CALICATA

Es la excavación de terreno para la inspección directa del suelo que sedesea estudiar y por lo tanto, es el método de exploración quenormalmente entrega la información más confiable y completa.En suelos, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración ymuestreo de suelos de fundación de estructuras.

El objetivo es describir los procedimientos en la excavación de unacalicata, obteniendo muestras por estrato que conserven la estructura y lahumedad que tiene en su estado natural, cuando pueden tomarse de unasuperficie o de una profundidad a la que se lleva por excavación a cieloabierto.

TOMA DE MUESTRAS

A diferencia de los otros materiales de construcción (acero, concreto, etc.,donde las especificaciones definen la calidad y responsabilidad delfabricante), el suelo y la roca no se forman bajo un rígido control de calidad.Los efectos frecuentemente se ocultan bajo las capas superiores del sueloy la espesa vegetación y no se puede decir al fabricante que cumpla unaespecificación o que certifique una calidad mínima por lo tanto, laevaluación de la calidad de las condiciones del subsuelo en un lugar, esmucho más difícil y tiene un margen de incertidumbre mucho mayor quecomprobar las propiedades de los otros materiales de construcción.La exploración de suelo o toma de muestreo, consiste en la obtención deuna porción del material (suelo-muestra), sobre el cual se pretende colocar una estructura o bien del material que ya forma parte de la misma serequiere verificar su idoneidad para ser parte de la estructura civilincorporada al medio, de manera tal que las características de la porciónobtenida sean representativas del conjunto denominada masarepresentativa del suelo.En función al concepto indicado se hizo lo primero la apertura deCALICATA, la cual nos permitió la inspección directa del suelo, cabe indicar que este es el método de exploración que entrega la información máscompleta.En el caso de la calicata para el presente trabajo se hizo una excavacióncircular, en un espacio de 1.50 m. es decir

un radio de 0.75m y unaprofundidad de 3.00m. Del cual se ha obtenido una muestra, alterada de labase en una proporción promedio de 50 Kilos, para realizar el respectivoanálisis en laboratorio.

3.3.0 DESCRIPCIÓN DE LOS TRABAJOS.

3.3.1 PROCEDIMIENTO EN CAMPO:

•

Ubicación y trazado del área para la excavación de la calicata; para locual se ha definido la dimensión de 0.75 de radio y una profundidad de3.00m de profundidad.

•

Excavación manual: Esta etapa se ha realizado empleando herramientascomo pico, pala y barreta.

•

Muestreo progresivo para el contenido de humedad.

•

Obtención de muestra para granulometría, límites y compactación delúltimo estrato.

•

Las muestras extraída es de aproximadamente de 70kg obtenida delúltimo estrato, para contenido de humedad se extrajo de cada estrato unaproximado de 200 gr

ara el contenido de humedad se extrajo en envases herméticos (Botellade Gaseosa) se ha tomado muestras de suelo en el instante de suexploración por cada estrato encontrado; cuya cantidad por cada estrato esde aprox. 200 gr.

•

Registro de niveles y profundidad de estratos, análisis preliminar de cadaestrato estableciendo sus características físicas (Color, tamaño mas.,estructura, humedad y olor); también se ha realizado el registro fotográficode todo el proceso de la excavación y muestreo.

RESULTADO PRELIMINAR

CUADRO ESTATIGRAFICO CALICATADENOMINACIONALTURACLOR Y TIPO DE SUELO

Estrato - 10.40 mNegra Marrón (material orgánico)Estrato – 21.50 mAmarillo Claro arenoso, gravosoEstrato – 31.10 mGris oscuro gravoso

Perfil estratigráficoOBSERVACIONES:

o

El primer estrato es una tierra orgánica, tiene un color marrón,arcillosa, negriso, por la presencia de material orgánico, está en laclasificación OH

ROCEDIMIENTO EN LABORATORIO.

•

Limite liquido:

1.Se seco la muestra de suelo al aire libre, y se procedió a pulverizar.2.Se obtuvo una muestra representativa del suelo tamizado en la malla Nº40.3.En un recipiente de porcelana se coloco la muestra, para luego añadir una pequeña cantidad de agua y se mezclo con una espátula en formarepetida hasta obtener una apariencia cremosa y homogénea.

4.

Luego se procedió a colocar la muestra en la copa de casa grande, unapequeña cantidad de suelo, se emparejo la superficie de la pasta conuna espátula hasta obtener una muestra comprimida horizontalmentecentrada en la copa de casa grande.5.Con la ayuda del

ranurador, se corto una ranura que separo el suelo endos mitades.6.Inmediatamente procedimos ha hacer el conteo de golpes necesariospara cerrar la ranura.

7.

Repetimos esta operación 04 veces para obtener la diferencia entre losnúmeros de golpes.

8.

Se tomo una pequeña candad de muestra de la zona donde se cerró elsurco, se coloco en una capsula y se peso para obtener el contenido dehumedad9.Luego se coloco la muestra al horno por 24 horas.

10.

Cumplido las 24 horas se saco la muestra del horno y se procedió apesar.

•

Limite plástico:

1. Una vez hecha el procedimiento anterior del ensayo de límite plástico.2. Se obtuvo una muestra el cual fue enrollada con las manos sobre unaPlaca de vidrio.3.Luego se moldeo en forma cilíndrica con un diámetro uniforme.

4.

Una vez removida la pasta con los dedos en la placa de vidrio hastaobtener un diámetro aproximado de 3.2mm se observo el agrietamientodel suelo, se tomo la muestra en una capsula, para ser pesada ysecado en el horno, para el cálculo de contenido de humedad.5.Este mismo procedimiento se repitió con los tres restantes.6.Una vez obtenida todos los datos del ensayo respectivo se procedió conlos cálculos

.4.0 ANALISIS E INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE LABORATORIO3.4.1 ANALISIS GRANULOMETRICO.COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD:

El coeficiente de uniformidad, definidooriginalmente por Terzaghiy Peck, se utiliza para evaluar la uniformidad deltamaño de las partículas de un suelo. Se expresa como la relación entre D60 yD10, siendo:

Cu = D60 / d10

D60 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 60% del suelo, en peso.D10 = el diámetro o tamaño por debajo del cual queda el 10% del suelo, en peso.En realidad la relación es un coeficiente de no uniformidad, pues su valor numérico decrece cuando la uniformidad aumenta. Los suelos con Cu < 3 seconsideran muy uniformes; aun las arenas naturales muy uniformes rara vez sepresentan Cu > 2.

COEFICIENTE DE CURVATURA:

Como dato complementario, es necesario paradefinir la uniformidad, se define el coeficiente de curvatura del suelo con laexpresión:

Cc = (D30)2 / D60 * D10CURVA GRANULOMETRICA:

Representación grafica del ensayo donde a partir deella es posible observar la graduación de un suelo.

3.4.2 ANALISIS DE CLASIFICACION DE SUELOS.

La clasificación según análisis de laboratorio, se ha encontrado un suelo gravaarcillosa, mezcladas con regular cantidad de arenas, y con apreciable cantidad definos limos arcillosos y de mediana plasticidad, la misma que tiene una coloraciónplomo (gris) amarillo claro.Podemos determinar como suelo de fundación es regular a buena; pero se debetomar algunas precauciones por ser un suelo que contiene arcillas.

3.4.3 ANALISIS DE CONTENIDO DE HUMEDAD.

El contenido de Humedad se determino de una muestra alterada, de acuerdo alos análisis de laboratorio, se ha logrado obtener una humedad W(%) = 7.54.

3.4-4 ANALISIS DE CONSISTENCIA (Limite Liquido, Limite Plástico)

En los ensayos de laboratorio, se ha determinado un Límite Líquido de 21%, y unLimite Plástico de 12%, con un índice de plasticidad de 8%, en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cualel suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sinromperse.

3.4.5 ANALISIS DE DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE CAMPO YDENSIDAD RELATIVA.

Se sabe, que la determinación de la densidad de campo se usa para controlar lacompactación de terraplenes y capas de base, en esta ocasión se hizo el ensayoy se ha obtenido un resultado como sigue:Densidad Natural = 1.52 gr/cm3Densidad Mínima = 1.42 gr/cm3Densidad Máxima = 1.70 gr/cm3Densidad Relativa = 41%Angulo de Fricción Interna del Suelo = 25º

3.4.6 ANALISIS DE LA DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE CARGA.

Del ensayo se interpreta, que por tratarse de un suelo consistente de gravaarcillosa, mezclado con apreciable cantidad de arena, y con regular cantidad definos limo arcillosa, se ha determinado los valores de cohesión y ángulo defricción interna por métodos indirectos de tablas, para las características del sueloanalizado, asimismo se tiene como resultado de análisis un;

Qadm= 1.91Kg/cm2.

Asimismo según propiedades del material, se obtuvo como sigue:Cohesión = 0.30 Tn/m3Densidad de Campo = 1.52 Tn/m3Profundidad de Desplante = 2.00 m.Longitud Mínima de Cimentación (Ancho) = 1.00 m

4.0.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1.0 CLASIFICACION DE SUELOS.

La clasificación según resultados de laboratorio semuestra en el siguiente cuadro

4.2.0 ENSAYOS REQUERIDOS PARA EL ANALISIS.4.2.1 CONTENIDO DE HUMEDADObjetivo:

Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto alpeso seco de la muestra.

Definición:

Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de unamuestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formadopor la suma de sus aguas libre, capilar. La importancia del contenido de agua quepresenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de lascaracterísticas más importantes para explicar el comportamiento de este( especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios devolumen, cohesión, estabilidad mecánica .El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, espor medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relaciónexpresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinadamasa de suelo y el peso de las partículas sólidas:

w = ( Ww / Ws ) * 1 0 0 ( % )

donde :w = contenido de humedad expresado en %Ww = peso del agua existente en la masa de sueloWs = peso de las partículas sólidas.

4.2.2 ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS POR TAMIZADOINTRODUCCION:

Se denomina distribución granulométrica de un suelo a la división del mismo endiferentes fracciones, seleccionadas por el tamaño de sus partículascomponentes; las partículas de cada fracción se caracteriza porque su tamaño seencuentra comprendido entre un valor máximo y un valor mínimo, en formacorrelativa para las distintas fracciones de tal modo que el máximo de unafracción es el mínimo de la que le sigue correlativamente.En suelos gruesos (gravas, arenas y limos no plásticos), de estructura simple, lacaracterística más importante para definir su resistencia es la compacidad; laangulidad de los granos y la orientación de las partículas juegan también un papelimportante, aunque menor.Una de las razones que han contribuido a la difusión de las técnicasgranulométricas es que, en cierto sentido, la distribución granulométrica proporciona un criterio de clasificación. Los conocidos términos arcilla, limo, arenay grava tiene tal origen y un suelo se clasificaba como arcilla o como arena segúntuviera tal o cual tamaño máximo. La necesidad de un sistema de clasificación desuelos no es discutible, pero el ingeniero ha de buscar uno en que el criterio declasificación le sea útil.La gráfica de la distribución granulométrica suele dibujarse con porcentajes comoordenadas y tamaños de las partículas como abscisas. Las ordenadas se refierena porcentaje, en peso, de las partículas menores que el tamaño correspondiente.La representación en escala semi logarítmica resulta preferible a la simplepresentación natural, pues en la primera se dispone de mayor amplitud en lostamaños finos y muy finos, que en escala natural resultan muy comprimidos.La forma de la curva da idea inmediata de la distribución granulométrica del suelo;un suelo constituido por partículas de un solo tamaño estará representado por unalínea vertical, una curva muy tendida indica gran variedad en tamaños (suelo biengraduado)Medición con mallas: este análisis mecánico es el usado principalmente en suelosgruesos y su principio consiste en ordenar en forma descendente una serie demallas, este método de

medición por mallas es muy utilizado para clasificar suelosgruesos sin embargo puede presentarse problemas para que pasen las partículaspor las mallas mas fina

OBJETIVO GENERAL

El objetivo principal que persigue este ensayo de laboratorio, es el de poder clasificar el suelo, según el tamaño de sus partículas por medio de lagranulometría.Básicamente en mallas de aberturas cuadradas, que se encuentranestandarizadas ( tamices ASTM) según el tamaño de la abertura en pulgadas.La serie de tamices utilizados para los suelos son, 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8”?", # 4,# 8, # 16, # 30, # 40, # 100, # 200, cazuela.Calculo de porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:% Retenido = Peso retenido en el tamiz x 100peso totalCalculo del porcentaje más fino, restando en forma acumulada de 100% losporcentajes retenidos sobre cada tamiz.

% Pasa = 100 - % Retenido acumulado.

OBJETIVOS ESPECÍFICO.

•

Determinar el porcentaje de paso de los diferentes tamaños de suelo y conestos datos construir su curva granulométrica.

•

Determinar mediante el análisis de tamizado la gradación que existe enuna muestra de suelos.

•

Nos permite determinar los porcentajes de suelos que pasan por losdistintos tamices de la serie empleado en el ensayo, hasta el de 74mm (Nº200)

4.2.3 DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICO DE LOSSUELOSINTRODUCCIÓN

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de quelos suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentesestados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar enun estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido.La arcilla, por ejemploal agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico yfinalmente al estado líquido.El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo aotro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango dehumedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir,acepta deformaciones sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad quepresenta los suelos hasta cierto límite sin romperse.El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado por Atterberg aprincipios de siglo a través de dos ensayos que definen los límites del estadoplástico.Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que sedefinen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.

OBJETIVO

•

Limite liquido de un suelo es el contenido de humedad expresado enporcentaje del suelo secado, cuando este se allá entre el estadoplástico y liquido.

•

Conocer el grado de cohesión de las partículas de un suelo.

•

Poder conocer la resistencia de un suelo a esfuerzos exteriores quetienden a deformar o destruir su estructura.

•

El Límite líquido y el Límite plástico se emplean para clasificar un suelo,de acuerdo a su plasticidad.

LIMITE LIQUIDO ( LL).

Es la frontera comprendida entre los estados Semi-liquido y Plástico, definiéndosecomo el contenido de humedad que requiere un suelo previamente pre moldeado,en el que al darle una forma trapecial sus taludes fallen simultáneamente,cerrándose la ranura longitudinalmente 13mm., sin resbalar sus apoyos, al sufrir el impacto de 25 golpes consecutivos, con una frecuencia de 2 golpes por segundo, en la Copa de Casagrande, teniendo una altura de caída de 1 cm.Se define también como el contenido de humedad por debajo del cual el suelo, secomporta en un estado semí-liquido y plástico. A este nivel de contenido dehumedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluidoviscoso.

•

Contenido de Humedad = Peso del agua x 100Peso del suelo secado en el horno

o

Relacionar el contenido de humedad w, y el numero de golpescorrespondiente

LIMITE PLASTICO ( LP).

Es la frontera comprendida entre el estado plástico y semi-sólido. Se define comoel contenido de humedad que posee un cilindro de material en estudio de 11 cms.de longitud y 3.2 mm. de diámetro (formado al girarlo o rolarlo con la palma de lamano sobre una superficie lisa ) al presentar agrietamientos en su estructura.Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambiode humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dancuando la humedad en las masas de suelo varía.

IP = LL - Lp

En que:IP= índice de plasticidad del suelo, %LL = límite liquido del suelo, %; yLP = límite plástico del suelo, %.

CONCLUSIONES RESULTADO DE LABORATORIO.

El procedimiento realizado para la determinación del Contenido de Humedad,indica que este método de secado de muestras en horno es bastante adecuadopara trabajos rutinarios de laboratorio sobre muestras pequeñas y para lograr unadeterminación confiable del Contenido de Humedad de un suelo se recomiendaobtener 3 muestras de suelo en estado natural representativas por estrato.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

De acuerdo al resultado de los Cálculos, Características Físicos, Mecánicas delos Suelos, se establecen las siguientes consideraciones finales:

•

El Presente Trabajo ha consistido en la ejecución del “

Estudio Geotécnico deSuelos con fines de Cimentación para la Implementación de Asociaciónde vivienda “Residencial Luren.”

•

Los Trabajos de campo han consistido en la excavación de

(01)

calicata hastaalcanzar una profundidad de

3.00 m

. La calicata se ha ubicadoconvenientemente en el área del terreno y así poder contar con la informacióny resultados correctos.

•

De las calicatas se extrajeron muestras alteradas para realizar ensayosAnálisis Granulométrico por tamizado, Límites de Consistencia, Humedadnatural, Pesos Unitarios, Pesos Específicos, Clasificación de Suelos SUCS,densidad de campo y determinación de la capacidad de carga.

•

El Perfil Estratigráfico que se presenta ha sido elaborado mediante lainterpretación de la estratigrafía encontrada en la calicata.Una cubierta superficial de profundidad de

0.00 – 0.40 m

., conformado por suelos orgánico, tipo tierra agrícola.Luego se aprecia de profundidad de

0.40 – 1.50 m

un potente estrato de suelode color amarillo claro, arenoso compuesto por arcilla, gravas y arena, está enla clasificación SUCS corresponde GC.Seguida mente se aprecia a una profundidad de

1.50 – 1.10 m

el tercer estratoes de color gris oscuro con presencia de gravas que corresponde a un sueloarena arcillosa, está en la clasificación CL.

•

Se recomienda que el tipo de cimentación a utilizar sea cimientos corridosarmados, para evitar los asentamientos diferenciales.

•

Profundidad de la cimentación: En base a las características del perfilestratigráfico, y los resultados de capacidad de carga, se recomienda cimentar a la profundidad de

D

f

= 2.00 metros

.

•

Se aplicara para obtener la Capacidad admisible (q

ad

) del suelo de fundaciónun factor de seguridad

(F.S. = 3)