Mecanica de Suelos

1. Exploración y Muestreo de Suelos
Las investigaciones en el campo para determinar las condiciones superficiales
y subterráneas en un lugar se hacen con celeridad. Estudios previos puede revelar
inconvenientes serios para desplantar la obra que se quiere, condiciones de fundación
precarias, necesidad de cambio de ruta.
El proyecto de una fundación, de un dique de tierra, o de un muro de
sostenimiento, no puede efectuarse de una manera inteligente y satisfactoria, a menos
que el proyectista tenga como mínimo una concepción razonablemente exacta de las
propiedades físicas y mecánicas de los suelos que debe considerar. Las
investigaciones del terreno y las de laboratorio necesarias para obtener esta
información esencial constituyen lo que se denomina: exploración del suelo, o
reconocimiento del terreno, o estudios del subsuelo.
Con el objeto de evitar condiciones extremas, debido, a que con frecuencia, el
número de ensayos y los refinamientos empleados en su técnica de realización se
hayan bastante fuera de proporción cuando se los compara con el valor práctico de
sus resultados, hay que adaptar el programa de exploración a las condiciones del
suelo y tamaño del proyecto.
Los estudios geológicos hechos por especialistas pueden proveer mucha
información sobre las condiciones del suelo y de la roca.
Tales reconocimientos identifican diferentes tipos de depósitos, intuyen
posible comportamiento de los macizos del suelo.
Reconocimiento preliminar
1

2. Objetivos de una exploración:
a) Obras o estructuras nuevas
¨ Selección del tipo y profundidad de una fundación
¨ Determinación de la capacidad de carga.
¨ Estimación de asentamientos.
¨ Cuantificar las presiones del suelo contra paredes, encofrados, etc.
¨ Selección del método constructivo.
¨ Selección de materiales para relleno y bancos de materiales de
construcción
b) Estructuras existentes
¨ Investigar el comportamiento futuro
¨ Predecir los asentamientos posteriores.
¨ Determinar las medidas correctivas necesarias para mejorar la
seguridad de la obra.
c) Carreteras y aeropuertos
¨ Localizar la ruta.
¨ Localizar, seleccionar y cuantificar los bancos de materiales para
construcción de bases, terraplenes, etc. Materiales para concreto
¨ Ubicar las obras de arte: alcantarillas, cunetas, contracunetas,
filtros, drenes, etc.
d) Proyecto de presas
¨ Elección apropiada del emplazamiento de la presa.
¨ Aspectos geofísicos del embalse.
¨ Determinación de posibles zonas de préstamo.
¨ Vías de acceso y distancias de transporte.
¨ Profundidades de las pantallas de impermeabilización.
Programa de Exploración y Muestreo
2

3. Información disponible de la estructura
¨ Dimensiones y geometría de la estructura
¨ Espaciamiento y valor de las cargas sobre las columnas y tipo de
carga.
¨ Características y tipo de estructura.
¨ Requerimiento de sótano.
¨ Detalle arquitectónico especial.
¨ Historia disponible de construcciones anteriores.
¨ Restricción por estructuras vecinas y por códigos locales.
¨ Estudio de la deformación geológica o de suelos disponibles
¨ Mapas geológicos.
¨ Publicaciones de institutos técnicos o científicos.
¨ Publicaciones de la Sociedad Venezolana de Mecánica de Suelos
e Ingeniería de Fundaciones.
¨ Reconocimiento del sitio o área.
¨ Estudio de los accesos.
¨ Estado y localización de estructuras o construcciones vecinas.
¨ Observación de grietas, hundimientos.
¨ Analizar las afectaciones que podamos producir a las
construcciones vecinas.
¨ Observación de perfiles estratigráficos en zanjas, cortes, rellenos,
afloramientos, etc.
¨ Drenaje, fluctuaciones de los ríos, lagos, etc.
¨ Fluctuaciones del nivel de aguas superficiales, pozos, manantiales.
En cada caso en particular el programa de exploración del suelo debe
prepararse teniendo en cuenta la cantidad de información y de datos útiles que puede
derivarse de los resultados de ensayos de laboratorio. A medida que aumenta la
3

4. complejidad del perfil del suelo, decrece rápidamente la utilidad a derivar las
investigaciones elaboradas del subsuelo. Cuando el perfil del suelo es errático, los
esfuerzos deben concentrarse, no tanto en la obtención de datos exactos relativos a las
propiedades físicas de muestras aisladas del suelo, sino más en obtener una
información completa con respecto a la forma estructural del subsuelo. Los esfuerzos
para obtener dicha información por medio de perforaciones y ensayos son
comúnmente demasiados onerosos, aun suponiendo que conduzcan a resultados
satisfactorios. Como los perfiles del suelo errático son mucho más comunes que los
simples y regulares, son relativamente raros los casos en que se justifican desde el
punto de vista práctico la ejecución de ensayos elaborados y en gran escala. En la
discusión que sigue, relativa a los medios para obtener una información adecuada de
las condiciones del subsuelo, se subraya constantemente la influencia que el grado de
complejidad del perfil del suelo tiene en el valor práctico de los ensayos de los suelos.
Investigación Preliminar y Detallada
Investigación Preliminar
Pozo a cielo abierto o calicata o fosa: Permiten el examen visual del suelo en
sitio, construir el perfil estratigráfico y obtención de muestras. Se pueden obtener las
mejores muestras inalteradas, labrándolas en la pared o en el fondo. Su profundidad
está restringida a las condiciones del sitio de la excavación y a la localización del
nivel de agua libre.
Manualmente se puede alcanzar una profundidad de 2 a 3 m, con
retroexcavadora hasta 10 m de profundidad.
Investigación Detallada
Es función de la importancia de la obra y de la erráticidad del suelo.
4

5. Métodos exploratorios
Sin Obtención de muestras:
Métodos geofísicos
Veleta
Fotos Aéreas
Densímetros nucleares
Sondeo hidráulico
Penetrómetro
Tabla XII-1.Profundidad según el Tipo de Método (Sin Obtención de Muestras).
Fuente: Castiletti. 1984
Con Obtención de muestras alteradas.
Obtención de muestras inalteradas.
5

6. Las mejores se obtienen de pozos a cielo abierto cuya profundidad depende
del tipo de material que se encuentre y de la posición del nivel de agua libre. Es
posible obtener muestras de perforaciones a gran profundidad.
Perforaciones en suelos
a) Perforaciones manuales.
Es el procedimiento de perforación más económico.
Pico y pala
Posteadores
Herramientas: Barras helicoidales.
Usado en carreteras, aeropuertos y pequeñas estructuras.
b) Perforadoras mecánicas.
Alcanzan profundidades mayores y son el medio indicado para obtención de
muestras inalteradas representativas de estratos profundos. Son de uso común las
perforaciones a percusión y las perforadoras rotatorias, hoy, es frecuente encontrar
perforadoras que combinan ambos procedimientos, percusión – rotación. La Fig. VII,
muestra algunos de los penetrómetros utilizados para el estudio del terreno. Estos
penetrómetros se hincan o se hacen penetrar a presión el terreno, midiendo la
resistencia a la penetración.
6

7. Tabla XII-2. Profundidad según el Tipo de Método (Con Obtención de Muestras).
Fuente: Castiletti. 1984
Figura XII-1 Penetrómetros
Fuente: Terzaghi y Peck, 1948
7

8. Muestreos en Suelos.
Las muestras que se obtengan deben ser lo más representativo posible de cada
estrato.
Cuando se emplea chiflón de agua, esto es, agua a presión, se pierde los finos,
por tanto, deja de ser representativa.
Estrictamente las muestras que se obtienen de una perforación mecánica no
son 100% inalteradas.
Para clasificación de suelos pueden usarse muestras alteradas. Para analizar el
comportamiento mecánico se requieren muestras inalteradas.
Muestreadores más utilizados
Muestreador de tipo Dennison de pared gruesa, de 3” de diámetro, utilizado
para suelos compactos a medianamente compactos.
Muestreador de doble rotación.
Muestreador Shelby de pared delgada, utilizado fundamentalmente en suelos
arcillosos de 4” y 6” de diámetro.
Muestreador estándar utilizado en la prueba de pentración estándar, son en sí,
tubos partidos o cucharas partidas.
Prueba de Penetración Estándar (S.PT.)
Es el método más ampliamente usado para las exploraciones de suelos.
8

9. El procedimiento se puede sintetizar indicando que consiste en el hincado a
percusión de un muestreador de pared gruesa, dividido longitudinalmente, una
profundidad de 45 cm. El número de golpes para penetrar los últimos 30 cm se toma
como valor de penetración estándar.
Utilizando el martillo 140 libras (64 Kg), dejándole caer libremente de una
altura de 30 pulgadas (76 cm).
La muestra alojada en el muestreador es examinada en primera instancia por
el perforista, quien hace una somera descripción y la introduce en el recipiente de
vidrio o plástico, que se sella, se identifica y se remite al laboratorio para ser
procesada.
El número de golpes se relaciona con el índice de densidad, el cual es una
medida de la compacidad o densidad relativa del estrato de suelo. Permite
experimentalmente aproximar el ángulo de fricción interna del material, utilizándose
con este fin en la determinación de la capacidad de carga del suelo. Simultáneamente
el ensayo proporciona datos sobre profundidad, espesor y composición de los
estratos.
La Tabla XII-3 Muestra una correlación entre la resistencia a la penetración
estándar y la compacidad relativa de la arena o la resistencia a compresión simple de
la arcilla.
9

10. Figura XII-2. Penetrómetro Estándar.
Fuente: Terzaghi y Peck, 1948
Tabla XII-3 Tabla de Penetración Estándar.
Compacidad relativa de la Resistencia de la arcilla
arena
Resistencia
Resistencia a
a la Resistencia a la
Compacidad compresión
penetración penetración N Consistencia
relativa simple
N (golpes/pie)
(kg/cm2)
(golpes/pie)
0–4 Muy suelta <2 < 0,25 Muy blanda
4 – 10 Suelta 2–4 O,25 – 0,50 Blanda
10 – 30 Media 4–8 0,50 – 1,00 Media
30 – 50 Compacta 8 – 15 1,00 – 2,00 Semidura
> 50 Muy compacta 15 – 30 2,00 – 4,00 Dura
> 30 >4 Rígida
Fuente: Terzaghi y Peck, 1948
10

11. Identificación de suelos
La identificación de suelos es de gran importancia en la ingeniería práctica,
tanto para la exploración del subsuelo con fine de diseño de carreteras, como
estructuras de fundaciones en general, así como también para la localización de
préstamos y bancos de préstamos.
La identificación consiste en ubicar objetivamente a un suelo dentro de un
sistema de clasificación dado, bien sea el sistema unificado o el sistema AASHTO,
es decir, colocar dentro del grupo que le corresponda según sus características.
Es de hacer notar, que una de las condiciones necesarias para una eficaz
identificación de suelos, es la experiencia, y el mejor modo de adquirir esa
experiencia, es el aprendizaje al lado de quien la posea; a falta de este ensayo, es
aconsejable, comparar sistemáticamente los resultados de la identificación visual
realizada, con los del laboratorio, en cada caso en que exista la oportunidad.
El sistema unificado presenta ciertos criterios, que facilitan la identificación
de suelos, tanto en el campo como en laboratorio, estos criterios son del tipo
granulométrico y de observación de las características de plasticidad.
La identificación visual, consiste esencialmente en ordenar cualitativamente
ciertas características que presenta un suelo, tales como tamaño, plasticidad, forma,
etc., es decir, formar una oración donde el sustantivo corresponda a las partículas que
se encuentran en menor cantidad, así por ejemplo:
Grava arenosa bien gradada.
Significa que habrá mayor cantidad de grava que de arena, pudiéndose
clasificar como G.W ó A-1 ó A-1b, según se utilice el S.U.C.S. ó AASHTO,
respectivamente.
11

12. Otras características que deben ser tomadas en cuenta son, grado de
meteorización, contenido de materia orgánica, olor, color, etc.
Identificación de suelos gruesos en campo.
La identificación en campo de suelos constituidos por partículas gruesas, se
hace sobre una base práctica visual.
La muestra de suelo en estudio, se extiende sobre una superficie plana,
evitando toda contaminación posible con otro tipo de suelo, de tal forma que se pueda
juzgar con bastante aproximación ciertas características, tales como: gradación,
tamaño de partículas, forma y composición mineralógica.
Las gravas y arenas pueden ser distinguidas usando el tamaño ½ cm, como
equivalente al tamiz Nº. 4, y para estimación de contenido fino, se puede considerar
que las partículas correspondientes al tamiz Nº. 200, son aproximadamente las más
pequeñas que puedan observarse a simple vista.
Para distinguir los suelos bien gradados de los mal gradados, se requiere de
bastante experiencia para hacer una eficaz diferencia visual. Esta experiencia se
obtiene comparando gradaciones estimadas, con las obtenidas en ensayos de
laboratorio, o bien, teniendo un muestrario de todos los tipos de suelos de grano
grueso.
Otro modo de obtener una experiencia bien formada está en fabricar
artificialmente granulometría típica de suelos bien y mal gradados, y hacer un
muestrario de campo, colocando los suelos en frascos de vidrio, y así puede hacerse
la diferencia en cuanto a clasificación de suelos finos en campo, los cuales se
describen más adelante.
12

13. Las partículas procedentes de rocas ígneas sanas, suelen identificarse
fácilmente y las partículas intemperizadas, se reconocen por las decoloraciones que
presentan y la relativa facilidad con que se desintegran.
A continuación se presentan algunas analogías para tener una referencia clara
del tipo de suelo grueso a estudiar:
Cantos rodados, piedras y rocas: las dimensiones de sus bloques son mayores
que un tomate de mediano tamaño
Gravas: sus partículas van desde el tamaño de un tomate mediano hasta el de
la cabeza de un fósforo (2 mm)
Grava gruesa: partículas más pequeñas que un tomate de mediano tamaño y
más grandes que una semilla de níspero
Grava de mediano tamaño: partículas más pequeñas que una semilla de
níspero pero más grande que una arveja (guisante)
Grava fina: partículas más pequeñas que una arveja y más grandes que la
cabeza de un fósforo
Arenas: partículas que oscilan entre la cabeza de un fósforo y la partícula más
pequeña que es posible ver a simple vista.
Arena gruesa: partículas más pequeñas que la cabeza de un fósforo y más
grandes que el maní molido Arena de mediano tamaño: igual al tamaño del
maní molido Arena fina: partículas más pequeñas que el maní molido y hasta
el tamaño de partícula que aún es posible distinguir a simple vista.
13

14. Identificación de suelos finos en campo
Los criterios básicos para la identificación de suelos finos en campo son, la
investigación de las características de dilatancia, tenacidad y de resistencia en estado
seco. En olor y el color del suelo pueden ayudar, especialmente en suelos orgánicos.
El conjunto de pruebas citadas se efectúa en una muestra de suelo
previamente tamizada por el tamiz Nº. 40 o, en ausencia de ella, previamente
sometido a un proceso manual.
Dilatancia
En esta prueba, una pastilla con el contenido de agua necesario para que el
suelo adquiera una consistencia suave, pero no pegajosa, se agita alternativamente en
la palma de la mano, golpeándola secamente contra la mano, manteniéndola apretada
entre los dedos. Un suelo fino, no plástico, adquiere con el anterior tratamiento, un
apariencia de hígado, mostrando agua libre en su superficie, mientras se le agita, en
tanto que al ser apretado entre los dedos, el agua superficial desaparece y la muestra
se endurece, hasta que, finalmente, empieza a desmoronarse como un material frágil,
al aumentar la presión. Si el contenido de agua en la pastilla es adecuado, un nuevo
agitado hará que los fragmentos producto del desmoronamiento vuelvan a
constituirse.
La velocidad con que la pastilla cambia su consistencia y con la que el agua
aparece y desaparece define la intensidad de la reacción e indica el carácter de los
finos del suelo. Una reacción rápida es típica en arenas finas uniformes, no plásticas
(SP y SM) y en algunos limos inorgánicos (ML), particularmente del tipo polvo de
roca; también en tierras diatomáceas (MH). Al disminuir la uniformidad del suelo, la
reacción se hace menos rápida. Contenidos ligeros de arcilla coloidal imparten algo
de plasticidad al suelo, por lo que la reacción en estos materiales se vuelve más lenta;
14

15. esto sucede en los limos inorgánicos y orgánicos ligeramente plásticos (ML, OL), en
arcillas muy limosas (CL-ML) y en muchas arcillas del tipo caolín (ML, ML-CL, MH
y MH-CH). Una reacción extremadamente lenta o nula es típica de arcillas situadas
sobre la línea A (CL, CH) y de arcillas orgánicas de alta plasticidad.
El fenómeno de aparición de agua en la superficie de la muestra es debido a la
compactación de los suelos limosos y, aún en mayor grado, de los arenosos, bajo la
acción dinámica de los impactos contra la mano; esto reduce la relación de vacíos del
material, expulsando al agua de ellos. El amasado posterior aumenta de nuevo la
relación de vacíos y el agua se restituye a esos vacíos, por lo cual no producen
reacción.
Tenacidad
La prueba se realiza sobre un espécimen de consistencia suave, similar a la
masilla. Este espécimen se rola hasta formar un rollito de unos 3 mm de diámetro
aproximado, que se amasa y vuelve a rolar varias veces. Se observa cómo aumenta la
rigidez del rollito a medida que el suelo se acerca al límite plástico. Sobrepasando el
límite plástico, los fragmentos en que se parta el rollito se juntan de nuevo y amasan
ligeramente entre los dedos, hasta el desmoronamiento final.
Cuanto más alta sea la posición del suelo respecto a la línea A (CL, CH), es
más rígido y tenaz el rollito cerca del límite plástico y más rígida también se nota la
muestra al romperse entre los dedos, abajo del límite plástico. En suelos ligeramente
sobre la línea A, tales como arcillas glaciales (CL, CH) los rollitos son de media
tenacidad cerca de su límite plástico y la muestra comienza pronto a desmoronarse
en el amasado, al bajar su contenido de agua. Los suelos que caen bajo la línea A
(ML, MH, OL y OH) producen rollitos poco tenaces cerca del límite plástico, casi sin
excepción; en el caso de suelos orgánicos y micáceos, que caigan muy debajo de la
línea A, los rollitos se muestran muy débiles y esponjosos. También en todos los
15

16. suelos bajo la línea A excepto los OH próximos a ella, la masa producto de la
manipulación entre los dedos posterior al rolado, se muestra suelta y se desmorona
fácilmente, cuando el contenido de agua es menor que el correspondiente al límite
plástico.
Cuando se trabaje en lugares en que la humedad ambiente sea casi constante,
el tiempo que transcurra hasta que se alcance el límite plástico, es una medida relativa
tosca del índice plástico del suelo. Por ejemplo, una arcilla CH con LL = 70% e Ip =
50% o una OH con LL = 100% e Ip = 50%, precisan mucho más tiempo de
manipulación para legar al límite plástico que una arcilla glacial del tipo CL. En
limos poco plásticos, del grupo ML, el límite plástico se alcanza muy rápidamente.
Claro es que para las observaciones anteriores tengan sentido, será preciso comenzar
todas las pruebas con los suelos en la misma consistencia muy aproximadamente, de
preferencia cerca del límite líquido.
Resistencia en estado seco
La resistencia en estado seco de una muestra de suelo, previamente secado, al
romperse bajo presiones ejercidas por los dedos, es un índice del carácter de su
fracción coloidal.
Los limos ML o MH exentos de plasticidad no presentan prácticamente
ninguna resistencia en estado seco y sus muestras se desmoronan con muy poca
presión digital; el polvo de roca y la tierra diatomácea son ejemplos típicos. Una
resistencia en estado seco baja es representativa de todos los suelos de baja
plasticidad, localizado bajo la línea A y aún en algunas arcillas inorgánicas muy
limosas, ligeramente sobre la línea A (CL). Resistencias medias definen generalmente
arcillas del grupo CL o, en ocasiones, otras de los grupos CH, MH (arcillas tipo
caolín) u OH, que localicen muy cerca de la línea A. Lla mayoría de las arcillas CH
tienen resistencias altas, así como las CL localizadas muy arriba de la línea A
16

17. También exhiben grandes resistencias. Por último, resistencias muy altas son típicas
de arcillas inorgánicas del grupo CH, localizadas en posiciones muy elevadas
respecto a la línea A.
Color
En exploraciones de campo el color del suelo suele ser un dato útil para
diferenciar los diferentes estratos y para identificar tipos de suelo, cuando se posea
experiencia local. En general, existen también algunos criterios relativos al color; por
ejemplo, el color negro y otros de tonos oscuros suelen ser indicativos de la presencia
de materia orgánica coloidal. Los colores claros y brillantes son propios, más bien, de
suelos inorgánicos.
Olor
Los suelos orgánicos (OH y OL) tienen por lo general un olor distintivo, que
puede usarse para identificación; el olor es particularmente interno si el suelo está
húmedo, y disminuye con la exposición al aire, aumentando, por el contrario, con el
calentamiento de la muestra húmeda.
17

18. Tabla VI-2. TABLA DE IDENTIFICACION DE SUELOS
PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN EN EL CAMPO INFORMACIÓN NECESARIA PARA LA PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN PARA SUELOS FINOS O
SÍMBOLOS NOMBRES TÍPICOS
DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS FRACCIONES FINAS DE SUELO EN EL CAMPO.
(Excluyendo las partículas mayores de 76 cm. (3") y basando las fracciones en pesos estimados) DEL GRUPO
Gravas bien gradadas, Estos procedimientos se ejecutan con la fracción que pasa la malla No. 40
Limpias (Poco
Mas de la mitad del material es retenida en la malla No. 200
fracción gruesa es retenida
Amplia gama en los tamaños de las partículas y (aproximadamente 0.5 mm).
GW mezclas de grava y arena,
o nada de
partículas
cantidades apreciables de todos los tamaños intermedios Dése el nombre típico, indíquense los porcentajes
Mas de la mitad de la
Gravas
aproximados de grava y arena, tamaño máximo, Para fines de clasificación e el campo si no se usa la malla simplemente se quitan a
finas)
con poco o nada de finos
en la malla No. 4 .
(Las partículas de 0,074 mm de diámetro (malla No.. 200) son aproximadamente las mas pequeñas visibles a simple vista) mano las partículas gruesas que interfieren con la prueba.
Gravas mal gradadas, angulosidad, características de la superficie y
Predominio de un tamaño o un tipo de tamaños, con DILATANCIA
SUELOS DE PARTÍCULAS GRUESAS
GP mezclas de grava y arena,
Gravas ausencia de algunos tamaños intermedios dureza de las partículas gruesas, nombre local y (Reacción al agitado)
con poco o nada de finos geológico, cualquier otra información descriptiva Después de quitar las particulas mayores que la malla No. 40, prepárese una pastilla
de partículas
Gravas limosas, mezclas
(Cantidades
fracción fina poco o nada plástico (Para identificación pertinente y el símbolo entre paréntesis.
Gravas con
apreciables
GM de suelo humedo aproximadamente igual a 10 cm3; si es necesario añádase suficiente
veáse grupo ML abajo) de grava, arena y limo.
finas)
agua para dejar el suelo suave pero no pegajoso.
finos
Gravas arcillosas, Colóquese la pastilla en la palma de la mano y agítese horizontalmente, golpeando
fracción fina nada plástica (Para identificación veáse
GC mezclas de gravas, arena Para los suelos inalterados agréguese información vigoraosamente contra la mano varias veces. Una reacción positiva consiste en la
grupo CL abajo)
y arcilla sobre estratificación, compacidad, cimentación, aparición de agua en la superficie de la pastilla, la cual cambia adquiriendo una
Arenas bien gradadas,
Arenas Limpias
(Cantidades (Poco o nada condiciones de humedad y características de consistencia de hígado y se vuelve lustrosa. Cuando la pastilla se aprieta entre los
de partículas Amplia gama en los tamaños de las partículas y
fracción gruesa pasa en la
SW arenas con grava, con drenaje. dedos el agua y el lustre desaparecen de la superficie, la pastilla se vuelve tiesa y
cantidades apreciables de todos los tamaños intermedios
Mas de la mitad de la
finas) poco o nada de finos finalmente se agrieta o se desmorona. La rapidez de la aparición del agua durante el
Arenas mal gradadas, agitado y de su desaparición durante el apretado sirve para identificar el caracter de los
malla No. 4 .
Predominio de un tamaño o un tipo de tamaños, con finos en un suelo.
SP arenas con grava, con
Arenas
ausencia de algunos tamaños intermedios Las arenas limpias muy finas dan la reacción mas rápida y distintiva, mientras que las
poco o nada de finos EJEMPLO
arcillas plásticas no tienen reacción. Los limos inorgánicos, tales como el típico polvo
Arenas limosas, mezclas Arena limosa con grava, con un 20% de grava de
de particulas
Arenas con
Fraccion fina poco o nada plastico (Para identificacio
apreciables
de roca, dan una reacción rápida moderada.
SM de arena y limo. particulas duras, angulosas y de 15 cm de tamano
vease grupo ML abajo)
finas)
RESISTENCIA EN ESTADO SECO
finos
maximo, arena gruesa a fina de particulas (Caracteristicas al rompimiento)
Fraccion fina nada plastica (Para identificacio vease Arenas arcillosas, mezclas redondeadas o subangulosas, alrededor de 15% Despues de eliminar las particulas mayores que la malla No. 40, moldeese una pastilla
SC de arena y arcilla.
grupo CL abajo) de finos no plasticos de baja resistencia en estado de suelo hasta alcanzar una consistencia de masilla anadiendo agua si es necesario.
PROCEDIMIENTO DE IDENTIFICACIÓN EN LA FRACCIÓN QUE PASA LA MALLA Nro 40. seco, compacta y humeda en el lugar, arena Dejese secar la pastilla completamente en el horno, al sol o al aire y pruebese su
RESISTENCIA EN TENACIDAD aluvial (SM). resistencia rompiendola y desmorandolo entre los dedos. Esta resistencia es una
DILATANCIA medida del caracter y cantidad de la fraccion coloidal que contiene el suelo. La
ESTADO SECO (Consistencia
(Reaccion al resistencia en estado seco aumenta con la pasticidad.
(Características al cerca del limite
agitado) Una alta resistencia e seco es caracteristica de la arcilladel grupo CH. Un limo
(Limite Liquido menor de 50)
rompimiento) plastico)
Mas de la mitad del material pasa la malla Nro 200
inorganico tipico posee solamente muy ligera resistencia. Las arenas finas limosas y
Limos inorganicos, polvo
LIMOS Y ARCILLAS
los limos tienen aproximadamente la misma ligera resistencia , pero pueden
de roca, limos arenosos o
Nula a ligera Rapida a lenta Nula ML Dese el nombre tipico, indiquense en grado y distinguirse por el tacto al pulverizar el especimen seco. La area fina se siente granular,
arcillosos ligeramente
SUELOS DE PARTÍCULAS FINAS
caracter de la plasticidad, cantidad y tamano mientras que el limo tipico da la sensacion suave de la harina.
plasticos TENACIDAD
maximo de las particulas gruesas, color del suelo
Arcillas inorganicas de (Consistencia cerca del limite plastico)
humedo, nombre local y geologico, cualquier otra
baja a media plasticidad, Despues de eliminar las particulas mayores que la malla No. 40, moldeese el
informacion descriptiva pertinente y el simbolo
Media a alta Nula a muy lenta Media CL arcillas con grava, arcillas especimen de aproximadamente 10 cm3 hasta alcanzar la consistecia de la masilla. Si
entre parentesis.
arenosas, arcillas limosas, el suelo está muy seco debe agregarse agua, pero si está pegajoso debe extenderse el
arcillas pobres. espécimen formando una capa delgada que permita algo de pérdida de humedad por
Limos organicos y arcillas evaporación. Posteriormente el espécimen se rola a mano sobre una superficie lisa
Ligera a media Lenta Ligera OL limosas organicas de baja entre las palmas hasta hacer un rollito de 3 mm de diámetro aproximadamente, se
amasa y se vuelve a rolar varias veces. Durante estas operaciones el contenido de
plasticidad.
humedad se reduce gradualmente y el espécimen llega a ponerse tieso, pierde
Limos inorganicos, limos finalmente su plasticidad y se desmorona cuando se alcanza el límite plástico.
(Limite Liquido mayor de
Ligera a media Lenta a nula Ligera a media MH micaceos o diatamaceos, Para los suelos inalterados agreguese informacion Después de que el rollo se ha desmoronado, los pedazos deben juntarse continuando
LIMOS Y ARCILLAS
limos elasticos. sobre estructura, estratificacion, consistencia tanto el amasado ligeramente entre los dedos hasta que la masa se desmorona nuevamente.
Arcillas inorganicas de en estado inalterado como remoldeado, La potencialidad de la racción coloidal arcillosa de un suelo se identifica por la mayor o
Alta a muy alta Nula Alta CH alta plasticidad, arcillas condiciones de humedad y drenaje. menor tenacidad del rollito al acercarse al limite plástico y por la rigidez de la muestra
50)
francas. al romperse finalmente entre los dedos. La debilidad del rollito en el límie plásico y la
Arcillas organicas de pérdida rápida de la coherencia de la muestra al rebasar este limite, indican la
media a alta plasticidad, presencia de arcilla inorgánica de baja plasticidad o de los materiales tales como arcilla
Media a alta Nula a muy lenta Ligera a media OH del tipo caolin y arcillas orgánicas que caen abajo de la línea "A". Las arcillas altamente
limos organicos de media EJEMPLO
orgánicas se sienten muy débiles y esponjosas al tacto en el límite plástico.
plasticidad. Limo arcilloso, café, ligeramente plastico,
Facilmente identificables por su color, olor, sensacion porcentaje reducido de arena fina, numerosos
Turba y otros suelos
SUEOS ALTAMENTE ORGANICOS Pt agujeros verticales de raices; firme y seco en el
esponjosa y frecuentemente por su textura fibrosa altamente organicos
lugar, loess, (ML).
Fuente: Badillo y Rodriguez, 1976
18

19. Preparación de Muestras Perturbadas
1. Introducción
Este anexo describe los métodos de preparación de muestras perturbadas, las
cuales son requeridas para realizar diferentes ensayos, tales como:
1.1. Granulometría
1.2. Gravedad especifica
1.3. Limites de consistencia
1.4. Compactación
1.5. Valor Soporte (C.B.R.)
2. Preparación de muestras por el método de Cuarteo Normal.
La muestra proveniente del campo, se extiende en un patio y se seca a
temperatura ambiente.
Con un mazo de goma se disgregan los terrones hasta formar una muestra
uniforme, teniendo cuidado de no romper las partículas de grava u otras
que puedan dar resultados erróneos en los ensayos.
Aquellos materiales que contengan partículas mayores que el tamiz 3”,
separan por dicho tamiz y se colocarán en un envase apropiado.
La muestra restante se mezcla bien hasta formar un pila simulando un
cono, se remueve nuevamente y se forma un nuevo cono, colocando cada
palada en la cima del cono, de modo que el material caiga uniformemente
por los lados del cono.
La pila se aplana en forma de círculo y se observa si hay segregación, es
decir, si las partículas gruesas del material se depositan hacia un solo arco
del círculo.
Para evitar la segregación es recomendable humedecer un poco el material
y se mezcla bien evitando formar terrones.
19

20. Con el mango de la pala se divide la muestra en cuatro porciones a lo
largo de dos diámetros perpendiculares.
Con un cepillo de cerda se separan los finos y se le agregan al cuarto de
muestra a la cual pertenece.
Una vez cuarteada la muestra, se observa si las porciones son uniformes, y
se eligen dos porciones opuestas.
Las otras dos porciones, se recogen y se colocan en un envase apropiado.
La muestra elegida, se sigue mezclando y cuarteando hasta obtener la
cantidad de muestra suficiente para el ensayo que así lo requiera.
La cantidad de muestra a tomar, dependerá del tamaño máximo nominal
de las partículas del suelo y del ensayo que así lo requiera.
3. Preparación de muestra por el método de cuarteo mecánico
3.1. Equipo:
Cuarteadores mecánicos con abertura de 2” y ¼”, con tres envases
receptores de forma rectangular.
Envases apropiados, tales como poncheras.
Tamices de 3” y No. 4.
Mazo de goma.
Cepillo de cerda y cucharón.
3.2. Procedimiento
El material a ensayar se coloca en uno de los envases receptores del
cuarteador, debajo de éste se colocarán los otros dos envases receptores.
La muestra se vuelca sobre las rejillas del cuarteador y se hace vibrar
golpeando sus lados.
Cuando la muestra está húmeda es conveniente remover con las manos el
material sobre la rejilla.
20

21. Se retiran los dos envases receptores que recibieron la muestra cuarteada,
y se observa su uniformidad.
El material se seguirá cuarteando hasta obtener la cantidad necesaria para
el ensayo requerido.
4. Separación de las Fracciones gruesa y fina.
La muestra elegida se hace pasar por el tamiz No. 4.
La fracción retenida en el tamiz No. 4 se coloca en un envase apropiado.
La fracción gruesa será la parte retenida en el tamiz 3” más la que pasa y
se retiene en el tamiz No. 4; la fracción fina será la que pasa el tamiz No.
4.
La fracción fina seguirá cuarteando hasta obtener la cantidad necesaria
para el ensayo requerido.
Es conveniente que al ir a vaciar la muestra sobre el cuarteador se haga
con el envase rectangular, volcando todo el material sobre la rejilla, ya que
así se logra que el material pase a través de todos los canales , no
sucediendo así, cuando se utilizan envases de boca redondeada.
Preparación de muestras para el ensayo granulométrico
Método del tamizado
Una vez cuarteado el material, éste se separa en dos fracciones
mediante el tamiz No. 4; la fracción retenida será la fracción granular
gruesa y la que pasa dicho tamiz será la fracción granular fina.
Toda la fracción granular fina se pesa y luego se cuartea hasta alcanzar
una fracción representativa, y se seca al horno durante un tiempo de 18
horas mínimo hasta alcanzar peso constante.
Método combinado de tamizado e Hidrómetro.
21

22. Una vez cuarteada la muestra, éste se separa en dos fracciones,
mediante el tamiz No. 10; la fracción retenida será la fracción granular
gruesa y la que pasa dicho tamiz será la fracción granular fina.
Toda la fracción granular fina se pesa y luego se cuartea hasta alcanzar
una fracción representativa, luego se seca al horno.
Preparación de muestras para el ensayo de gravedad especifica..
Una porción de la fracción gruesa seleccionada por cuarteo se lavará
por el tamiz No. 4 y se secará al horno.
La fracción granular fina puede ser pasada por el tamiz No. 4, y se
procede en la misma forma indicada para la preparación de muestras
para granulometría por tamizado.
Preparación de muestras para el ensayo de límites de consistencia.
De la fracción granular fina (pasa No. 4 o pasa No. 10) se toma una
porción por cuarteo y luego se desterrona con un mazo de goma en un
mortero, teniendo cuidado de no romper las partículas de arena.
Tamícese el material por el tamiz No. 40, y luego se humedecerá con
agua destilada para hacer el ensayo de límite líquido.
Nota: La muestra de suelo, para el ensayo de límite líquido deberá secarse
al aire y no al horno.
Preparación de muestras para el ensayo de compactación y valor soporte
(C.B.R.)
la fracción granular gruesa se separará por los tamices 3/8” – 1/4” – No. 4 y Pasa No.
4, las fracciones retenidas en cada tamiz se colocarán en envases separados.
22