unidad 1 - 7 sistema de clasificación de suelos

7/25/2019 Unidad 1 - 7 Sistema de Clasificacin de Suelos

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TIPO DE SUELOS

De acuerdo con el origen de sus elementos, los suelos se dividen en dos

amplios grupos; suelos cuyo origen se debe a la descomposicin fsica oqumica de las rocas, o sea de los suelos inorgnicos, y los suelos cuyo

origen es principalmente orgnico.

Si en los suelos inorgnicos el

producto del intemperismo de las rocas

permanece en el sitio donde se form,da origen a un

suelo

residual; en caso

contrario, forma un suelo transportado,

cualquiera que haya sido el agente

transportador (por gravedad: talud; por

agua: aluviales o lacustres; por viento:

elicos; por glaciares: Depsitos

glaciares).


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TIPO DE SUELOS

En cuanto a los suelos orgnicos, ellos se forman casi siempre in situ.

Muchas veces la cantidad de materia orgnicas, ya sea en forma dehumus o de materia no descompuesta o en estado de descomposicin, es

tan alta con relacin a la cantidad de suelo inorgnicos que las

propiedades que pudiera derivar de la porcin mineral quedan

eliminadas. Esto es muy comn en las zonas

pantanosas en las cuales los restos devegetacin acutica llegan a formar

verdaderos depsitos de gran espesor,

conocidos con el nombre genrico de

turbas. Se caracterizan por su color negro

o caf oscuro por su poco peso cuando

estn secos y su gran compresibilidad y

porosidad.

La

turbaes el primer paso de la

conversin de la materia vegetal en

carbn.


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TIPO DE SUELOS


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TIPO DE SUELOS


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A continuacin se describen los suelos ms comunes con los nombres

generalmente utilizados por el profesional, para su identificacin.

1.- Gravas

Las gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que

tienen mas de dos milmetros de dimetro. Dado el origen, cuando son

acarreadas por las aguas las gravas sufren desgaste en sus aristas y son,

por lo tanto, redondeadas. Como material suelto suele encontrrsele en

los lechos, en los mrgenes y en los conos de deyeccin de los ros,

tambin en muchas depresiones de terrenos rellenadas por el acarreo de

los ros y en muchos otros lugares a los cuales las gravas han sido

retransportadas. Las gravas ocupan grandes extensiones, pero casi

siempre se encuentran con mayor o menor proporcin de cantosrodados, arenas, limos y arcillas. Sus partculas varan desde 7.62 cm

(3") hasta 2.0 mm.


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La forma de las partculas de las gravas y su relativa frescura

mineralgica dependen de la historia de su formacin, encontrndose

variaciones desde elementos rodados a los polidricos.


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2.- Arenas

La arena es el nombre que se le da a los materiales de granos finos

procedentes de la denudacin de las rocas o de su trituracin artificial, ycuyas partculas varan entre2 mm y 0.05 mmde dimetro.

El origen y la existencia de las arenas

es anloga a la de las gravas: las dos

suelen encontrarse juntas en el mismo

depsito. La arena de ro contiene muya menudo proporciones relativamente

grandes de grava y arcilla. Las arenas

estando limpias no se contraen al

secarse, no son plsticas, son mucho

menos compresibles que la arcilla y si

se aplica una carga en su superficie, se

comprimen casi de manera

instantnea.


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3.- Limos

Los limos son suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad,

pudiendo ser limo inorgnico como el producido en canteras, o limoorgnico como el que suele encontrarse en los ros, siendo en este ltimo

caso de caractersticas plsticas. El dimetro de las partculas de los

limos esta comprendido entre0.05mmy0.005mm.

Los limos sueltos y saturados son

completamente inadecuados parasoportar cargas por medio de zapatas.

Su color vara desde gris claro a muy

oscuro. La permeabilidad de los limos

orgnicos es muy baja y su

compresibilidad muy alta. Los limos,de no encontrarse en estado denso, a

menudo son consideradoscomosuelos

pobresparacimentar.


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4.- Arcillas

Se da el nombre de arcilla a las partculas slidas con dimetro menor de

0.005 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plstica al ser

mezclada con agua. Qumicamente es un silicato de almina hidratado,

aunque en pocas ocasiones contiene tambin silicatos de hierro o de

magnesio hidratados.

La estructura de estos minerales es, generalmente, cristalina y complicada

y sus tomos estn dispuestos en forma laminar. De hecho se puede decirque hay dos tipos clsicos de tales lminas: uno de ellos del tipo siliceo y

el otro del tipo alumnico.


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5.- Caliche

El trmino caliche se aplica a ciertos estratos de suelo cuyos granos se

encuentran cementados por carbonatos calcreos. Parece ser que para

la formacin de los caliches es necesario un clima semirido. La

marga es una arcilla con carbonato de calcio, ms homognea que el

caliche y generalmentemuycompactaydecolorverdoso.


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6.- Loess

Los loess son sedimentos elicos uniformes y cohesivos. Esa cohesin

que poseen es debida a un cementante del tipo calcreo y cuyo color es

generalmentecastaoclaro. El dimetro de las partculas de los loess

esta comprendido entre 0.01 mm y 0.05 mm. Los loess se distinguen

porque presentan agujeros verticales que han sido dejados por races

extinguidas. Los loess modificados son aquellos que han perdido sus

caractersticas debido a procesos geolgicos secundarios, tales como

inmersin temporaria, erosin y formacin de nuevos depsitos. Losloess son colapsables, aunque disminuye dicha tendencia al

incrementrsele su peso volumtrico.


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7.- Diatomita

Las diatomitas o tierras diatomaceas son depsitos de polvo silcico,

generalmente de color blanco, compuesto total o parcialmente por

residuos de diatomeas. Las diatomeas son algas unicelularesmicroscpicas de origen marino o de agua dulce, presentando las

paredes de sus clulas caractersticas silcicas.


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8.- Gumbo

Es un suelo arcilloso fino, generalmente libre de arena y que parece

cera a la vista; es pegajoso, muy plstico y esponjoso. Es un material

difcil de trabajar.


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9.- Teapete

Es un material pulvurento, de color caf compuesto de arcilla, limo y

arena en proporciones variables, con un cementante que puede ser la

misma arcilla o el carbonato de calcio. La mayora de las veces el

origen deriva de la descomposicin y alteracin, por intemperismo, de

cenizas volcnicas baslticas. Tambin suelen encontrarse lentes de

piedra pmez dentro del teapete.


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10.- Suelos cohesivos y no cohesivos

Una caracterstica que hace muy distintivos a diferentes tipos de

suelos es la cohesin. Debido a ella los suelos se clasifican en"cohesivos" y " no cohesivos".

Los suelos cohesivos poseen la propiedad de la atraccin

intermolecular, como las arcillas. Los suelos no cohesivos son los

formados por partculas de roca sin ninguna cementacin, como laarena y la grava.


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SISTEMAS DE CLASIFICACIN DE SUELOS

Un Sistema de Clasificacin de los Suelos es una agrupacin deestos con caractersticas semejantes. El propsito es estimar enforma fcil las propiedades de un suelo por comparacin conotros del mismo tipo, cuyas caractersticas se conocen. Son

tantas las propiedades y combinaciones en los suelos, mltipleslos intereses ingenieriles, que las clasificaciones estnorientadas al campo de ingeniera para el cual se desarrollaron,por consiguiente, solo se explicaran las clasificacionesempleadas en obras viales.

Para el diseo de obras viales se usa en chile el sistema AASHTOy USCS, los cuales se detallaran a continuacin.


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SISTEMA AASHTO

En EEUU nace en 1929 uno de los primeros sistemas de

clasificacin, el cual fue creado para evaluar los suelos sobre loscuales se contraan las carreteras, es as como nace en 1945 elsistemas AASHO, el cual a derivado en la actualidad comoAASHTO.

Este sistema describe un procedimiento para clasificar suelos ensiete grupos, basado en las determinaciones de laboratorio degranulometra, lmite lquido e ndice de plasticidad. La evaluacinen cada grupo se hace mediante un "ndice de grupo", el cual se

calcula por la frmula emprica:

IG = (F - 35) (0,2 + 0.005 (Wl - 40)) + 0,01 (F - 15) (IP - 10)


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Donde:

F = porcentaje que pasa por el tamiz de abertura 0.08 mm, expresadoen nmeros enteros.

W L = Limite LquidoIP = ndice de Plasticidad

Este ndice de Grupo se informa en nmeros enteros y si es negativosu valor ser igual a O (cero).

El grupo de clasificacin, incluyendo el ndice de grupo, se usa paradeterminar la calidad relativa de suelos de terraplenes, material desubrasante, subbases y bases. Disponiendo de los resultados de losensayes requeridos, proceda en la Tabla V.6 de izquierda a derecha y

el grupo correcto se encontrar por eliminacin. El primer grupodesde la izquierda que satisface los datos de ensaye es la clasificacincorrecta. Todos los valores lmites son enteros, si alguno de los datoses decimal, se debe aproximar al entero ms cercano.


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CONSIDERACIONES

Este mtodo define como:

Grava: material que pasa por tamiz de abertura 80 mm. Y es retenido entamiz de 2 mm.

Arena gruesa:material comprendido entre los tamices de abertura 2mm. y 0.5 mm.

Arena Fina:Material comprendido entre los tamices de abertura 0.5 y0.08 mm.

Limo arcilla:Material que pasa por el tamiz de abertura 0.08 mm. Material Granular:El termino material granular se aplica a los suelos

que presentan una cantidad menor o igual a un 35% bajo el tamiz deabertura 0.08 mm.

Material Limo arcilla:El termino material limo arcilla se aplica a lossuelos que presentan una cantidad mayor a un 35% bajo el tamiz deabertura 0.08 mm.

Material limoso:Son materiales finos con un ndice de plasticidad de 10o menor.

Material Arcilloso:Son materiales finos que tienen un ndice de

Plasticidad de 11 o mayor.


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Procedimiento de Clasificacin

Disponiendo de los resultados obtenidos en laboratorio y estandoposicionado sobre la tabla de clasificacin adjunta, realiza un

recorrido de izquierda a derecha y el grupo correcto se encontrarapor eliminacin, es decir que el primer grupo que satisfaga nosentregara el grupo de suelo correcto.

Todos los valores se aplicaran como nmeros enteros, si algn

numero presenta un decimal este deberser aproximado al enteroms cercano.

El numero del ndice de Grupo, debe ir siempre acompaando alsmbolo del grupo, por ejemplo:

Si el grupo de suelo es A-2-5 el ndice de grupo es 4, estedebe acompaarlo en un parntesis, quedando toda laexpresin de la siguiente forma: A-2-5 (4)


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Consideraciones del procedimiento

Cuando se calcula ndices de grupo de los subgrupos A-2-6 y A-2-7,

use solamente el termino de ndice de Plasticidad de la formula.

Cuando el suelo en NP (no plstico) o cuando el limite liquido nopuede ser determinado, el ndice de Grupo se debe considerar (0).

Cuando un suelo es altamente orgnico, es decir que presente uncolor oscuro, fibroso y olor putrefacto, este puede ser clasificadocomoA-8solo con una inspeccin visual y sin considerar sus valoresde limite liquido e ndice de plasticidad as como tampoco elporcentaje que pasa el tamiz de abertura 0.08 mm


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EJERCICIO

1.- Determine en la clasificacin general si es un suelo granular o fino.

2.- Determine a qu grupo pertenece.

3.- Determine a qu subgrupo pertenece.

4.- Determine el ndice de grupo.


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SISTEMA USCS

El Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos deriva de un

sistema desarrollado por A. Casagrande para agrupar e identificaren forma rpida en obras militares durante la guerra.

Este sistema divide los suelos en 2 grandes grupos, uno de granosgruesos y otro de granos finos.

De esta forma el sistema comienza a darnos las nomenclaturas que

representaran a un determinado tipo de suelo:

Los suelos de grano grueso son considerados como tal cuando el50% de su peso es mayor a 0.08 mm., si dentro de este porcentajeel 50% de su peso queda retenido en el tamiz de 5 mm. Se le asigna

laletra G, y en sentido opuesto, es decir que si el 50% del peso delas partculas pasa el tamiz de 5 mm. Se le asigna la letra S.

A la letra G y S se les agrega una segunda letra que nos indicara eltipo de graduacin, las cuales corresponden a la siguientedefinicin:


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W : Buena graduacin con poco o ningn fino.

P : Graduacin pobre, uniforme o discontina con poco o ningn fino.

M : Que contiene limo o limo y arena.C : Que contiene arcilla o arena y arcilla.

*Los suelos finosson los que contienen un 50% de su peso menor a0.08 mm. A la ves estos estn representados en tres grandes grupos

representados por letra de la siguiente manera:

La letra C representa a las arcillas; la letra M para los limos; y la letraO para los limos o arcillas orgnicos.

A las letras anteriores se les agrega una segunda letra que dependede la magnitud del limite liquido e indica la compresibilidad relativa,estas letras estn representadas de la siguiente forma:

L : si el lmite liquido es menor a 50.

H : si el lmite liquido es mayor a 50.


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SMBOLOS DE GRUPO


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TIPOLOGA DE SUELOS


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Para mayor comprensin describiremos el procedimiento declasificacin

A. Procedimiento de clasificacin de suelos de grano grueso (msde 50% retenido en 0,080 mm.)

Una vez efectuado los ensayes de clasificacin, determine ladistribucin acumulativa de los tamaos de las partculas y

clasifique la muestra como grava (G), si el 50%, o ms de la fraccingruesa (>0,080 mm) es retenida en tamiz 5 mm, y clasifquela comoarena (S), si ms del 50% de la fraccin gruesa (> 0,080 mm) pasapor el tamiz 5 mm.

Si menos del 5% en peso de la muestra pasa por tamiz 0,080 mm,

calcule:


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Clasifique la muestra como grava bien graduada (GW), o arena biengraduada (SW), si Cu es mayor que 4 para las gravas y mayor que 6para las arenas, y Cc est comprendido entre 1 y 3.

Clasifique la muestra como grava pobremente graduada (SP), si nosatisfacen simultneamente los criterios de Cu y Cc para biengraduada.

Si ms del 12%, en peso, de la muestra de ensaye pasa por 0,080mm, analice los valores del lmite lquido (WL) e ndice deplasticidad (IP) mediante la linea Ade la carta de plasticidad (fig.12).

Clasifique la muestra como grava limosa (GM), o arena limosa (SM),si los resultados de los lmites de consistencia muestran que losfinos son limosos, es decir, si al dibujar WL versus IP, este punto caebajo la lneaAo el IP es menor que 4.


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Clasifique la muestra como grava arcillosa (GC), o arena arcillosa(SC), si los finos son arcillosos, es decir, si al dibujar el WL versus IP,cae sobre la lneaAy el IP es mayor que 7.

Si el punto del lmite lquido versus ndice de plasticidad caeprcticamente en la lnea Ao est sobre esta lnea, pero el ndicede plasticidad est comprendido entre 4 y 7, d clasificacin dobletal como GM-GC o SM-SC.

Si pasa por el tamiz 0,080 m m el 5% al 12% de la muestra, el suelollevar clasificacin doble basada en los criterios de graduacin ylimites de consistencia, tales como GW-GC o SP-SM. En casosdudosos, la regla es favorecer a la clasificacin de menosplasticidad. Por ejemplo una grava con 10% de finos, un Cu de 20,de 2.0 y un ndice de plasticidad 6 ser clasificado como GW-GM envez de GW-CG.


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B. Procedimiento de clasificacin de suelos de granos finos (50% o

ms pasa por 0.08 mm.)

Clasifique el suelo como una arcilla inorgnica (C), si al dibujar el

punto del lmite liquido versus ndice de plasticidad, este cae sobrela lneaAy el ndice de plasticidad es mayor que 7.

Si el lmite liquido es menor que 50 y el punto WL ver sus IP caesobre la lnea Ay el IP es mayor que 7, clasifquela como arcillainorgnica de baja a mediana plasticidad (CL), y como arcilla de alta

plasticidad (CH) si el WL es mayor que 50 y el punto WL versus IPcae sobre la lnea A(carta de plasticidad). En caso que el lmiteliquido exceda a 100 o el IP exceda a 60, expanda la carta deplasticidad manteniendo las mismas escalas y pendientes de lalneaA.


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Clasifique el suelo como limo inorgnico (M), si al dibujar el puntoWL versus IP, cae bajo la lnea Ao el IP es menor que 4, a menos

que se sospeche que hay materia orgnica presente en cantidadessuficientes como para influir en las propiedades del suelo (suelo decolor oscuro y olor orgnico cuando esta hmedo y tibio), en cuyocaso se debe efectuar un segundo limite lquido con la muestra densaye secada al horno a una temperatura de 110 +/- 5 C durante24 horas. Se clasifica como limo o arcilla orgnicos (O), si el limitelquido despus del secado al horno, es menor que 75% de limiteliquido de la muestra original determinado antes del secado.

Clasifique el suelo como limo inorgnico de la media a alta

plasticidad (MH), o como una arcilla de limo arcilla orgnico de lamedia a alta plasticidad (OH), si el WL versus IP cae bajo la lnea deA o el IP es menor a 4.


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Con el fin de indicar sus caractersticas de borde, algunos suelos degrano fino deben clasificarse mediante simbologa doble. Si elpunto dibujado del WL versus IP cae prcticamente en la lnea Aosobre la lneaAdonde el ndice de plasticidad tiene un rango de 4a 7, el suelo debe tener clasificacin doble tales como CL-ML o CH-OH. Si el punto dibujado de WL versus IP cae prcticamente en lalnea del lmite liquido igual a 50, el suelo deber tener clasificacindoble tales como CL-CH o ML-MH.

En casos dudosos la regla de clasificacin favorece al ms plstico.Por ejemplo, un suelo fino con un WL = 50 y un ndice de plasticidadde 22 se deber clasificar como CH-MH en lugar de CL-ML.

Este sistema fue adoptado por el U.S. Army Corps of Engineers en1942 y en 1947 le introdujo algunos lmites para evitar dobleclasificacin. 1952, el cuerpo de ingenieros en conjunto con elBareau of Reclamation y asesorados por el Dr. Casagrandeefectuaron las ltimas modificaciones.


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Basados en observaciones de terreno y ensayes de Laboratorio demateriales de base para caminos y aeropuertos, el Cuerpo deIngenieros subdividio los grupos GM y SM en dos grupos,

designados por los sufijos dy u, que han sido escogidos pararepresentar a materiales que son convenientes o no,respectivamente, para ser empleados en bases de caminos yaeropuertos. Smbolo tpico son GMd y SMu.

Se emplea el sufijo dcuando el limite liquido es menor o igual a25 y el ndice de plasticidad es menor o igual a 5.


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EJERCICIO

1.- Determine en la clasificacin general si es un suelo granular o fino.

2.- Determine a qu grupo pertenece.

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