100% Media 50% ≤ Pr < 75%
Buena 75% ≤ Pr < 90% Pobre 0% ≤ Pr < 50%
TABLA 12.29. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS
12-32
SÍMBOLO DELTIPODE SUELO
GW,GPSW,SPSP-SMGMSMCHGCSCMHCLSM-SCMLCL-ML
GW,GPSW,SPSP-SMCHGCSCSM-SCMHGMSMCLMLCL-MLOLOHPt
GW,GPSW,SPCHGCSCSM-SCMHCLSP-SMGMSMMLCL-MLOLOHPt
PROBABILIDAD DE TRAVESÍA DE 1 ó 50 VEHÍCULOS SOBRE UN TERRENO LLANO
Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100% Media 50% ≤ Pr < 75%
Buena 75% ≤ Pr < 90% Pobre 0% ≤ Pr < 50%