Descripción Visual Manual de Suelos

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

DESCRIPCIÓN VISUAL MANUAL DE SUELOS

Msc. Ing. Elio Milla Vergara

Huaraz, Enero del 2014

UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”


UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”


La identificación visual, es el reconocimiento preliminar del suelo sinnecesidad de empleo de equipos o ensayos de laboratorio. Losensayos de laboratorio confirmarán y permitirán precisar lainformación obtenida del terreno.

INTRODUCCION

Descripción e Identificación de Suelos. Procedimiento Visual-Manual

(NTP 339.150 (2001), ASTM D 2488 )

Cuando se requiera una clasificación precisa, se debe usar elMétodo ASTM D2487.

Se usa sólo para suelos naturales (disturbados o nodisturbados).

La porción identificada se asigna un símbolo de grupo ynombre

se limita a suelos con partículas menores de 75 mm (3”).

INTRODUCCION

TERMINOLOGIA (SEGÚN LA NTP 339.136)

Del Material que se retiene en el Tamiz de 75 mm (3”).

Bloques.- Partículas de roca que NO pasen una abertura cuadrada de 300 mm (12”).

Bolones.- Partículas de roca que pasen una abertura cuadrada de 300 mm (12”) y sean retenidas en el tamiz de 75 mm ( 3”).

Del Material que pasa la malla de 3”.

Grava.- Partículas que pasan el tamiz de 75 mm (3”) y son retenidas en el tamiz 4,75 mm (# 4) y se divide en:

Gruesa: Pasa el tamiz de 75 mm (3”) y se retiene en el tamiz de 19mm (¾”).

Fina: Pasa el tamiz de 19,0 mm (3/4”) y se retiene en el tamiz de 4,75 mm (# 4).

Arena.- Partículas que pasan el tamiz # 4 (4.75 mm) y se retienen en el tamiz de 75 m (# 200) y se divide en:

Gruesa: Pasa el tamiz de 4.75 m (# 4) y se retiene en el tamiz de 2,0 mm (# 10).

Media: Pasa el tamiz de 2,0 mm (# 10) y se retiene en el tamiz de 425 m (# 40).

Fina: Pasa el tamiz de 425 m (# 4) y se retiene en el tamiz de 75 m (# 200).

Limos.- Suelo que pasa el tamiz de 75 m (N° 200), es no plástico o ligeramente plástico y muestra poca o ninguna resistencia en estado seco.

Arcillas.- Suelo que pasa el tamiz de 75 m (N° 200), y puede exhibir plasticidad en un rango de contenido de humedad y muestra considerable resistencia en estado seco.

Arcilla Orgánica.- Una arcilla con suficiente contenido orgánico que influencia sus propiedades. Es la misma clasificación de arcilla, excepto que su límite líquido después de secado en horno es menor que 75% que antes del secado.

Limo Orgánico.- Un limo con suficiente contenido orgánico que influencia sus propiedades. Es la misma clasificación de limo, excepto que su límite líquido después de secado en horno es menor que 75% que antes del secado.

Turba.- Suelo compuesto de tejido vegetal en varios estados de descomposición usualmente con olor orgánico, color marrón oscuro a negro, consistencia esponjosa y textura en rango de fibroso a amorfo.

1. Angulosidad.- Describe la angulosidad de la arena gruesa, gravas, bolones y bloques.

Puede ser: angulosa, subangulosa, subredondeada, redondeada.

Se puede establecer como: de subredondeadaa redondeada:

Descripción Criterio

Angulosa Partículas que tienen los bordes afilados y ladosrelativamente planos con superficie no pulidas.

Subangulosa Partículas que son similares a la descripción deangulosa pero tienen bordes redondeados.

Subredondeada Partículas que tienen lados casi planos pero tienenesquinas y bordes bien redondeados.

Redondeada Partículas que tienen lados suavemente curvados ysin bordes.

Información Descriptiva para Suelos

2. Forma.- Describe la forma de la grava, bolones y bloques, como: chata, alargada o chata y alargada. Si satisfacen los criterios de la Tabla siguiente. Indicar la fracción de las partículas que tienen dicha forma, ejemplo: Un tercio de las partículas de grava son chatas.

ancho

espesor

largo


Chata Partículas donde ancho/espesor > 3

Alargada Partículas donde longitud/ancho > 3

Chata y alargadaPartículas que reúnen los criterios paraser clasificadas como chatas y alargadas

3. Color.- Describe el color de la muestra húmeda. Si la muestra contiene capas o trazas de colores variables, se debe anotar el color representativo.

4. Olor.- Describe el olor si el suelo es orgánico (vegetal en descomposición) o tiene olor inusual (producto del petróleo, químico o similares). Usar muestras frescas.

5. Condición de Humedad.- Describe la condición de seca, húmeda o saturada, según el siguiente criterio:

Descripción CriterioSeca Ausencia de humedad, polvoriento, seco al tactoHúmeda Húmedo pero no presenta agua visible

Saturada Presenta agua libre visible, usualmente cuando elsuelo está bajo el nivel freático

6. Reacción al HCL.- Describe reacción con ácido clorhídrico (HCl) como ninguna, débil o fuerte. Indica la presencia de carbonato de calcio (agente cementante).


Ninguna Sin reacción visible

Débil Presenta alguna reacción, con burbujasformándose lentamente

Fuerte Reacción violenta, con burbujas que se formanviolentamente

7. Consistencia.- (Suelos de grano fino intacto) Describe la consistencia como muy blanda, blanda, firme, dura o muy duraDescripción Criterio

Muy suave El pulgar penetra el suelo más de 25 mm (1 pulg)

Suave El pulgar penetra el suelo 25 mm (1 pulg)Firme El pulgar penetra el suelo alrededor de 6 mm (1/4”)

Dura El pulgar no ingresa al suelo pero fácilmente ingresa lauña del pulgar.

Muy dura La uña del pulgar no ingresa al suelo.

8. Cementación.- Describe la cementación del suelo de grano grueso como: débil, moderado, o fuerte, según:


Débil Cuando se derrumba o quiebra con lamanipulación o poca presión del dedo

Moderada Cuando se derrumba o quiebra conconsiderable presión del dedo

Fuerte No se derrumba ni quiebra con la presión delos dedos

9. Estructura.- Describe la estructura intacta de suelos, según:


EstratificadaCapas alternadas de material o color variable, capas de porlo menos 6 mm de espesor.

LaminadaCapas alternadas de color variable de menos de 6 mm, deespesor.

Fisurada Se quiebran a lo largo de planos definidos de fractura conpoca resistencia a la tracción.

Superficie Deslizante Los planos de fractura aparecen pulidos, algunas vecesestriados.

En bloque Suelo cohesivo que puede ser fragmentado en trozosangulosos pequeños que resisten mayor fragmentación.

LenticularInclusión de pequeños lentes de diferentes suelos, talescomo lentes de arena esparcidos en una masa de arcilla;tomar notar del espesor

Homogénea Con el mismo color y apariencia

10. Rango de Tamaño de Partículas.- Para componentes de gravas y arenas, describir el rango de tamaño de partículas. Ejemplo: Cerca del 20% de grava fina a gruesa, cerca del 40% de arena fina a gruesa.

11. Tamaño Máximo de Partículas.- Describe el máximo tamaño de partículas encontrado en la muestra, de acuerdo a lo siguiente:

Tamaño de Arena: Si el tamaño máximo de la partícula corresponde al de arena, describirla como: fina, media o gruesa. Ejemplo: Tamaño Máximo de Partícula, arena media.

Tamaño de Grava: Si el tamaño máximo de partícula es del tamaño de la grava, describir el tamaño máximo de partículas como el tamiz de abertura más pequeña que la partícula pasará. Por ejemplo: Tamaño Máximo de la Partícula, 1 ½” (pasará el tamiz de 1 ½”, pero no el tamiz de ¾”).

Tamaño de Bloques o Bolones: Si el tamaño máximo de partícula es del tamaño de un bolón o bloque, describir la dimensión máxima de la partícula más grande. Por ejemplo: Dimensión máxima 450 mm (18 pulg).

12. Dureza.- Describe la dureza de la arena gruesa y partículas de mayor tamaño como dura, o establece que sucede cuando las partículas son golpeadas por un martillo, por ejemplo, la fractura de partículas del tamaño de la grava con considerable golpe de martillo, algunas partículas de tamaño de grava se desintegran con golpe del martillo. “Dura” significa que las partículas no se agrietan, fracturan o se desintegran bajo un golpe de martillo.

13. Otros.- Se deben anotar la presencia de raíces o agujeros dejados por las raíces, dificultad en el sondeo o la perforación, excavación de la zanja o calicata o la presencia de mica.Puede añadirse un nombre local comercial o una interpretación geológica del suelo. Se puede adicionar también una clasificación por otro sistema de clasificación.

PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION

1. La porción para identificación está basada en la porción de lamuestra de suelo que pasa el tamiz de 75 mm (3”). Las partículasmayores de 75 mm deben ser removidas manualmente para unamuestra alterada, o mentalmente para una muestra inalterada.

2. Estimar y registrar los porcentajes de bloques y el porcentaje debolones. Si se realiza visualmente estos estimados estaránbasados en porcentajes en volumen.

3. De la fracción de suelo menor de 75 mm (3”), estimar y registrar elporcentaje en peso seco de la grava, arena y finos.

4. Los porcentajes serán estimados con aproximación al 5%. Losporcentajes de grava, arena y finos deben sumar el 100%.

PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION(continuación)

5. Si uno de los componentes está presente pero no encantidad suficiente para ser considerado 5% de la porciónmenor de 3”, indicar su presencia mediante el término“traza”.

Ejemplo: traza de finos. Una traza no se considera en eltotal de 100% para los componentes.

Nota:

Debe indicarse que los porcentajes de bloques y bolonesse expresan en volumen.

Nota:

Se requiere experiencia para estimar los porcentajesrespecto a su peso seco. Requiere comparar resultadoscon análisis granulométrico de laboratorio.

Identificación Preliminar

El suelo es de grano fino, si contiene el 50% ó másde finos.

El suelo es de grano grueso si contiene menos del50% de finos

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO FINO

• Remover las partículas mayores al tamiz N° 40 (arenamedio y mayores)

• Tomar una muestra equivalente a la mano llena dematerial

• La muestra se utiliza para evaluar:

Resistencia en estado seco

Dilatancia

Tenacidad

• Moldear una bola de suelo de 25 mmde diámetro hasta que alcance unaconsistencia cremosa, añadiendo aguasi es necesario.

• Separar en 3 especímenes, uno deellos de 12 mm de diámetro.

• Permitir que los especímenes sesequen al aire, por el sol o mediosartificiales (a temperatura que noexceda los 60 °C).

• Ensayar la resistencia de losespecímenes comprimiéndolos entrelos dedos.

Resistencia en Estado Seco

• Si se encuentran terronessecos naturales, se puedenutilizar en lugar de lasbolas.

Descripción CriterioNinguna El espécimen seco se pulveriza sólo con la presión de la

manipulación.Baja El espécimen seco se pulveriza con poca presión del

dedo.Media El espécimen seco se rompe en pedazos o se pulveriza

con considerable presión de los dedos.Alta El espécimen seco no puede quebrarse con la presión

del dedo. El espécimen se quebrará en pedazos entre eldedo pulgar y una superficie dura.

Muy alta El espécimen seco no puede romperse entre el pulgar yuna superficie dura.

Criterios para la Descripción de la Resistencia en Estado Seco

• Moldear una bola de suelo de 12 mm de diámetro

• Moldear el material hasta que tenga una consistencia suave pero nopegajosa, añadiendo agua si es necesario

• Extender la bola de suelo en la palma de la mano

• Agitar horizontalmente golpeando el lado de la mano vigorosamentecontra la otra mano varias veces

• Notar la reacción del agua que aparece sobre la superficie del suelo

• Comprimir el espécimen cerrando la mano o presionando el suelo entrelos dedos

• Anotar la reacción de acuerdo a los criterios de la siguiente Tabla

Dilatancia


Ninguna No hay cambio visible en el espécimenLenta El agua aparece lentamente sobre la superficie del

espécimen durante la agitación y no desaparece odesaparece lentamente durante el mezclado.

Rápida El agua aparece rápidamente sobre la superficie delespécimen durante la agitación y desaparecerápidamente en el mezclado.

Criterio para Descripción la Dilatancia

La reacción es la velocidad con la que el agua aparece mientras se agita y desaparece mientras comprime

Tenacidad (Consistencia cerca al límite plástico)• Luego del ensayo de dilatancia, al espécimen de ensayo se le da

forma alargada y se enrolla con la mano sobre una superficie lisao entre las palmas hasta un hilo de 1/8”, se amasa y se vuelve aenrollar varias veces hasta que el hilo se agriete al diámetro de1/8”

• El hilo se agrietará a un diámetro de 1/8” cuando esté cerca allímite plástico

• Notar la presión requerida para enrollar el hilo cerca al límiteplástico

• Notar también la resistencia del hilo

• Notar la tenacidad del material durante el amasado

Criterio para Descripción de la Tenacidad


Baja Sólo se requiere ligera presión para enrollar el hilo cerca dellímite plástico. El hilo y la masa son débiles y suaves.

Media Se requiere presión media para enrollar el hilo hasta cerca dellímite plástico. El hilo y la masa tienen rigidez media.

Alta Se requiere considerable presión para enrollar el hilo hasta cercadel límite plástico. El hilo y la masa tienen muy alta rigidez.

Plasticidad

En base a las observaciones realizadas en tenacidad, describir la plasticidad de acuerdo al criterio dado en la siguiente tabla.


No plástica Un hilo de 3 mm no puede ser enrollada a ningún contenido de humedad.

Baja El hilo puede ser enrollado difícilmente y la masa no se puedeformar cuando se encuentra más seca que el límite plástico.

Media El hilo es fácil de enrollar y no se requiere mucho tiempo paraalcanzar el LP. El hilo no puede ser enrollado nuevamente despuésde alcanzar el LP. La masa se agrieta cuando está más seca que elLP.

Alta Toma considerable tiempo enrollar y amasar para alcanzar el LP. Elhilo puede ser enrollado nuevamente varias veces luego de alcanzarel LP. La masa puede ser formada sin agrietamiento cuando seencuentra más seca del LP.

Identificación de Suelos Inorgánicos de Grano Fino a partir de Ensayos Manuales

En la Tabla se compilan los tipos de suelos y su comportamiento ante las pruebas de campo.

Símbolo del suelo Resistencia Seca Dilatancia Tenacidad

ML Ninguna a muy baja Lenta a Rápida Baja o no puedeformarse el hilo

CL Media a alta Ninguna a baja Mediana

MH Baja a media Ninguna a lenta Baja a mediana

CH Alta a muy alta Ninguna Alta

• Identificar el suelo orgánico OL/OH, si el suelocontiene suficientes partículas orgánicas parainfluenciar sus propiedades

• Presentan marrón olor oscuro a negro

• Presentan olor orgánico

Identificación de Suelos Orgánicos de Grano Fino

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO GRUESO

• El suelo es una grava si el % estimado de grava esmayor que el de arena

• El suelo es una arena si el % estimado de arena esmayor que el de grava.

• El suelo es una grava limpia o arena limpia si elporcentaje de finos se estima en 5% o menos.

• El suelo es grava bien graduada GW o arena biengraduada SW, si tiene una rango amplio de tamaños departículas, en caso contrario es grava pobrementegraduada GP o arena pobremente graduada SP.

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO GRUESO

• El suelo es una grava arcillosa GC o arena arcillosa SC,si los finos son arcillosos.

• El suelo es una grava limosa GM o arena limosa SM, silos finos son limosos.

• Si se estima que el suelo tiene 10% de finos, dar alsuelo una identificación dual usando dos símbolos.

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO GRUESO (contiene menos del 50% de finos)

LISTA RESUMEN DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

1. Nombre de grupo.2. Símbolo de grupo.3. Porcentaje de bloques, bolones, o ambos (por volumen).4. Porcentaje de grava, arena o finos, o los tres (por peso seco).5. Rango de tamaño de partículas:

- Grava - fina, gruesa.- Arena - fina, media, gruesa.

6. Angulosidad de Partícula: angulosa, subangulosa, Subredondeada, redondeada.

7. Forma de la partícula: (si es apropiado) chata, alargada, chata y alargada.

8. Tamaño o dimensión máxima de la partícula.9. Dureza de la arena gruesa y de las partículas más grandes.

10. Plasticidad de finos: no plástica, baja, media, alta.

11. Resistencia en estado seco: ninguna, baja, media, alta, muy alta.

12. Dilatancia: ninguna, lenta, rápida.13. Tenacidad: baja, media, alta.14. Color: (en condición húmeda).15. Olor: (mencionar sólo si es orgánico o inusual).16. Humedad: seca, húmeda, saturada.17. Reacción al HCl: ninguna, débil, fuerte.Para muestras intactas18. Consistencia (sólo suelos de grano fino): muy suave, suave,

firme, dura, muy dura.19. Estructura: Estratificada, laminada, fisurada, superficie

deslizante, lenticular, homogénea.20. Cementación: débil, moderada, fuerte.


21. Nombre local.22. Interpretación geológica.23. Comentarios adicionales: presencia de raíces o agujeros de

raíces; presencia de mica, yeso, etc.; recubrimientos superficiales de partículas de grano grueso, derrumbe o desprendimiento de agujeros de sondaje o paredes de zanjas, dificultad en la perforación o excavación, etc.


El reporte incluirá la información original y los ítem indicados en la Tabla

Ejemplo

Grava arcillosa con arena y bloques, GC - Cerca del 50% de grava fina a gruesa, subredondeada a subangulosa; cerca del 30% de arena fina a gruesa subredondeada; cerca del 20% de finos de mediana plasticidad, alta resistencia en estado seco, sin dilatancia, mediana tenacidad; débil reacción al ácido clorhídrico; la muestra original de campo tenía cerca del 5% de bloques subredondeados(en volumen), tamaño máximo 150 mm.

Condiciones del lugar - Firme, homogénea, seca, marrón.Interpretación geológica - Abanico aluvial.

REPORTE

NotaSi se desea, pueden establecerse los porcentajes de grava, arena y finos en términos que indiquen un rango de porcentajes:

Traza – Partículas que se estima estén presentes en menos de 5%.

Muy Poco : 5 a 10%.Poco : 15 a 25%.Algo : 30 a 45%.Predomina : 50 a 100%.

REPORTE

EJEMPLOS

Grava bien graduada con arena (GW) - Cerca del 75% de grava fina a gruesa, dura y subangulosa; cerca de 25% de arena fina a gruesa, dura y subangulosa; traza de finos; tamaño máximo 75mm, marrón, seca; sin reacción al HCl.

EJEMPLOS

Arena limosa con grava (SM) - Cerca de 60% es predominantemente arena fina; cerca del 25% de finos limosos de baja plasticidad, baja resistencia en estado seco lenta, dilatancia rápida y baja tenacidad; cerca de 15% de grava fina, dura, subredondeada, pocas partículas de tamaño de grava fracturadas con golpe de martillo; tamaño máximo 25mm; sin reacción al HCl (Nota - El tamaño de la muestra de campo fue menor que el recomendado).

Condiciones In Situ: Firme, estratificado y contiene lentes de limo de 25 a 50 mm de espesor (1 a 2 pulg), húmedo, marrón a gris; densidad in situ 1,69 g/cm3; 9% de humedad in situ.

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