INTRODUCCIN

Dada la gran variedad de suelos que se presentan en la naturaleza, la Mecnica de Suelos ha

desarrollado algunos mtodos de clasificacin de los mismos. Cada uno de estos mtodos

tiene prcticamente, su campo de aplicacin segn la necesidad y uso que los haya

fundamentado. As se tiene la clasificacin de los suelos segn el tamao de sus partculas,

la clasificacin de la Asociacin Americana de Funcionarios de Carreteras

Pblicas y Transportes (AASHTO), el Sistema Unificado de Clasificaciones de

Suelos (SUCS), etc. A continuacin se expone detalladamente dos mtodos de clasificacin

de suelos, aplicados a la Ingeniera Civil. Los estudiantes como prctica

estudiantil clasificarn a los suelos usando el

SistemaUnificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), procedimiento Manual -Visual y

procedimiento de Laboratorio. La clasificacin AASHTO se expone al lector interesado.

Las distintas clasificaciones de suelos intentan capturar y describir este complejo material

en vista a aplicaciones especficas, con sus correspondientes necesidades: construccin de

caminos y pavimentos, agricultura, minera o geomecnica. Las diferentes clasificaciones

incluyen: 1) el sistema unificado de clasificacin de suelos SUCS, 2) el sistema de la

American Association of State Highway & Transportation Officials AASHTO.

En la naturaleza, los suelos rara vez existen separadamente en forma de grava, arena, limo,

arcilla o materia orgnica; generalmente se encuentran mezclados en proporciones

variables. El procedimiento de clasificacin Manual Visual del Sistema Unificado se basa en el reconocimiento del tipo y predominio de los suelos constituyentes, y considera

graduacin, plasticidad y contenido orgnico Esta clasificacin divide a los suelos en tres

grupos principales; suelos de partculas gruesas, finas y de alto contenido de

materia orgnica.

El sistema de la AASHTO (AASHTO M 145-82) fue originalmente desarrollado en los

aos 20.

Est basado en caractersticas de estabilidad de los suelos empleados en la construccin de

caminos.

Se fundamenta en distribucin granulomtrica, lmite lquido y lmite plstico. Los tamices

estndar #10, #40 y #200 (aberturas de 2 mm; 0,42 mm y 0,075mm respectivamente) son

de vital importancia.

El anlisis detallado del SUCS en base al comportamiento fundamental de los suelos se

presenta en la prxima seccin, seguida por la identificacin de parmetros importantes

que requieren caracterizacin apropiada.

OBJETIVOS

General:

Establecer grupos o subdivisiones (clases) de individuos con fines de una utilizacin

prctica, como por ejemplo: predecir su comportamiento, identificar el mejor uso, estimar

su productividad y proporcionar unidades que permitan extrapolar observaciones.

Clasificar los suelos para propsitos de Ingeniera Civil, basado en el examen visual, y en

ensayos manual simples.

Especficos:

Proponer una base conceptual til en estudios de tierras y suelos, particularmente en la

determinacin de la capacidad de uso de la tierra.

Establecer un procedimiento tcnico uniformizado para la clasificacin de tierras por

capacidad de uso.

MARCO TEORICO

CLASIFICACION DE SUELOS

Para efectos de explicitud se presenta la clasificacin de los suelos y sus respectivas

propiedades de cada material.

Entre las diferentes clasificaciones de los suelos existentes, indicamos la adoptada por la

AASHTO, la conocida como Clasificacin Unificada de Suelos.

CLASIFICACION DE SUELOS AASHTO M-145

Hace varios aos, los organismos viales de los EE.UU. de N.A., sugirieron diferentes

clasificaciones para los suelos. As, se conoca la Clasificacin propuesta por la Public

Roads Administration (actualmente Bureau of public Roads), por el Highway Research

Board.

Hoy en da, todas estas clasificaciones han sido agrupadas en una sola, que se basa en la

que originalmente propuso el Bureau of Public Roads en 1929 y es prcticamente la misma

que la recomendada en 1944 por el Highway Research Board.

La AASHTO, que representa a todos los departamentos de carreteras de los Estados Unidos

de Norte Amrica, ha adoptado esta clasificacin. Designaremos esta clasificacin como

Clasificacin de Suelos AASHTO

Los suelos se clasifican en siete grupos basndose en la composicin granulomtrica, en l

lmite liquido y el ndice de plasticidad de un suelo la evaluacin de cada grupo, se hace

por medio de su ndice de Grupo.

Esta clasificacin divide los suelos en dos clases: una formada por suelos granulares y otra

por suelos de granulometra fina, limo-arcillosos.

A continuacin, indicamos cada una de estas clases con sus correspondientes grupos y

subgrupos.

SUELOS GRANULARES

Son aquellos que tienen 35%, o menos, del material fino que pasa el tamiz N

200(0.075 mm.). Estos suelos forman los grupos A-1, A-2, A-3. 43

Grupo A-1: Comprende las mezcla bien graduadas, compuestas de fragmentos de piedra,

gravas, arena y material ligante poco plstico. Se incluyen tambin a aquellas mezclas bien

graduadas que no tienen material ligante.

Subgrupo A-1a; Comprenden a aquellos materiales formados predominantemente por arena

gruesa y con, o sin, material ligante bien graduado.

Grupo A-2: Incluye una gran variedad de material granular que contiene menos del 35% de

material fino.

Subgrupos A-2-4 Y A-2-5: pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo

contenido de material fino es igual o menor del 35% y cuya fraccin que pasa el tamiz N

40 tiene las mismas caractersticas de los suelos A-4, A-5 respectivamente.

Estos grupos incluyen aquellos suelos gravosos y arenosos (arena gruesa), que tengan un

contenido de limo, o ndices de grupo, en exceso a los indicados para el grupo A-1. As

mismo incluyen aquellas arenas finas con un contenido de limo no plstico en exceso al

indicado para el grupo A-3.

Subgrupos: A-2-6 Y A-2-7: Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los

anteriores, pero la fraccin que pasa el tamiz nmero 40 tiene las mismas caractersticas de

los suelos A-6 y A-7, respectivamente.

Grupo: A-3: En este grupo se hallan incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con

poca cantidad de limo que no contenga plasticidad. Este grupo incluye adems, las arenas

de ri que contengan poca grava y arena gruesa.

Suelos finos limo arcillosos. Contienen ms del 35% del material fino que pasa el tamiz

numero 200.

Estos suelos constituyen los grupos A-4, A-5, A-6, A-7.

Grupo A-4: Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plsticos, que tienen un

75% o ms del material fino que pasa el tamiz numero 200.

Adems, se incluyen en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%.

Grupo A-5: Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero

contienen material micceo o diatomceo. Son elsticos y tienen un lmite lquido elevado.

Grupo A-6: Los suelos de este grupo son semejantes a los del A-5, pero son elsticos. Sus

lmites lquidos son elevados. 44

Subgrupos A-7-6: Comprende aquellos suelos cuyos ndices de plasticidad son muy altos

con respecto a sus lmites lquidos y adems experimentan cambios de volumen muy

grandes entre sus estados seco y hmedo.

NDICE DE GRUPO

Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo grupo,

y estn representados por un determinado ndice. La clasificacin de un suelo en un

determinado grupo se basa en su lmite lquido, grado de plasticidad y porcentaje de

material fino que pasa el tamiz n 200. Los ndices de grupo de los suelos granulares est

generalmente comprendidos entre 0 y 4; los suelos limosos, entre 8 y 12 y los suelos

arcillosos, entre 11 y 20, o ms.

El ndice de grupo puede determinarse mediante la siguiente formula;

ndice de Grupo = IG = (F-35) ((0.2+0.005 (Ll-40))+0.01 (F-15) (Ip-10)

Donde:

F = Porcentaje que pasa el tamiz numero 200.

Ll = Limite liquido.

Ip = ndice de plasticidad.

CLASIFICACION UNIFICADA DE SUELOS

Esta clasificacin es empleada con frecuencia por ingenieros de carreteras y ha sido

adoptada por el Cuerpo de Ingenieros del ejrcito de los EE.UU. de N.A. Es una revisin de

la clasificacin que inicial mente presento el profesor A. Casa grande y se la designa como

Clasificacin Unificada de Suelos (unified Soil Clasification System). Divide los suelos en

dos grupos: granulares y finos

En el primer grupo, se hallan las gravas, arenas y suelos gravosos o arenosos, con pequea

cantidad de material fino (limo o arcilla). Estos suelos corresponden, en lneas generales, a

los clasificados como A-1, A-2, A-3, por la AASHTO y son designados en la siguiente

forma:

Gravas, o suelos gravosos: GW. GC, GP Y GM.

Arenas, o suelos arenosos: SW, SC, SP Y SM.

Las siglas representan:

G = Grava o suelo gravoso. 45

S = Arena o suelo arenoso.

W = Bien graduado.

C = Arcilla inorgnica.

P = Mal graduado.

M = Limo inorgnico o arena muy fina.

As por ejemplo, SM significa suelos arenosos con cierto contenido de limo.

En el siguiente grupo se hallan los materiales finos, limosos o arcillosos, de baja o alta

comprensibilidad, y son designados en la siguiente forma:

Suelos de baja o mediana comprensibilidad. ML, CL Y OL.

Suelos de alta comprensibilidad. MH, CH Y OH.

Las siglas representan:

M = Limo inorgnico o arena muy fina.

C = arcilla.

O = Limos, arcillas y mezclas limo arcillosas con alto contenido de materia orgnica.

L = Baja a mediana comprensibilidad.

H = Alta comprensibilidad.

As, CH ser un suelo arcilloso de alta comprensibilidad.

En un cuadro en los anexos se resume la informacin anteriormente descrita. Adems en el

cuadro se hace una comparacin de los materiales en base a su clasificacin y su empleo

como material de fundacin.

PROCEDIMIENTOS

1. Se procedi a tamizar el suelo (11/2",1",3/41/2,3/8, N4, N8, N10, N16, N20,

N40, N60, N100, N200)

2. Se procedi a pesar el suelo retenido en cada uno de los tamices y anotar dichos

pesos.

3. Se tomaron las muestras a partir del tamiz N40 para nuestro limite y liquido y limite

plstico.

4. Vaciamos el material obtenido del tamizado a un recipiente.

5. Agregamos 25ml de agua para hacer la primera muestra.

6. Amasamos el material en el recipiente.

7. Procedimos a colocar una pequea porcin del material en la copa de Casagrande.

8. Con el ranurador separamos por la mitad el material que se encuentra en la copa de

Casagrande dejando una pequea abertura.

9. Se procedi a girar la copa Casagrande la cual reaccionaba con pequeos golpes

actuando sobre el material, bamos contando cada golpe que daba la copa hasta que

el material se vuelva a unir una pequea parte, la cual se uni a las la primera

muestra 18 vueltas,

10. Retiramos la mitad del material como esta a una tara la cual ser para la muestra de

contenido de humedad y lo pesamos.

11. La otra mitad lo hicimos una bolita y luego lo vamos estirando hasta que logre

fisurarse.

12. Colocamos el material fisurado en una tara y lo pesamos.

13. Procedimos a agregar 5ml ms de agua a la masa y volvimos a hacer el mismo

procedimiento anterior y esta muestra se uni a las 10 vueltas.

14. Agregamos 3ml ms de agua a la masa restante y volvimos a hacer el mismo

procedimiento anterior y esta muestra se uni a las 3 vueltas.

15. Lugo las 6 muestras obtenidas lo llevamos al horno y lo dejamos a 120 C.

16. Sacamos las muestras luego de 24 horas y lo pesamos.

CALCULOS Y RESULTADOS

Tamices Peso

% Retenido % Retenido % Que

(mm) Retenido (g) Parcial Acumulado Pasa

1 1/2" 38,1 0,00 0,00 100,00

1" 25,4 71,00 3,58 3,58 96,42

3/4" 19,05 7,00 0,35 3,93 96,07

1/2" 12,7 114,00 5,75 9,68 90,32

3/8" 9,525 113,00 5,70 15,38 84,62

N 4 4,76 156,00 7,87 23,25 76,75

N 8 2,38 90,00 4,54 27,79 72,21

N 10 2 30,00 1,51 29,30 70,70

N 16 1,19 128,00 6,46 35,76 64,24

N 20 0,84 95,00 4,79 40,55 59,45

N 40 0,426 297,00 14,98 55,53 44,47

N 60 0,3 665,00 33,55 89,08 10,92

N 100 0,149 185,00 9,33 98,41 1,59

N 200 0,074 30,00 1,51 99,92 0,08

Fondo 1,00 0,05 100,00 0,00

TOTAL 1982,00 100,00

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

120,00%

38,10 25,40 19,05 12,70 9,525 4,760 2,380 2,000 1,190 0,840 0,426 0,300 0,149 0,074

% Que pasa

LIMITE LQUIDO

Hallando el peso del suelo seco:

Hallando el peso del agua:

( ) ( )

Hallando el contenido de humedad:

LIMITE PLASTICO

Hallando el peso del suelo seco:

Hallando el peso del agua:

( ) ( )

( )

Procedimiento Tara N 1 Tara N2 Tara N3

Peso de tara(gr) 19.91 27.10 25.47

Peso de tara + suelo hmedo(gr) 34.18 43.45 35.56

Peso de tara + suelo seco(gr) 33.77 42.61 35.08

Peso de agua(gr) 0.41 0.84 0.48

Peso de suelo seco(gr) 13.86 15.51 9.61

Contenido de humedad % 2.96 5.42 4.99

Hallando el contenido de humedad:

Hallando el lmite de plasticidad:

Limite liquido

Consistencia Procedimiento Tara N 1 Tara N2 Tara N3

Numero de golpes 18 10 3 LL=0

Peso de tara(gr) 27.09 21.23 21.37

Peso de tara + suelo hmedo(gr) 49.64 47.91 42.65 LP=0

Peso de tara + suelo seco(gr) 48.85 46.47 41.36

Peso de agua(gr) 0.75 1.44 1.29

IP=0 Peso de suelo seco(gr) 21.76 25.24 19.99

Contenido de humedad % 3.45 5.71 6.45

a

35 75

40 0

b

15 55

40 0

c

40 60

20 0

d

10 30

20 0

CLASIFICACION DE SUELO SEGN AASHTO

Calculando a

Porcentaje que pasa por el tamiz N200 = 0.08

Calculando b

Porcentaje que pasa por el tamiz N200 = 0.08

Calculando c

Limite liquido = 0

Calculando d

Indice plastico = 0

Calculando el ndice de grupo:

El tipo de suelo encontrado es un suelo que presenta una mezcla bien gradada de fragmentos de

piedra o grava, arena fina, predominando la arena gruesa con o sin un ligante de suelo bien

gradado.

EQUIPOS

Balanza electrnica

Copa Casagrande

Tamices (11/2",1",3/41/2,3/8, N4, N8, N10, N16, N20, N40, N60, N100, N200)

Ranurador

Recipiente

Tara

Horno

Cazoleta

Esptula

MATERIALES

Agua destilada

Muestra de suelo

Bolsas

CONCLUSIONES

1.