TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

SUCS

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Civil Laboratorio de Mecánica de Suelos

Expositor: Miguel A. Díaz Pardavé Miguel.fic2005@gmail.com

El SUCS utiliza símbolos para clasificar un suelo, de acuerdo con su “tipo” y “característica” (granulometría en el caso de los granos gruesos o de posible compresibilidad en el caso de la fracción que pasa la malla Nº 40); los tipos son:

SIMBOLO SIGNIFICADO

G Grava (Gravel)

S Arena (Sand)

M Limo (mo)

C Arcilla (Clay)

O Suelo Orgánico

SUELOS GRUESOS

Las gravas y arenas se separan en la malla Nº 4, por lo que un suelo pertenecerá al grupo G (Gravel) si mas del 50% de su fracción gruesa retiene en la malla Nº 4, y si sucede lo contrario, el suelo formara parte del grupo S (Sand).

SIMBOLO SIGNIFICADO

W Bien graduado (Well graded)

P Mal graduado (Poorly graded)

L Baja compresibilidad (Low compressibility)

H Alta compresibilidad (High compressibility)

Los anteriores símbolos precedidos de la grava (G) o arena (S) dan

lugar a los grupos que a continuación se mencionan, todos considerandos suelos gruesos:

SIMBOLO SIGNIFICADO

GW y SW Suelos bien graduados y con pocos finos, el contenido de finos sea

menor del 5% .Para considerar una arena bien graduada, el Cu >6 y

Cc 1-3, para una grava el Cu>4 y Cc 1-3

GP y SP Suelos mal graduados, son de apariencia uniforme o presenta

predominio de un tamaño faltando algunos intermedios. No cumplen

con los requisitos para GW y SW, referente a los índices de

graduación necesarios.

GM y SM Suelos para porcentajes de finos superiores al 12%. La plasticidad

de estos finos es nula o media situándose bajo la línea A de la carta

de plasticidad o bien un índice de plasticidad <4

GC y SC Suelos con contenido de finos > del 12%, de media a alta

plasticidad, localizandose sobre la línea A con un índice plástico > 7

Los suelos gruesos con contenidos de finos comprendidos entre el

5%-12%, así como a los suelos cuyo material no cae claramente dentro de un grupo, el SUCS les asigna un símbolo doble, por ejemplo GW-SW

SUELOS FINOS

SIMBOLO SIGNIFICADO

M Limo (de l sueco Mo y mjala)

C Arcillas (Clay)

Pt Turba

Los suelos finos se clasifican según sus características de plasticidad

Si el LL <50%, se le añade al símbolo genérico la letra L (Low), si

LL>50% se agrega la letra H (High)

Los suelos que contienen una gran cantidad de elementos orgánicos, suelos usualmente fibrosos tales como turbas y suelos pantanosos, que resultan ser altamente compresibles, se consideran dentro de un grupo independiente con símbolo Pt.

SIMBOLO SIGNIFICADO

CL y CH Pertenecen a las arcillas inorgánicas. CL comprende a la zona sobre la línea A, definida por LL<50% e Ip>7%

CH corresponde a la zona arriba de la línea A, definida por LL>50%

ML y MH Pertenecen a los limos inorgánicos, limos arcillosos y polvo de roca.

ML comprende la zona bajo la línea A, definida por LL<50%, y la

porción de la línea A con Ip<4

MH corresponde a la zona debajo de la línea A, definida por LL>50%

OL y OH Pertenecen a los suelos orgánicos, siempre se encuentran en lugares

próximos a la línea A.

Pt El suelo fino se clasifica como altamente orgánico cuando se identifica

por su color, olor, sensación esponjosa y frecuentemente por su textura

fibrosa; se le denomina turba.

Se describe en forma detallada, haciendo uso de la Carta de Plasticidad

Cuando un material fino no se define claramente en uno de los grupos, se

utilizaran para el símbolos dobles de frontera. Símbolo doble MH-CH representa un suelo fino con LL>50% e índice plástico tal que el material quede situado prácticamente sobre la línea A.

Carta de plasticidad de los suelos

La granulometría de un suelo se puede realizar mediante dos formas: vía seca y húmeda, la primera generalmente se realiza a gravas y la húmeda se realiza a arenas o gravas con alto contenido de finos

Granulometría vía seca

Material: •regla de madera;

•horno de convección;

•báscula con aproximación a 0.01 gr; y

•juego de mallas con charola y tapa

Se toma una muestra representativa del suelo

Se efectúa un cuarteo; se revuelve el material y después se separa en cuatro partes con ayuda de una regla de madera . Se toman dos partes opuestas por el vértice

Se colocan las mallas en forma ordenada: de la más pequeña a la más grande, de abajo hacia arriba. En la parte inferior se coloca una charola y en la parte superior se coloca una tapa.

Se vierte el suelo en la malla ubicada en la parte superior (la de mayor abertura),

Se agita vigorosamente en forma circular durante un tiempo aproximado de 15 min y se toma el retenido en cada malla

Se pesa cada retenido de cada malla

Granulometría vía húmeda

Material:

•mallas

•2 charolas metálicas;

•brocha;

•cubeta de plástico (20 lts);

•cápsulas de vidrio

•horno de convección;

•manguera de plástico

•agua

Se toma una muestra representativa del suelo

Se deja saturando durante 24 hrs

Se coloca más agua.

Se agita el suelo en el agua, con

esto la parte fina queda en

suspensión en el agua

Se vierte el agua con los finos en suspensión en la cubeta

Se repiten los pasos 3, 4 y 5 hasta

que el agua no contenga sólidos en

suspensión.

Se coloca una malla sobre una

charola metálica con agua y se

vierte en la malla el suelo

Con la ayuda de la brocha se hace

pasar el suelo a través de la malla,

el suelo que pasa queda en la

charola metálica el que se pasará

posteriormente por una malla de

menor abertura;

El suelo retenido en cada malla se coloca en una cápsula de vidrio

El suelo contenido en las cápsulas de vidrio se introduce al

horno de convección para su secado.

El suelo contenido en la cubeta se deja reposar durante 3 días,

para que se sedimente.

Con la ayuda de una manguera se efectúa un sifón para retirar el

exceso de agua.

Se pasa el suelo a una charola metálica y se seca en el horno de

convección.

Se pesan los retenidos en cada malla y el que pasó la No. 200.

DETERMINACION DE LOS COEFICIENTES DE UNIFORMIDAD Y CURVATURAS

De acuerdo a la distribución de partículas de un suelo se puede inferir cierta información a nivel cualitativo para un suelo grueso. La distribución del tamaño de las partículas constitutivas de un suelo grueso se expresa gráficamente mediante una curva de distribución granulométrica.

A partir de la curva puede obtenerse dos importantes indicadores que caracterizan a un suelo.

a).- El coeficiente de uniformidad (Cu):

Representa la extensión de la curva granulométrica, es decir, a mayor extensión de esta curva, se tendrá una mayor variedad de tamaños, lo que es propio de un suelo bien graduado; gralmente. Esto se cumple en arena para un Cu>4

10

60

D

DCu

b).- El coeficiente de curvatura (Cc):

Trata de indicarnos una curva granulométrica constante, sin escalones; esto cumple tanto en arenas como gravas para cuando 1> Cc<3

Por lo tanto, ambos coeficientes de uniformidad y curvatura sirven para indicarnos de una manera practica y sencilla en el laboratorio cuando un suelo se encuentra bien graduado o mal graduado

1060

2

30)(

xDD

DCc

VI.3.- SISTEMA DE CLASIFICACION DE SUELOS AASHT0

(ASOCIACION AMERICANA DE AGENCIAS OFICIALES DE CARRETERAS Y

TRANSPORTE)

Provee una forma de utilizar los limites liquido y plástico para obtener la clasificación de los suelos entre los grupos A-4 y A-7, para los cuales el hecho de tener mas de un 35% de material mas fino que el tamiz No. 200. Es un factor esencial de clasificación . La designación de los subgrupos en el grupo A-2 se logra determinando si el suelo es A-2 clasificado de acuerdo con su análisis granulométrico, pero tiene propiedades plásticas (WL y Wp) características de los suelos A-4, A-5,A-6, ó A-7. La fig. VI.3 se utiliza procediendo de izquierda a derecha hasta encontrar el primer tipo de suelo que tenga las propiedades del suelo en consideración. El suelo tipo A-8 ( no se muestra) se clasifica visualmente como turba (material excesivamente orgánico).

El sistema AASHTO, con el índice de grupo compara diferentes suelos dentro del mismo grupo. El índice de grupo se calcula de acuerdo con la ecuación GI=0.2a+0.005ac+0.01bd o a partir de la fig. VIb. El índice encontrado de esa forma se redondea al entero siguiente y se reemplaza entre paréntesis después del numero de clasificación correspondiente de la siguiente forma: A-2-6(3) clasificando de esta forma el suelo como un material del grupo A-2 con propiedades plásticas del grupo A-6 y con un índice de grupo de 3.

El índice de grupo IG es una modificación de la AASHTO a la clasificación original BPR,

para establecer una categoría dentro de la clasificación de grupo. Si dos suelos de un mismo grupo tienen diferentes índice de grupo, tendrá mejor comportamiento como un material de carretera aquel cuyo índice de grupo sea menor; esto es, un A-2-6(22) debe ser un mejor material de carretera que un A-2-6(4).

La ecuación para establecer el índice de grupo es la siguiente:

IG=0.2a+0.005ac+0.01bd

Donde:

a = % de material mas fino que el tamiz Nº 200 mayor que el 35% pero menor que el 75%, expresado como

un numero entero positivo (1≤a≤40).

b = % de material mas fino que pasa el tamiz Nº 200 mayor que el 15% pero menor que el 55%, expresado como un numero entero positivo (1≤b≤40).

c = porción del limite liquido mayor que 40 pero menor que 60, expresada como un numero entero positivo (1≤c≤20).

d = porción del índice de plasticidad mayor que 10 pero no excedente a 30, expresada como un numero entero positivo (1≤d≤20).

Como esta ecuación es lineal, se ve fácil que la parte superior de fig VI 2b, resuelve el termino 0.01bd y que la parte inferior de dicha fig. resuelve el termino 0.2a+0.005ac de la ecuación anterior. De forma que la suma de los valores obtenidos de las dos partes del cuadro redondeada al siguiente entero positivo constituye el índice de grupo IG del suelo.

CLASIFICACION DE SUELOS PARA EL PROPOSITO DE CONSTRUCCION

DE CARRETERAS AASHTO

CARTA DE PLASTICIDAD AASHTO

(a) Sistema de Clasificación AASHTO

(b) Rangos de LL e IP, (c) Cuadro

para obtener el índice de grupo