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    MARCO TEORICO

    SUELO

    Definicin de suelo:

    Se denomina sueloa la parte superficial de la corteza terrestre, biolgicamente activa, queproviene de la desintegracin o alteracin fsica y qumica de las rocas y de los residuos de las

    actividades de seres vivosque se asientan sobre ella.

    Origen de los suelos:

    Los suelos provienen de la alteracin tanto fsica como

    qumica de las rocas ms superficiales de la corteza

    terrestre. Este proceso, llamado meteorizacin favorece eltransporte de los materiales alterados que se depositaran

    posteriormente formando alterita, a partir de la cual y

    mediante diversos procesos se consolidara el suelo

    propiamente dicho.

    Clasificacin del suelo

    SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIN DE SUELOS SUCS :

    El Sistema nificado de !lasificacin de Suelos " S!S #nified Soil !lassificationSystem #S!S$$ es un sistema de clasificacin de suelosusado eningenieray geologapara

    describir la te%turay el tama&o de las partculas de un suelo. Este sistema de clasificacin

    puede ser aplicado a la mayora de los materiales sin consolidar y se representa mediante un

    smbolo con dos letras. !ada letra es descrita deba'o #con la e%cepcin de (t$. (ara clasificar

    el suelo hay que realizar previamente una granulometradel suelo mediante tamizado u otros.

    )ambi*n se le denomina clasificacin modificada de !asagrande.

    https://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_de_sueloshttps://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Textura_(petrolog%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Granulometr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arthur_Casagrandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Geolog%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Textura_(petrolog%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Granulometr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arthur_Casagrandehttps://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_de_suelos
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    CLASIFICACIN DE SUELOS AAS!TO

    ++S)-, es la denominacin al sistema de clasificacin de suelos determinado y confeccionado

    por el epartamento de !aminos (/blicos de S+ #0ureau of (ublic 1oads$ que en sus inicios

    #+&o 2343$, era denominado ++S-. Este sistema es bsicamente un sistema de clasificacin de

    los diferentes tipos de suelos en 5 grupos, cada uno de estos grupos est determinado por

    ensayos de laboratorio, granulometra, lmite lquido e ndice de plasticidad. Estos ensayos

    determinan el 6ndice de grupo7, n/mero que clasifica a cada suelo el que est determinado por la

    siguiente formula emprica.

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

    En que:

    F=Porcentaje que pasa por 0.08 mm, expresado en nmeros enteros basado solamente en elmaterial que pasa por 80 mm.

    Wl=Lmite Lquido.

    IP=ndice de Plasticidad.

    8Se informa en n/meros enteros y si es negativo se informa igual a 9.

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    "RO"IEDADES F#SICAS DEL SUELO

    !omo se ha e%plicado, el suelo es una mezcla de materiales slidos, lquidos #agua$ y gaseosos #aire$. La adecuada

    relacin entre estos componentes determina la capacidad de hacer crecer las plantas y la disponibilidad de suficientes

    nutrientes para ellas. La proporcin de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen comopropiedades fsicas o mecnicas del suelo: te%tura, estructura, color, permeabilidad, porosidad, drena'e, consistencia,

    profundidad efectiva.

    TE$TURA

    La te%tura de un suelo es la proporcin de los tama&os de los grupos de partculas que lo constituyen y estrelacionada con el tama&o de las partculas de los minerales que lo forman y se refiere a la proporcin relativa de lostama&os de varios grupos de partculas de un suelo. Esta propiedad ayuda a determinar la facilidad deabastecimiento de los nutrientes, agua y aire que son fundamentales para la vida de las plantas. (ara el estudio de late%tura del suelo, *ste se considera formado por tres fases: slida, lquida y gaseosa. La fase slida constituye cerca del;9 < del volumen de la mayor parte de los suelos superficiales y consta de una mezcla de partculas inorgnicas y

    orgnicas cuyo tama&o y forma varan considerablemente. La distribucin proporcional de los diferentes tama&os departculas minerales determina la te%tura de un determinado suelo. La te%tura del suelo se considera una propiedadbsica porque los tama&os de las partculas minerales y la proporcin relativa de los grupos por tama&os varanconsiderablemente entre los suelos, pero no se alteran fcilmente en un determinado suelo. El procedimiento analticomediante el que se separan las partculas de una muestra desuelo se le llama anlisis mecnico o granulom*trico yconsiste en determinar la distribucin de los tama&os de las partculas. Este anlisis proporciona datos de laclasificacin, morfologa y g*nesis del suelo, as como, de las propiedades fsicas del suelo como la permeabilidad,retencin del agua, plasticidad, aireacin, capacidad de cambio de bases, etc. )odos los suelos constan de una mezclade partculas o agrupaciones de partculas de tama&os similares por lo que se usa su clasificacin con base en loslmites de dimetro en milmetros.

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    Clases de %e&%uras

    Los nombres de las clases de te%tura se utilizan para identificar grupos de suelos con mezclas parecidas de partculasminerales. Los suelos minerales pueden agruparse de manera general en tres clases te%turales que son: las arenas,las margas y las arcillas, y se utiliza una combinacin de estos nombres para indicar los grados intermedios. (ore'emplo, los suelos arenosos contienen un 59 < o ms de partculas de arena, los areno"margosos contiene de 2; a=9 < de limo y arcilla. Los suelos arcillosos contienen ms del >9 < de partculas de arcilla y pueden contener hasta>; < de arena y hasta >9 < de limo, y se clasifican como arcillo"arenosos o arcillo"limosos. Los suelos que contienensuficiente material coloidal para clasificarse como arcillosos, son por lo general compactos cuando estn secos ypega'osos y plsticos cuando estn h/medos. Las te%turas margas constan de diversos grupos de partculas dearena, limo y arcilla y varan desde margo"arenoso hasta los margo"arcillosos. Sin embargo, aparentan tenerproporciones apro%imadamente iguales de cada fraccin.

    ESTRUCTURA

    La estructura es la forma en que las partculas del suelo se re/nen para formar agregados. e acuerdo a esta

    caracterstica se distinguen suelos de estructura esferoidal #agregados redondeados$, laminar #agregados en lminas$,prismtica #en forma de prisma$, blocosa #en bloques$, y granular #en granos$.La estructura del suelo se define por laforma en que se agrupan las partcula sin dividual es de arena, limo y arcilla. !uando las partculas individuales seagrupan, toman el aspecto de partculas mayores y se denominan agregados

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    'rados de es%ruc%ura del suelo

    El grado de estructura es la intensidad de agregacin y e%presa la diferencia entre la cohesin dentro de los agregados

    y la adhesividad entre ellos. ebido a que estas propiedades varan seg/n el contenido de humedad del suelo, elgrado de estructura debe determinarse cuando el suelo no est* e%ageradamente h/medo o seco. E%isten cuatrogrados fundamentales de estructura que se califican entre - y =, de la manera siguiente:

    Sin estructura: condicin en la que no e%isten agregados visibles o bien no hay un ordenamiento natural

    de lneas de debilidad, tales como: oEstructura de aglomerado #coherente$ donde todo el horizonte del suelo aparece cementado en una

    granmasa?

    oEstructura de grano simple #sin coherencia$ donde las partculas individuales del suelo no muestran

    tendencia a agruparse, como la arena pura? Estructura d*bil: est deficientemente formada por agregados indistintos apenas visibles. !uando se

    e%trae del perfil, los materiales se rompen dando lugar a una mezcla de escasos agregados intactos, muchosquebrados y mucho material no agregado?

    Estructura moderada: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duracin moderada, yevidentes aunque indistintos en suelos no alterados. !uando se e%trae del perfil, el material edfico se rompeen una mezcla de varios agregados enteros distintos, algunos rotos y poco material no agregado?

    Estructura fuerte: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y

    evidentes en suelos no alterados. !uando se e%trae del perfil, el material edfico est integradoprincipalmente por agregados enteros e incluye algunos quebrados y poco o ning/n material no agregado.

    Clases ( %i)os de es%ruc%ura del suelo

    La clase de estructura describe el tama&o medio de los agregados individuales. Enrelacin con el tipo de estructura de suelo de donde proceden los agregados, sepueden reconocer, en general, cinco clases distintas que son las siguientes:

    @uy fina o muy delgada

    Aina o delgada

    @ediana

    Bruesa o espesa

    @uy gruesa o muy espesa

    El tipo de estructura describe la forma o configuracin de los agregadosindividuales. +unque generalmente los t*cnicos en suelos reconocensiete tipos de estructuras del suelo, slo usaremos cuatro tipos. Estos seclasifican del 2 al >, de la forma siguiente:

    2. Estructuras granulares y miga'osas: son partculas individuales dearena, limo y arcilla agrupadas en granos peque&os casi esf*ricos. El aguacircula muy fcilmente a trav*s de esos suelos. (or lo general, seencuentran en el horizonte + de los perfiles de suelos

    4. Estructuras en bloques o bloques subangulares: son partculas de suelo quese agrupan en bloques casi cuadrados o angulares con los bordes ms o menos pronunciados. Los bloquesrelativamente grandes indican que el suelo resiste la penetracin y el movimiento del agua. Suelenencontrarse en el horizonte 0 cuando hay acumulacin de arcilla?

    =. Estructuras prismticas y columnares: son partculas de suelo que han formado columnas o pilares verticalesseparados por fisuras verticales diminutas, pero definidas. El agua circula con mayor dificultad y el drena'e esdeficiente. Cormalmente se encuentran en el horizonte 0 cuando hay acumulacin de arcilla?

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    >. Estructura laminar: se compone de partculas de suelo agregadas en lminas o capas finas que seacumulan horizontalmente una sobre otra. + menudo las lminas se traslapan, lo que dificulta notablementela circulacin del agua. Esta estructura se encuentra casi siempre en los suelos boscosos, en parte delhorizonte + y en los suelos formados por capas de arcilla

    COLOR

    El color del suelo depende de sus componentes y puede usarse como una medida indirecta de ciertas propiedades. Elcolor vara con el contenido de humedad. El color ro'o indica contenido de %idos de hierro y manganeso? el amarilloindica %idos de hierro hidratado? el blanco y el gris indican presencia de cuarzo, yeso y caoln? y el negro y marrnindican materia orgnica. !uanto ms negro es un suelo, ms productivo ser, por los beneficios de la materiaorgnica .El color del suelo puede proporcionar informacin clave sobre otras propiedades del medio edfico. (ore'emplo, suelosde colores grisceos y con presencia de 6moteados o manchas7 son sntomas de malascondiciones de aireacin. orizontes superficialesde colores oscuros tendern a absorber mayor radiacin y por consiguiente a tener mayores temperaturas que suelosde colores claros. La medicin del color del suelo serealiza con un sistema estandarizado basado en la 6)abla de !olores @unsell7. En estatabla se miden los tres componentes del color:D )ono #hue$ #En suelos es generalmente ro'izo o amarillento$D ntensidado brillantez #chroma$D Falor de luminosidad #value$

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    "ERMEA*ILIDAD

    (ermeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades msimportantes que han de considerarse para la piscicultura. n estanque construido en suelo impermeable perder poca

    agua por filtracin. @ientras ms permeable sea el suelo, mayor ser la filtracin. +lgunos suelos son tan permeables yla filtracin tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar t*cnicas de construccinespeciales. En un volumen de esta coleccin que aparecer pr%imamente se ofrecer informacin sobre dichast*cnicas. GHu* factores afectan a la permeabilidad del sueloI @uchos factores afectan a la permeabilidad del suelo.En ocasiones, se trata de factores en e%tremo localizados, como fisuras y crcavas, y es difcil hallar valoresrepresentativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. n estudio serio delos perfiles de suelo proporcionauna indispensable comprobacin de dichas mediciones. Las observaciones sobre la te%tura del suelo, su estructura,consistencia, color y manchas de color, la disposicin por capas, los poros visibles y la profundidad de las capasimpermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que lasmediciones de la permeabilidad sean representativas. El suelo est constituido por varios horizontes, y que,generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades fsicas y qumicas diferentes. (ara determinar la permeabilidad delsuelo en su totalidad, se debe estudiar cada horizonte por separado. La permeabilidad del suelo se relaciona con sute%tura y estructura El tama&o de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtracin#movimiento del agua hacia dentro del suelo$ y a la tasa de percolacin #movimiento del agua a trav*s del suelo$. Eltama&o y el n/mero de los poros guardan estrecha relacin con la te%tura y la estructura del suelo y tambi*n influyenen su permeabilidad .Fariacin de la permeabilidad seg/n la te%tura del suelo (or regla general, como se muestra acontinuacin, mientras ms fina sea la te%tura del suelo, ms lenta ser la permeabilidad:

    Fariacin de la permeabilidad seg/n la estructura del suelo

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    "OROSIDAD

    !omo consecuencia de la te%tura y estructura del suelo tenemos su porosidad, es decir su sistema de espacios vacoso poros. Los poros en el suelo se distinguen en: macroscpicos y microscpicos. Los primeros son de notables

    dimensiones, y estn generalmente llenos de aire, en efecto, el agua los atraviesa rpidamente, impulsada por lafuerza de la gravedad. Los segundos en cambio estn ocupados en gran parte por agua retenida por las fuerzascapilares. Los terrenos arenosos son ricos en macro poros, permitiendo un rpido pasa'e del agua, pero tienen unamuy ba'a capacidad de retener el agua, mientras que los suelos arcillosos son ricos en micro poros, y puedenmanifestar una escasa aeracin, pero tienen una elevada capacidad de retencin del agua. La porosidad puede sere%presada con la relacinonde:

    Fe J volumen de espacios vacos, comprendiendo los que estn ocupados por gases o lquidos?F J volumen total de la muestra, comprendiendo slidos, lquidos y gases.La porosidad puede ser determinada por la frmula:

    onde:

    ( J porosidad en porcenta'e del volumen total de la muestra?S J densidad real del suelo?Sa J densidad aparente del suelo.En lneas generales la porosidad vara dentro de los siguientes lmites:

    Suelos ligeros: =9 " >; ;K;; < Suelos pesados: ;9K; ;5 mm$. El material se ensaya en un recipiente de 2O=9 de ft=

    #9.9993> m=$, llenado en cinco capas iguales. El esfuerzo de compactacin producido en el (rctor

    modificado es ;,999 lbf #5;,34 C$, mientras que en el (rctor estndar es 24,>99 lbf #2,24 C$.

    El ensayo modificado se usa, normalmente, para ensayar materiales de suelo y base, para una

    resistencia al corte mayor, que soporten cargas ms altas como las encontradas en calles y

    pavimentos industriales.

    En t*rminos prcticos, para obtener la densidad (rctor modificada, es necesario ms tiempo de

    compactacin en el campo o usar equipo ms pesado. El resultado es una fundacin

    sustancialmente ms fuerte y un pavimento con una vida potencialmente ms larga.

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    RELACION ENTRE DIFERENTES TI"OS DE "REU*AS DE COM"ACTACION

    "rue0a AAST!O Es%1ndar T22( ASTM324

    )ipo de

    material

    utilizado

    en la

    prueba

    +arian%eA

    +arian%e*

    +arian%e C +arian%e D

    @aterial

    arcilloso

    que pase

    la malla

    Co >

    @aterial

    arcilloso

    que pase

    la malla

    Co >

    !on retenido

    en la malla

    Co >,

    pero

    pasando la

    malla de

    23 mm

    3

    4right )

    !on retenido

    en la malla

    Co >,

    pero

    pasando la

    malla de

    23 mm

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    Equipo

    im.

    molde

    292.9

    mm

    4 right )

    2;4.> mm

    2 right )

    292.9 mm

    4 right )

    2;4.> mm

    2 right )

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    (eso del

    pisn

    (kg )

    4.; 4.; 4.; 4.;

    im.

    del

    pisn

    (mm)

    ;9. ;9. ;9. ;9.

    +ltura

    de

    cada

    =9.; cm

    12 right )

    =9.; cm

    (12 )=9.; cm

    (12 )=9.; cm

    12 right )

    Co de

    golpespor

    capa

    4; ; 4; ;

    Co de

    capas

    = = = =

    "roc%orS5O5"

    AAST!O Modificado T647( ASTMD6889

    @aterial

    arcilloso

    pasa la

    malla

    Co >, o

    con

    29

    @aterialarcilloso

    que pase

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    pero

    pasando la

    malla de

    23 mm

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    23 mm

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    y

    pasando

    la malla

    de

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    8

    3

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    3

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    =9.; cm

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    >;.5 cm

    18 right

    >;.5 cm

    18 right )

    >;.5 cm

    18 right )

    >;.5 cm

    18 right )

    =9 4; ; 4; ;

    = = = = =

    ESTA*ILI/ACION DE SUELOS "OR METODO UIMICO

    Se aplican m*todos qumicos en la estabilizacin de suelos, en casos como:

    !uando no se cumpla con los requisitos mnimos de resistencia o de

    formacin, para sustentar obras de ingeniera civil.

    !uando no se pueda ser empleado en condiciones naturales.

    !uando no pueda ser eliminado o remplazando por otro.

    Las siguientes estabilizaciones se realizan mediante un estudio t*cnico el cual el

    suelo alcanza una estabilidad volum*trica, adecuada a resistencia permeabilidad,

    comprensibilidad y durabilidad.

    ESTA*ILI/ACION CON CAL

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    'ENERALIDADES SO*RE LA CAL5

    La cal es el producto de la calcinacin de rocas calizas a temperaturas entre 9 y

    3999!, constituido principalmente por o%ido de calcio #!a-$ y otros componentes.

    La adiccin de cal en los materiales arcillosos para terraceras, revestimientos,

    sub"base y bases, por sus diferentes reacciones, en mayor y menor grado,produce aumento en su lmite lquido y mayor incremento en su lmite plstico para

    generar as una disminucin en su ndice plstico? aumentando la estabilidad

    volum*trica de los materiales cohesivos y la resistencia a la compresin simple y

    el !01.

    El tratamiento de terrenos arcillosos con cal permite su utilizacin, evitando los

    mayores costes y afecciones ambientales que supondra su retirada y posterior

    reemplazamiento por otros suelos de me'ores caractersticas geot*cnicas y

    mecnicas.

    "ar1,e%ros )ara la es%a0ili;acin con cal

    " Se agrega de 4< a < de cal por peso seco de suelo." Estimar el porcenta'e de cal en funcin del (." Elaborar esp*cimen para el ensayo de comprensin no confinado a la

    humedad optima y m%ima densidad seca." eterminar el incremento de la resistencia del suelo estabilizado con cal." Si el incremento de resistencia con el porcenta'e de cal elegido, es mayor a

    3,5kg /cm2

    , determinar la variacin en la resistencia para especmenes

    elaborados con ms de 4< de cal." eterminar el contenido de cal para el cual la resistencia no aumenta en

    forma importante." Elaborar una grfica de resistencia vs < de cal.

    Reco,endaciones )ara la es%a0ili;acin de cal

    " (or ning/n motivo se debe emplear ms del < de cal en el suelo, ya que

    se aumenta la resistencia pero tambi*n la plasticidad." Los suelos que usen para la construccin de sueloOcal debe de estar

    limpios y no deben de tener ms del =< de su peso de materia orgnica." La fraccin del suelo que pasa la malla nP>9 debe tener un ndice de

    plasticidad comprendido entre 29 y ;9.

    "ara el %ra%a,ien%o de suelos se )uede u%ili;ar:

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    CAL +I+A#%ido de calcio K !a-$, cal hidratada #hidr%ido de calcio K !a

    U-V4$ o una lechada de cal #es una suspensin de cal hidratada en agua,

    que puede elaborarse a partir de cal hidratada o de cal viva$. LA CAL +I+A

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    a$ ebido a reacciones rpidas #minutosOhoras$? es una estabilizacin por

    modificacin.

    b$ (rovenientes de reacciones a largo plazo #semanasOmeses$? es una

    estabilizacin por cementacin.