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CAPÍTULO 12 GEOTECNIA

12.1. ROCAS 12.1.a. CLASIFICACIÓN TABLA 12.1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÁCIDAS

DE GRANO GRUESO DE GRANO FINO BÁSICAS DE GRANO GRUESO DE GRANO FINO NO GRANULARES

ÍGNEAS

SEDIMENTARIAS

METAMÓRFICAS

DE GRANO GRUESO DE GRANO FINO NO GRANULARES CRISTALINAS DE GRANO GRUESO DE GRANO FINO NO GRANULARES

-Granito-Diorita -Andesita-Riolita -Gabro -Basalto -Pedernal-Obsidiana -Conglomerado-Brecha -Pudinga -Arenisca-Ortocuarcita-Arcosa-Grauvaca -Limolita-Arcillita -Caliza-Dolomita -Yeso-Anhidrita -Gneis -Pizarra-Esquisto -Cuarcita-Mármol

12.1.b. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS TABLA 12.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE VARIOS TIPOS DE ROCAS TIPO DE ROCA Andesita Arcillita Arenisca Basalto Caliza Conglomerado Cuarcita Dacita Diabasa Dolomía Esquisto Gabro Gneis Granito alterado Granito sano Grauvaca Marga Mármol Micacita Pizarra Riolita Traquita Yeso

RESISTENCIA A COMPRESIÓN (Kg/cm2) 1.500-2.500 280-800 80-2.000 2.000-4.000 800-1.500 1.400 900-4.700 1200-5000 1.600-2.400 360-5.600 108-2.300 1500-2800 1.500-3.000 108-1.450 800-2.700 2.000-2.500 35-1.970 800-1.500 200-653 2.000-2.500 800-1600 3.300 40-430

DENSIDAD (Tm /m3) 2,5 a 2,8 2,2 a 2.7 1,6 a 2,9 2.7 a 2,8 1,5 a 2,8 2,0 a 2,7 2,3 a 2,7 2,5 a 2,75 2,8 a 3,1 2,2 a 2,9 2,7 a 2,9 2,8 a 3,1 2,5 a 2,8 2,5 a 2,6 2,5 a 2,8 2,6 a 2,7 2,6 a 2,7 2,6 a 2,8 2,4 a 3,2 2,7 a 2,8 2,45 a 2,6 2,70 2,2 a 2,3

TABLA 12.3. EVALUACIÓN IN SITU DE RESISTENCIA DEL MATERIAL ROCOSO 12-1


DESCRIPCIĂ“N Muy blanda Blanda Media Moderadamente dura Dura Muy dura

RESISTENCIA COMPRESIĂ“N HUELLA Y SONIDO SIMPLE (Kg/cm2) El material se disgrega completamente con un golpe del pico 10-15 del martillo y se deshace con navaja. El material se indenta de 1,5 a 3 mm con el pico del martillo 50-250 y se deshace con la navaja. El material NO se deshace con la navaja. La muestra soste250-500 nida en la mano se rompe con UN (1) golpe de martillo. La muestra se rompe con VARIOS golpes de martillo. 500-1000 La muestra depositada en el suelo se rompe con UN (1) 1000-2500 golpe. La muestra se rompe con dificultad a golpes con el pico del > 2500 martillo. Sonido MACIZO.

12-2


12.1.c. VALORACIÓN DE ROCAS TABLA 12.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE ROCAS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DE PEDRAPLENES CAPACIDAD MODIFICACIÓN DE ALTERABILIDAD TIPOS DE ROCA DE CARGA RESISTENCIA EN COMPACTABILIDAD POTENCIAL OBSERVACIONES PRESENCIA DE AGUA Ígneas ácidas de grano Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas grueso Ígneas básicas de grano Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas grueso Ígneas ácidas de grano Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas fino Ígneas básicas de grano Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas fino Ígneas no granulares Alta Nula Muy difícil Baja Difíciles de excavar, rasantear y compactar Sedimentarias de grano Alta Muy baja Media Baja Su capacidad de carga depende mucho del grado grueso de cementación Sedimentarias de grano Alta Media a baja Media a fácil Media Suelen ser peligrosas si se presentan en capas fino alternadas con arcilla ó si tienen poca cohesión Sedimentarias no granuMuy alta Baja Media a fácil Baja Conviene analizar que no presenten oquedades y lares cuevas Sedimentarias cristalinas Baja Muy alta Irregular Muy alta Solubles, muy peligrosas Metamórficas de grano Alta Nula Difícil Baja Hay que eliminar zonas meteorizadas grueso Metamórficas de grano Alta a media Media a baja Difícil a media Alta Pueden deslizar por los planos de estratificafino ción, si éstos son inclinados Metamórficas no granuMuy alta Nula Difícil Muy baja Muy difícil de excavar, rasantear y compactar lares

12.2.SUELOS 12-3


12.2.a.CLASIFICACIÓN SUELOS SUCS TABLA 12.5.

GP

Gravas pobremente graduadas,mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Amplio margen de variación del grano y cantidades importantes de todos los tamaños intermedios de los granos Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando algunos tamaños intermedios

Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo

Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedimiento de identificación ver grupo ML)

GC

Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla

Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver grupo CL)

SW

Arenas bien graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino

SP

Arenas pobremente graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino

Amplio margen de variación del grano y cantidades importantes de todos los tamaños intermedios de los granos Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando algunos tamaños intermedios

SM

Gravas con finos (apreciable cantidad)

GM

SC

Arenas limosas, mezclas de arena y limo

Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedimiento de identificación ver grupo ML)

Arenas arcillosas, mezcla de arena y arcilla

Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver grupo CL)

Limos y arcillas. Límite líquido menor que 50

Suelos altamente orgánicos

ML

Limos inorgánicos de baja compresibilidad

Resistencia a la rotura

Dilatancia

Plasticidad

Ninguna a ligera

Rápida a lenta

Ninguna

Media a alta

Ninguna a muy lenta

Media

Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad

Ligera a media

Lenta

Ligera

MH

Limos inorgánicos de alta compresibilidad

Ligera a media

Lenta a ninguna

Ligera a media

CH

Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad.

Alta a muy alta

Ninguna

Alta

Media a alta

Ninguna a muy lenta

Ligera a media

CL OL

OH

Pt

Turba y otros suelos altamente orgánicos

Fácilmente identificable por el color,olor,tacto esponjoso y a menudo textura fibrosa

TABLA 12.6. PROCESO DE CLASIFICACIÓN SUCS 12-4

Clasificación de laboratorio 6 Determinar los%de grava y arena después de la curva granulométrica y después el % de finos(fracción menor que el tamiz nº200)

Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Gravas limpias (poco ó ningún fino)

GW

Arenas limpias (poco ó ningún fino)

4

Método de identificación en campo excluyendo partículas mayores de 75 mm 5

Arenas con finos (apreciable cantidad)

Para clasificación visual el tamiz nº4 equivale a 5 mm

Nombre clásico

Método de identificación en la fracción menor de tamiz nº40 (0.4 mm)

Limos y arcillas. Límite líquido mayor que 50

ARENAS Más de la mitad de los gruesos es < 5 mm

GRAVAS Más de la mitad de los gruesos es > 5mm

2

El tamaño del tamiz nº200 es aproximadamente la menor partícula visible a simple vista

Suelos de grano fino Más de la mitad del material es menor que el t. nº200

Suelos de grano grueso Más de la mitad del material es mayor que el t. nº200

1

Símbolo del grupo 3

Usar la curva granulométrica para identificar las fracciones

Divisiones principales

Cu =

( D30) 2 <3 D10 × D60

1 < Cc = Los límites de Atterberg bajo la línea A ó IP < 4 Los límites de Atterberg sobre la línea A ó IP > 7

D60 >6 D10

Los límites que caen en la zona rayada, con IP entre 4 y 7,son casos límite que requieren doble símbolo

D60 >4 D10 ( D30 )2 1 < Cc = <3 D10 × D60 Cu =

Los límites de Atterberg bajo la línea A ó IP< 4 Los límites de Atterberg sobre la línea A ó IP> 7

Los límites que caen en la zona rayada, con IP entre 4 y 7,son casos límite que requieren doble símbolo


12-5


12.2.b. CLASIFICACIÓN SUELOS AASHTO TABLA 12.7.

12-6


TABLA 12.8. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE GRUPO

12-7


12.2.c. VALORACIÓN SUELOS SUCS TABLA 12.9.

Gravas y suelos con grava

Nombre

Valor como subbase

3

Valor como terreno de apoyo 4

2

GW

Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Excelente

Excelente

GP

Gravas pobremente graduadas,mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Bueno a excelente

Bueno

Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo

G M

u Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla

GC

Arenas y suelos arenosos

SW

Suelos altam. orgánicos

Mediano

Bueno

Mediano

Bueno

Mediano a bueno

Mediano a bueno

SC

Arenas arcillosas, mezcla de arena y arcilla

Mediano Pobre a mediano

ML

Limos inorgánicos

CL

S M

u

Compresibilidad y expansión

Características de drenaje

Equipo de compactación

7

8

9

10

Ninguna a muy ligera

Casi ninguna

Excelente

Ninguna a muy ligera

Casi ninguna

Excelente

Ligera a media

Muy ligera

Pobre a mediano

Ligera a media

Ligera

Ligera a media

Ligera

Pobre a práctic amente impermeable Pobre a práctic amente impermeable

Casi ninguna

Excelente

Pobre a no conveniente

Ninguna a muy ligera Ninguna a muy ligera

Casi ninguna

Excelente

Pobre

Ligera a alta

Muy ligera

Pobre a mediano

Ligera a alta

Ligera a media

Ligera a alta

Ligera a media

Pobre a práctic amente impermeable Pobre a práctic amente impermeable

Bueno Regular a bueno

Bueno

Arenas limosas, mezclas de arena y limo

d

Acción potencial de la helada

Peso unitario en seco en Tm/m3 11

CBR

12

Módulo k en Tm/m3 y en lb/pulg3 13

Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos, rodillo con ruedas de acero

2,00-2,24

40-80

5536-8304 200-300

Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos, rodillo con ruedas de acero

1,76-2,24

30-60

5536-8304 200-300

2,00-2,32

40-60

1,84-2,16

20-30

2,08-2,32

20-40

1,76-2,08

20-40

1,68-2,16

10-40

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra

1,92-2,16

15-40

1,60-2,08

10-20

1,60-2,16

5-20

5536-8304 200-300 2768-5536 100-200 2768-8304 100-300

6

Bueno

Mediano a bueno

Valor como base

5

Bueno a excelente

Arenas bien graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino Arenas pobremente graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino

SP

Limos y arcillas

Suelos de grano fino

Letra

d

Limos y arcillas

Suelos de grano grueso

Principales divisiones 1

Mediano Mediano a bueno Pobre a mediano

Regular a bueno Pobre a no conveniente Pobre a no conveniente Pobre

No conveniente No conveniente

Pobre

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos

5536-8304 200-300 2768-8304 100-300 2768-5536 100-200 5536-8304 200-300 5536-8304 200-300

Pobre a mediano

No conveniente

No conveniente

Media a muy alta

Ligera a media

Pobre a mediano

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra

1,44-2,08

15 ó menos

2768-5536 100-200

Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas

Pobre a mediano

No conveniente

No conveniente

Media a alta

Media

Prácticamente impermeable

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra

1,44-2,08

15 ó menos

1384-5536 50-200

Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad

Pobre

No conveniente

No conveniente

OL

Media a alta

Media a alta

Pobre

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra

5ó menos

1384-2768 50-100

MH

Limos inorgánicos de alta compresibilidad

Pobre

No conveniente

Media a muy alta

Alta

Pobre a mediano

CH

Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad Turba y otros suelos altamente orgánicos

Pobre a mediano Pobre a muy pobre No conveniente

No conveniente No conveniente No conveniente No conveniente

No conveniente

Media

Alta

No conveniente

Media

Alta

No conveniente

Ligera

Muy alta

Prácticamente impermeable Prácticamente impermeable Pobre a mediano

10 ó menos 15 ó menos 5ó menos ___

1384-2768 50-100 1384-5536 50-200 692-2768 25-100 ___

OH Pt

Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra No se practica la compactación

1,44-1,68 1,28-1,68 1,44-1,84 1,28-1,76 ___

NOTAS. 1. Columna 2. La división de los grupos GM y SM en las subdivisiones d y u se basa en los límites de Atterberg, el sufijo d se usará cuando el límite líquido es 25 ó menor y el índice de plasticidad es 5 ó menor ; el sufijo u en caso contrario. 2. Columna 11. Los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad en el esfuerzo requerido por el Proctor modificado.

TABLA 12.10.

12-9


Principales divisiones 1

Letra 2

Símbolo dibujo color 3

rojo GM

amarillo

Gravas y suelos con grava

GP

GC

rojo

SW

SP

SM

SC

amarillo

Arenas y suelos arenosos

Suelos de grano grueso

GW

Suelos altamente orgánicos

verde

CL

OL

MH

CH

azul

Limos y arcillas LL < 50 Limos y arcillas LL> 50

Suelos de grano fino

ML

OH

Pt

Permeabilidad cm/seg 6

Máximo peso unitario Tm/m3 7

Valor como cimentaciones 8

K > 10-2

2,00-2,16

Buen apoyo

Razonablemente estable, revestimientos permeables de diques y presas

K > 10-2

1,84-2,00

Buen apoyo

Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo

Razonablemente estable, particularmente no conveniente para revestimientos, pero puede usarse para núcleos impermeables ó capas aislantes

10-3 < K <10-6

1,92-2,16

Buen apoyo

Trinchera en la línea de base aguas abajo a ninguno

Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla Arenas bien graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino

Medianamente estable puede usarse como núcleo impermeable Muy estable, secciones permeables, necesita protección de los taludes

10-6 < K <10-8

1,84-2,08

Buen apoyo

Ninguno

K > 10-3

1,76-2,08

Buen apoyo

Capa aislante de revestimiento aguas arriba y drenaje en la base de la presa

Arenas pobremente graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino

Razonablemente estable, puede usarse en secciones de diques con taludes muy tendidos

K > 10-3

1,76-1,92

Apoyo de bueno a pobre en función de la densidad

Capa aislante de revestimiento aguas arriba y drenaje en la base de la presa

Arenas limosas, mezclas de arena y limo

Razonablemente estable, particularmente no conveniente para revestimientos, pero puede usarse para núcleos impermeables ó diques

10-3 < K <10-6

1,76-2,00

Apoyo de bueno a pobre en función de la densidad

Capa aislante de revestimiento aguas arriba y drenaje en la base de la presa

Arenas arcillosas, mezcla de arena y arcilla

Medianamente estable, se emplea en núcleos impermeables para control de la corriente a través de las estructuras

10-6 < K <10-8

1,68-1,92

Apoyo de bueno a pobre

Ninguno

Limos inorgánicos

Escasa estabilidad, puede usarse en terraplenes con el debido control

10-3 < K <10-6

1,52-1,92

Muy pobre, susceptible de sifonamiento

Trinchera en la línea de base aguas abajo a ninguno

Estable en núcleos impermeables y capas aislantes

10-6 < K <10-8

1,52-1,92 Apoyo de bueno a pobre

Ninguno

Nombre 4 Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Valor como terraplenes 5 Muy estable, revestimientos permeables de diques y presas

Gravas pobremente graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino

Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad

No conveniente para terraplenes

Limos inorgánicos de alta compresibilidad Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad

Escasa estabilidad, núcleos de los terraplenes para presas hidráulicas, no conveniente en la construcción de terraplenes compactados Estabilidad regular, taludes tendidos, núcleos de poco espesor, capas aislantes y secciones de diques

Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad. naranja

Turba y otros suelos altamente orgánicos

No conveniente para terraplenes

No conveniente para terraplenes

Requisitos para controlar las filtraciones 9 Necesita interruptor de la filtración Necesita interruptor de la filtración

10-4 < K <10-6

1,44-1,60

Apoyo regular a pobre,puede tener asientos excesivos

Ninguno

10-4 < K <10-6

1,12-1,52

Apoyo pobre

Ninguno

10-6 < K <10-8

1,20-1,68

Apoyo de regular a pobre

Ninguno

10-6 < K <10-8

1,04-1,60

Apoya muy pobre

Ninguno

_

_

Eliminarlo de las cimentaciones

_

NOTAS. 1.-Los valores de las columnas 5 y 8 se dan solamente como orientación. 2.-En la columna 7 los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad y con el esfuerzo de compactación Proctor normal

12-10


TABLA 12.11. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DE TERRAPLENES CAPACIDAD RIESGO DE MODIFICACIÓN DE RIESGO DE SÍMBOLO TIPO DE SUELO DE CARGA ASIENTOS RESISTENCIA POR CAMBIOS COMPACTABILIDAD DESLIZAMIENTO DE HUMEDAD DE TALUDES GW Gravas limpias bien graMuy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo duadas GP Gravas limpias mal graduaAlta Muy bajo Muy baja Buena Bajo das SW Arenas limpias bien graMuy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo duadas SP Arenas limpias mal graduaAlta Muy bajo Muy baja Buena Bajo das GC Gravas arcillosas Alta Bajo Baja a media Buena a media Muy bajo SC Arenas arcillosas Alta o media Bajo Baja a media Buena a media Bajo GM Gravas limosas Alta Bajo Baja Media Bajo SM Arenas limosas Alta a media Bajo Baja Media Bajo a medio ML Limos de baja plasticidad Media a baja Medio Media a alta Mala Medio CL Arcillas de baja plasticidad Baja Medio Media a alta Media a mala Medio a alto MH Limos de alta plasticidad Baja Alto Alta Muy mala Medio a alto CH Arcillas de alta plasticidad Muy baja Muy alto Alta Mala Alto O Suelos orgánicos Bajísima Altísimo Altísima Muy mala -

12-11


12.2.d. VALORACIÓN DE LOS SUELOS AASHTO TABLA 12.12. Clasificación

A-1

A-2

A-3

A-4

A-5

A-6

A-7

A-8

Composición del material Permeabilidad Mezcla de grava, arena, limo y arcilla, en cantidades bien proporcionadas Mezcla mal proporcionada de grava, arena, limo y arcilla. Tiene limo o arcilla en exceso

Arena o mezcla de grava y arena, con poco o nada de material fino Material limoso sin grava, ni arena gruesa. Contiene algo de arena fina y mediana. Su contenido de arcilla no es elevado Material limoso semejante a A-4 pero con cierta cantidad de mica ó diatomáceas que le da elasticidad Terreno arcilloso sin material grueso. Poca arena fina. Rico en material coloidal Terreno arcilloso semejante a A-6, pero no tan rico en material coloidal. Presenta propiedades elásticas Terreno turboso, suave y esponjoso. Puede contener arena y material fino en cantidades variables

Capilaridad

Elasticidad

Cambios de volumen

Baja

Baja

Casi nula

Muy pequeños

Excelente

Bueno a excele nte

Bueno a excelente

Bueno a excelente

Excelente

Baja a mediana

Baja a mediana. A veces perjudicial

Casi nula

A veces perjudiciales cuando son plásticos

Regular a bueno

Regular a excelente

Regular a excelente

Regular a bueno

Bueno

Mediana a elevada

Baja

Casi nula

Baja a mediana

Muy elevada perjudicial

Baja

Baja

Regular a elevada

Elevada perjudicial

Prácticamente impermeable

Baja

Muy permeable

Regular a elevada

Baja

Regular a elevada

Elevada a perjudicial

Muy elevada perjudicial

Muy elevada perjudicial

Muy pequeños

Regulares a grandes. Perjudiciales en época de heladas Regulares a grandes. A veces perjudiciales cuando llueve

Grandes. Pueden ser perjudiciales en época de lluvia

Grandes. Pueden ser perjudiciales en época de lluvia

Grandes perjudiciales

Para capa de rodadura

Para base

Para subbase

Para terraplenes >de 15m

Para terraplenes <de 15m

Comportamiento después de compactado

Fallos que presenta el terreno

Excelente. Estable en tiempo seco y húmedo Bueno a excelente. Estable en tiempo seco. A veces polvoriento. Se reblandece en tiempo húmedo

Prácticamente ninguno

Malo a regular

Regular a excelente

Regular a excelente

Regular a bueno

Bueno

Bueno a excelente. Es más estable en condiciones húmedas

Malo a pésimo

Malo a regular

Malo a regular

Malo a bueno

Malo a bueno

Regular en tiempo seco. Inestable en tiempo húmedo

Pésimo

Malo

Malo

Pésimo

Malo a pésimo

Semejante al A-4

Malo a pésimo

Regular a pésimo

Pésimo a regular

Malo a pésimo

Regular a pésimo

Regular a pésimo

Pésimo

Pésimo

12-12

Pésimo

Regular a malo Malo a pésimo

Malo a pésimo

Pésimo

Malo a pésimo

Pésimo

Regular a bueno en tiempo seco. Malo en tiempo lluvioso

Regular a bueno en tiempo seco. Malo en tiempo lluvioso El material debe retirarse.Compactándolo no se obtiene resultado satisfactorio alguno

Se reblandece cuando llueve. En tiempo seco se vuelve sucio y polvoriento Es inestable cuando se halla seco. Tiende a deslizarse cuando no está debidamente confinado. No tiene suficiente cohesión Absorbe agua rápidamente perdiendo estabilidad. Susceptible de erosiones y lavados en época de lluvia. Posibilidad de hinchamientos de terreno Presenta además una elastic idad perjudicial que impide una buena compactación En épocas de lluvia se pone resbaladizo y los pavimentos fallan por falta de base firme.Cuando se humedece o seca sufre hinchamientos y contracciones perjudiciales Los mismos inconvenientes que A-6.Presenta además una clasificación perjudicial que impide una buena compactación Pésimo material para emplearlo en construcción. Su valor soporte es casi nulo


12.2.e. ENSAYOS DE SUELOS 12.2.e.(1). Tipos de muestras 12.2.e.(1).(a). Muestras alteradas Se toman con pala, barrena ó cualquier otra herramienta de mano ; ó con cualquier herramienta mecánica en las cuales no se mantienen en parte las propiedades físicas del suelo en el terreno. Se colocan en bolsas de plástico ó sacos terreros ó en recipientes herméticos, que se sellan para evitar pérdidas de humedad por evaporación cuando se requiera para hallar el contenido de humedad. 12.2.e.(1).(b). Muestras inalteradas Consiste en una porción del suelo, que se separa y empaqueta con la menor alteración posible. Se corta el terreno de la forma del recipiente que va a utilizarse, se cubre con éste y, a continuación, se corta la tierra por la base. Se sella para que la humedad natural no se altere. Estas muestras pueden tomarse con caja cúbica de madera ó con latas cilíndricas de conservas ó directamente con el molde del ensayo CBR. 12.2.e.(2). Registro y numeración de muestras 12.2.e.(2).(a). Reconocimiento Cada calicata, perforación ó zanja, se señala en el plano del camino refiriendo su distancia al eje del mismo, utilizando un símbolo para cada tipo de excavación utilizado. Los utilizados son los siguientes: TIPO Calicata Perforación Zanja

ABREVIATURA C P Z

SÍMBOLO Ο

12.2.e.(2).(b). Numeración Cada muestra se identifica por los datos siguientes: • Número ó abreviatura que designa la obra determinada. CV camino cinco, por ejemplo. • Número de la excavación. P3 ó C3, perforación ó calicata nº3. • Número de la muestra, que es el orden en que han sido tomadas. Todos estos datos se consignan en una etiqueta que se ata a la muestra. 12.2.e.(3). Cantidades de las muestras • Identificación de suelos: Máximo 1000 g. • Contenido de humedad: Aproximadamente 100 g. • Límites de Atterberg (LL y LP): Aproximadamente 1000 g. • Análisis granulométrico TABLA 12.13. CANTIDAD NECESARIA PARA EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO TAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDO (mm) 10 20 25 40 50 80 • Compactación • Proctor Normal: 12500 g. • Proctor Modificado: 25000 g. • CBR: 15000 g. 12.2.f. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS 12-13

CANTIDAD (g) 1000 2000 4000 6000 8000 10000


TABLA 12.14.

TABLA 12.15. PROPIEDADES FÍSICAS COMUNES DE SUELOS

Material

Compacidad

GW: Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena GP: Gravas mal graduadas, mezclas de grava y arena SW: Arenas bien graduadas, arenas con grava SP: Arenas mal graduadas, arenas con grava SM: Arenas limosas

Densa Medianamente densa Suelta Densa Medianamente densa Suelta Densa Medianamente densa Suelta Densa Medianamente densa Suelta Densa Medianamente densa Suelta Densa Medianamente densa Suelta

Dr(%) (1) 75 50 25 75 50 25 75 50 25 75 50 25 75 50 25 75 50 25

N (2) 90 55 <28 70 50 <20 65 35 <15 50 30 <10 45 25 <8 35 20 <4 30-2 (3) 30-2 (3) 30-2 (3)

ML: Limos inorgánicos, arenas muy finas CL: Arcillas baja plasticidad MH: Limos alta plasticidad CH: Arcillas alta plasticidad (1).Dr es densidad relativa ó índice de densidad. (2) N es el número de golpes por 30 cm de penetración en el SPT. 12-14

Densidad seca (gr/cm3) 2.21 2.08 1.97 2.04 1.92 1.83 1.89 1.79 1.70 1.76 1.67 1.59 1.65 1.55 1.49 1.49 1.41 1.35 2,15-1,5 (4) 2,15-1,5 (4) 2,15-1,5 (4)

Índice de poros (e) 0.22 0.28 0.36 0.33 0.39 0.47 0.43 0.49 0.57 0.52 0.60 0.65 0.62 0.74 0.80 0.80 0.90 1.00

Ángulo de rozamiento interno 40 36 32 38 35 32 37 34 30 36 33 29 35 32 29 33 31 27 28-25 25-22 20-17


(3) Estos valores dependen del estado de consistencia y varían directamente proporcional (4) Estos valores son de peso unitario natural ó aparente, dependiendo del estado de consistencia y variando directamente proporcional TABLA 12.16. VALORES DE LA COHESIÓN PARA ARCILLAS SEGÚN SU CONSISTENCIA CONSISTENCIA

IDENTIFICACIÓN EN CAMPO

Muy blanda Blanda Media

Fácilmente penetrable varios cms. con el puño Fácilmente penetrable varios cms. con el pulgar Se requiere un esfuerzo moderado para penetrarlo varios cms. con el pulgar Indentable fácilmente con el pulgar Indentable fácilmente con la uña del pulgar Difícil de indentar con la uña del pulgar

Rígida Muy rígida Dura

COHESIÓN kg / cm2 < 0.125 0.125-0.25 0.25-0.5 0.5-1 1-2 2

12.3. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS 12.3.a. ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS

Fig.12.1. A. UTENSILIOS. B. APRECIACIÓN DEL TAMAÑO DE LOS GRANOS CON ESTIMACIÓN DE LOS PORCENTAJES DE CADA FRACCIÓN Y SEDIMENTACIÓN. C. RESISTENCIA A ROTURA. D. PLASTICIDAD. E. DILATANCIA. F. CORTE CON NAVAJA. G. APRECIACIÓN FRACTURA DE ROCAS. H. APRECIACIÓN ALTERABILIDAD DE ROCAS POR INMERSIÓN EN H2O2. TABLA 12.17. ENSAYO DE SEDIMENTACIÓN Tiempo estimado de sedimentación No más de... 1 a 2 s. 30 a 40 s. 10 a 12 min. 1 hora

Diámetro de partículas

Clase

Hasta 5 mm. Hasta 0,08 mm. Partículas de limo. Partículas de arcilla.

Arena gruesa Arena fina Limo Arcilla

12-15


12.3.b. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS TABLA 12.18. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS POR ENSAYOS EN CAMPO RESISTENCIA A LA ROTURA Alta a media

FRACTURA

COLOR

EXFOLIACIÓN

INMERSIÓN H2O2

Granular irregular

TEXTURA ASPECTO Muy áspera

Claro

No

Inalterables

Alta a media

Granular irregular

Muy áspera

Oscuro

No

Inalterables

Alta

Granular regular

Poco áspera

Claro

No

Inalterables

Alta

Granular regular

Poco áspera

Oscuro

No

Inalterables

Media ó baja

Concoidea

Media

Granular irregular

Media ó baja Media ó alta Baja

Granular irregular Lisa irregular ó concoidea Laminar

Alta a media

Granular

Áspero, veteado

Claro

Poco frecuente

Media a Baja

Laminar

Suave. Estratificadas

Variable

Muy frecuente

Alta a media

Lisa regular

Poco áspera aspecto masivo

Variable

No

Vítrea cortante Multicolores No Áspera aspecto de masa de gravas. EstraVariable No tificadas Áspera aspecto arenoSuelen desmoronarso. Estratificadas Variable se Lisa aspecto masivo. Variable Estratificadas claro Frecuente Cristalino liso Claro Muy frecuente

12.3.c. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE SUELOS.

12-16

Inalterables Alterabilidad baja-media Alterabilidad media-alta Alterabilidad baja-media Alterabilidad alta Alterabilidad baja ó nula Alterabilidad media a alta Inalterables ó poco alterables

TIPO DE ROCA

CLASES

Ígneas ácidas de Granito grano grueso Diorita Ígneas básicas de Gabro grano grueso Ígneas ácidas de Riolita grano fino Andesita Ígneas básicas de Basalto grano fino Ígneas no granulares Pedernal Obsidiana Sedimentarias de Conglomerados grano grueso Pudingas Sedimentarias de grano fino Sedimentarias no granulares Sedimentarias cristalinas Metamórficas de grano grueso Metamórficas de grano fino Metamórficas no granulares

Areniscas Calizas Dolomías Yesos, Sales, Anhídritas Gneis Esquistos Pizarras Cuarcita Mármol


TABLA 12.19. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS POR ENSAYOS EN CAMPO RESISTENCIA A LA ROTURA Grado Aspecto

Fracción >25mm Variable

GRANULOMETRÍA Fracción Fracción 25-5mm. 5-0,08mm >45% ó 7/16 <50% ó 1/2

Fracción <0,08mm <5% ó 1/16

Variable

>70% ó 11/16

<25% ó 1/4

<5% ó 1/16

-

No

<45% ó 7/16

>50% ó 1/2

<5% ó 1/16

-

No

<25% ó 1/4

>70% ó 11/16

<5% ó 1/16

-

Variable

>38% ó 3/8

<50% ó 1/2

>12% ó 1/8

<38% ó 3/8

>50% ó 1/2

>12% ó 1/8

Variable

>38% ó 3/8

<50% ó 1/2

>12% ó 1/8

No

<38% ó 3/8

>50% ó 1/2

>12% ó 1/8

No

<5% ó 1/16

<45% ó 7/16

>50% ó 1/2

No

<5% ó 1/16

<45% ó 7/16

>50% ó 1/2

No

<5% ó 1/16

<25% ó 1/4

>70% ó 11/16

No

<5% ó 1/16

<25% ó 1/4

>70% ó 11/16

No

Variable

Variable

Variable

No

-

Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Bajo a medio Medio a alto Medio a alto Alto Medio a alto

Granular grueso Granular grueso Granular fino Granular fino Granular grueso

CORTE CON NAVAJA Resistencia Brillo

PLASTICIDAD

DILATANCIA

OLOR

TIPO DE SUELO

SÍMBOLO

-

-

-

-

No

-

-

-

-

No

-

-

-

-

No

-

-

-

-

No

Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Alta a media

Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Mate

Los finos como CL y CH

Los finos como CL y CH

No

Gravas limpias bien graduadas Gravas limpias mal graduadas Arenas limpias bien graduadas Arenas limpias mal graduadas Gravas arcillosas

Los finos como CL y CH

Los finos como CL y CH

No

Arenas arcillosas SC

Los finos como ML y MH

Los finos como ML y MH

No

Gravas limosas

GM

Los finos como ML y MH

Los finos como ML y MH

No

Arenas limosas

SM

Nula

Rápida

No

Limos de baja plasticidad

ML

Media a baja

Brillante

Baja a media

Lenta a media

No

CL

Barro liso

Media a baja

Baja a media

Nula a lenta

No

Barro muy liso y fino Fibroso

Baja

Poco brillante Muy brillante -

Alta

Nula

No

Media

Nula

Arcillas de baja plasticidad Limos de alta plasticidad Arcillas de alta plasticidad Suelos orgánicos

Granular fino Granular grueso Granular fino Barro no granular áspero Barro liso

-

12-17

GW GP SW SP GC

MH CH O


12.4. TENSIONES EN LA MASA DEL SUELO 12.4.a. TENSIÓN NORMAL Sobre una superficie A del terreno en el punto considerado m, normal al plano de la figura 12.2. N P q σ= = + A A A σ es tensión normal • P/A corresponde al peso de una columna de suelo, de superficie unitaria A y altura z correspondiente a la cota en que se halla situado el punto m:

P=V×γ=A×z×γ P=z×γ γ el peso específico natural ó aparente. • q/A se obtiene por la aplicación de las fórmulas de reparto de cargas en el terreno.

Fig.12.2. 12.4.b. TENSIONES INTERGRANULAR Y NEUTRA. PRINCIPIO DE TERZAGHI La tensión normal σ que actúa sobre un punto del terreno, es la suma de las tensiones intergranular (efectiva) σ´, y neutra u (intersticial ó de poros) existentes en dicho punto para suelos saturados. σ = σ´+u , ó, σ´= σ-u 12.4.c. TENSIONES VERTICALES EN VARIOS CASOS 12.4.c.(1). Tensión vertical de un terreno homogéneo en un punto Siendo γ el peso específico del suelo y h la profundidad:

Fig.12.3. 1 × ( 1 × h)γ = γ × h σ= 1× 1 12.4.c.(2). Tensiones en terreno con nivel freático intermedio Nivel freático intermedio situado a una profundidad z. Por encima del nivel freático: u=0 σ = σ´ = γ×z

Fig.12.4.

12-18


Por debajo del nivel freático, a profundidad z + h, son: σ = z×γ + h×γsat u = h×γw σ´ = σ - u = z×γ + h×γsat - h×γw = z×γ + h (γsat - γw ) = z×γ + h×γ´ 12.4.c.(3). Tensiones verticales con agua en movimiento ó presiones de filtración 12.4.c.(3).(a). Agua en sentido descendente En el plano X-X son: σ = z×γw + L×γsat u = (L+z - h)×γw σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - (L+z - h)×γw = γ´×L + h×γw Flujo hacia abajo en la muestra, la tensión intergranular aumenta en h×γw = presión de filtración ejercida por el agua que circula. Fig.12.5.(a). 12.4.c.(3).(b). Agua en sentido ascendente

Fig.12.5. En el plano X-X son: σ = z×γw + L×γsat u = γw (L+z+h) σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - γw (L+z+h) = L×γ´-h×γw Flujo hacia arriba en la muestra, la tensión intergranular decrece en h×γw = presión de filtración. Fig.12.5.(b). 12.4.c.(3).(c). Sifonamiento Situación tal que σ´=0. 12.4.d. DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN MASA DE SUELOS DEBIDO A SOBRECARGAS 12.4.d.(1). Tensiones verticales debido a una carga vertical aislada En el punto x, debido a una carga puntual Q en superficie: 5

 2   3Q  1  σ= × 2 2  2πz r  1 +     z   Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q:

σ=

3Q 1 × 2π z 2

12-19


Fig.12.6. 12.4.d.(2). Tensiones verticales debido a una carga lineal En el punto x, debido a una carga lineal Q/ml en superficie:

σ=

2Q z3 × 2 π ( x 2 + z2 )

Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q/ml:

σ=

2Q 1 × π z

Fig.12.7. 12.4.d.(3). Tensiones verticales debido a una carga rectangular Carga total Q transmitida a la superficie del terreno por un cimiento rectangular de dimensiones, b y L y a la profundidad z: Q σ= ( b + z) * ( L + z) Para un cimiento cuadrado: Q σ= 2 ( L + z)

Fig.12.8. 12.4.d.(4). Tensiones verticales debido a una carga circular A profundidad z bajo el centro de un área circular de radio R con presión superficial de contacto q:

12-20


3   2         1   σ = q * 1 − 2     1 +  R        z    

siendo q=P/A, P=carga total trasmitida al terreno y A=área circular. 12.5. RESISTENCIA DEL TERRENO TABLA 12.20. PRESIONES ADMISIBLES PARA EL PROYECTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES TIPO DE TERRENO PRESIONES ADMISIBLES Kg./cm2 Roca sana dura no estratificada 30-60 Roca sana dura estratificada 10-20 Roca blanda 8,5-10,8 Arcilla dura descansando sobre roca 10,8-13 Grava compacta y yacimientos de grava-canto rodado, grava arenosa muy compacta 10,8 Grava suelta y grava arenosa, arena compacta y arena gravosa, suelos arena-limo inorgá5,4-6,4 nicos muy compactos Arcilla seca consolidada, dura 4 Arena gruesa o media suelta, arena fina media compacta 4,3 Suelos compactos de arena y arcilla 3,2 Arena fina suelta, suelos inorgánico de arena y limo medio compacto 2,1 Arcilla semidura 2 Suelos de arena y arcilla sueltos saturados, arcilla blanda 1 Arcilla fluida 0,5 (1) Para rocas meteorizadas ó muy meteorizadas, las tensiones se reducirán prudentemente. (2) Cuando el nivel freático diste de la superficie de apoyo menos de su anchura, los valores de la tabla se multiplican por 0.8. (3) Los valores indicados corresponden a una anchura de cimiento igual ó superior a 1 m. En caso de anchuras inferiores, la presión se multiplicará por la anchura del cimiento expresada en metros. 12.6. TALUDES 12.6.a. DE DESMONTE 12.6.a.(1). En roca Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.21. TABLA 12.21. ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS DE MACIZO ROCOSO TIPO DE ROCA INCLINACIÓN (H/V) Igneas: granito, basalto 0,25-0,50:1 Metamórficas: gneis 0,25-0,50:1 Sedimentarias-metamórficas: macizos de areniscas y calizas 0,25-0,50:1 capas alternantes de areniscas, esquistos, calizas. 0,50-0,75:1 margas 0,75-1,00:1 pizarras 0,50-0,75:1 Los valores de 0,25:1 pueden llegar a vertical en determinados casos. 12.6.a.(2). En suelos Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.22.

12-21


TABLA 12.22. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V) ALTURA DEL DESMONTE en metros. TIPO DE TERRENO H<3 3≤H≤6 Gravas y zahorras Granular Arenas gruesas y medias, no limosas 1,5:1 1,5:1 Arenas finas limosas uniformes 1,5:1 1,75:1 Limos y limos arenosos 1,5:1 1,5:1 Arcillas arenosas y limos arcillosos de IP de 10 a 20 Coherente 1,25:1 1,25:1 Arcillas de IP de 20 a 30 1,25:1 1,5:1 1,25:1 1,25:1 Arcillas de IP > 30 En taludes para ajardinar conviene tomar pendiente única de 1,5:1. 12.6.b. DE TERRAPLÉN

AASHTO A-1 A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6, A-2-7 A-4, A-5 A-6, A-7 A-8

TABLA 12.23. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V) CONDICIONES DE SITUACIÓN No sujeto a inundación Sujeto a inundación SUCS Altura terraplén en Pendiente del Altura terraplén Pendiente del m. talud (H/V) en m. talud (H/V) GW, GP, SW NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1 SP NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1 GM, SM 2:1 3:1 < 15 < 10 3:1 3 < H < 10 GC, SC 2:1 3:1 < 15 < 15 ML, MH 2:1 3:1 < 15 < 15 CL, CH 2:1 3:1 < 15 < 15 Pt, OL, OH NO CONVENIENTES

12.7. EMPUJES DEL TERRENO 12.7.a. TIPOS DE EMPUJE • Empuje activo: Se efectúa una pequeña deformación entre muro y terreno. Se aplica a estructuras de contención cimentadas sobre tierra. • Empuje en reposo: No se efectúa ninguna deformación entre muro y terreno permitiendo una pequeña expansión del terreno. Se aplica a estructuras de contención cimentadas en roca. • Empuje pasivo: Se efectúa una aplicación de fuerzas a la estructura de forma que ésta empuje al relleno. Se aplica en estructuras con una longitud importante de empotramiento. 12.7.b. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO γ = peso unitario del terreno. ϕ = ángulo de rozamiento interno del relleno = φ. c = cohesión. Los valores aproximados están dados en las tablas 12.15. y 12.16. Si no se determina c directamente aplicar c = 0. 12.7.c. ROZAMIENTO ENTRE TERRENO Y MURO Tomar δ entre 2/3×ϕ y 0º. δ = Ángulo de rozamiento entre el terreno y muro. 12.7.d. CÁLCULO EMPUJE ACTIVO

12-22


12.7.d.(1). Caso 1 Dados γ, ϕ, α(ángulo trasdós -horizontal), β(ángulo coronación relleno-horizontal), δ. Presión P a una profundidad z. Ph = γ×z×λ h λΗ =

Pv = γ×z×λ v

sen 2 (α + φ)  sen(φ + δ )sen(φ − β )  sen 2 α1 +  sen(α − δ )sen(α + β)  

2

λ v = λ h×cot(α - δ) P = PH + PV Empuje total E a una altura H por unidad longitudinal de muro. 2

2

Eh = 1/2×γ×λ h×H2 Ev = 1/2×γ×λ v×H2 E = E H 2 + EV 2 El punto de aplicación es y = 2/3×H

Fig.12.9. 12.7.d.(2). Caso 2 Dados γ, ϕ, α = 90º, β = 0º, δ = 0º, z y H.

λh =

1 − sen φ 1 + sen φ

λv = 0 E = Eh = 1/2×γ×λ h×H2 El punto de aplicación es y = 2/3×H 12.7.d.(3). Caso 3 Dados γ, ϕ, α, β, δ, q (carga repartida), z y H. Ph =  γ × z + q ×

sen α   × λh sen( α + β) 

sen α  Pv =   × λv γ × z+q× sen( α + β )   12-23


Eh =  1 / 2 × γ × H 2 + q × H ×

sen α   × λh sen( α + β) 

Ev =  1 / 2 × γ × H 2 + q × H ×

sen α   × λv sen( α + β) 

El punto de aplicación es

sen α sen( α + β ) y=H× sen α 3× γ ×H+ 6×q× sen (α + β ) 2×γ ×H+3×q

Fig.12.10. 12.7.d.(4). Caso 4 Dada una carga puntual N, se sustituye por un empuje horizontal de valor En = λ h×N y situado a una altura como la representada en la figura 12.11.

Fig.12.11. 12.7.d.(5). Caso 5 Con nivel freático intermedio a una distancia z0 de la coronación de la estructura.

 sen α  Ph =  γ ′ × ( z − z 0 ) + γ × z0 + q ×  × λh + γw × ( z − z 0 ) × sen α sen( α + β)    sen α  Pv =  γ ′ × ( z − z 0 ) + γ × z0 + q ×  × λv + γ w × ( z − z0 ) × cos α sen ( α + β )   γ ′ = γ − γw

12-24


Fig.12.12. 12.7.e. CÁLCULO EMPUJE EN REPOSO Ph = K 0 × γ × H + K 0 × q ×

sen α sen( α + β )

K 0 = 1 − sen φ sen α 1 2 E = Ko × γ × H + Ko × q × H × sen ( α + β ) 2

12.7.f. CÁLCULO EMPUJE PASIVO P = Kp × γ × z 1 + sen φ Kp = 1 − sen φ 1 E = × Kp × γ × H 2 2

12.8. TRANSITABILIDAD (TRAFICABILIDAD) 12.8.a. GRADOS DE TRANSITABILIDAD a. Buena. El terreno admite más de 50 pasadas sin deterioro. b. Mediocre. El terreno admite tráfico limitado, a menudo no soportará 50 pasadas. c. Mala. El terrero normalmente no soportará 50 pasadas. A menudo no soportará una sola. d. Muy mala. Normalmente el terreno no soportará una pasada. 12.8.b. PROCEDIMIENTOS DE OBTENCIÓN DE TRANSITABILIDAD • Medida del índice de cono relativo • Clasificación de suelos • Mapa temático de aptitud del terreno a los movimientos motorizados (transitabilidad) 12.8.c. ÍNDICE DE CONO RELATIVO (ICR) ICR = IC×IR representa la capacidad de un suelo para soportar un tráfico bajo cargas repetidas. Este valor se compara con el índice de cono del vehículo (ICV); si ICR > ICV, este tipo de vehículo puede pasar sobre el terreno. 12.8.d. ÍNDICE DE CONO (IC) Índice de la resistencia al corte de un suelo obtenido con un penetrómetro de cono. El valor es el de la capa crítica como media aritmética del valor superior e inferior de la capa crítica. 12.8.e. ÍNDICE DE REMOLDEO (IR) Es la relación de la resistencia del suelo remoldeado a su resistencia original. Los valores del IR varía entre valores de 0,25 a 1,35. Cuando por escasez de tiempo no se puede realizar la prueba de remoldeo, se le atribuye por precaución el valor de 0,80 como IR. 12.8.f. CAPA CRÍTICA Capa del suelo que soporta el peso de un vehículo dado y en la que el índice de cono relativo se considera como una medida significativa de su traficabilidad. Tabla 12.24. TABLA 12.24. VARIACIONES DE LA PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA CON EL TIPO DE VEHÍCULO Y PESO (pulgadas / centímetros) PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA (pulg/cm) 12-25


TIPO DE VEHÍCULO

1 PASADA SUELOS SUELOS FINOS GRUESOS 0a6 3a9 vehículos de cadena con presión de 0 a 15’24 7’62 a 22’8 contacto menor de 0,3 kg/cm2 3a9 vehículos con carga por rueda 7’62 a 22’8 hasta 900 kg. vehículos con carga por rueda de 900 kg. hasta 4500 kg. vehículos con carga por rueda superior a 4500 kg. vehículos de cadenas hasta 45000 kg. vehículos de cadenas superior a 45000 kg.

6 a 12 15’24 a 30’4 9 a 15 22’8 a 38’1 6 a 12 15’24 a 30’4

50 PASADAS SUELOS SUELOS FINOS GRUESOS 0a6 3a9 0 a 15’24 7’62 a 22’8

0a6 0 a 15’24

3a9 7’62 a 22’8

0a6 0 a 15’24

0a6 0 a 15’24

6 a 12 15’24 a 30’4

0a6 0 a 15’24

0a6 0 a 15’24

9 a 15 22’8 a 38’1

0a6 0 a 15’24

0a6 0 a 15’24

6 a 12 15’24 a 30’4

0a6 0 a 15’24

0a6 0 a 15’24

9 a 15 22’8 a 38’1

0a6 0 a 15’24

9 a 15 22’8 a 38’1 12.8.g. ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV) El índice de cono del vehículo es un índice asignado a un vehículo dado, que indica la mínima resistencia del suelo, expresada en índice de cono relativo necesarios para permitir 1 ó 50 pasadas del vehículo. Los vehículos militares pueden dividirse en dos grupos según sus características de tracción: Vehículos autopropulsados de cadenas. Vehículos autopropulsados de ruedas. Asimismo, los vehículos militares se dividen en siete categorías según los requerimientos mínimos del índice de cono (ICV1 y ICV50). La escala de valores de ICV1 y ICV50 para cada y el tipo de vehículo comprendido están reflejados en la tabla 12.25.

CATEGORÍA 1 2 3

4

5 6 7

TABLA 12.25. CATEGORÍA DE VEHÍCULOS MILITARES Y VALORES DE ICV ICV1 ICV50 VEHÍCULOS 12 ó menor 29 ó menor Vehículos ligeros con bajas presiones de contacto (menos de 0,15 kg/cm2) Tractores de Ingenieros de cadenas anchas y bajas presiones de contacto 12-21 30-49 Tractores de Ingenieros con bajas presiones de contacto, carros de combate de baja presión de contacto y algunos remolques con baja presión de 21-26 50-59 contacto La mayoría de los carros de combate medios, tractores de Ingenieros con altas presiones de contacto y los camiones con tracción total y remol26-30 60-69 ques con baja presión de contacto La mayoría de los camiones con tracción total, un gran número de remolques y carros de combate pesados 31-35 70-79 Gran número de camiones con tracción total y los de tracción a ruedas traseras y remolques proyectados para carreteras 35-44 80-99 Vehículos con tracción a ruedas traseras y otros no diseñados para ope44 ó mayor 100 ó mayor rar campo a través, especialmente en suelos húmedos

12.8.h. ÍNDICE DE MOVILIDAD (IM) Número sin dimensiones que se obtiene aplicando ciertas características del vehículo a fórmulas empíricas. El índice de movilidad se aplica a la curva de la fig. 12.13 para determinar el índice de cono del vehículo. 12.8.h.(1). Vehículos autopropulsados de cadenas factor

factor

12-26


presión x peso contacto factor factor factor factor Índice de movilidad = {  + bogie - espacio } x motor x transmisión factor factor libre cadenas x adherencia donde: factor Peso total en kg. presión =  x 6’4516 contacto Área cadenas en contacto con suelo en cm2

factor peso

- menos de 22.680 Kg. - entre 22.680 Kg. y 31.749 Kg. - entre 31.750 Kg. y 45.360 Kg. - más de 45.360 Kg.

1 1’2 1’4 1’8

ancho cadena en cm. factor cadenas =  254 - menos de 3’7 cm. en altura

1

factor adherencia - más de 3’7 cm.

1’1

Peso total en Kg. factor bogie =  x 0’1414 Número total de bogies sobre cadenas x área de una en contacto con el suelo zapata en cm2 factor Espacio libre en cm. espacio =  libre 25’4 - 10 o más HP por Tm de peso del vehículo

1

- menos de 10 HP por Tm de peso del vehículo

1’05

factor motor

- Hidráulica

1

factor transmisión - Mecánica 1’05 Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente. 12.8.h.(2). Vehículos autopropulsados de ruedas 12.8.h.(2).(a). Tracción a las cuatro ruedas factor factor presión x peso contacto carga factor factor factor Índice de movilidad= {  + por - espacio } x motor x transmisión factor x factor rueda libre cubierta adherencia Donde: factor Peso total en Kg. presión = - x 14’14

12-27


contacto

diámetro rueda (cm.) Ancho cubierta (cm.) x  x nº de ruedas 2

factor peso Escala de valores de pesos (kg)* menor que 907907 a 6124 6125 a 9072 mayor que 9072

Ecuaciones de factor de peso y=0.533x y=0.033x + 1,05 y=0.142 - 0,42 y=0.278x - 3,115 peso total del vehículo en kg. x 2,2 x= Peso total en t x 2,2 / número de ejes *peso=  y= factor peso número de ejes 10+0.394 x ancho de cubierta en cm. factor cubierta =  100 - Con cadenas

1’05

- Sin cadenas

1

factor adherencia

Peso total en t carga por rueda =  Nº de ruedas x 0’4536 Factor espacio libre, factor motor y factor transmisión igual que en 12.8.h.(1). Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente.

Fig.12.13. Gráfico de relación IM-ICV.

12.8.h.(2).(b). Tracción a ruedas traseras ICV se calcula con la fórmula para vehículos con tracción a todas las ruedas, multiplicándolo por 1,4. 12.8.i. APLICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA SUELOS FINOS Y ARENAS CON FINOS 12-28


Cuando el ICR de una zona ≥ ICV para 1 ó 50 pasadas (ICV1 ó ICV50) del vehículo seleccionado, el suelo soportará 1 ó 50 pasadas del mismo tipo de vehículo (ó vehículos con un menor ICV1 ó ICV50) maniobrando a bajas velocidades, por la misma huella (en el caso de 50 pasadas), en línea recta y en terreno horizontal, y para permitir y reanudar el movimiento si fuera necesario. 12.8.j. LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS Y LA TRANSITABILIDAD Las formaciones geológicas de suelos y rocas se clasifican en siete categorías de transitabilidad, que se representan con una letra.

TABLA 12.26. GRADOS DE TRANSITABILIDAD SEGÚN SUCS GRUPO

MATERIALES PREDOMINANTES

R A

Rocas GW, GP

A1

SW, SP

B

CH

TRANSITABILIDAD EN TIEMPO SECO Buena Buena Mala para vehículos con neumáticos normales, buena en caso contrario Buena

C D E

GC, SC, CL GM, SM, ML, CL, ML, MH, OL, OH Fangos, turberas, suelos pantanosos

Buena Buena a mediocre Muy mala

TRANSITABILIDAD EN TIEMPO HÚMEDO Buena Buena Mediocre para vehículos con neumáticos normales, buena en caso contrario Mediocre, peligro de deslizamiento Mediocre. Localmente mala Mala. Localmente muy mala Muy mala

TABLA 12.27. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS

SÍMBOLO DEL TIPO DE SUELO

GW,GP SW,SP SP-SM GM SM CH GC SC MH CL SM-SC ML CL-ML

VALORES PROBABLES DE MEDIDAS RESISTENTES IC

125241 130224 167217 127231 151211 123211 147185 118224

IR

1.192.17 0.771.83 0.841.10 0.720.98 0.321.00 0.590.95 0.471.13 0.461.02

ICR

196316 137287 158210 104208 64-160 82-180 65-211 67-189 54-136

ICR MEDIO 256 230 212 184 165 156 112 131 138 128 95

EFECTOS DE

DESLIZAMIEN TO ninguno ninguno ninguno ninguno ninguno ligero ligero ligero ligero ligero ligero ligero ligero

12-29

ADHERENC IA ninguno ninguno ninguno ninguno ninguno moderado ligero ligero ligero ligero ninguno ninguno ninguno

CONDICIONES RELIEVEHUMEDAD

Ondulado, estación húmeda


GW,GP SW,SP SP-SM CH GC SC SM-SC MH GM SM CL ML CL-ML OL OH Pt

GW,GP SW,SP CH GC SC SM-SC MH CL SP-SM GM SM ML CL-ML OL OH Pt

111209 300 98-194 97-257 160216 94-170 109217 90-188 102200 85-165 95-135 64-164 76-90

69-167 150182 83-151 71-165 81-183 81-171 71-155 87 42-132 76-90

0.440.72 0.94 0.741.14 0.591.21 0.451.31 0.510.99 0.291.03 0.460.88 0.270.81 0.310.69 0.380.74 0.320.78 0.450.67 0.641.02 0.450.63 0.460.92 0.420.80 0.150.87 0.260.60 0.270.53 0.56 0.260.66 0.450.61

282 81-193 61-255 72-208 48-162 34-188 46-146 34-134 34-96 41-89 14-110 41-51

282 137 130 158 140 105 125 111 96 84 65 65 62 46

ninguno ninguno ninguno severo moderado moderado ligero severo ligero ligero moderado moderado moderado moderado moderado moderado

ninguno ninguno ninguno severo moderado moderado ninguno

48-146 66-98 43-123 39-117 12-126 22-88 26-66 49 21-49 41-51

97 90 88 82 83 78 74 72 69 55 46 49 35 46

ninguno ninguno severo severo severo moderado severo severo ligero ligero ligero severo severo moderado severo severo

ninguno ninguno severo moderado moderado ligero severo moderado ninguno ligero ligero ligero ligero ligero ligero ligero

Suave, estación húmeda

ninguno ninguno moderado ligero ligero ligero ligero ligero

Suave, saturación

TABLA 12.28. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN CONDICIONES SECO-HÚMEDO EN SUELOS GRANULARES (ARENAS)

12-30


SUELO GRANULAR ZONA ORIGEN

Playa

Silicio

Playa

Coral

Playa

Volcánico

Desierto

Silicio

ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV)

Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100% Buena 75% ≤ Pr < 90%

Media 50% ≤ Pr < 75% Pobre 0% ≤ Pr < 50%

TABLA 12.29. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS

12-31


SÍMBOLO TIPO DE SUELO

DEL

GW,GP SW,SP SP-SM GM SM CH GC SC MH CL SM-SC ML CL-ML

GW,GP SW,SP SP-SM CH GC SC SM-SC MH GM SM CL ML CL-ML OL OH Pt

GW,GP SW,SP CH GC SC SM-SC MH CL SP-SM GM SM ML CL-ML OL OH Pt

PROBABILIDAD DE TRAVESÍA DE 1 ó 50 VEHÍCULOS SOBRE UN TERRENO LLANO Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100% Media 50% ≤ Pr < 75% Buena 75% ≤ Pr < 90% Pobre 0% ≤ Pr < 50%

12-32

Cap 12 geotecnia pavimento