Granulometríade los suelos

1. procedimiento

El Cuarteo

El cuarteo tiene por objeto obtener de una muestra de porciones representativas de tamaño adecuado para efectuar las pruebas de laboratorio que se requieren.

Tamizado

A partir del material traído del campo se inicia pesando su peso para proceder con el tamizado, hecho esto se obtiene una muestra representativa de la masa del suelo y se realiza el procedimiento del tamizado el cual se llevaría a cabo con los siguientes pasos:

1. Se empieza a realizar la división de material grueso (grava y arena) y fino (limo y arcilla) mediante el tamiz No. 4, para obtener todo lo retenido el cual sería granulometría gruesa, el material que pasa del tamiz No. 4 sería la granulometría fina

2. Para realizar el tamizado fino se saca una muestra de 400 gramos del material que pasa del tamiz No 4y se empieza a lavar en el tamiz No. 200.

3. Sacando una muestra aproximado a 300 gramos del material que pasa del tamiz No. 4 se realizaría a sacar la humedad Higroscópica con la ayuda de un horno a una temperatura de 110 º C durante un tiempo de 24 horas.

4. Todo lo retenido del tamiz No. 4 se empieza a morterear para separar la materia fina adherida al material grueso debido a acciones naturales.

5. El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través de los tamices: 3", 2", 11/2", 1", 3/4", 1/2", 3/8", No. 4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al final receptáculo denominado fondo.

6. Así ya obtenido el tamizado grueso se empieza a pesar en una balanza el peso retenido por los tamices: 3", 2", 11/2", 1", 3/4", 1/2", 3/8" y No. 4 y se da a anotar los pesos retenidos grueso

7. Así ya obtenido el tamizado fino se empieza a pesar en una balanza el peso retenido por los tamices: No 10, No. 40, No. 100 y No. 200.y se da a anotar los pesos retenidos finos.

8. Luego se saca una muestra del material que pasa del tamiz No. 4 una aproximación de 400 g. Y se emplea para realizar la granulometría fina vertiendo el suelo sobre los tamices No 10, No. 40, No. 100 y No. 200.

9. Una vez pasado las 24 horas tras meter la muestra de 300 gramos en el horno se pesa el peso seco, para obtener la humedad higroscópica.

LIMITES DE CONSISTENCIA1. Procedimiento

LÍMITE LÍQUIDO.

1.- Se tomó una porción de muestra alterada.

2.- Se colocó en un recipiente y se mezcló hasta que la muestra quedó homogénea.

3.- Con la espátula se dispuso el material en la copa de Casagrande, cuidando que la superficie superior quede plana: con un espesor máximo del orden de 1 cm.

4.- Se colocó la punta del ranurador en la parte superior y al centro de la muestra, colocando este perpendicular a la superficie de la copa y hacer la ranura.

5.- Se le dio vuelta a la manija de la copa a razón de 2 golpes por segundo, contando el número de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la ranura en una distancia de 1 cm.

6.- Con la espátula se regresó el material y se volvió a mezclar repitiendo los pasos 2, 3, 4 y 5 si el número de golpes coincidiendo con la anterior, o su diferencia es de un golpe, se anotó el resultado.

En caso de que no suceda esto se repite todo el proceso.

7.- Del lugar donde se cerró la ranura se puso aproximadamente 30 gr. en un recipiente se pesaron y se introdujeron en el horno a temperatura constante (110 °C) durante 24 horas aproximadamente.

8.- Se retiraron del horno, se dejaron enfriarse; después se pesaron y se anotaron los datos.

9.- Con los datos obtenidos y se calculó el contenido de agua correspondiente a cada número de golpes y se construyó la curva número de golpes (x), contra humedad en % (y).

10.- Se repitieron los pasos del 2 al 9, variando la consistencia de la muestra. Fue recomendable contar con 5 determinaciones se procuró que estuvieron comprendidos entre 5 y 40 golpes.

El limite liquido se encuentra donde el contenido de agua en la curva corresponda a 25 golpes.

LIMITE PLÁSTICO

1.- De la muestra utilizada para el limite liquido se tomó una porción; se rodó con la mano sobre una superficie limpia y lisa no absorbente en este caso fue una placa de vidrio esmerilado, hasta que se formó un cilindro de 3.2 mm. De diámetro y de 15 cm aproximadamente de largo.

2.- Se amasó la tira y se volvió a rodar, repitiendo esto tantas veces sea necesario, para reducir, gradualmente, la humedad por evaporación, hasta que el rollo se empezó a endurecer.

3.- El limite plástico se alcanzó cuando el cilindro se agrietó al ser reducido aproximadamente a 3.2 mm. De diámetro.

4.- Inmediatamente se dividió la tira y se colocó en porciones en recipientes, pesándolos, e introduciéndolos en el horno durante 24 horas, anotando los pesos correspondientes.

5.- Se repitieron los pasos 1, 2, 3, y 4 con otra porción de misma muestra para corroborar los resultados.

6.- Se sacaron las muestras del horno, se dejaron enfriar, se pesaron y se anotaron los datos.

7.- Con los datos anteriores se determinó el contenido de agua en %. si la diferencia de los % no es mayor de 2 se promedian y en caso contrario se repite la determinación.

CLASIFICACION DE SUELOS1. Procedimiento

Procedimiento para la clasificación SUCS

a) Suelos gruesos

1. Un suelo se considera grueso si más del 50% de sus partículas son gruesas (se retienen en el Tamiz Nº200).

2. El suelo grueso se dividen en gravas y arena, y se separan con el Tamiz Nº4, es decir, un suelo grueso es grava si más del 50% de su fracción gruesa no pasa el tamiz Nº4, en caso contrario es arena, con lo cual se define el prefijo (G) para grava o (S) si es arena.

3. Para clasificar el suelo es útil conocer el porcentaje de finos (%F) y en función de este decidir que prefijo que le corresponde, para esto se presentan los siguientes casos:

Si menos del 5% pasa el Tamiz Nº200 (%F < 5%), los sufijo son W o P, según los parámetros granulométricos Cu y Cc.

Suelo Rango Cu Rango Cc Sufijo

Gravas Cu > 4 1 < Cc < 3 WCu < 4 1 > Cc > 3 P

Arenas Cu > 6 1 < Cc < 3 WCu < 6 1 > Cc > 3 P

Ej: GP Grava mal graduada

Si el porcentaje de finos esta entre el 5% y el 12% (5% < %F < 12%), se utilizan los sufijos dobles (clase intermedia), es decir se nombra al suelo grueso y su característica granulométrica (W o P) y luego se vuelve a nombrar al grueso con el tipo de fino (M o C).

Ej: GW-GC Grava bien graduada con arcilla

Si más del 12% pasa el Tamiz Nº200 (12% < %F < 50%), los sufijos son el tipo de fino, es decir, se nombra al suelo grueso (G o S) y al suelo fino (C o M); y este último se define según sus parámetros de plasticidad (LL e IP), lo cual se explicara en el apartado para clasificación de suelos finos.

Ej: SC Arena arcillosa

b) Suelos finos

1. Un suelo se considera grueso si más del 50% de sus partículas son finas (pasan el Tamiz Nº200)

2. El sistema unificado considera los suelos finos divididos en tres grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas © y limos y arcillas orgánicas (O).

La definición del grupo está basada solo en los límites de Atterberg (LL e IP) para la fracción que pasa el Tamiz Nº40 y se obtiene a partir de la llamada CARTA DE PLASTICIDAD.

3. Se subdividen según su límite líquido, en dos grupos cuya frontera es LL = 50%. En el límite liquido del suelo es menor de 50 se añade al símbolo general la letra L. Si es mayor de 50 se añade la letra H, es decir, este valor separa a H (alta plasticidad) y L (baja plasticidad)

4. Para definir si se trata de un limo o una arcilla se conoce que generalmente:

Sobre la línea A son arcillas inorgánicas Debajo de la línea A son limos y arcillas orgánicas.

5. Finalmente para determinar si el suelo es orgánico se debe cumplir la siguiente condición:

Limiteliquido−secado alhornoLimite liquido−no secado

<0.75

Tabla1. Clasificación de suelos sistema unificado

Procedimiento para la clasificación AASHTO

a) Suelos gruesos

1. Un suelo se considera grueso si el 30% o menos pasa el Tamiz Nº200.

2. Pertenece a los tres primeros grupos cuya definición es:

Grupo A-1.

Si menos del 20% pasa el Tamiz Nº200 y menos del 50% pasa el tamiz Nº40, pero el IP < 6%.

- Subgrupo A-1-a.

Si el IP < 6% Además si los porcentajes máximos que pasan son:

TamizNº200 ≤ 15%TamizNº40 ≤ 30%TamizNº10 ≤ 50%

- Subgrupo A-1-b

Si es del grupo A-1 y no cumple con A-1-a

Grupo A-2

Si menos del 35% pasa el Tamiz Nº200 (limoso o arcillosos), y el material no cumple con A-1 ni A-3

- Subgrupos A-2-4; A-2-5; A-2-6 y A-2-7

Según la fracción fina se encuentran en las zonas 4, 5, 6 o 7 de la Carta de Plasticidad AASHTO.

Figura 3. Tabla de plasticidad de la AASHTO (grupo A-2)

Grupo A-3

Si menos del 10% pasa el Tamiz Nº200 y 51% o más pasa el Tamiz Nº40, pero debe clasificarse como no plástico (NP)

b) Suelos finos

1. Un suelo se considera fino si más del 35% pasa el Tamiz Nº200.

2. Pertenece a los últimos cuatro grupos

Grupo A-4

Si IP ≤ 10 (limo) y LL ≤ 40%

Grupo A-5

Si IP ≤ 10 (limo) y LL ≥ 41%

Grupo A-6

Si IP ≥ 11 (arcilla) y LL ≤ 40%

A-2-6 A-2-7

Grupo A-7

Si IP ≥ 11 (arcilla) y LL ≥ 41%

- Subgrupo A-7-5

Encima de la recta que divide el grupo A-7. En la carta de plasticidad AASHTO

- Subgrupo A-7-6

Debajo de la recta que divide el grupo A-7. En la carta de plasticidad AASHTO

Figura 3. Tabla de plasticidad de la AASHTO

c) Suelos orgánicos

Los suelos orgánicos incluida la turba, pueden clasificarse en el grupo A-8. La clasificación de estos materiales se basa en la inspección visual y no depende ni de la granulometría ni de la plasticidad del material.

Cálculo del índice de grupo

Para evaluar la calidad de un suelo desde el punto de vías, se desarrolló una expresión matemática conocida como índice de Grupo, este índice es escrito entre paréntesis luego de la designación de grupo o subgrupo. El comportamiento geotécnico de un suelo, varía de forma general, inversamente con su índice de grupo.

La fórmula para el cálculo es la siguiente:

IG=(F200−35 ) ∙ [0.2+0.005 (¿−40 ) ]+0.01(F200−15)∙( IP−10)

Dónde:

IG = Índice de grupo

F200 = Porcentaje que pasa el tamiz Nº200 expresado en número entero.

LL = Limite Liquido

IP = Índice de Plasticidad

Consideraciones:

Si el valor obtenido es negativo, se debe asumir como IG = 0

No hay un límite superior para el Índice de Grupo

El IG debe redondearse a valores enteros: Por ejemplo si el valor obtenido es IG = 3.3 realmente es IG = 3 o si es IG = 3.5 entonces IG = 4.

El índice de grupo de A-1, A-3, A-2-4 y A-2-5 siempre es igual a cero

Para los grupos A-2-6 y A-2-7, el índice de grupo se calcula con la segunda parte de la ecuación, dependiendo solo del IP.

IG=0.01(F200−15) ∙(IP−10)

El índice de un grupo igual a “0” indica un material bueno mientras que el índice es igual a “20” o mayor indica un material deficiente.

Tabla 2. Clasificación de suelos Método AASHTO (Material Granular)

Tabla 3. Clasificación de suelos Método AASHTO (Material Limo-Arcilloso)

COMPACTACION(Método Proctor Estándar)

1. procedimiento

ENSAYO PROCTOR ESTÁNDAR

El Cuarteo

a) Como primer paso se debe realizar el cuarteo de la muestra de suelo para reducir a una escala pequeña con la cual se deberá realizar la compactación por el método proctor estándar.

b) Se deberá obtener 4 muestras de aproximadamente 6 kilogramos mediante el proceso de cuarteo.

El tamizado

c) Se debe realizar un tamizado del resto de la muestra que sobro anteriormente, por el cual debe pasar el Tamiz 3/4" y retener el Tamiz No. 4, así se obtendrá material de grava fina.

d) Se deberá pasar las cuatro muestras obtenidas por el Tamiz de 3/4", con el fin de retirar material de grava gruesa

e) Todo lo que retiene el tamiz de 3/4” por cada muestra se deberá reemplazar por la misma cantidad por una muestra de grava fina

Compactación

f) Obtenido ya las muestra de aproximadamente 6 kilogramos sin grava gruesa se debe añadir un porcentaje de agua alternando de 2%, 4%, 6% y 8% para cada muestra según a sus respectivos pesos

g) Añadir a la muestra su respectivo porcentaje de agua con la ayuda de la probetah) Mezclar la muestra con los guantes de goma en un bañador hasta que quede

homogenizadai) Antes del ensayo de compactación tomar una pequeña muestra para el cálculo de

porcentaje de agua sobre un plato enlozado, obteniendo el peso del plato y el peso del plato más la muestra húmeda. Ingresar las muestras húmedas en el horno durante 24 horas a una temperatura de 110ºC y así obtener el peso del plato más la muestra seca con la ayuda de una balanza electrónica.

j) Antes de ingresar al ensayo de compactación se deberá pesar el molde sin el cilindro hueco de encima del molde en una balanza.

k) Para realizar el ensayo de compactación ingresar una capa al molde y luego compactarlo con el pisón a 56 golpes

l) Realizar este proceso 5 repeticiones es decir, 5 capas a 56 golpes con el fin de llenar el volumen del molde a excepción del cilindro hueco de encima del molde.

m) Una vez realizado el llenado del molde con el suelo compactado pesar en una balanza el peso del molde más suelo compactado

n) Repetir el procedimiento desde inciso k) para las demás muestras