Introducción .................................................................................................................................................... 2
Clasificación del suelo según AASHTO 2
Clasificación del suelo según SUCS............................................................................................................... 6
Anexos del proyecto existente .................................................................................................................... 10
El presente proyecto de Diseño de Cimentaciones, contempla el análisis de suelo (AASHTO y SUCS), cálculo de cargas, esfuerzo en zapatas, presión que ejerce cada fuerza (Método FADUM), cálculo del asentamiento de cada zapata, el diseño en si de las 4 zapatas y su dibujo técnico.
De acuerdo con este sistema y con base en su comportamiento, los suelos están clasificados en ocho grupos designados por lo símbolos del A 1 al A 8. En este sistema de clasificación los suelos inorgánicos se clasifican en siete grupos que van del A 1 al A 7. Estos a su vez se dividen en un total de doce subgrupos. Los suelos con elevada proporción de materia orgánica se clasifican como A 8.
Descripción de los grupos de clasificación:
a) Suelos granulares: Son aquellos que tienen 35% o menos, del material fino que pasa el tamiz No. 200. Estos suelos forman los grupos A 1, A 2 y A 3.
Grupo A 1: El material de este grupo comprende las mezclas bien graduadas, compuestas de fragmentos de piedras, grava, arena y material ligante poco plástico. Se incluyen también en este grupo mezclas bien graduadas que no tienen material ligante. Subgrupo A 1a: Comprende aquellos materiales formados predominantemente por piedra o grava, con o sin material ligante, estos materiales son bien graduados. Subgrupo A 1b: Incluye aquellos materiales formados predominantemente por arena gruesa bien graduada, con o sin ligante.
Grupo A 2: Comprende una gran variedad de material granular que contiene menos del 35% del material fino. Subgrupo A 2 4 y A 2 5: Pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo contenido de material fino es igual o menor del 35% y cuya fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A 4 y A 5 respectivamente. Subgrupo A 2 6 y A 2 7: Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los anteriores, pero la fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A 6 y A 7.
Grupo A 3: En este grupo se encuentra incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con poca cantidad de limo que no tengan plasticidad. Este grupo incluye, además, las arenas de río que contengan poca grava y arena gruesa.
b) Suelos finos: Contienen más del 35% del material fino que pasa el tamiz número 200. Estos suelos constituyen los grupos A 4, A 5, a 6, y A 7.
Grupo A 4: Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plásticos que tienen un 75% o más del material fino que pasa el tamiz número. Además, se incluye en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%.
Grupo A 5: Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero contienen material micáceo o diatomáceo. Son elásticos y tiene un límite liquido elevado.
Grupo A 6: El material típico de este grupo es la arcilla plástica. Por lo menos el 75% de estos suelos debe pasar el tamiz número 200, pero se incluyen también las mezclas arcillo arenosas cuyo porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%. Estos materiales presentan, generalmente, grandes cambios de volumen entre los estados seco y húmedo.
Grupo A 7: Los suelos de este grupo son semejantes a los suelos A 6 pero son elásticos. Sus límites líquidos son elevados. Subgrupo A 7 5: Incluye aquellos materiales cuyos índices de plasticidad no son muy altos con respecto a sus límites líquidos. Subgrupos A 7 6: Comprende aquellos suelos cuyos índices de plasticidad son muy elevados con respecto a sus límites líquidos y que, además experimentan cambios de volumen extremadamente grandes. Las características de los diferentes grupos se presentan en la tabla No. 1.
Índice de grupo: Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo grupo, y están representados por un determinado índice. La clasificación de un suelo en un determinado grupo se basa en su límite líquido, grado de plasticidad y porcentaje de material fino que pasa el tamiz número 200. Los índices de grupo de los suelos granulares están generalmente comprendidos entre 0 y 4; los correspondientes a los suelos limosos entre 8 y 12 y los de los suelos arcillosos entre 11 y 20 o más. Se utilizarán las siguientes tablas y gráficos para determinar el tipo de suelo tanto para SUCS y AASHTOI.
En el análisis realizado, podemos decir que nuestro tipo de suelo es A-4.
Clasificado de la siguiente manera según el AASHTO:
Comparación entre el sistema ASSHTO y SUCS
Hemos tratado el tema del Sistema Unificado de Clasificación del Suelo (SUCS), y ahora, al revisar el método AASHTO, cabe preguntarse: ¿son equivalentes las clasificaciones de una muestra de suelo empleando ambos sistemas?
En relación a este interrogante, Liu (1967) analizó diferentes aspectos asociados a ambos sistemas de clasificación. El resultado de su trabajo se resume en la Tabla 2, la cual muestra la comparación entre ambos sistemas, destacando las clasificaciones más probable, posible y posible pero improbable en base al SUCS, para los diferentes grupos contemplados en el sistema AASHTO.
Tabla 2 Comparación entre el SUCS y el método AASHTO para clasificar suelos (Fuente: Liu, 1967).
Las diferencias observadas entre ambos sistemas, según lo expuesto en la Tabla 2, son evidentes. Sin embargo, Liu (1967) concluye que estas significativas diferencias entre el SUCS y el método AASHTO, no deben resultar sorprendentes, sobre todo si se consideran sus orígenes y propósitos.
Por lo tanto, quizá sea oportuno prestar atención a lo señalado por Holtz et al (2011), quienes mencionan que, a pesar de que el sistema AASHTO puede ser de utilidad para determinar la
calidad de materiales a ser empleados en rellenos, sub bases y bases de pavimentos, y sub rasantes, es importante considerar el propósito original con el que fue desarrollado.
Grupo A 4: Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plásticos que tienen un 75% o más del material fino que pasa el tamiz número. Además, se incluye en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%.
El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos SUCS o por su nombre en inglés (Unified Soil Classification System (USCS)) es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo.
Este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos (2) letras. También se le denomina clasificación temprana modificada de Casagrande.
Los suelos de granos gruesos se dividen en gravas (G) y arenas (S) según tengan más o menos del 50% de granos visibles retenidos en el tamiz No 4 (mayores de 1 mm).
A su vez, cada uno de estos tipos de suelos se divide en cuatro grupos:
W: Bien graduados (coeficiente de uniformidad U > 4); limpios, bien graduados. Para cumplir con los requisitos de estos grupos se garantiza en la práctica especificando que el contenido de partículas finas no sea mayor de un 5% en peso. (< 5% que pasa el tamiz 200: partículas menores de 0.074 mm).
P: Pobremente graduados (poorly graded (con granulometría discontinua, o U < 4 para gravas o 6 para arena); limpios (< 5% de partículas menores de 0.074 mm).
C: Bien graduados; sucios (> 12% de partículas menores de 0.074 mm); finos arcillosos o plásticos (Iω > 7, ubicado por encima de la línea A en el gráfico de las plasticidades).
F: pobremente graduados: sucios (> 12% de partículas menores de 0.074 mm); finos limosos o no plásticos (Iω < 4, ubicado por debajo de la línea A en el gráfico de las plasticidades).
Según su composición, estos tipos de suelos se representan con símbolos como GW y SP. Para los materiales límites se utilizan símbolos dobles, como GW GP.
Los suelos de granos finos se dividen en tres grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas (C) y limos y arcillas orgánicos (O). Cada uno de ellos se subdivide a su vez en los que tienen límites líquidos menor de 50% (L) o mayor de 50% (H).
La distinción entre las arcillas inorgánicas C, los limos inorgánicos M y los suelos orgánicos O se realiza con el gráfico de las plasticidades modificado.
Los suelos CH y CL se representan por puntos situados encima de la línea A, mientras que a los suelos OH, OL y MH les corresponden puntos por debajo de ésta.
En cuanto a los suelos ML, descartando algunas pocas arenas finas arcillosas, también vienen representados por puntos situados debajo de la línea A.
Los suelos orgánicos O se distinguen de los inorgánicos M y C por su olor característico y su color oscuro o, en casos dudosos, por la influencia que el secado a estufa ejerce sobre el límite líquido.
Gráfico modificado de la plasticidad, adaptado para ser utilizado con la clasificación unificada de suelos. Los suelos que se ubican en la zona sombreada se consideran suelos límites y se identifican usando dos símbolos (según U.S. Bureau of Reclamation, 1963).
En el terreno, los suelos de granos finos se pueden diferenciar por su resistencia seca, por su reacción ante un ensayo de sacudimiento o por su rigidez cuando la humedad está cerca del límite plástico.
Con experiencia, también provee una base práctica para la clasificación visual en el terreno. Como todos los procedimientos basados en la granulometría o en las propiedades de los suelos amasados, no alcanza a tomar en consideración las características de los materiales intactos como se presentan en la naturaleza. Por ello en la descripción de las propiedades ingenieriles de las masas o depósitos de suelos solo puede servir como punto de partida.
En el análisis realizado, podemos decir que nuestro tipo de suelo es ML.
Clasificado de la siguiente manera según SUCS:
Suelos de granos finos (más del 50% de la muestra pasa el tamiz No.200 (0.075 mm)): Son limos inorgánicos y arenas muy finas, harina de roca, arenas finas limosas o arcillosas, o limos arcillosos de ligera plasticidad. Con un límite liquido < 50.
Pág.
EJEMPLO DE CLASIFICACIÓN DE CAMPO DE LOS SUELOS DE GRANO FINO SEGÚN EL SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
Grupo de suelos del USC
Plasticidad (suelo mojado) Consistencia en seco
Reacción ensayo de sacudimiento
Límite plástico, resistencia del rollo Olor
ML 0 0 1 rápida a lenta ninguna
no característico, a menudo ninguno
Arenoso muy fino (0.1-0.05 mm)
Francos Franco limosos
SM
Baja plasticidad ML Poca o ninguna plasticidad
ML
Ligeramente plásticos CL Plásticos
Limosos ML
Ligeramente plásticos
Franco arcillosos Franco arcillosos limosos
CL
Límite liquido menor de 50; plásticos ML-CL
Límite liquido menor de 50; ligeramente plásticos CH
Límite liquido mayor de 50; arcillas de alta contracción dilatación MH
Límite liquido mayor de 50; mica, óxido de hierro, arcilla caolinita
LABORATORIO DE CONCRETO, SUELO Y ASFALTO S.A. CONTROL DE CALIDAD No.F. SPT #E22 012 PRUEBA ESTANDAR DE PENETRACION (SPT)
NORMA ASTM D 1586 84
PROYECTO: EDIFICIO RESIDENCIAL DE PLANTA ALTA
LOCALIZACION: GUACÁ ARRIBA, DISTRITO DE DAVID, PROVINCIA DE CHIRIQUÍ, REPUBLICA DE PANAMÁ
PROPIETARIO: NOEL RÍOS, CÉDULA 4 762 162
SOLICITADO: ING. LUIS AROSEMENA FECHA: 15 DE NOVIEMBRE 2022 COORDENADAS x 335355 Y 943111 PROF.(m) DESCRIPCION DEL SUELO S ÍMBOLO PRUEBA ESTÁNDAR DE PENETRACION 0.00 VISUAL/SUCS NO (GOLPES) P (cm) qa (Kg/cm2 ) REC (0/0) W (0/0) OBSERVACIONES
0.40 Capa Orgánica
Capa Orgánica
Limo arcilloso de color rojizo a chocolate claro 1 2.00 15.00 0.74 50.0% 31.9 Limo arcilloso de color rojizo a chocolate claro 3.00 15.00 1.05 4.00 15.00
0.45
Limo arcilloso de color rojizo a chocolate claro 2 1 .00 15.00 0.21 45.7 Limo arcilloso de color rojizo a chocolate claro 1.00 15.00 1.50 1.00 15.00 2.05
Arcilla limosa de color rojiza a chocolate claro con pintas negras y grises 3 1.00 15.00 0.21 20.0% 53.6 Arcilla limosa de color rojiza a chocolate claro con pintas negras y grises 1.00 15.00 2.50 1.00 15.00 3.05
Arcilla limosa de color rojiza a chocolate claro con pintas negras y grises 4 2.00 15.00 0.63 70.0% 45.8
Arcilla limosa de color rojiza a chocolate claro con pintas negras y grises 3.00 15.00 3.50 3.00 15.00 N: NUMERO DE GOLPES P: PENETRACION q CAPACIDAD DE SOPORTE ADMISIBLE W: CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL
Nota: NO SE ENCONTRO NIVEL FREÁTICO
PROYECTO: EDIFICIO RESIDENCIAL DE PLANTA ALTA PROPIEDAD DE NOEL RÍOS CÉDULA # : 4 762 162
FECHA DE PRUEBA: 15 de noviembre de 2022
FECHA DE INFORME: 19 de noviembre de 2022
INFORME
La investigación fue realizada en la Finca No. 85207 en Guacá Arriba, Distrito de David, Provincia de Chiriquí, República de Panamá. El punto de prueba fue señalado por el interesado, tomando en cuenta un área aproximada de 100 m2 del edificio a construir.
Se realizó este sondeo con el fin de determinar las condiciones del suelo existente en el sitio de la prueba y poder obtener mediante prueba de análisis de suelo en campo y en el laboratorio, la capacidad de soporte admisible del suelo.
Se realizó la perforación con equipo manual, en el sitio indicado por el cliente. Se efectuó el ensayo de penetración estándar (SPT), mediante el siguiente equipo: Penetrómetro de 1 3/8” Martillo de 63.5 kg. de peso ( 140 lb.); caída libre de 0.76 m.
Se utilizó la norma A. S. T. M. D 1586 para el ensayo de penetración, tomando el número de golpes por cada 0.15 m. de hincado. También se determinó el contenido natural de agua de las muestras según norma A. S. T. M. D 2216, y se clasificó visualmente, según la norma A. S. T. M. D 2488. Durante la prueba se encontró tres variedades de suelos con características muy similares a diferentes profundidades, según se indica en el Perfil de Perforación. La profundidad total de perforación fue hasta 3.50 m.
De 0.0 m. a 0.40 m. : Se encontró capa vegetal y material orgánico.
De 0.45 m. a 1.05 m. : Se encontró un limo arcilloso de color rojizo a chocolate claro, de consistencia medianamente firme. Se obtuvo el contenido de humedad natural en horno por 24 horas, con un resultado de 31.9 %. Se determina por la cantidad registrados para hincar los últimos 0.30 m. (4 a 8 golpes) como un material cohesivo, con una capacidad de soporte de 0.74 Kg / cm2
De 1.05 m. a 1.50 m. : Se encontró un limo arcilloso de color chocolate claro de baja a media plasticidad. Se extrae material para su humedad natural en horno por 24 horas, con un resultado de 45.7 % y se determina por la cantidad de golpes registrados para hincar los últimos 0.30 m. (2 a 4 golpes) como un material cohesivo de consistencia suave, con una capacidad de soporte de 0.21 Kg / cm2 .
De 2.05 m. a 2.50 m. : Se encontró arcilla limosa de color chocolate claro de media a baja plasticidad. Se extrae material para su humedad natural en horno por 24 horas, con un resultado de 53.6 % y se determina por la cantidad de golpes registrados para hincar los últimos 0.30 m. (2 a 4 golpes) como un material cohesivo de consistencia suave, con una capacidad de soporte de 0.21 Kg / cm2 .
De 3.05 m. a 3.50 m. : Se encontró una arcilla limosa de color chocolate claro con partículas de baja a media plasticidad. Se extrae material para su humedad natural en horno por 24 horas, con un resultado de 45.8 % y se determina por la cantidad de golpes registrados para hincar los últimos 0.30 m. (4 a 8 golpes) como un material cohesivo de consistencia medianamente firme , con una capacidad de soporte de 0.63 Kg / cm2
De acuerdo a las muestras de campo obtenidas, se realizaron los siguientes ensayos para complementar la investigación.
ESTIPO DE ENSAYOS CANTIDAD HOYO
Ensayo SPT 1 1 Muestreos por estratos 1 1 Granulometría 1 1 Límites de Atterberg (ML) 1 1 Humedad Natural 4 1
