estudio mecanica de suelos

Universidad Andina del Cusco P.A.P. Ingeniería Civil

CONTENIDO

1.0 GENERALIDADES1.1. Objeto del Estudio1.2. Ubicación y Descripción del Área en Estudios1.3. Condiciones Climáticas de la Zona1.4. Altitud de la Zona2.0 GEOMORFOLOGIA, GEOLOGIA Y SISMICIDAD EN EL AREA ENESTUDIO2.1 Geomorfología2.2 Geología2.3 Geodinámica2.4 Sismicidad3.0 INVESTIGACIONES DE CAMPO3.1. Trabajo de Campo3.1.1. Calicata o Pozo de Exploración3.1.2. Muestreo y registros de Exploración4.0 CARACTERISTICAS DEL PROYECTO5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO5.1 Ensayos Estándar5.2 Ensayos Especiales5.3 Clasificación de Suelos6.0 PERFILES ESTRATIGRAFICO7.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOSRESULTADOS DE LABORATORIOPANEL FOTOGRAFICOPLANO DE UBICACIÓN DE CALICATAS

Ingeniería Geotécnica Página 1


PRESENTACIÓN

SEÑOR ING. MARCO A. ZAPANA SAAVEDRA docente deINGENIERIA GEOTÉCNICA ponemos a su consideración elpresente trabajo que titula: “ESTUDIO DE MECÁNICA DESUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN EN EL DISTRITO DE SAYLLA”.

En el presente estudio adjuntamos los distintos ensayosrealizados para la determinación del tipo de suelo,capacidad portante y la recolección de toda la informaciónpertinente.

El EMS fue realizado en la Urb. Los Ferroviarios, Distritode Saylla, Departamento del Cusco.



MEMORIA DESCRIPTIVA

NOMBRE DEL ESTUDIO:

“ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN EN EL DISTRITO DE SAYLLA”

1.0 GENERALIDADES

1.1 Objetivo del Estudio

El presente EMS tiene por objeto investigar elterreno existente en la zona con fines de cimentaciónde un edificio de 3 pisos. El proyecto está ubicadoen la Urb. Los Ferroviarios, Distrito de Saylla,Departamento del Cusco; por medio de trabajos de campoa través de pozos de exploración o calicatas “A cieloAbierto”, ensayos de laboratorios a fin de obtenerlas principales características físicas y mecánicasdel suelo, sus propiedades de resistencia,asentamientos y labores de gabinete en base a losdatos obtenidos de los perfiles estratigráficos, tipoy profundidad de cimentación, capacidad portanteadmisible, asentamientos, agresión del suelo al



concreto, recomendaciones y conclusiones para lacimentación.

El proceso seguido para los fines propuestos, fue el siguiente:

Reconocimiento del terreno Distribución y ejecución de calicatas Tomas de muestras inalteradas y disturbadas Ejecución de ensayos de laboratorio Evaluación de los trabajos de campo y laboratorio Perfil estratigráfico Análisis de la Capacidad Portante Admisible Calculo admisible permisibles Análisis del potencial Expansión Agresión del suelo a la cimentación Conclusiones y recomendaciones

1.2. Normatividad:El presente estudio está sujeto a la Norma de Suelos yCimentaciones “E-50” del Reglamento Nacional deConstrucciones vigente, y las normas ASTM y AASHTO que enella se mencionan.

1.3 Ubicación:La ciudad del Cusco está ubicada en la parte Sur-Este delPerú, a una altitud de 3400 m.s.n.m. se encuentra entre lascoordenadas 13º 30’ 56” a 13º 36’ 50” de latitud Sur y 72º01’12” a 72º 50’ 14” de longitud Oeste.

La ciudad está al inicio de la llanura entre andina formadapor el río Huatanay y por 3 lados está limitada por lascrestas de las montañas que convergen en dos líneas dedirección Este - Oeste.

UBICACIÓN DEL PROYECTO:


Localidad : SayllaDistrito : SayllaProvincia : CuscoDepartamento : CuscoRegión : CuscoAltitud : 3321 m.s.n.m.


MAPA DE UBICACIÓN DEL PROYECTO:

1.4 Altitud de la zonaCusco se encuentra en una altitud de 3399 m.s.n.m. aproximadamente.

1.5. Vías de acceso

La vía de acceso a la zona de estudio es por la prolongaciónde la avenida La Cultura, 5min antes de llegar a la poblaciónIngeniería Geotécnica Página 5

Localidad : SayllaDistrito : SayllaProvincia : CuscoDepartamento : CuscoRegión : CuscoAltitud : 3321 m.s.n.m.


de Saylla.

1.6. Aspectos Físicos

El Centro Poblado de Saylla se encuentra ubicada en lasafueras del Cusco. El tipo de suelo es arenoso-limoso y conpresencia de piedras grandes. La zona del proyecto seencuentra sobre los 3321 s.n.m.

Condiciones Climáticas de la zona

Los datos que se presentan en este título son los registradosen la Estación Meteorológica de Perayoc - UNSAAC a 700m dedistancia del área del proyecto.

El clima se caracteriza como templado - seco. Durante el díalas temperaturas suben, la insolación es fuerte con un cielolimpio y azulado, durante la noche las temperaturasdescienden fuertemente, en invierno a menos de cero gradoscentígrado. El Cusco presenta un clima de transición entrelos climas templado quechua y de puna, que corresponde a lazona de valles interandinos.

Temperatura y precipitación pluvial:

En el cuadro se presentan promedios mensuales de temperaturay precipitación pluvial correspondientes a un periodo deobservación de 37 años (1963-1998)

MesTemperaturas

mediasmensuales ºC.

Precipitaciónacumulada mediamensual en mm.

Enero 11.74 170.38Febrero 11.62 134.51Marzo 11.55 119.79Abril 11.20 50.05Mayo 11.21 8.13



Junio 9.11 5.223Julio 8.91 4.44Agosto 10.04 9.03

Septiembre 10.95 26.03Octubre 12.14 56.70Noviembre 12.35 87.07Diciembre 12.21 125.08

Acumulada Anual ------ 796.45Promedio Anual: 11.00 -----

Temperatura Máxima registrada 27.9 Nov/74Temperatura Mínima registrada -1.50 Jun/63

Como puede verse Cusco presenta dos temporadas claramentemarcadas, una conocida como tiempo de lluvias de Noviembre aAbril y otra como tiempo de secas entre Mayo y Septiembre

Humedad atmosférica.

Los valores medios mensuales de humedad relativa oscilanentre 62 y 78%

Humedad absoluta: Mínima (junio) 8.9 milibares.Máxima (Diciembre) 11.7 milibares.

Promedio anual: 10.4 milibares.

Población:

La demografía de la ciudad del Cusco tiene lassiguientes características.

Población censo 1993 273,509 Hab. Tasa de crecimiento (93-95) 1.57 % anual

Tasa de crecimiento (95-2000)1.53 % anual Población calculada (2000) 304,494 Hab.



Esta es la población del área urbana que ocupa áreas en losdistritos de Cusco, Santiago, Wanchaq, San Sebastián y SanJerónimo.

1.7. Aspectos económicos

La actividad económica predominante de la zona es laagropecuaria, también la venta de comida tradicional.

2.0 ANTECEDENTES

Lamentablemente no existe otros estudios de suelos que nossirvan de referencia en las zonas aledañas, debido a que lasviviendas aledañas son depósitos de chatarra y no cuentan conárea techada extensa, y las pocas viviendas son pequeñas.

2.1 GEOMORFOLOGIA, GEOLOGIA Y SISMICIDAD EN EL AREA EN ESTUDIO

2.1.1 GEOLOGÍA:

Geológicamente se encuentra en el área ocupada por laformación conocida como San Sebastián de la seriePleistoceno, sistema Cuaternario, era Cenozoica según seobserva en el mapa geológico del cuadrángulo del Cuscoeditado por el Instituto Geológico Minero y Metalúrgico delPerú.

En este documento se describe esta formación como:“Morfológicamente conforma una superficie depresiva a manera



de una cuenca cerrada y alargada, delimitada por las laderasdel valle del Huatanay.”

“Litológicamente está constituida por depósitos desedimentos, gravas, arenas correspondientes a conos dedeyección, flujos de barro, Diatomitas extendidas en toda launidad litoestratigráfica, limos, arcillas intercaladas conhorizontes de paleosuelos de colores claros, también seencuentra turba”.

“El ambiente de sedimentación de esta secuenciacorrespondería a una cuenca lagunar con influencia desedimentación fluvial, donde en sus bordes se acumularonsedimentos organógenos (turba) que en muchos casos fueronsepultados por depósitos de conos de deyección”.

“La formación San Sebastián se encuentra sobre un sustratumde rocas del grupo Moho y Grupo Chitapampa y en discordanciaerosional sobre la granodiorita de Saccsayhuamán”.

El emplazamiento del proyecto se encuentra al pie de laformación conocida como “Plutón de Acomayo”.

2.1.2 GEODINÁMICA:

La zona en estudio se encuentra al pie del deslizamiento deHuayna Picol, identificado en los mapas de deslizamiento dela zona como deslizamiento activo, sin embargo, la zona en laactualidad está totalmente urbanizada por lo que losfenómenos de erosión superficial están controlados, teniendoel proyecto igual riesgo de ser afectado por un huayco que elresto de urbanizaciones establecidas en la zona, por lo quesiempre es recomendable la gestión de un estudio deprevención y mitigación de desastres a nivel general de lazona.



2.1.3 SISMICIDAD:

Cusco se encuentra en una zona considerada de altasismicidad, Zona II a nivel nacional y ha registrado 2terremotos devastadores en la historia republicana, siendo elmayor de ellos en el siglo 15 que se estima fue del grado VIIen la escala de Ritcher. En 1950 la ciudad fue afectada porotro sismo que destruyó casi la totalidad de viviendas (queeran de adobe). En los últimos años se registran sismos queproducen daños menores en muchas edificaciones y dañosestructurales serios a un muy reducido porcentaje deedificaciones con una recurrencia de 1 cada 3 añosaproximadamente.

Estudios de Microtrepitación.

La información más valiosa que se tiene en este aspecto vienea ser el plano de curvas isoperíodos de microtrepitación(Tokeshi/Alva-1990) realizado por el Centro Peruano Japonésde Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres(CISMID), la zona del proyecto está comprendida por elperíodo predominante de:

Ts= 0.50 seg.

Riesgo Sísmico.

Existe información referida a riesgo sísmico en la región, enel documento “Riesgo Sísmico en la Zona del Altiplano”(Vargas/Casaverde). Esta información está basada en datossísmicos instrumentales, datos sísmicos históricos, registrosde movimientos fuertes, datos geotécnicos y geofísicos, losque usando el modelo probabilístico de Poisson han sidoprocesados para obtener la aceleración, velocidad ydesplazamiento máximos esperados para periodos de retorno de30, 50 y 100 años. Esta información se encuentra en mapas con



curvas que abarcan los departamentos de Cusco y Puno. Losparámetros correspondientes a la ubicación del proyecto son:

Aceleración Velocidad Desplazamiento

Periodo deretorno (años)

30 50 100 30 50 100 30 50 100

Parámetros 0.137

0.165

0.210

5.8 7.00 9.50 2.05 2.40 3.30

Nota: Aceleraciones expresadas en coeficientes de gravedad“g”. velocidad en cm/seg. y desplazamientos en cm.

Aceleraciones máximas normalizadas.

En el mapa de aceleraciones máximas normalizadas publicadopor la Pontífica Universidad Católica del Perú, que seadjunta en la página siguiente, se observa que a la zona delproyecto le corresponde:

Aceleración Máxima: 0.19 g

Zonificación sísmica según RNC.

De acuerdo al Reglamento Nacional de Construcciones elterreno tiene los siguientes parámetros:

Zona: 2 Mapa de zonificación sísmicaFactor de zona 0.3 Tabla 1Perfil de suelo Tipo 3 S. finos blandos en espesores

< a 20mParámetro del suelo Tp=

0.9 sPeríodo predominante.

(tabla Nº 2) S =1.4

Factor de amplificación delsuelo



3.0 DESCRIPCIÓN DEL ESTUDIO

a) METAS DEL ESTUDIO:

El presente estudio tiene como fin la clasificación de suelo,de un área de estudio ubicado en las cercanías del distrito deSaylla, para realizar el mencionado estudio se realizo laexcavación de una calicata, para poder observar in situ y enlaboratorio las distintas propiedades del suelo de nuestroárea de estudio, los ensayos necesarios para la clasificaciónde suelos son:

Ensayo de contenido de humedad. Ensayo de límite liquido y plástico. Ensayo de granulometría Clasificación de suelos en Gabinete

b) COSTO Y DURACION DEL ESTUDIO:

Costo del estudio:

El costo de la elaboración de este estudio es de S/.86.00(ochentaiseis nuevos soles), el cual pasaremos a detallar:

Obrero contratado para la excavación de la calicata esde S/50.00.

Pasajes hacia la zona de estudio de todos losintegrantes en dos ocaciones fue de S/36.00.

Duración del proyecto:

La duración del estudio es de 9 dias los cuales no fueronseguidos debido a los horarios académicos de los estudiantes,el detalle es el siguiente:

Excavación de la calicata 1 dia. Extracción del material 1dia. Lavado de material 2dias. Ensayo de granulometría 1dia. Limite liquido y plástico 1dia. Clasificación de suelos en gabinete 1dia.



Informe 2dias.

c) EMPLEO GENERADO:

Durante el proceso de realización de este estudio secontrato un peon que realizo la excavación de la calicatacon una profundidad de 3m.

CATEGORÍA Hs / hombre

Pago S/.

Peón 5 50

4.0 INVESTIGACION DE CAMPO

4.1 Trabajos de CampoCorrespondió a la etapa de prospección in-situ, donde setomaron muestra de Una (01) calicatas de 3.00 m deprofundidad, que permitieron caracterizar al suelo defundación en el área delimitada para el Proyecto en mención,tomándose muestras de las capas de suelo encontrado.

4.1.1 Calicata o Pozo de ExploraciónSe programo la ejecución de Una (01) calicata o pozo deexploración “A Cielo Abierto”, designado como C – 1, ubicadaconvenientemente y con profundidades suficientes de 3.00 m.La ubicación de las calicatas se presenta en el plano“Ubicación de Calicatas”.

4.1.2 Muestreo y registros de ExploraciónLas muestras de materiales obtenidas en los trabajos de campofueron analizadas en el Laboratorio de Mecánica de Suelos dela Universidad Andina del Cusco, para determinar suspropiedades y características físico – mecánicasfundamentales, tales como, Análisis Granulométricos portamizado, Limites de Consistencia, Humedad, Pesos Unitarios,



Pesos Específicos, Corte Directo y Análisis químicos(Sulfatos y Cloruros), ensayos ejecutados siguiendo lasnormas vigentes.5.0 ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de Laboratorio, fueron realizados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Andina del Cusco bajos las normas de la American Society For Testingand Materials (A.S.T.M).

4.1 Ensayos Estándar

Se realizaron los siguientes ensayos: Limite Líquido. Limite Plástico. Índice de Plasticidad. Humedad Natural (ASTM D – 2216) Pesos Unitarios (ASTM C – 29) Pesos Específicos (ASTM – C128) Clasificación de Suelos SUCS (ASTM D – 2487)

i. HUMEDAD

En el proyecto de ejecución de un edificio, o cualquier otraobra relacionada con la construcción, tiene gran importanciael conocimiento del terreno sobre el que vamos a cimentar. Enprimer lugar debemos identificar el tipo de suelo. Aunque unsimple examen visual nos permita determinarlo con ciertaaproximación, se debe completar la descripción con ensayos degranulometría, determinación de los límites de Atterberg,humedad, etc.

El contenido de humedad está relacionado con la pavimentaciónde carreteras, vial urbanas y pistas de aterrizaje,cimentaciones, etc. A fin de que el material a compactarsealcance la mayor densidad posible en el terreno, deberá teneruna humedad adecuada en el momento de la compactación. Estahumedad, previamente determinada en laboratorio de suelos, se



llama “humedad optima” y la densidad obtenida se conoce conel nombre de “densidad máxima”.

Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en laconstrucción civil y se obtiene de una manera sencilla, puesel comportamiento y la resistencia de los suelos en laconstrucción están regidos, por la cantidad de agua quecontienen. El contenido de humedad de un suelo es la relacióndel cociente del peso de las partículas sólidas y el peso delagua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje.

DEFINICION

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación,expresada como porcentaje, del peso de agua en una masa dadade suelo, al peso de las partículas sólidas.

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

a. MÉTODOLOGIA

Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelohúmedo hasta un peso constante en un horno controlado a 110 ±5 °C*. El peso del suelo que permanece del secado en horno esusado como el peso de las partículas sólidas. La pérdida depeso debido al secado es considerado como el peso del agua.

Nota.- (*) El secado en horno siguiendo este método (a 110°C) no da resultados confiables cuando el suelo contiene yesou otros minerales que contienen gran cantidad de agua dehidratación o cuando el suelo contiene cantidadessignificativas de material orgánico. Se pueden obtenervalores confiables del contenido de humedad para estossuelos, secándolos en un horno a una temperatura de 60 °C oen un desecador a temperatura ambiente.

b. APARATOS



Horno de secadoHorno de secado termostáticamente controlado, de preferencia uno del tipo tiro forzado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C.

BalanzasDe capacidad conveniente y con las siguientes aproximaciones: de 0.01 g para muestras de menos de 200 g de 0. 1 g para muestras de más de 200 g.

RecipientesRecipientes apropiados fabricados de material resistente ala corrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o calentamiento continuo, exposición a materiales de pH variable, y a limpieza.

Otros utensiliosSe requiere el empleo de cuchillos, espátulas, cucharas, lona para cuarteo, divisores de muestras, etc.

c. MUESTRAS

Las muestras serán preservadas y transportadas deacuerdo a la Norma ASTM D-4220, Grupos de suelos B, C óD. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadasse mantendrán en contenedores herméticos no corroíbles auna temperatura entre aproximadamente 3 °C y 30 °C y enun área que prevenga el contacto directo con la luzsolar. Las muestras alteradas se almacenarán enrecipientes de tal manera que se prevenga ó minimice lacondensación de humedad en el interior del contenedor.

La determinación del contenido de humedad se realizarátan pronto como sea posible después del muestreo,especialmente si se utilizan contenedores corroíbles(tales como tubos de acero de pared delgada, latas depintura, etc.) ó bolsas plásticas.



d. ESPECIMEN DE ENSAYO

Para los contenidos de humedad que se determinen enconjunción con algún otro método ASTM, se empleará lacantidad mínima de espécimen especificada en dichométodo si alguna fuera proporcionada.

La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, sino se toma la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente:

Máximo tamaño de partícula (pasa el 100%)

Tamaño de mallaEstándar

Masa mínima recomendada de espécimen de ensayohúmedo para contenidos de humedad reportados a ± 0.1%

Masa mínima recomendada de espécimen de ensayo húmedo para contenidos de humedad reportados a±1%

2 mm omenos

2.00 mm(N° 10)

20 g 20 g*

4.75 mm 4.760 mm(N° 4)

100 g 20 g*

9.5 mm 9.525 mm(3/8”)

500 g 50 g

19.0 mm 19.050mm (¾”)

2.5 kg 250 g

37.5 mm 38.1 mm(1½”)

10 kg 1 kg

75.0 mm 76.200mm (3”)

50 kg 5 kg

El uso de un espécimen de ensayo menor que el mínimoindicado en 6.2 requiere discreción, aunque pudiera seradecuado para los propósitos del ensayo. En el reporte de



resultados deberá anotarse algún espécimen usado que nohaya cumplido con estos requisitos.

Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de 200 g)que contenga partículas de grava relativamente grandes, noes apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sinembargo en el reporte de resultados se mencionará yanotará el material descartado.

Para aquellas muestras que consistan íntegramente de rocaintacta, el espécimen mínimo tendrá un peso de 500 g.Porciones de muestra representativas pueden partirse enpartículas más pequeñas, dependiendo del tamaño de lamuestra, del contenedor y la balanza utilizada y parafacilitar el secado a peso constante.

e. SELECCIÓN DEL ESPECIMEN DE ENSAYO

Cuando el espécimen de ensayo es una porción de unamayor cantidad de material, el espécimen seleccionadoserá representativo de la condición de humedad de lacantidad total de material. La forma en que seseleccione el espécimen de ensayo depende del propósitoy aplicación del ensayo, el tipo de material que seensaya, la condición de humedad, y el tipo de muestra(de otro ensayo, en bolsa, en bloque, y las demás).

Para muestras alteradas tales como las desbastadas, enbolsa, y otras, el espécimen de ensayo se obtiene poruno de los siguientes métodos (listados en orden depreferencia):

En muestras intactas tales como bloques, tubos,muestreadores divididos y otros, el espécimen de ensayo



se obtendrá por uno de los siguientes métodosdependiendo del propósito y potencial uso de la muestra.

Se desbastará cuidadosamente por lo menos 3 mm dematerial de la superficie exterior de la muestrapara ver si el material está estratificado y pararemover el material que esté más seco o más húmedoque la porción principal de la muestra. Luego sedesbastará por lo menos 5 mm, o un espesor igual altamaño máximo de partícula presente, de toda lasuperficie expuesta o del intervalo que esté siendoensayado.

Se cortará la muestra por la mitad. Si el materialestá estratificado se procederá de acuerdo a loindicado en 7.3.3. Luego se desbastarácuidadosamente por lo menos 5 mm, o un espesor igualdel tamaño máximo de partícula presente, de lasuperficie expuesta de una mitad o el intervaloensayado. Deberá evitarse el material de los bordesque pueda encontrarse más húmedo o más seco que laporción principal de la muestra.

f. PROCEDIMIENTO

Colocar el espécimen de ensayo húmedo en el contenedory, si se usa, colocar la tapa asegurada en su posición.Determinar el peso del contenedor y material húmedousando una balanza seleccionada de acuerdo al peso delespécimen. Registrar este valor.

Remover la tapa (si se usó) y colocar el contenedor conmaterial húmedo en el horno. Secar el material hastaalcanzar una masa constante. Mantener el secado en elhorno a 110 ± 5 °C a menos que se especifique otratemperatura. El tiempo requerido para obtener peso



constante variará dependiendo del tipo de material,tamaño de espécimen, tipo de horno y capacidad, y otrosfactores. La influencia de estos factores generalmentepuede ser establecida por un buen juicio, y experienciacon los materiales que sean ensayados y los aparatos quesean empleados.

Luego que el material se haya secado a peso constante,se removerá el contenedor del horno (y se le colocará latapa si se usó). Se permitirá el enfriamiento delmaterial y del contenedor a temperatura ambiente o hastaque el contenedor pueda ser manipulado cómodamente conlas manos y la operación del balance no se afecte porcorrientes de convección y/o esté siendo calentado.Determinar el peso del contenedor y el material secadoal homo usando la misma balanza usada en 8.3. Registrareste valor. Las tapas de los contenedores se usarán sise presume que el espécimen está absorbiendo humedad delaire antes de la determinación de su peso seco.

Colocar las muestras en un desecador es más aceptable enlugar de usar las tapas herméticas ya que reduceconsiderablemente la absorción de la humedad de laatmósfera durante el enfriamiento especialmente en loscontenedores sin tapa.

g. CALCULOS

Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante lasiguiente fórmula:

W=PesodeAgua

PesodeSuelosecadoalhornox100

W=Mcws−McsMcs−Mc

x100



W=MwMs

x100

En donde:

W = es el contenido de humedad, (%) Mcws = es el peso del contenedor más el suelo húmedo,

en gramos Mcs = es el peso del contenedor más el suelo secado

en homo, en gramos: Mc = es el peso del contenedor, en gramos Mw = es el peso del agua, en gramos Ms = es el peso de las partículas sólidas, en gramos

h. REPORTE

La identificación de la muestra (material) ensayada, talcomo el número de la perforación, número de muestra,número de ensayo, número de contenedor, etc.

El contenido de agua del espécimen con aproximación al1% ó al 0.1%, como sea apropiado dependiendo de lamínima muestra usada. Si se usa este métodoconjuntamente con algún otro método, el contenido deagua del espécimen deberá reportarse al valor requeridopor el método de ensayo para el cual se determinó elcontenido de humedad.

Indicar si el espécimen de ensayo contenía más de untipo de material (estratificado, etc.).

Indicar el método de secado si es diferente del secadoen horno a 110 °C más menos 5 °C.

Indicar sí se excluyó algún material del espécimen deensayo.



i. PRECISION Y EXACTITUD

Exactitud:No existe valor de referencia aceptado para este métodode ensayo; por consiguiente, no puede determinarse laexactitud.

Precisión:El coeficiente de variación de un operador simple seencontró en 2.7%. Por consiguiente, los resultados dedos ensayos conducidos apropiadamente por el mismooperador con el mismo equipo, no deberían serconsiderados con sospecha si difieren en menos del 7.8 %de su media. Precisión Multilaboratorio.- El coeficiente de variaciónmultilaboratorio se encontró en 5.0%. Por consiguiente,los resultados de dos ensayos conducidos por diferentesoperadores usando equipos diferentes no deberían serconsiderados con sospecha a menos que difieran en másdel 14.0 por ciento de su media.

ii. LIMITES DE CONSISTENCIA

Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basanen el concepto de que los suelos finos, presentes en lanaturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados,dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puedeencontrar en un estado sólido, semisólido, plástico,semilíquido y líquido. La arcilla, por ejemplo al agregarleagua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plásticoy finalmente al estado líquido.

El contenido de agua con que se produce el cambio de estadovaría de un suelo a otro y en mecánica de suelos interesafundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cualel suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, aceptadeformaciones sin romperse (plasticidad), es decir, lapropiedad que presenta los suelos hasta cierto límite sinromperse.



El método usado para medir estos límites de humedad fueideado por Atterberg a principios de siglo a través de dosensayos que definen los límites del estado plástico.

Los límites de Atterberg son propiedades índices de lossuelos, con que se definen la plasticidad y se utilizan en laidentificación y clasificación de un suelo.

a. Plasticidad y límites de consistencia

Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos dedeformarse sin agrietarse, ni producir rebote elástico.Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar sucontenido de agua. De ahí que se puedan determinar susestados de consistencia al variar si se conoce las fronterasentre ellas. Los estados de consistencia de una masa de sueloplástico en función del cambio de humedad son sólidos,semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan cuandola humedad en las masas de suelo varía. Para definir lasfronteras en esos estados se han realizado muchasinvestigaciones, siendo las mas conocidas las de Terzaghi yAttergerg.

Para calcular los limites de Atterberg el suelo se tamiza porla malla Nº40 y la poción retenida es descartada.

La frontera convencional entre los estados semisólido yplástico se llama límite plástico, que se determina



alternativamente presionando y enrollando una pequeña porciónde suelo plástico hasta un diámetro al cual el pequeñocilindro se desmorona, y no puede continuar siendo presionadoni enrollado. El contenido de agua a que se encuentra seanota como límite plástico.La frontera entre el estado sólido y semisólido se llamalímite de contracción y a la frontera entre el límiteplástico y líquido se llama límite líquido y es el contenidode agua que se requiere adicionar a una pequeña cantidad desuelo que se colocará en una copa estándar, y ranurará con undispositivo de dimensiones también estándar, sometido a 25golpes por caída de 10 mm de la copa a razón de 2 golpes/s,en un aparato estándar para limite líquido; la ranuraefectuada deberá cerrarse en el fondo de la copa a lo largode 13 mm.En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas degravitación predomina fuertemente sobre cualquiera otrafuerza; por ello, todas las partículas gruesas tienen uncomportamiento similar. En los suelos de granos muy finos, sin embargo fuerzas deotros tipos ejercen acción importantísima; ello es debido aque en estos granos, la relación de área a volumen alcanzavalores de consideración y fuerzas electromagnéticasdesarrolladas en la superficie de los compuestos mineralescobran significación. En general, se estima que estaactividad en la superficie de la partícula individual esfundamental para tamaños menores que dos micras (0,002 mm)

b. Relación entre las fases sólidas y liquidas en unaarcilla

Durante mucho tiempo se creyó que los minerales de lasarcillas eran de naturaleza amorfa, pero todas lasinvestigaciones de detalle realizadas hasta ahora handemostrado, que son cristalinos y altamente estructurados. Existen suelos que al ser remoldeados, cambiando su contenidode agua, si es necesario, adoptan una consistencia



característica que se ha denominado plástica. Estos sueloshan sido llamados arcillas originalmente por los hombresdedicados a la cerámica; la palabra pasó a la mecánica desuelos, en épocas más recientes, con idénticos significados.la plasticidad es en este sentido, una propiedad tan evidenteque ha servido de antaño para clasificar suelos en formapuramente descriptiva. Pronto se reconoció que existía unarelación específica entre la plasticidad y las propiedadesfisico - químicas determinantes del comportamiento mecánicode las arcillas. Las investigaciones han probado que laplasticidad de un suelo es debida a su contenido departículas más finas de forma laminar ya que esta ejerce unainfluencia importante en la compresibilidad del suelo,mientras que el pequeño tamaño propio de esas partículas haceque la permeabilidad del conjunto sea muy baja.Otras ramas de la ingeniería han desarrollado otrainterpretación del concepto de plasticidad, como es el casodel esfuerzo-deformación de los materiales.

Al tratar de definir en términos simples la plasticidad de unsuelo, no resulta suficiente decir que un suelo plásticopuede deformarse y remoldearse sin agrietamiento, pues unaarena fina y húmeda tiene esas características cuando ladeformación se produce lentamente y, sin embargo, no esplástica en un sentido más amplio de la palabra; hay entre elcomportamiento de la arcilla y el de la arena en cuestión unaimportante diferencia: el volumen de la arcilla permanececonstante durante la deformación, mientras que el de la arenavaría; además, la arena se desmorona en deformación rápida.

Por lo tanto, en mecánica de suelos podemos definir laplasticidad como la propiedad de un material por la cual escapaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico,sin variación volumétrica apreciable y sin desmoronarse niagrietarse.

c. Estados de consistencia. Límites de plasticidad



Para medir la plasticidad de las arcillas se han desarrolladovarios criterios de los cuales se menciona el desarrolladopor Atterberg, el cual dijo en primer lugar que laplasticidad no es una propiedad permanente de las arcillas,sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua.Una arcilla muy seca puede tener la consistencia de unladrillo, con plasticidad nula, y esa misma, con grancontenido de agua, puede presentar las propiedades de un lodosemilíquido o, inclusive, las de una suspensión líquida.Entre ambos extremos, existe un intervalo del contenido deagua en que la arcilla se comporta plásticamente. En segundolugar, Atterberg hizo ver que la plasticidad de un sueloexige, para ser expresada en forma conveniente, lautilización de dos parámetros en lugar de uno.

Según su contenido de agua en forma decreciente, un suelosusceptible de ser plástico puede estar en cualquiera de lossiguientes estados de consistencia, definido por Atterberg.

Estado líquido, con las propiedades y apariencias de unasuspensión.

Estado Semilíquido, con las propiedades de un fluidoviscoso.

Estado Plástico, en que el suelo se comportaplásticamente.

Estado semi sólido, en el que el suelo tiene laapariencia de un sólido, pero aún disminuye de volumenal estar sujeto a secado.

Selección para la determinación de los límites de plasticidad

Es importante que las muestras seleccionadas para determinarlos límites sean lo más homogéneas que se pueda lograr. Aeste respecto, ha de tenerse en cuenta, que el aspecto de unaarcilla inalterada es muy engañoso; a simple vista puede nopresentar la menor indicación de estratificación, ni cambiode color y ello no obstante, su contenido natural de humedadpuede variar grandemente en diferentes zonas de la mismaIngeniería Geotécnica Página 26


muestra extraída del terreno, con correspondientesvariaciones apreciables en los límites líquidos.

5.0 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

Durante los trabajos de campo se realizaron las descripcionesde los materiales encontrados en las calicatas a cieloabierto, a partir de esta información así como la de losperfiles de penetración dinámica y los ensayos delaboratorio, se obtuvo los perfiles estratigráficos que semuestran a continuación.

OJO FALTA AQUÍ!



6.0 DESCRIPCION DE SUELOS EN CAMPO

La identificación visual, es el reconocimiento preliminar delsuelo sin necesidad de empleo de equipos o ensayos delaboratorio. Más tarde, los ensayos de laboratorioconfirmarán y permitirán precisar la información obtenida delterreno. Esta identificación es una etapa inicial para el estudio deMecánica de Suelos, que permite tomar decisiones y ajustar elprograma de investigación. Los términos básicos para designara los tipos de suelos son: grava, arena, limo y arcilla; sinembargo, en la naturaleza los suelos son una mezcla de dos omás de estos y a veces contienen una cantidad de materiaorgánica.

En la calicata realizada se pudo ver a simple vista un soloestrato, pero al momento de realizar las diferentes pruebas yobservaciones en la identificación visual se encontró tresestratos, los cuales designamos con los siguientes nombres:E00, E01, E02.

Después de observar sus características y con ayuda de lateoría llegamos a las siguientes conclusiones:

E00:

Descripción de suelos



Angularidad: Describe la angularidad de la arena (solamente de la arenagruesa), grava, bolones y cantos. Los describe como angular,subangular, subredondeado o redondeado.

Forma Describe la forma de la grava, cantos rodados y boleos comochatas, alargadas, o chatas y alargadas

Color Describe el color. El color es una propiedad importante parala identificación de suelos orgánicos, y dentro dedeterminada localidad, puede ser útil para la identificaciónde materiales de origen geológico similar. Si la muestracontiene estratos o fragmentos de colores variados, esto debeanotarse y se deben describir todos los coloresrepresentativos. El color debe describirse para muestrashúmedas. Si el color representa una condición seca, estehecho se debe establecer en el reporte.

Olor Describe si el olor es orgánico o inusual. Los suelos quecontienen una cantidad considerable de material orgánico,usualmente tienen un olor característico de vegetacióndescompuesta.



Esto aparece principalmente en muestras frescas, pero si lasmuestras están secas, el olor casi siempre podría revivirseexponiendo a temperatura alta la muestra humedecida. Se debedescribir si el olor es inusual (producto derivado delpetróleo, químicos y similares).

Condición de Humedad Describe la condición de humedad como seca, húmeda o muyhúmeda

Consistencia Para un suelo intacto de grano fino, se describe laconsistencia como muy suave, suave, firme, dura y muy dura.Esta observación es inapropiada para suelos con cantidadconsiderable de grava.

Cementación



Describe la cementación de suelos intactos de grano gruesocomo débil, moderada o fuerte

Estructura

Rango de las partículas Para componentes de grava y arena, describe la escala deltamaño de las partículas dentro de cada componente. Porejemplo, alrededor del 20% de grava fina a gruesa, alrededorde 40% de arena fina a gruesa.

Tamaño máximo de partícula Describe el tamaño máximo de la partícula encontrada en lamuestra



Dureza Describe la dureza de la arena gruesa y partículas mayores,se les denomina dura. Duro significa partículas que no serajan, fracturan o desintegran bajo el golpe de un martillo.

De acuerdo a los anteriores cuadros clasificamos este estratocomo:

Estrato E00Angularidad SubangularForma Chata y alargadaColor Marrón oscuroOlor Sin olorCondición dehumedad

Húmedo

Consistencia DuroCementación ModeradaEstructura HomogéneoRango de partículas 50% de finos y 50%

de gravaTamaño máximo departícula

3”

Dureza Duro

CONCLUCIONES:

Arena limosa con grava (SM) - Alrededor del 40% finos en laque predomina arena fina y 30% son finos limosos,consistencia dura y cementación moderada. Con 30% de gravadura, subangular de forma chata y alargada, tamaño máximo 3”.Condiciones in-situ - Firme, estructura homogénea, húmedo,marrón oscuro y sin presencia de olor.

E01:



Identificación de suelos de grano fino

Reacción a la Agitación o Dilatancia

Se selecciona una cierta cantidad de suelo, aproximadamente 5cc., si es necesario debe añadirse agua. Con ayuda de unaespátula se amasa y forma una bolita de suelo, la que debecontener una humedad tal que el agua casi aparezca en lasuperficie. La muestra preparada se coloca en la palma de lamano y se sacude horizontalmente golpeándola en formareiterada y fuerte contra la otra mano. Se debe observar la velocidad con que el agua aparece en lasuperficie del suelo. Los criterios de clasificación sonninguna, lenta y rápida

Ensayo de amasado o de tenacidad El ensayo de amasado permite complementar el ensayo deDilatancia. Se toma la pasta y se amasa hasta alcanzar laconsistencia de la masilla. Se forma un bastón hasta aprox. 3mm. Se amasa nuevamente y se forma un bastón con lascaracterísticas dadas anteriormente. Con estas operaciones elcontenido de humedad se reduce y la muestra adquiere unaconsistencia dura. Se repite hasta que el bastón se rompa envarias partes al ser amasado La tenacidad se describe como baja, media o alta



Cuanto más tenaz es el rollito y cuanto más duro son lostrozos al desmoronarse, más importante es la fracciónarcillosa del suelo.

Resistencia en Estado Seco (a la disgregación) Se prepara una muestra de suelo, a la que se debe añadir aguasi es necesario. Se deja secar la pastilla expuesta al sol yaire, probando después su resistencia rompiéndola ydesmoronándola entre los dedos. La resistencia (en esta seco)aumenta con la plasticidad (presencia de arcilla).

Resistencia en estado seco muy alta es característica de lasarcillas. Un limo inorgánico posee una resistencia en estadoseco nula. Las arenas finas limosas y los limos tienenresistencia baja.

Plasticidad Basándose en las observaciones hechas durante el ensayo detenacidad



Identificación de Suelos Finos con Pruebas Manuales En la tabla siguiente se compilan los tipos de suelos y su

comportamiento ante las pruebas de campo.




Estrato E01Dilatancia LentaTenacidad BajaDisgregación

Baja

plasticidad MediaCONCLUCIONES:

Arena limosa con finos orgánicos (SM) - Alrededor del 75% dearena fina , 25% de finos orgánicos y limosos marrón oscuro,plásticos, con resistencia en estado seco baja y dilatancialenta; húmeda, tamaño máximo, arena fina.

E02:


Estrato E02Dilatancia Lenta Tenacidad BajaDisgregación

Alta

plasticidad

Alta

CONCLUCIONES:

Arena limosa con finos orgánicos (SM) - Alrededor del 75% dearcilla , 25% de finos orgánicos y limosos marrón oscuro,plásticos, con resistencia en estado seco alta y dilatancialenta; húmeda, tenacidad baja.



7.0 RELACIÓN DE PLANOS:

PLANO DE UBICACIÓN

ESTRATIGRAFIA


estudio mecanica de suelos

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