CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DEL SUELO

I. INTRODUCCION

Todo suelo cuenta con propiedades propias y/o particulares del tipo geotécnico (geotecnia o geotécnica: aplicación de principios de ingeniería a la ejecución de obras públicas en función de las características de los materiales de la corteza terrestre:la geotecnia es importante para la construcción de autopistas y se encarga del estudio de la forma, disposición y estructura de las rocas y terrenos que constituyen la corteza terrestre o relativo a ello: un análisis geotectónico determinará el tipo de plegamientos existentes en la zona.

Estas son de vital importancia en todo proyecto de construcción como edificios, presas, diques, carreteras, entre otras. Estos proyectos requieren saber sobre la capacidad portante del suelo en donde se va a realizar la edificación y de esta manera determinar si este soportara la carga de las estructuras incluyendo las de apoyo. Estas propiedades geotécnicas incluyen también las características físicas y químicas que componen el entorno de un suelo.

Los Estudios geotécnicos consisten generalmente en análisis granulométricos y determinaciones de la plasticidad para identificar el tipo de suelo sobre el que se va a colocar determinada estructura. Además se debe conocer la composición de los materiales existentes y su composición mineralógica tanto como el porcentaje de partículas finas y nos muestras o indica su comportamiento mecánico.

Con el presente trabajo, pretendo explicar de manera breve y clara las características geotécnicas de los suelos de acuerdo a la clasificación AASHTO Y SUCS.

II. OBJETIVO

En este informe de trataremos de adquirir conocimientos principales sobre las

características geotécnicas de suelo.

Por otro lado, el objetivo de esta experiencia es que nosotros, como alumnos

lleguemos a conocer los fundamentos de las características de los suelos a fin de

poder remplazar un suelo de fundación de baja capacidad portante (comúnmente

llamado suelo pobre) por un suelo con mejores características geotécnicas, con la

intención de lograr aumentar su capacidad portante y de esta manera preservar a

través del tiempo la estructura o edificación en correcto estado de conservación

MARCO TEORICO

III.1.Características Geotécnicas de los Suelos:

Las Características Geotécnicas del Terreno describen la morfología de los suelos es decir su constitución estratigráfica ya que los suelos están conformados por capas de estratos de espesores variables, identificándolos y clasificándolos para que, mediante una serie de estudios de laboratorio y de campo - In Situ- tales como pozos, calicatas, sondeos, etc., se tengan los datos necesarios para realizar los cálculos de las cimentaciones.

III.2.Roca:

En geología se llama roca asociación de uno o varios minerales, natural, inorgánica, heterogénea, de composición química variable, sin forma geométrica determinada, como resultado de un proceso geológico definido.

Las rocas están sometidas a continuos cambios por las acciones de los agentes geológicos, según un ciclo cerrado (el ciclo de las rocas), llamado ciclo litológico, en el cual intervienen incluso los seres vivos.

III.2.1 Clasificación:

Las rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composición química, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio más usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas, aunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteración, que se estudian a veces entre las sedimentarias.

Bloques rocosos en la orilla del mar.

Las rocas están constituidas en general como mezclas heterogéneas de diversos materiales homogéneos y cristalinos, es decir, minerales. Las rocas poliminerálicas están formadas por granos o cristales de varias especies mineralógicas y las rocas monominerálicas están constituidos por granos o cristales de un mismo mineral. Las rocas suelen ser materiales duros, pero también pueden ser blandas, como ocurre en el caso de las rocas arcillosas o arenosas.

En la composición de una roca pueden diferenciarse dos categorías de minerales:

1. Minerales esenciales o Minerales formadores de roca – Son los minerales que caracterizan la composición de una determinada roca, los más abundantes en ella. Por ejemplo, el granito siempre contiene cuarzo, feldespato y mica.

2. Minerales accesorios – Son minerales que aparecen en pequeña proporción (menos del 5% del volumen total de la roca) y que en algunos casos pueden estar ausentes sin que cambien las características de la roca de la que forman parte. Por ejemplo, el granito puede contener zircón y apatito.

Tipos de rocas

Formación de les rocas: 1- erosión, transporte, sedimentación y diagénesis; 2- fusión; 3- presión y temperatura; 4- enfriamiento.

III.2.2.Caracteristicas Físico - Mecánicas:

III.2.3. EVALUACIÓN IN SITU DE RESISTENCIA DEL MATERIAL ROCOSO:

III.2.4. VALORACIÓN DE ROCAS:

III.3. SUELOS:

Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que se asientan sobre ella.

Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra.

Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son: la deposición eólica, sedimentación en cursos de agua, meteorización, y deposición de material orgánico.

De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en la formación del suelo son las siguientes:

Disgregación mecánica de las rocas. Meteorización química de los materiales regolíticos, liberados. Instalación de los seres vivos (microrganismos, líquenes, musgos, etc.) sobre ese sustrato

inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con sus procesos vitales y metabólicos, continúan la meteorización de los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los restos vegetales y animales a través de la fermentación y la putrefacción enriquecen ese sustrato.

Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire intersticiales.

Inicialmente, se da la alteración de factores físicos y químicos de las rocas, realizada, fundamentalmente, por la acción geológica del agua y otros agentes geológicos externos, y posteriormente por la influencia de los seres vivos, que es fundamental en este proceso de formación. Se desarrolla así una estructura en niveles superpuestos, conocida como el perfil de un suelo, y una composición química y biológica definida. Las características locales de los sistemas implicados — litología y relieve, clima y biota — y sus interacciones dan lugar a los diferentes tipos de suelo.

Tipos de suelos

Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas.

Por funcionalidad

Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura, ya que por eso son tan coherentes.

Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.

Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.

Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.

Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.

Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos, es decir, de los dos tipos.

Existen varios tipos de clasificación de suelos en general ya sea por composicion, tipo de material entre otros, pero en nuestro caso para obras de ingeniería, se busca una clasificación de acuerdo a su granulometría y los más utilizados en el país son:

Sistema de clasificación de los suelos según AASHTO. Sistema de clasificación de los suelos según SUCS.

III.3.1 CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LOS SUELOS DE ACUERDO ALA CLASIFICACION SUCS:

Los elementos esenciales de sistema de clasificación fueron propuestos inicialmente por Arturo Casagrande (1942) y adoptados por el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos para la construcción de los aeropuertos. El sistema es ampliamente utilizado por organizaciones tales como el cuerpo de ingenieros, la oficina de reclamos, y con pequeñas modificaciones por la mayoría de las firmas consultoras.Este sistema fue concebido para permitir la identificación de los suelos en el terreno, los agrupa de acuerdo a su comportamiento como material para construcción en función de sus propiedades de granulometría y plasticidad.El primer paso para clasificar el suelo consiste en identificar si es altamente orgánico o no. De serlo, se anota las principales características como: textura, olor, etc., y se identifica simplemente como turba (Pt); y, si no lo es, se continúa el proceso con ayuda de pruebas de laboratorio, indicando si el suelo es grueso o fino.

Dicha clasificación se vale de unos símbolos de grupo, consistentes en un prefijo que designa la composición del suelo y un sufijo que matiza sus prioridades. En el siguiente esquema se muestran dichos símbolos y su clasificación.

La siguiente tabla presenta los factores a considerar en la clasificación de un suelo de acuerdo con el Sistema unificado de clasificación de los suelos. Básicamente un suelo es:

III.3.1 CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LOS SUELOS DE ACUERDO ALA CLASIFICACION AASHTO M-145:

Esta clasificación se basa en los resultados obtenidos como el límite líquido, índice de plasticidad y material que pasa el tamiz No. 10, 40 y 200.De acuerdo con este sistema los suelos están clasificados en ocho grupos designados por los símbolos del A-1 al A-8. Los suelos inorgánicos se clasifican en siete grupos que van del A-1 al A-7 y los suelos con elevada proporción de materia orgánica se clasifican como A-8.

Suelos granulares:

Son aquellos que tienen 35%, o menos, del material fino que pasa el tamiz Nº 200(0.075mm). Estos suelos forman los grupos A-1, A-2, A-3.Grupo A-1: Comprende las mezcla bien graduadas, compuestas de fragmentos de piedra, gravas, arena y material ligante poco plástico. Se incluyen también 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 fracción que pasa el tamiz Nº 40 tiene las mismas características 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 índices de grupo, en exceso a los indicados para el grupo A-1. Así mismo incluyen aquellas arenas finas con un contenido de limo no plástico 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 fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características 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 además, las arenas de rió que contengan poca grava y arena gruesa. Suelos finos limo arcillosos. Contienen mas 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 plásticos, que tienen un 75% o más del material fino que pasa el tamiz numero 200. Además, 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 micáceo o diatomáceo. Son elásticos y tienen un límite líquido elevado.Grupo A-6: Los suelos de este grupo son semejantes a los del A-5, pero son elásticos. Sus límites líquidos son elevados.Subgrupos A-7-6: Comprende aquellos suelos cuyos índices de plasticidad son muy altos con respecto a sus límites líquidos y además experimentan cambios de volumen muy grandes entre sus estados “seco” y “húmedo”.

Índice de Grupo:

Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo grupo, y están representados por un determinado índice. La clasificación de un suelo en un determinado grupo se basa en su límite líquido, grado de plasticidad y porcentaje de material fino que pasa el tamiz nº 200. Los índices de grupo de los suelos granulares está generalmente comprendidos entre 0 y 4; los suelos limosos, entre 8 y 12 y los suelos arcillosos, entre 11 y 20, o mas.

El Índice de grupo puede determinarse mediante la siguiente formula; Índice 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 = Índice de plasticidad.