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PRUEBAS PARA EL ANALISIS DE LOS SUELOS

Orientado Por: Ing. Maria Jose Camas

Realizado Por: Br. Jahaira Montalvan

Br. Jeslyn Obregon

Br. Anderson Arostegui

Br. Gerald Lanuza

Grupo: 3S2 IC

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Introduccion

Las pruebas para el analisis de los suelos consiste en una serie de

requerimientos o muestreos que ayudan a entender el comportamiento

Geotecnio del suelo en donde se piensa llevar a cabo un proyecto.

A traves de de pruebas tales como: limite de elasticidad, limites de

Atterberg, permeabilidad, compresion, pruebas Granulometricas,

Adhesion etc, es que llegamos a conocer la factibilidad del suelo para

dicha obra.

Estos tipos de pruebas son fundamentales a la hora de realizacion de

proyectos tantos en obras horizontales como verticales, pues estas

ademas ayudan a determinar el grado de resistencia del suelo en el

que se trabaja, no podemos olvidarnos que el terreno juega un papel

importante en una obra, no solo por la viabilidad del proyecto sino

tambien por el grado de seguridad del que una obra puede carecer por

el simple hecho de no haber realizado un analisis del terreno.

Porque si bien sabemos que un terreno puede ser optimo para la

construccion debido a que los factores del suelo asi lo permiten

tambien se puede dar el caso de que el area sea parte de alguna falla

sismica lo que implicaria un riesgo para determinada obra.

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INDICE

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DESARROLLO

El muestreo en suelos implica la aplicacin de los diferentes mtodos usados para investigar las caractersticas de un sitio mediante la extraccin de muestras alteradas e inalteradas. Las muestras sirven posteriormente para realizar las pruebas necesarias de laboratorio con el fin de definir la estratigrafa y propiedades de los suelos y rocas. Distintos Tipos de Muestras: Para la clasificacin preliminar de un suelo, o para determinar sus propiedades en el laboratorio, es necesario contar con porciones o muestras del mismo. En cuanto al propsito con el que se toman las muestras, stas se clasifican en muestras de inspeccin y de laboratorio. De las primeras slo se requiere que sean representativas; en cambio, las muestras destinadas a estudios de laboratorio deben llenar una serie de requisitos sobre tamao, mtodo de obtencin, embarque, etc. Tanto las muestras de inspeccin como de laboratorio pueden ser inalteradas, cuando se toman todas las precauciones para procurar que la muestra est en las mismas condiciones en que se encuentra en el terreno del cual procede y alteradas en caso contrario. Tamao de la Muestra: La cantidad de suelo que hay que enviar al laboratorio depende del programa de pruebas, y debe ser suficiente para repetir los ensayes cuyos resultados se juzguen incorrectos o dudosos. Las muestras alteradas usuales en estudios de materiales provenientes de un banco de prstamo pueden constar de 50 a 60 kg de material. Para estudios el laboratorio indicara las cantidades necesarias , pero por ejemplo en una muestra de 50kg o 60 kg; 14kg sern para pruebas Proctor, 4kg para compresin Traxial, 10kg para el anlisis Granulomtrico, 3kg para la Permeabilidad, 1kg para la Densidad, 2kg para los limites de Consistencia y 1kg para la consolidacin.

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Muestreo Superficial: El muestreo a cielo abierto debe considerarse como el ms satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Los bancos de prstamo se muestran, generalmente, abriendo pozos o zanjas con pico y pala o con la ayuda de medios mecnicos, y labrando calas en las paredes o en el fondo de la excavacin. Las palas de postear y las posteadoras mecnicas permiten obtener muestras alteradas, pero representativas del suelo, pero sin hacer excavaciones. Se describen a continuacin los principales procedimientos de muestreo superficial, cuyos principios se aplican fcilmente a mtodos de muestreo por medios mecnicos. Independientemente del mtodo empleado, es importante anotar todas las observaciones realizadas sobre el material Insitu en un registro de campo.

EQUIPOS

Para Pozos en Cielos Abiertos:

Pico y pala. Hachuela Bote de lmina, 18 litros Costales o cajones Hoja de lmina o lona de 1.50 x 1.50 m aproximadamente Etiquetas Para sondeos con palas de Postear: Pala de postear, con extensiones. Pala de mano Hoja de lmina o lona de 1.50 x 1.50 aproximadamente Costales o cajones Etiquetas

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POZOS O ZANJAS A CIELO ABIERTO Estos mtodos permiten hacer una observacin visual directa y posibilitan la toma manual de muestras del suelo, aunque estn limitados a profundidades prcticas de 3 4 m. Las zanjas son tiles para ubicar los puntos de contacto con estratos que se profundizan agudamente. Los pozos de prueba son un medio rpido y econmico de obtener informacin del subsuelo, pero no se deben utilizar por separado, a menos que se conozcan los materiales que hay por debajo del pozo o cuando esta informacin no tiene importancia. Los suelos descubiertos con los pozos o zanjas a cielo abierto se muestrean fcilmente clavando a mano tubos de pared delgada en el fondo o los taludes de la excavacin.

SONDAS

Se trata de sondas taladradas o clavadas, sin toma de muestras, cuya finalidad es localizar la roca madre y obtener cortes destinados a la identificacin del suelo o terreno. Las sondas clavadas permiten evaluar adecuadamente las propiedades del suelo. Las sondas para la localizacin de la roca madre tambin aportan informacin sobre la solidez relativa de sta, lo que se mide a partir de la velocidad de penetracin de la barrena cuando sta es sometida a una presin descendente constante.

PERFORACIONES

El mtodo tradicional de exploracin del subsuelo consiste en perforar (taladrar) y examinar agujeros y el material que de ellos se extrae. Sin embargo muchos de los problemas de construccin de cimientos, que a menudo son muy costosos, resultan del uso de mtodos inapropiado de muestreo por horadacin o de una confianza excesiva en la extrapolacin de los resultados. En consecuencia, para la planificacin y ejecucin de las exploraciones del suelo o terreno mediante perforaciones se debe recurrir a una evaluacin ingenieril experta. En muchos reglamentos municipales y estatales de construccin se especifican un nmero mnimo de perforaciones para cada tamao de

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terreno. La informacin as obtenida, sin embargo, puede ser insuficiente para el diseo y la construccin de los cimientos. Muy a menudo, despus de haber realizado las perforaciones que exigen los reglamentos, se retira del sitio el equipo de perforacin; luego, durante la excavacin o construccin de los cimientos, se descubren capas de discontinuidad en el sitio. Durante la perforacin y el muestreo de perforaciones, es necesario que un ingeniero, gelogo o tcnico capacitado lleve una bitcora. ( Bitcora de perforacin de suelos) en la que anote las profundidades de perforacin a que se toman muestras o realizan pruebas, las profundidades donde ocurren cambios de estratos y la profundidad del manto fritico; adems conviene anotar tambin los resultados de cualquier prueba realizada in situ, como la prueba estndar de penetracin (ASTM D 1586).

PRUEBAS DEL LABORATORIO

Bsicamente, las pruebas de laboratorio generan datos ms exactos sobre las propiedades ingenieriles del suelo o terreno que las interpretaciones de las pruebas simples de campo (siempre que las muestras sean en verdad representativas de las condiciones del subsuelo). El anlisis de suelos en laboratorios se ha desarrollado hasta convertirse en una maraa de pruebas interrelacionadas, con una variedad de criterios y mtodos. La American Society for Testing and Materials (ASTM) publica peridicamente un resumen de esos procedimientos (SPT 479, Special Procedures for Testing Soil and Rock for Engineering Purposes). Muchas de las tcnicas de prueba son exclusivamente aplicables a ciertos grupos de suelos, por lo que los datos resultan incorrectos cuando se intenta su utilizacin de alguna otra manera. Cuando estructuras afectables por los asentamientos, grandes terraplenes, presas o taludes pronunciados se van a cimentar sobre suelos blandos o de propiedades inciertas, conviene realizar pruebas de laboratorio sobre muestras representativas.

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Pruebas de Indice: como las de los lmites de Atterberg, de densidad y de distribucin granulomtrica, sirven para clasificar y caracterizar los suelos, conocer sus caractersticas ingenieriles generales, evaluar su aptitud como material de relleno y estimar su potencialidad de correccin mediante las tcnicas de mejora del terreno. Es comn realizar varias de estas pruebas en cada estrato de inters. Pruebas de Compresibilidad: como las de consolidacin y de compresin triaxial, generan valores que permiten evaluar los asentamientos que ocurren bajo carga. Las pruebas de consolidacin se hacen sobre suelos plsticos, mientras que las de compresin triaxial se destinan a suelos granulares. Asimismo, las pruebas de consolidacin y la mxima presin a que ha sido sometido el suelo con anterioridad. Las pruebas de compresin triaxial tambin sirven para evaluar la rigidez de las arenas (una propiedad que aumenta al elevarse la presin de confinamiento) y el incremento de resistencia de las arcillas por consolidacin. Pruebas de Resistencia en Laboratorios: miden la resistencia del suelo a fin de calcular su capacidad de carga, la resistencia a los empujes laterales de la propia tierra y la estabilidad de los taludes. La resistencia de las arenas se mide por medio de pruebas triaxiales y directas de esfuerzo cortante. Las pruebas con cizalla de aspas, compresin y confinamiento y compresin triaxial, que se realizan en laboratorio, son aplicables a los suelos de tipo cohesivo.

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TIPOS DE PRUEBAS PARA ANALISIS DEL SUELO

Lmites de Atterberg: Los suelos que poseen algo de cohesin, segn su naturaleza y cantidad de agua, pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado slido, semi-slido, plstico o semi-lquido. El contenido de agua o humedad lmite al que se produce el cambio de estado vara de un suelo a otro. El mtodo usado para medir estos lmites se conoce como mtodo de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan lmites de Atterberg. Ellos marcan una separacin arbitraria, pero suficiente en la prctica, entre los cuatro estados mencionados anteriormente. El mtodo usado para medir estos lmites de humedad fue ideado por el cientfico sueco Albert Atterberg en el ao 1911. Los lmites de Atterberg son propiedades, valores de humedad de los suelos que se utilizan en la identificacin y clasificacin de un suelo. En la actualidad, los lmites de Atterberg son las determinaciones que con ms asiduidad se practican en los laboratorios de Mecnica del Suelo. Su utilidad deriva de que, gracias a la experiencia acumulada en miles de determinaciones, es suficiente conocer sus valores para poderse dar una idea bastante clara del tipo de suelo y sus propiedades. Como, por otra parte, se trata de determinaciones sencillas y rpidas, permiten una pronta identificacin de los suelos y la seleccin adecuada de muestras tpicas para ser sometidas a ensayos ms complicados. Los lmites de Atterberg pertenecen, junto al anlisis granulomtrico, al tipo de ensayos de identificacin. Pero, si el anlisis granulomtrico nos permite conocer la magnitud cuantitativa de la fraccin fina, los lmites de Atterberg nos indican su calidad, completando as el conocimiento del suelo. Frecuentemente se utilizan los lmites directamente en las especificaciones para controlar los suelos a utilizar en terraplenes.

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El ndice de plasticidad: indica la magnitud del intervalo de humedades en el cual el suelo posee consistencia plstica, y el ndice de liquidez, que indica la proximidad del suelo natural al lmite lquido, son caractersticas especialmente tiles del suelo.

Albert Atterberg defini como plasticidad la capacidad que tena un suelo de ser deformado sin agrietarse, ni producir rebote elstico. A su vez observ que los suelos arcillosos en condiciones hmedas son plsticos y se vuelven muy duros en condiciones secas, que los limos no son necesariamente plsticos y se vuelven menos duros con el secado, y que las arenas son desmenuzables en condiciones sueltas y secas. Tambin observ que existan arcillas altamente plsticas y otras de baja plasticidad. Los lmites establecidos por Atterberg para diferenciar los distintos estados de consistencia se deben obtener a partir de la fraccin que pasa por el tamiz N 40, descartando la porcin retenida. La frontera entre el estado slido y semislido se llama lmite de contraccin o de retraccin y se define como la humedad presente al haber aadido agua suficiente para llenar todos los huecos de una pastilla de suelo seca. Se trata de la humedad mxima de un suelo para la cual una prdida de humedad no causa disminucin de volumen de suelo. La frontera entre los estados semislido y plstico se llama lmite plstico, y se obtiene midiendo el contenido de humedad del suelo cuando comienzan a agrietarse pequeos cilindros de suelo de 3 mm de dimetro.

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A la frontera entre el lmite plstico y lquido se le llama lmite lquido y se determina midiendo la humedad que contiene el suelo cuando con 25 golpes se cierra una ranura de 13 mm de longitud mediante un aparato normalizado. Lmite Lquido: El lmite lquido como fue definido por Atterberg ha estado sujeto a distintas variaciones en su determinacin. Fue Terzaghi, quien le sugiri a Casagrande en 1927, que diseara un dispositivo mecnico que pudiera eliminar en la medida de lo posible los errores del operador en la determinacin del mismo. Casagrande desarroll un dispositivo normalizado como se muestra en la norma UNE 103-103-94. El lmite lquido, como ya se ha comentado anteriormente, se estableci como la humedad que tiene un suelo amasado con agua y colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco, realizado mediante un acanalador normalizado, que divide dicho suelo en dos mitades, se cierra a lo largo del fondo en una distancia de 13 mm, tras haber dejado caer 25 veces la mencionada cuchara desde una altura de 10 mm sobre una base tambin normalizada, con una cadencia de 2 golpes por segundo. La altura de cada, como las dimensiones del cascador y las dimensiones de la ranura, como el material de la base, etc., son factores de influencia en los resultados obtenidos. Estos factores se comentarn en el siguiente apartado.

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El lmite lquido es el lmite de humedad para el cual 2 secciones de una pasta de suelo, alcanzan a unirse en 12mm al cabo de 25 golpes en el Cascador de Casagrande. Curva de Flujo: Casagrande observ que el nmero de golpes necesarios para cerrar la ranura dependa del contenido de agua del suelo y que cuando una serie de resultados de un suelo se representaba en un grfico donde el eje de la humedad era aritmtico y el eje del nmero de golpes era logartmico, esos resultados formaban una lnea recta. Esa curva fue llamada curva de flujo. Una vez establecido 0,117 como pendiente ms probable de los distintos grados de humedad de un mismo suelo, independientemente de su origen geolgico (Edn, 1959), la determinacin del lmite lquido se simplific en gran parte. Consolidacin de Suelos: Se denomina consolidacin de un suelo a un proceso de reduccin de volumen los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plsticos), provocado por la actuacin de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud. Compresin Triaxial: Constituye el mtodo ms verstil en el estudio de las propiedades esfuerzo deformacin. Una muestra cilndrica de un suelo es sometida a una presin de confinamiento en todas sus caras. A continuacin se incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe. Prueba Granulomtrica: Es la distribucin de los tamaos de las partculas de un agregado, tal como se determina por el anlisis de tamices. Es la medicin de los granos de una formacin sedimentaria. La granulometra es la medicin de los granos de una formacin sedimentaria y el clculo de la abundancia de los correspondientes a

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cada uno de los tamaos previstos por una escala granulomtrica con fines anlisis tanto de su origen como de sus propiedades mecnicas.

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ANEXOS

Medicin del Limite Liquido

Prueba Triaxial

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CALICATAS

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BIBLIOGRAFIAS

http://icc.ucv.cl.com http://geotecnia-sor.blogspot.com http://www.unne.edu.ar/