capitulo vii anexos

CCAAPPIITTUULLOO VVIIII

ANEXOS

AANNEEXXOO NNºº 11

FOTOGRAFIAS DEL SECTOR

146

FFOOTTOOGGRRAAFFIIAASS DDEELL SSEECCTTOORR Estas fotografías nos entregan un informe visual de la situación en que se

encuentra actualmente la Avenida Balmaceda en el sector de Collico. La

primera fotografía corresponde a su intersección con calle Ecuador y la última

corresponde al Km. 1,6.

Fotografía 7.1.1.

147

Fotografía 7.1.2.

Fotografía 7.1.3.

148

Fotografía 7.1.4.

149

Fotografía 7.1.5.

Fotografía 7.1.6.

150

Fotografía 7.1.7.

Fotografía 7.1.8.

151

Fotografía 7.1.9.

Fotografía 7.1.10.

152

Fotografía 7.1.11.

Fotografía 7.1.12.

153

Fotografía 7.1.13.

Fotografía 7.1.14.

154

Fotografía 7.1.15.

Fotografía 7.1.16.

155

Fotografía 7.1.17.

Fotografía 7.1.18.

156

Fotografía 7.1.19.

Fotografía 7.1.20.

157

Fotografía 7.1.21.

Fotografía 7.1.22.

158

Fotografía 7.1.23.

Fotografía 7.1.24.


PERMISO PARA MUESTREO

159

Figura 7.2.36.

160

Figura 7.2.37.


FOTOGRAFIAS MUESTREO

161

FFOOTTOOGGRRAAFFIIAASS MMUUEESSTTRREEOO Estas fotografías corresponden a las calicatas realizadas para realizar los

ensayos de laboratorio, tales como: Estratigrafías, Límites de Atterberg, Análisis

granulométricos, Capacidad de Soporte.

Fotografía 7.3.25. Calicata Nº 1

162



163



164



165



166



167



168




DATOS DE RECEPCIÓN DE OBRAS DE PAVIMENTACIÓN

169

FORMATO Nº 1

CHEQUEO DE RECEPCIÓN INGRESO DE PROYECTOS DE PAVIMENTACIÓN

Fecha Ingreso

Carta de Presentación

Memoria

Informe de Mecánica de Suelos

Especificaciones Técnicas

Cubicación Cantidades de Obras

Cubicación Movimiento de Tierras

Presupuesto

Formato Descripción de Obras

Plano de Loteo

Planos del Proyecto

Disquete con el Proyecto

Carátula en Carpeta Si No

Aceptación Ingreso

Nombre Encargado Recepción

Firma y Timbre

Observaciones

170

CHEQUEO DE RECEPCIÓN INGRESO DE PROYECTOS DE AGUAS LLUVIAS

Fecha Ingreso

Carta de Presentación

Memoria

Certificados o Informes de Laboratorio

Especificaciones Técnicas

Cubicación Cantidades de Obras

Cubicación Movimiento de Tierras

Presupuesto

Planos del Proyecto

Disquete con el Proyecto

Carátula con Carpeta

Si No Aceptación Ingreso

Nombre Encargado Recepción

Firma y Timbre

Observaciones

171

FORMATO Nº 2

CARÁTULA DE LA CARPETA


TIPOS DE SUMIDEROS

172

0.70

0.15

0.03

SOLERA

ESCALA 1:25

SOLERA

0.15 0.60 0.15

REJILLA TIPO 2

0.15

0.35

0.15

REJILLA TIPO S.2

0.600.15

20%

0.15

20%

0.07

5

REJILLA TIPO 2

0.70

VARIABLE

0.15

0.15 0.35

0.07

5

0.15

2%

173

170 Kg.cem./m.3

CORTE B-B

0.15

0.15 0.60 0.15

SOLERA

TIPO 2

0.35

REJILLA

A

0.60

H Ge 1Plano tipo

0.15 0.15

Tapa paravereda

B

A

0.15

0.15

B

0.60

0.15

SUMIDERO TIPO S.4 A CAÑERIA

PLANTANivel calzada

170 Kg.cem./m.3

CCC.

500 Kg.cem./m.3

CONCRETO20%

CORTE A-A

0.70

0.03

20%

ESTUCO

REJILLA TIPO S.2

0.07

5

0.35

0.30

0.15

Kg.cem/m3Estuco 500

0.05

0.03

0.15

2%

CONCRETO

0.63

0.075

REJILLA TIPO 2

ESCALA 1:25

0.600.15

D=200mm.

TOPO HG. e-1TAPA PARA ACERA

0.92

REJILLA HORIZONTAL

0.15

0.03

SOLERA

0.15

0.15

0.03

0.15

0.03

0.35

0.70

0.78

0.07

5

0.35

NIVEL CALZADA

Fe.1/2"

1.52

0.50500kg.cem/m.3ESTUCO e=2cm.

HORMIGON340 kg.cem/m3.

0.15

500kg.cem/m.3ESTUCO e=2cm.

CCC. D=200mm.-i=2%mín.A CAMARA DECANTADORA

PLANO TIPO HG. e-1TAPA PARA ACERA

Fe.1/4"a20

0.1

3

0.1

4

0.600.27 0.15

ESCALA 1:25

174

PENDIENTE i=2%C.P.V.C. C-4 D=250mm

HORMIGONREFUERZO D=315 mm.

i=2 %

Rev. interiorMortero1:2.5

ESCALINES

MARCO PERFIL L Y C

H.C.V. e=0.15mPROYECTADA

CALZADA EN

DETALLE 1

Ø8@20 L=0.40m

3%

H=90 cmREFORZARSI H<90 cm

3

15 20

30

20

20

PLANTA

CORTE A - A

SUMIDERO TIPO SERVIU CON CAMARA DECANTADORA

CORTE B - B

DETALLE 1

DETALLE TAPAESC.1/25

Fe Galv. 3/4" @ 0.30mEscalines

B

Ah=ePerforación

APOYO REJILLA BLINEA CUNETA

A

fØ12

15

100

15

80

15

90

15

5

10

151004015

LINEA CABEZA SOLERA

L=0,30mFe Ø 3/4"

HORMIGÓNREFUERZO DE

D=250 mm.i=2 %

110 (VIGA)

18

15

60

60

ESC.1/25

ESC.1/25

ESC.1/20

ESC.1/25

ANCLAJE

PERFIL L

SON 2 Ø 8

LOSA

25

50 TAPA

25

25

50

25

PERFIL C

MURO

5


TABLAS UTILIZADAS EN EL DISEÑO DE LA SOLUCIÓN DE

AGUAS LLUVIAS

175

Figura 7.6.38.

176

Figura 7.6.39.

177

Figura 7.6.40.


DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CBR DEL

SUELO

178

DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CBR DEL SUELO

La finalidad de este ensayo, es determinar la capacidad de soporte (CBR)

de suelos y agregados compactados en laboratorio, con una humedad óptima y

niveles de compactación variables. Es un método desarrollado por la división de

carreteras del Estado de California (EE.UU.) y sirve para evaluar la calidad

relativa del suelo para sub - rasante, sub - base y base de pavimentos.

El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de

humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la relación de

soporte. E l (%) CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón

normalizado penetre a una profundidad determinada, expresada en porcentaje

de fuerza necesaria para que el pistón penetre a esa misma profundidad y con

igual velocidad, en una probeta normalizada constituida por una muestra

patrón de material chancado.

La expresión que define al CBR, es la siguiente:

CBR = (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) × 100 (%)

De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la

carga unitaria patrón. En la práctica el símbolo de (%) se quita y la relación se

presenta simplemente por el número entero.

Usualmente el número CBR, se basa en la relación de carga para una

penetración de 2,5 mm. (0,1”), sin embargo, si el valor de CBR a una

penetración de 5 mm. (0,2”) es mayor, el ensayo debe repetirse. Si en un

segundo ensayo se produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5 mm. de

penetración, dicho valor será aceptado como valor del ensayo. Los ensayos de

CBR se hacen sobre muestras compactadas con un contenido de humedad

óptimo, obtenido del ensayo de compactación Proctor.

Antes de determinar la resistencia a la penetración, generalmente las

probetas se saturan durante 96 horas para simular las condiciones de trabajo

más desfavorables y para determinar su posible expansión.

179

En general se confeccionan 3 probetas como mínimo, las que poseen

distintas energías de compactación (lo usual es con 56, 25 y 10 golpes). El

suelo al cual se aplica el ensayo, debe contener una pequeña cantidad de

material que pase por el tamiz de 50 mm. y quede retenido en el tamiz de 20

mm. Se recomienda que esta fracción no exceda del 20%.

MÉTODO SEGÚN NCH 1852 OF. 1981.

Equipo necesario

• Aparato para medir la expansión, compuesto por una placa metálica

provista de un vástago ajustable de metal con perforación de diámetro

menor o igual a 1,6 mm. y un trípode metálico para sujetar el calibre

comparador con indicador de dial.

• Prensa de ensayo de capacidad mínima de 44 KN. y cabezal o base

movible a una velocidad de 1,25 mm/min para presionar el pistón de

penetración en la probeta. Este equipo debe estar provisto de un

dispositivo indicador de carga con lecturas de curso no menor que 50

mm.

• Molde metálico, cilíndrico de diámetro interior de 152,4 ± 0,7 mm. Y

altura de 177,8 ± 0,1 mm. Debe tener un collarín de extensión metálico

de 50,8 mm. de altura y una placa base metálica de 9,5 mm. de espesor,

con perforaciones de diámetro igual o menor que 1,60 mm.

• Disco espaciador metálico, cilíndrico, de 150,8 mm. de diámetro y 61,4

mm. de altura.

• Pisón metálico con una cara circular de 50 ± 0,2 mm. de diámetro y con

una masa de 2500 ±10 grs. La altura de caída debe ser 305 ± 2 mm.

controlada por una guía tubular.

• Pistón de penetración metálico de 50 ± 0,5 mm. de diámetro y no menor

que 100 mm. de largo.

180

• Calibre, compuesto por dos deformímetros comparadores con Indicador

de dial, de 0,01 mm. de precisión.

• Sobrecargas, una metálica anular y varias metálicas ranuradas con una

masa de 2,27 kgs. cada una y 149,2 mm. de diámetro, con una

perforación central de 54 mm. de diámetro.

• Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz

de mantenerse en 110º ± 5º C.

• Herramientas y accesorios. Estanque lleno de agua, pailas o bandejas de

mezcla, depósito de remojo, papel filtro, platos y tamices.

Procedimiento

• Preparación de la muestra. Se prepara una muestra de tamaño igual o

superior a 56 kgs. Esta muestra deberá secarse al aire o en un horno, a

una temperatura menor que 60ºC, hasta que se vuelva desmenuzable.

Además, se deberán disgregar los terrones evitando reducir el tamaño

natural de las partículas.

La muestra se pasa por el tamiz de 20 mm. (3/4” ASTM)

descartando el material retenido. Si es necesario mantener el porcentaje

de material grueso del material original se deberá efectuar un reemplazo.

Para esto se determina por tamizado el porcentaje del material que pasa

por el tamiz de 50 mm. (2” ASTM) y queda retenido en el tamiz de 20 mm.

Se reemplaza dicho material por una masa igual de material que

pasa por el tamiz de 20 mm. y queda retenido en el tamiz de 5 mm

tomada de la porción no utilizada de suelo original.

Una vez obtenida la muestra de ensaye, se selecciona una porción

representativa de unos 35 kg. para realizar el ensayo de compactación

Proctor. El resto de la muestra, se divide en tres porciones de unos 7 kg.

cada una.

181

• Compactación de probetas CBR. Normalmente se compactan de tres a

cinco probetas en un rango de 90 a 100% de la DMCS determinada

según el ensayo Proctor. Cada porción de suelo, se debe mezclar con una

cierta cantidad de agua para obtener la humedad óptima, si es necesario

curar el suelo, debe colocarse dentro de un recipiente tapado para lograr

una distribución uniforme de la humedad.

Una vez que se haya pesado el molde (Mm) y verificado su volumen

(Vm), se coloca el disco espaciador sobre la placa base, se fija el molde

con el collarín sobre la placa y se coloca un disco de papel filtro sobre el

disco espaciador. Dentro del molde se compacta mediante 5 capas cada

una de las porciones de suelo húmedo, utilizando para cada porción una

energía de compactación distinta (Nº de golpes), de manera que la

densidad a la cual se desee determinar el CBR quede comprendida entre

las densidades de dos probetas. Se compactarán con 56, 25 y 10 golpes

respectivamente.

Al comienzo y al final de la compactación deberán tomarse 2

muestras representativas de suelo para calcular el contenido de

humedad. En caso que las muestras no sean sumergidas, la humedad se

determina concluida la penetración.

Finalizada la compactación, se retira el collarín y se enrasa el suelo

al nivel del borde del molde, rellenando los huecos dejados por la

eliminación del material grueso con material de menor tamaño. Se retiran

la placa base perforada, el disco espaciador y se pesa el molde con el

suelo compactado (W1).

Determinación de las propiedades expansivas del suelo

Sobre la placa base perforada, se coloca un disco de papel filtro grueso y

se ajusta el molde con el suelo compactado en forma invertida, de manera que

el espacio formado por el disco espaciador quede en la parte superior.

182

En la superficie libre de la muestra, se coloca un disco de papel filtro

grueso y sobre éste se coloca la placa metálica perforada provista de un vástago

regulable. Sobre ésta placa se colocarán las sobrecargas, cuyo número deberá

ser especificado o de lo contrario, se usará una sobrecarga mínima de 4,54

kgs., equivalente al peso de un pavimento de hormigón de 5 pulgadas de

espesor.

A continuación se coloca todo el conjunto cuidadosamente dentro del

estanque sin agua, sobre pequeños bloques metálicos o de otro material con el

objeto de permitir el libre acceso del agua por debajo de la muestra. Se monta

el trípode y se instala el comparador de dial de tal modo que su punta palpable

quede tocando el vástago.

Luego, se llena el estanque con agua y se registra la lectura inicial del

comparador de dial (Li). El tiempo de inmersión dependerá del tipo de

saturación. Para un ensayo con saturación normal se deja el molde sumergido

durante 96 horas, en cambio para un ensayo de saturación completa se dejará

el tiempo necesario hasta que no haya más hinchamiento, lo que se comprueba

cuando dos lecturas de dial efectuadas con 24 horas de intervalo difieren en

menos de 0,03 mm. Durante todo el tiempo de inmersión el nivel de agua se

debe mantener constante.

Registrada la lectura final del comparador de dial (Lf), se retira el trípode

y se saca el molde del agua, para dejarlo drenar durante 15 minutos.

Finalmente se retiran las sobrecargas, los discos de papel filtro y las placas

perforadas para determinar el peso del molde más el suelo compactado y

saturado (W2).

Determinación de la Resistencia a la Penetración

Se lleva la probeta a la máquina de ensayo y se colocan sobre ella, una

cantidad tal de cargas para reproducir una sobrecarga igual a la que

supuestamente ejercerá el material de base y pavimento del camino proyectado

(pero no menor que 4,54 kg.), redondeando a múltiplos de 2,27 kg. En caso de

183

que la probeta haya sido sumergida, la carga será igual a la aplicada durante la

inmersión.

Se apoya el pistón de penetración con una carga lo más pequeña posible

(no debe exceder de 45 Newton) y se colocan los diales de lectura de tensión y

deformación en cero. Esta carga inicial, se necesita para asegurar un apoyo

satisfactorio del pistón, pero debe considerarse como carga cero para la relación

carga - penetración. La velocidad de carga aplicada al pistón de penetración

será de 1,25 mm/min.

Se anotarán las lecturas de carga, en los siguientes niveles de

penetración: 0,00 – 0,25 – 0,50 - 0,75 - 1,00 - 1,25 - 1,50 - 1,75 - 2,00 - 2,25 -

2,50 - 2,75 y 3,00 milímetros.

Finalmente, se retira el total de la muestra de suelo del molde y se

determina el contenido de humedad de la capa superior, con una muestra de

25 mm. de espesor. Si se desea determinar la humedad promedio, se deberá

extraer una muestra que abarque el total de la altura del molde. Cálculos y Gráficos

• Calcular la densidad inicial de la muestra (γi) antes de ser sumergida,

mediante la siguiente expresión:

(gr./cc)

Donde:

W1 = peso del molde más el suelo compactado (gr.)

Mm = peso del molde (gr.)

Vm = capacidad volumétrica del molde (cm3)

• Calcular la densidad saturada de la muestra (γs) luego de ser sumergida,


( ) VmMmWi −= 1γ

184

(gr./cc)

Donde:

W2 = peso del molde y el suelo compactado y saturado (grs.)

• Calcular la expansión de la muestra, como porcentaje de la altura inicial

(%E), mediante la siguiente expresión:

(%)

Donde:

E = expansión en mm. (Diferencia de lecturas del dial de deformación (Lf -

Li))

116,4 = altura de la probeta en mm. (Altura del molde menos altura del

disco espaciador)

• Obtener la curva tensión contra deformación, graficando en la ordenada,

las tensiones de penetración en megapascales (MPa) y en la abscisa la

penetración en milímetros. En algunos casos la curva puede tomar

inicialmente una forma cóncava hacia arriba, debido principalmente a

irregularidades en la superficie de la probeta. Si esto ocurriera, el punto

cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de

la curva y se traslada el origen al punto en que la tangente corta la

abscisa.

( ) VmMmWs −= 2γ

1004,116% ×= EE

185

Figura 7.7.41. Gráfico de corrección de curva (NCh 1852 Of. 1981).

• Usando los valores de tensión (corregidos o no) tomados de las curvas

tensión contra penetración, se calcula el CBR (%) para 2,5 mm. y 5 mm.

de penetración dividiendo las tensiones normales por 6,9 MPa. y 10,3

MPa. respectivamente, multiplicándolas por 100. Se calcula también el

CBR para la carga máxima si la penetración es menos que 5 mm.

interpolando la tensión normal.

• Usando los datos obtenidos anteriormente de las tres probetas, se dibuja

la curva CBR contra densidad seca (si se trata de suelos granulares, se

graficará la curva solo con la penetración de 5 mm.; en cambio para

suelos arcillosos, se graficarán la de 2,5 y 5 mm. de penetración). Con

ella se puede determinar el CBR correspondiente a una densidad seca

preestablecida.

186

Figura 7.7.42. Gráfico de determinación de CBR (NCh 1852 Of. 1981).

Observaciones

• En suelos plásticos, el tiempo de curado no debe ser menor que 24 horas,

en cambio en suelos de baja plasticidad el plazo puede ser menor e

incluso podría eliminarse.

• Si la densidad a la cual se requiere el CBR, es menor que la obtenida

mediante 10 golpes de pisón, se compacta la probeta con menor energía

de compactación.

• Si la muestra de suelo proviene de zonas desérticas en que se asegure

que las precipitaciones anuales son inferiores a 50 mm. o no nieva, se

puede eliminar la inmersión.

• En suelos finos o granulares que absorben fácilmente humedad, se

permite un período de inmersión más corto, pero no menor de 24 horas,

ya que se ha demostrado que con este período de tiempo, no se verán

afectados los resultados.

187

• Para suelos del tipo A-3, A-2-5, y A-2-7, el procedimiento a aplicar

(inmersión o no), debe quedar a criterio del ingeniero responsable del

estudio.

• Para suelos del tipo A-4, A-5, A-6, A-7, cuando el CBR en 5 mm. Es

mayor que en 2,5 mm., se debe confirmar con información obtenida con

ensayos previos, o bien repetir el ensayo. Si los ensayos previos o el

ensayo de chequeo entregan un resultado similar, emplearla razón de

soporte de 5 mm. de penetración.

• Para suelos del tipo A-1, A-2-4, y A-2-6, se calcula el CBR sólo para 5

mm. de penetración.

• En la tabla se indican rangos de valores de CBR, con una Clasificación y

posibles uso como material de construcción.

TABLA DE CLASIFICACION Y USO DEL SUELO SEGÚN EL VALOR DE CBR

CBR Clasificación Cualitativa del Suelo Uso 2 - 5 Muy mala Sub - rasante 5 - 8 Mala Sub - rasante 8 - 20 Regular - Buena Sub - rasante 20 - 30 Excelente Sub - rasante 30 - 60 Buena Sub - base 60 - 80 Buena Base 80 - 100 Excelente Base

Tabla 7.7.37. Clasificación y Uso del Suelo

Fuente: Assis A., 1988


CLASIFICACION DE SUELOS

188

CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Para clasificación de suelos tenemos el Sistema Unificado de Clasificación

de Suelos, USCS y el sistema de clasificación AASHTO.

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS, USCS

Suelos gruesos:

Gravas (G):

GW: Gravas bien graduadas.

GP: Gravas pobremente graduadas.

GM: Gravas limosas.

GC: Gravas arcillosas.

Arenas (S):

SW: Arenas bien graduadas.

SP: Arenas pobremente graduadas.

SM: Arenas limosas.

SC: Arenas arcillosas.

Suelos finos:

Limos (M):

MH: Limos de alta plasticidad.

ML: Limos de baja plasticidad.

Arcillas (C):

CH: Arcillas de alta plasticidad.

CL: Arcillas de baja plasticidad.

189

Figura 7.8.43. Sistema de Clasificación de Suelos USCS

190

Figura 7.8.44. Sistema de Clasificación de Suelos USCS

191

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN AASHTO

La calidad como componente del pavimento queda determinada en la

clasificación según la sigla que se le designe al suelo, así, los suelos clasificado

como A-1 son óptimos, en tanto los suelos designados por A-7 corresponden a

lo peor.

Figura 7.8.45. Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO ANALISIS GRANULOMETRICO

Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas

presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación

mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que

gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases

o sub-bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de

este análisis.

Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices

normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.

192

Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074 mm. (74 micrones)

se utiliza el método de análisis mecánico mediante tamices de abertura y

numeración indicado en la tabla 1.5. Para suelos de tamaño inferior, se utiliza

el método del hidrómetro, basado en la ley de Stokes.

Tamiz (ASTM) Tamiz (Nch) Abertura real Tipo de suelo (mm.) (mm.)

3 " 80 76,12 2 " 50 50,80

1 1/2 " 40 38,10 GRAVA 1 " 25 25,40

3/4 " 20 19,05 3/8 " 10 9,52 Nº 4 5 4,76 ARENA GRUESA Nº 10 2 2,00 Nº 20 0,90 0,84 ARENA MEDIA Nº 40 0,50 0,42 Nº 60 0,30 0,25 Nº 140 0,10 0,105 ARENA FINA Nº 200 0,08 0,074

Tabla 7.8.38. Numeración y Abertura de Tamices.

Fuente: Espinace R., 1979.

Método para análisis mecánico

• Equipo necesario

Un juego de tamices normalizados según la tabla anterior.

Dos balanzas: con capacidades superiores a 20 kgs. y 2000 grs. y

precisiones de 1 gr. y 0,1 gr. Respectivamente.

Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz


Un vibrador mecánico.

Herramientas y accesorios. Bandeja metálica, poruña, recipientes

plásticos y escobilla.

193

• Procedimiento

Se homogeniza cuidadosamente el total de la muestra en estado natural

(desmenuzándola con un mazo), tratando de evitar romper sus partículas

individuales, especialmente si se trata de un material blando, piedra arenosa u

otro similar.

Se reduce por cuarteo una cantidad de muestra levemente superior a la

mínima recomendada según el tamaño máximo de partículas del árido,

indicado en la tabla:

Tamaño máximo de Cantidad mínima a

partículas (mm.) ensayar (Kgs.)

5 0,50 25 10,0 50 20,0 80 32,0

Tabla 7.8.39. Cantidad Mínima a Ensayar Según

Tamaño de Partículas.

Fuente: Geotecnia LNV., 1993.

Se seca el material ya sea al aire a temperatura ambiente, o bien dentro

de un horno a una temperatura inferior a 60º C, hasta conseguir pesadas

consecutivas constantes en la muestra cada 30 minutos. Cuando esté seca, se

obtiene la cantidad mínima recomendada (Mt) a ensayar según la tabla

anterior.

Inmediatamente obtenido el tamaño de muestra a ensayar, se separa a

través del tamiz 3/8” ASTM (10 mm.). La fracción retenida en este tamiz, se

pesa y se lava con el fin de eliminar todo el material fino menor a 0,074 mm.

Para esto, se remoja el suelo en un recipiente con agua hasta que las partículas

más finas se suelten, enseguida se lava el suelo colocando como filtro la malla

Nº 200 ASTM (0,08 mm.), hasta observar que el agua utilizada salga limpia. El

material retenido en la malla se deposita en una bandeja y se coloca a horno

durante 24 horas. Cumplido el tiempo de secado y una vez enfriada la muestra,

se pesa (Mf) y por diferencia con respecto a Mt se obtiene el material fino por

lavado.

194

A continuación, se deposita el material en la criba superior del juego de

tamices, los que deberán encontrarse limpios y ordenados en forma decreciente

hasta la criba 3/8”. El juego deberá contar de una tapa en la parte superior y

una bandeja de residuos en la inferior.

Se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos (figura 1.7.), tiempo

después del cual se retira del vibrador y se registra el peso del material retenido

en cada tamiz.

Para la fracción de muestra que pasó el tamiz 3/8”, el procedimiento es

similar, salvo que una vez lavada y seca, se ensaya una muestra representativa

de 500 grs. utilizando los tamices comprendidos entre la malla Nº 4 y la Nº 200

ASTM.

• Cálculos y gráficos.

De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, registrar

los siguientes datos en la hoja de cálculos:

Porcentaje retenido en cribas (%RC):

%RC = PRC / Mt * 100 (%)

Donde:

PRC = peso retenido en cada criba (grs.)

Mt = peso total de la muestra seca (grs.)

Porcentaje retenido en mallas (%RM):

%RM= PRM * K/ 500 (%)

Donde:

PRM = peso retenido en cada malla (grs.)

K = porcentaje de muestra que pasó el tamiz 3/8” (%)

195

500 = peso de la muestra representativa (grs.)

Porcentajes retenidos acumulados, suma acumulativa de los

porcentajes retenidos en cribas y mallas.

Porcentajes que pasa, los que consisten en restar a 100% el porcentaje

retenido acumulado en cribas y mallas.

Calcular el porcentaje de pérdida (%P) para cada fracción de material,


%P = (M1 -M2) / M1 * 100 (%)

Donde:

M1 = peso del material (grava o arena) a ensayar (grs.)

M2 = sumatoria de pesos retenidos (grs.)

Graficar la curva granulométrica, donde la ordenada será el porcentaje

que pasa en peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño

(diámetro equivalente) de las partículas en escala logarítmica. De esta

curva se obtiene el porcentaje de gravas, arenas, finos y diámetros

mayores a 3” del suelo.

Calcular el coeficiente de uniformidad (Cu), el cual es una medida de

uniformidad (graduación) del suelo y el coeficiente de curvatura (Cc), el

cual es un dato complementario para definir la uniformidad de la curva,

mediante las siguientes expresiones:

Cu = D60 / D10

Cc = (D30)2 / (D60 * D10)

Donde:

D10 = tamaño donde pasa el 10% del material



196

• Observaciones

Si una vez extraída la muestra de ensayo (Mf), existen partículas mayores

a 80 mm. (3”), se deberá extraer esta fracción, pesar y expresarla en

porcentaje del total de la muestra. Luego al efectuar el análisis

granulométrico, se considerará como el 100% al suelo restante que pasó

completamente la criba 3” ASTM.

El proceso de lavado de la muestra debe ser realizado cuidadosamente de

modo de no dañar el tamiz o producir pérdidas de suelo al ser lanzado

este fuera del tamiz.

En suelos limpios de finos, las fracciones separadas en el tamiz 3/8”

ASTM, se someten directamente al tamizado. Esto se denomina

granulometría vía seca.

Para la fracción de material retenido en el tamiz 3/8” ASTM, el tiempo de

vibrado estará en función de la forma de las partículas. Mientras más

angulares sean éstas, mayor será el tiempo de vibrado.

Durante el proceso de tamizado, si la cantidad de material retenido en

determinados tamices es tal que el juego no puede ser bien ajustado, se

agita este en forma manual con movimientos horizontales y verticales

combinados, hasta lograr un buen ajuste para colocarlo en la máquina

vibradora.

Alternativamente, el tamizado podrá realizarse en forma manual,

depositando la muestra en cada uno de los tamices, ordenados en forma

decreciente y tomando luego el tamiz en forma inclinada. Se golpea por

los costados con la palma de la mano 150 veces por minuto, girando cada

25 golpes.

Un material se podrá señalar como bien graduado, si el coeficiente de

uniformidad es mayor a 4 si se trata de una grava y mayor a 6 para una

arena. Además, el coeficiente de curvatura deberá estar comprendido

entre 1 y 3.

197

Si la suma de los pesos retenidos parciales difiere en más de un 3% para

las arenas y más de 0,5% para las gravas, con respecto al peso inicial de

la muestra de suelo empleada en cada fracción, el ensayo es

insatisfactorio y deberá repetirse.

DETERMINACION DE LOS LÍMITES DE ATTERBERG

Los suelos que poseen algo de cohesión, según su naturaleza y cantidad

de agua, pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido,

semi-sólido, plástico o semi-líquido. El contenido de agua o humedad límite al

que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro.

El método usado para medir estos límites se conoce como método de

Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los

cambios de estados, se denominan límites de Atterberg. Ellos marcan una

separación arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados

mencionados anteriormente.

La Norma chilena 1517/I Of. 1979 define los límites.

• Límite líquido (LL). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los

estados líquido y plástico, expresado en porcentaje.

• Límite plástico (LP). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los

estados plástico y semi-sólido, expresado en porcentaje.

• Límite de contracción (LC). Humedad máxima de un suelo para la cual una

reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo,

expresado en porcentaje.

Esquemáticamente:

198

Además, se define el índice de plasticidad (IP) como la diferencia entre el

límite líquido y el límite plástico (IP = LL -LP).

En laboratorio se determinaron los límites líquido y límite plástico, por

ello nos referiremos solo a estos dos ensayos.

Determinación del límite líquido según NCh 1517/I Of. 1979.

El límite líquido está definido, como el contenido de humedad con el cual

una masa de suelo colocada en un recipiente en forma de cuchara (aparato de

Casagrande), se separa con una herramienta patrón (ranurador), se deja caer

desde una altura de 1 cm. y sufre el cierre de esa ranura en 1 cm. después de

25 golpes de la cuchara contra una base de caucho dura o similar.

Casagrande (1932), determinó que el límite líquido es una medida de

resistencia al corte del suelo a un determinado contenido de humedad y que

cada golpe necesario para cerrar el surco, corresponde a un esfuerzo cortante

cercano a 1 gr/cm2.

La muestra de ensayo debe ser igual o mayor que 100 grs. y pasar

completamente por el tamiz de 0,5 mm. (malla Nº40 ASTM).


Aparato de límite líquido (máquina de Casagrande), el que consiste en

una taza (cuchara) de bronce con una masa de 200 ± 20 grs., montada

en un dispositivo de apoyo fijado a una base de caucho, madera o

plástico duro.

Acanalador (Casagrande o ASTM), mango de calibre de 1 cm. para

verificar altura de caída de la cuchara.

Plato de evaporación de porcelana de 120 mm. de diámetro.

Espátula hoja flexible de 20 mm. de ancho y 70 mm. de largo.

199

Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz


Balanza de precisión de 0,01 gr.

Herramientas y accesorios. Placas de vidrio, agua destilada,

recipientes herméticos, malla Nº 40 ASTM y probeta de 25 ml de

capacidad.

Figura 7.8.46. Secciones del Aparato de Límite Líquido

Fuente: Valle Rodas R., 1982

200

Figura 7.8.47. Acanaladores

Fuente: NCh 1517/I Of. 1979

Figura 7.8.48. Acanaladores

Fuente: NCh 1517/I Of. 1979

• Procedimiento

Se pone la muestra en el plato de evaporación agregándole suficiente

cantidad de agua destilada, mezclando con la espátula hasta lograr una pasta

homogénea. Esta muestra debe curarse durante el tiempo que sea necesario

para lograr una adecuada distribución de la humedad.

201

Se coloca el aparato de límite líquido sobre una base firme (verificando

que esté limpia y seca) y se deposita en la taza unos 50 a 70 grs. del material

preparado previamente, para luego alisar la superficie con la espátula, de modo

que la altura obtenida en el centro sea de 10 mm. y la masa ocupe un volumen

de 16 cm3 aproximadamente. Una vez enrasado, se pasa el acanalador para

dividir la pasta en dos partes, a través de un surco de 63 mm. de longitud. Si se

presentan desprendimientos de la pasta en el fondo de la taza, se debe retirar

todo el material y reiniciar el procedimiento.

Cuando se tiene el surco, se gira la manivela del aparato con una

frecuencia de 2 golpes por segundo, contando el número de golpes necesarios

para que la ranura cierre en 10 mm. de longitud en el fondo de ella.

Finalmente, se toman aproximadamente 10 grs. del material que se junta en el

fondo del surco para determinar la humedad.

El material sobrante se traslada al plato de evaporación para mezclarlo

nuevamente con agua destilada y repetir el procedimiento por lo menos 2 veces

más, de modo de obtener tres puntos que varíen en un rango de 15 a 35 golpes

(ideal es tomar 5 puntos). Es importante señalar que el ensayo se debe realizar

desde la condición más húmeda a la más seca.

202

Figura 7.8.49. Secuencia del Ensayo Límite Líquido

Fuente: Lambe T., 1951



203



• Cálculos y gráficos

Calcular la humedad de cada prueba de acuerdo al procedimiento del

ensayo de humedad.

Construir un gráfico semi-logarítmico, donde la humedad será la

ordenada (en escala natural) y el número de golpes (N), la abscisa. En el

gráfico, dibujar los puntos correspondientes a cada una de las tres o más

pruebas y construir una recta llamada curva de flujo, pasando tan

aproximadamente como sea posible por dichos puntos.

Expresar el límite líquido (LL) del suelo, como la humedad

correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la abscisa en 25

golpes, aproximando al entero más próximo. Este dato también puede

interpolarse matemáticamente con N=25 golpes, obteniendo así el límite

líquido.

204

• Observaciones

Variables que pueden afectar el resultado de la prueba del límite líquido,

son por ejemplo: utilizar una porción mayor de suelo a ensayar en la

cuchara, no cumplir con la frecuencia de golpes especificada (2 golpes

por segundo), el tiempo en realizar la prueba y la humedad del

laboratorio.

También podrá afectar el tipo de herramienta empleada para hacer la

ranura. La desarrollada por Casagrande, tiene la ventaja de permitir un

mejor control de la profundidad de la pasta de suelos en la cuchara, en

cambio la de ASTM es mejor para suelos con bajo límite líquido, en los

cuales es generalmente difícil hacer la ranura, como sucede con

materiales arenosos y limosos. Para estos suelos, sería incluso necesario

formar parcialmente la ranura con la ayuda de la espátula, después de lo

cual la ranura puede ser retocada con cualquiera de los ranuradores

patrón.

La altura de caída de la cuchara debe ser verificada antes de comenzar

un ensayo, utilizando el mango de calibre de 10 mm. adosado al

ranurador. En caso de no tener la altura especificada (1 cm.), se aflojan

los tornillos de fijación y se mueve el de ajuste hasta obtener la altura

requerida.

El tiempo de curado varía según el tipo de suelo. En suelos de alta

plasticidad se requerirá de por lo menos 24 horas, en cambio en suelos

de baja plasticidad, este plazo puede ser mucho menor e incluso en

ciertos casos puede eliminarse.

En suelos arcillosos el acanalador será pasado una vez, en cambio para

limos se requerirán 2 a 3 pasadas, limpiando cada vez el acanalador.

205

Determinación del límite plástico según NCh 1517/II Of. 1979

El límite plástico se ha definido arbitrariamente como el contenido de

humedad del suelo al cual un cilindro de éste, se rompe o resquebraja al

amasado presentando un diámetro de aproximadamente 3 mm.

Esta prueba es bastante subjetiva, es decir, depende del operador, el cual

debe ayudarse con un alambre u otro material de 3 mm. de diámetro para

hacer la comparación y establecer el momento en que el suelo se resquebraja y

presenta el diámetro especificado.

La muestra necesaria para realizar este ensayo deberá tener un peso

aproximado de 20 grs. y pasar completamente por el tamiz de 0,5 mm. (malla

Nº 40 ASTM).


Plato de evaporación de porcelana de 120 mm. de diámetro.

Espátula hoja flexible 20 mm. de ancho y 70 mm. de largo.

Placa de vidrio esmerilado o mármol como superficie de amasado.

Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de

mantenerse en 110º ± 5º C.

Patrón de comparación, puede usarse un alambre ó plástico de 3 mm. de

diámetro.

Balanza de precisión de 0,01 gr.

Probeta de 25 ml. de capacidad.

Herramientas y accesorios. Malla Nº 40 ASTM, agua destilada y

recipientes herméticos.

206

• Procedimiento

La muestra de ensayo se prepara de manera idéntica a la descrita en el

límite líquido, o bien puede usarse la misma muestra que se usó en ese ensayo,

en la etapa en que la pasta de suelo se vuelva lo suficientemente plástica para

moldearla como una esfera.

Se toma una porción de suelo de aproximadamente 1 cm3, se amasa

entre las manos (figura 1.14.) y se hace rodar con la palma de la mano o la base

del pulgar, por sobre la superficie de amasado, formando un cilindro. Cuando

se alcance un diámetro aproximado a 3 mm. se dobla y amasa nuevamente,

para volver a formar el cilindro, lo que se repite hasta que el cilindro se

disgregue al llegar al diámetro de 3 mm. en trozos de tamaño de 0,5 a 1 cm. de

largo y no pueda ser reamasado ni reconstituido (figura 1.15.).

El contenido de humedad que tiene el suelo en ese momento representa

el límite plástico, el cual se determina colocando las fracciones de suelo en un

recipiente, secándolas al horno.

Se deben hacer tres determinaciones que no difieran entre sí en más de

2%, en caso contrario deberá repetirse el ensayo.

Figura 7.8.52. Forma de Amasar la Muestra de Suelo.


207

Figura 7.8.53. Resultado del Amasado


• Cálculos

Calcular el límite plástico (LP) del suelo, como el promedio de las tres

determinaciones realizadas.

Calcular el índice de plasticidad (IP), mediante la siguiente expresión:

IP = LL – LP (%)

Donde:

LL = límite líquido del suelo (%)

LP = límite plástico del suelo (%)

Con los datos de LL, LP y la humedad natural (w) del suelo, calcular el

índice líquido (IL) y el índice de consistencia (IC) del suelo, mediante las

siguientes expresiones:

IL = (w - LP) / IP

IC = (LL - w) / IP

208

• Observaciones

Esta determinación es subjetiva por la cual el operador debiera ser el

mismo para todas las determinaciones y de este modo evitar dispersión

en los resultados obtenidos.

La falla o resquebrajamiento del cilindro se puede definir de las

siguientes maneras:

simplemente por separación en pequeños pedazos,

por desprendimiento de escamas en forma tubular desde dentro

hacia afuera del cilindro de suelo o

por pedacitos en forma de barril de 6 a 8 mm. de largo.

Para producir la falla no es necesario reducir la velocidad de amasado y/o

la presión de la mano cuando se llega a 3 mm. de diámetro. Los suelos de

muy baja plasticidad son una excepción en este sentido, en estos casos,

la bolita inicial debe ser del orden de 3 mm. antes de empezar a enrollar

con la mano.

Es recomendable realizar el ensayo en cámara húmeda para evitar la

evaporación en la muestra de suelo.

Si no es posible determinar uno de los límites (LL o LP), o si la diferencia

es negativa (IP), el suelo se calificará como no plástico (NP).


RELACION ENTRE FLEXION Y COMPRESION PARA

HORMIGONES

209

RELACION ENTRE FLEXION Y COMPRESION PARA HORMIGONES

A continuación se muestra una tabla confeccionada en base a datos

reales, que nos dan constancia de que el factor que se utiliza para el diseño de

pavimentos y que relaciona la flexión con la compresión en dichos hormigones

fluctúa entre 8 y 10.

ITEM VOLUMEN PRODUCTO FECHA GUIA CAMION MUESTRA LABORATORIO

1 7 HF040804005 17/11/2006 2745116 361 15152 HORMITEC (57)

2 7 HF040804005 17/11/2006 2745116 361 15151 HORMITEC (57)

3 7 HF040804005 23/11/2006 2745192 373 15167 HORMITEC (57)

4 7 HF040804005 23/11/2006 2745192 373 15168 HORMITEC (57)

5 8 HF040804005 25/11/2006 2930273 295 15175 HORMITEC (57)

6 8 HF040804005 25/11/2006 2930273 295 15176 HORMITEC (57)

7 8 HF040804005 04/12/2006 2930504 276 15652 HORMITEC (57)

8 8 HF040804005 04/12/2006 2930504 276 15653 HORMITEC (57)

9 8 HF040804005 07/12/2006 2930605 373 15673 HORMITEC (57)

10 8 HF040804005 07/12/2006 2930605 373 15674 HORMITEC (57)

11 8 HF040804005 12/12/2006 2930677 276 15683 HORMITEC (57)

12 8 HF040804005 12/12/2006 2930677 276 15684 HORMITEC (57)

13 8 HF040804005 20/12/2006 2930854 373 15707 HORMITEC (57)

14 8 HF040804005 20/12/2006 2930854 373 15708 HORMITEC (57)

15 8 HF040804005 28/12/2006 2931027 373 15739 HORMITEC (57)

16 8 HF040804005 28/12/2006 2931027 373 15740 HORMITEC (57)

17 8 HF040804005 03/01/2007 2931118 343 15750 HORMITEC (57)

18 8 HF040804005 03/01/2007 2931118 343 16201 HORMITEC (57)

19 7 HF040804005 09/01/2007 2931351 316 16229 HORMITEC (57)

20 7 HF040804005 09/01/2007 2931351 316 16230 HORMITEC (57)

21 8 HF040804005 12/01/2007 2931489 266 16247 HORMITEC (57)

22 8 HF040804005 12/01/2007 2931489 266 16248 HORMITEC (57)

23 8 HF040804005 17/01/2007 2931626 338 16412 HORMITEC (57)

24 8 HF040804005 17/01/2007 2931626 338 16413 HORMITEC (57)

25 8 HF040804005 25/01/2007 2931873 702 16439 HORMITEC (57)

26 8 HF040804005 25/01/2007 2931873 702 16440 HORMITEC (57)

27 8 HF040804005 31/01/2007 2932063 373 18410 HORMITEC (57)

28 8 HF040804005 31/01/2007 2932063 373 18411 HORMITEC (57)

29 8 HF040804005 01/02/2007 2932095 373 18414 HORMITEC (57)

30 8 HF040804005 01/02/2007 2932095 373 18415 HORMITEC (57)

Tabla 7.9.40. Factor de Relación entre Resistencias a la Compresión y a la Flexión para Muestras de un Pavimento Participativo

F: Flexotraccion C: Compresión

210

ITEM TIPO MUESTRA LUGAR EXTRACCION CONO

(CM.)

1 F Calzada Calle Domeyko 2 Faja Lado Norte frente vivienda Nº438 5,5

2 C Calzada Calle Domeyko 2 Faja Lado Norte frente vivienda Nº438 5,5

3 C Calzada Calle Domeyko Faja Lado Sur frente Nº450 4

4 F Calzada Calle Domeyko Faja Lado Sur frente Nº450 4

5 C Calzada Calle Domeyko Faja Lado Norte frente Jardin Pedacito de Cielo 5

6 F Calzada Calle Domeyko Faja Lado Norte frente Jardin Pedacito de Cielo 5

7 C Calzada Calle Domeyko Faja Lado Norte frente Nº335 5,5

8 F Calzada Calle Domeyko Faja Lado Norte frente Nº335 5,5

9 C Calzada Calle Domeyko Faja Lado Sur frente Nº335 5

10 F Calzada Calle Domeyko Faja Lado Sur frente Nº335 5

11 C Calzada Calle Soto Aguilar Faja Norte frente Nº340 5

12 F Calzada Calle Soto Aguilar Faja Norte frente Nº340 5

13 C Calzada Calle Soto Aguilar Faja Lado Sur frente Nº323 6

14 F Calzada Calle Soto Aguilar Faja Lado Sur frente Nº323 6





19 C Calzada Calle Soto Aguilar Faja Sur frente Nº410 5,5

20 F Calzada Calle Soto Aguilar Faja Sur frente Nº410 5,5

21 C Calzada Calle Ernesto Riquelme Faja Norte frente Nº556 5

22 F Calzada Calle Ernesto Riquelme Faja Norte frente Nº556 5

23 C Calzada Calle Ernesto Riquelme Faja Sur frente Nº535 5

24 F Calzada Calle Ernesto Riquelme Faja Sur frente Nº535 5

25 C Calzada Calle General Yañez Faja Lado Sur frente Nº557 5

26 F Calzada Calle General Yañez Faja Lado Sur frente Nº557 5

27 C Calzada Calle General Yañez Faja Lado Norte frente Nº572 6

28 F Calzada Calle General Yañez Faja Lado Norte frente Nº572 6

29 C Calzada Calle General Yañez Faja Lado Norte frente Nº542 5,5

30 F Calzada Calle General Yañez Faja Lado Norte frente Nº542 5,5

Tabla 7.9.40. Factor de Relación entre Resistencias a la Compresión y a la Flexión para Muestras de un Pavimento Participativo F: Flexotraccion C: Compresión

211

Resistencia ITEM

7 Días 28 Días 28 Días PROMEDIO 28 Días FACTOR 7 Días

FACTOR 28 Días

1 38 46 47 47

2 310 376 383 380 8,2 8,2

3 298 372 377 375

4 36 42 43 43 8,3 8,8

5 351 405 414 410

6 43 49 48 49 8,2 8,4

7 302 376 384 380

8 39 46 45 46 7,7 8,4

9 315 376 381 379

10 37 46 45 46 8,5 8,3

11 302 378 382 380

12 37 45 45 45 8,2 8,4

13 306 347 347 347

14 39 47 48 48 7,8 7,3

15 310 406 404 405

16 40 48 48 48 7,8 8,4

17 311 410 416 413

18 39 47 48 48 8,0 8,7

19 302 394 403 399

20 35 46 46 46 8,6 8,7

21 317 407 415 411

22 38 44 45 45 8,3 9,2

23 306 411 407 409

24 40 45 46 46 7,7 9,0

25 315 415 424 420

26 41 46 47 47 7,7 9,0

27 310 411 407 409

28 39 46 45 46 7,9 9,0

29 286 377 386 382

30 39 46 47 47 7,3 8,2

Tabla 7.9.40. Factor de Relación entre Resistencias a la Compresión y a la Flexión para Muestras de un Pavimento Participativo F: Flexotraccion C: Compresión

capitulo vii anexos

Documents