CURSO LABORATORISTA VIAL CLASE C

MODULO DE GEOTECNIA

MUESTREO DE SUELOS Y DESCRICION VISUAL.

PROFESOR : DANIEL GALVEZ 24 JUNIO 2014

MUESTREO DE SUELOS LO MAS IMPORTANTE DE UNA MUESTRA DE SUELO, ES QUE SEA REPRESENTATIVA DEL TERRENO DEL CUAL SE QUIERE HACER UN ESTUDIO O DEL MATERIAL QUE SE VA A UTILIZAR PARA LA CONSTRUCCION DE UN CAMINO SI NO FUERA ASI CUALQUIER ENSAYO QUE SE REALICE POSTERIORMENTE, AUNQUE SE HAGA BIEN, NO SERVIRA DE NADA PORQUE LA MUESTRA FUE MAL TOMADA. EN GENERAL PARA LA FUNDACION DE CAMINOS LO PRIMERO QUE SE REALIZA SON CALICATAS DE 1.5 METROS DE PROFUNDIDAD EN UNA CANTIDAD DE 4 POR KILOMETROS.DE ESTAS MUESTRAS NO TODAS SE ENSAYAN PORQUE SE AGRUPAN SI TIENEN IGUAL GRANULOMETRIA Y LIMITES DE CONSISTENCIA. SI EL SUELO NATURAL FUESE DEFICIENTE Y TUVIERA POCO SOPORTE SE HACEN MEJORAMIENTOS DE SUELOS A UNA PROFUNDIDAD DE DE 90 CM CONSIDERANDO QUE LA PRESION QUE EJERSE UN NEUMATICO DE 30 CM DE ANCHO SERIA 3 VECES ESE ANCHO. PARA PROFUNDIDADES MAS PROFUNDAS QUE ES EL CASO PARA DETECTAR ROCAS EN LOS CORTES DE CAMINO SE HACEN A 4 METROS DE PROFUNDIDAD, Y EN CASO DE PUENTES SE REALIZAN SONDAJES EN LA CANTIDAD DE UNO POR CEPA. PARA TODOS ESTOS ESTUDIOS LAS MUESTRAS PUEDEN SER DE DOS TIPOS :

1- MUESTRAS INALTERADAS QUE SON AQUELLAS QUE MANTIENE LAS CONDICIONES ORIGINALES DE DONDE FUERON EXTRAIDAS, PARA LO CUAL LA CONSERVACION DE HUMEDAD Y CUIDADO DE TRANSPORTE SON ESENCIALES PARA LOS

DEFERENTES ENSAYOS QUE SE REALIZAN EN EL LABORATORIO. ESTOS ENSAYOS PUEDEN SER : 1-ENSAYO DE CONSOLIDACION. 2-ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE 3-ENSAYO TRIALXIAL

2- MUESTRAS ALTERADAS O PERTURBADAS CUANDO LAS MUESTRAS NO CONSERVAN LAS CONDICIONES QUE CUANDO SE ENCONTRABA EN TERRENO, LA ESTRUCTURA DEL CAMINO SE ALTERA PARA EXTRAERLA., QUE ES EL CASO CUANDO SE HACE UN CORTE EN UN CERRO Y ESTE MATERIAL SE VA A UTILIZAR PAR UN TERRAPLEN O UN EMPRESTITO QUE SE VA A UTILIZAR PARA MATERIAL DE SUBBASE Y EN CASO DE UNA PLANTA MATERIAL DE BASE PARA SER UTILIZADO PARA LA CONSTRUCCION DE UN CAMINO. ARIDOS DIRECTOS Y ARIDOS INDIRECTOS

VISTA PANORAMICA DE ACOPIOS DE MATERIAL

Los suelos son una acumulación heterogénea de partículas minerales no cementadas, producto de la desintegración mecánica o descomposición química de las rocas lo que da como resultado una inmensa variedad de tipos de suelos, cuyo comportamiento será diferente en cada una de las solicitaciones a que se someta. Debido a que las propiedades del suelo pueden ser variables en el tiempo y el espacio, la única manera que tiene el Ingeniero Civil de determinar el posible comportamiento del suelo, es mediante la realización de Pruebas de Laboratorio que reproduzcan de la manera más real las condiciones a que estará sujeto el suelo; por lo que es obvio la necesidad que se tiene de contar, tanto en la etapa de proyecto, como durante la ejecución de la obra de que se trate con datos firmes, seguros y abundantes respecto al suelo en estudio, lo que da al proyectista una concepción razonable y exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser consideradas en su análisis. Así pues, y sabiendo la importancia que tiene el Laboratorio de Mecánica de Suelos en la vida profesional mostrar al estudiante de una manera más objetiva, las ventajas que puede adquirir, al conocer los principales procedimientos de pruebas a que se someten los suelos ya que es aquí de donde el proyectista a de obtener los datos definitivos para su proyecto, por ejemplo, al realizar las pruebas de clasificación ubicará en forma correcta la naturaleza del problema que se le presente y así podrá decidir la pruebas más adecuadas que requiere su problema en particular para definir las características de deformación y resistencia a los esfuerzos en el suelo con que haya de laborar. Las pruebas que a continuación se describen, son las más comunes e importantes en el estudio del comportamiento de los suelos y que se enseñan en el departamento de materiales, en su Sección Mecánica de Suelos.

1-PRUEBA DE CONSOLIDACIÓN. La consolidación impone la necesidad de evaluar la magnitud y la velocidad de los asentamientos. Si el suelo es altamente deformable, las sobrecargas producen asentamientos excesivos. Si el suelo es un limo arenoso, la permeabilidad puede ofrecer asentamientos rápidos que suelen darse durante la construcción. Si el suelo es limo arcilloso, los asentamientos pueden prolongarse darse un tiempo importante después de terminada la obra. Como nos podemos dar cuenta el estudio de la deformación de un suelo donde vamos a emplazar alguna construcción es muy importante, ya que con esto tendremos los parámetros necesarios para realizar un buen diseño de la cimentación, en la cual es necesaria la revisión de los asentamientos totales y diferenciales, con lo cual podremos garantizar la seguridad de la obra.

MUESTRA INALTERADA SUMERGIDA EN AGUA Y APLICANDO CARGAS

ENSAYO DE CONSOLIDACÍON.

2- PRUEBA DE COMPRESIÓN SIMPLE. La prueba de compresión simple fue seleccionada en vista de que es muy sencillo determinar la cohesión y la determinación de el fuerzo máximo a la compresión de un suelo, datos que son de mucha utilidad en el diseño de cimentaciones y estabilidad de taludes a corto plazo.

3- PRUEBA TRIAXIAL RÁPIDA. Debido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastará por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo-deformación.

El ensayo Triaxial constituye el método más versátil en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformación. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de estados reales de carga.

Esta prueba es la más común para determinar las propiedades esfuerzo-deformación (en suelo sometido a confinamiento). La aplicación de estas pruebas y en lo particular de la triaxial rápida es en obras construidas en terrenos arcillosos, ya que la condición inmediatamente después de completar la construcción, es casi siempre la más crítica. Esto es porque la carga completa es aplicada al terreno y éste no ha tenido tiempo para ganar la resistencia adicional por consolidación. La capacidad de carga en suelos de arcilla saturada se puede calcular con la prueba no consolidada no drenada, esto para pequeños proyectos sobre los cuales el gasto de un programa de ensayos no se justifica.

PROBETA PUESTA EN LA MAQUIN A TRIAXIAL

MIDIENDO PROBETAS INALTERADAS PARA SER ENSAYADA

COLOCACION DE MUESTRA EN MAQUINA PARA SER TALLADA .

MUESTRA CILINDRICA PARA ENSAYO COMPRESION SIMPLE.

METODO DE TOMA DE MUESTRAS Y RECONOCIMIENTO DE SUELO

1- CALICATAS Y ZANJAS 2- PIQUES DE RECONOCIMIENTO 3- MUESTREO DE ACOPIOS 4- MUESTRA DE CINTAS TRANSPORTADORAS 5- MUESTREO DE CORDON 6- SONDAJES .

1- CALICATAS :LAS DIMENSIONES DE LAS CALICATAS 1.5 METROS DE PROFUNDIDAD EN PLATAFORMAS , Y 4 METROS EN CORTE Y 0.80 DE ANCHO X 1.0 DE METROS Y SE HACEN AL COSTADO DE LA VIA PARA NO PRODUCIR HUNDIMIENTOS A FUTURO.

LAS CALICATAS DESPUES SE TAPAN PARA EVITAR ACCIDENTES Y MANTENER LA ZONA SEÑALADA

2-LOS PIQUES SON PERFORACIONES A MANO PARA OBSERVAR LOS MATERIALES Y ESPESORES DEL PAVIMENTO Y LAS CAPAS GRANULARES

3-MUESTREO DE ACOPIOS SON DEPOSITOS GRANDES DE MATERIAL QUE SE MANEJAN CON CINTAS TRANSPORTADORAS Y CARGADORES FRONTALES PARA TOMAR LA MUESTRA SE PIDE AL CARGADOR QUE TOME DISTINTAS PORCIONES DEL ACOPIO SIN TOCAR LOS 30 CM INFERIORES QUE ESTA SEGREGADOS Y LOS APILE EN UNA SUPERFICIE LIMPIA Y PLANA PARA LUEGO CUARTEAR LA MUESTRA .

SE LE PIDE AL CARGADOR SACAR MUESTRA Y HACER UN ACOPIO MAS CHICO Y LUEGO CUARTEARLO.

FORMAS INADECUADAS PARA TOMAR UNA MUESTRA REPRESENTATIVA DE UN ACOPIO YA QUE TOMA DE ABAJO DEL ACOPIO DONDE ESTA SEGREGADO Y DIRECTAMENTE AL SACO .

4-MUESTREO DE CINTA TRANSPORTADORA, CUANDO LOS ACOPIOS SON MUY ALTOS LA MEJOR ALTERNATIVA ES HACERLO EN LA CINTA TRANSPORTADORA LA CUAL SE DETIENE Y SE SACA TODO EL MATERIAL EN 1 METRO DE LONGITUD INCLUYENDO FINOS. ESTO SE PUEDO HACER A INTERVALOS REGULARES PARA OBTENER UNA CANTIDAD ADECUADA PARA REALIZAR LOS ENSAYOS DESPUES SE REVUELVE Y SE HACE UN CUARTEO PARA HOMOGENIZAR EL MATERIAL.

FORMAS INADECUADAS PARA TOMAR UNA MUESTRA REPRESENTATIVA DE UNA CINTA TRANSPORTADORA .CON EL VIENTO PIERDE TODO EL FINO.

5-CORDON DE MATERIAL SE CORTA EL CORDON EN TODO LO ANCHO Y SE COLOCA EN UNA LONA O PLANCHA PARA LA POSTERIOR REVOLTURA Y CUARTEO.

DEL CORDON DEL MATERIAL HOMOGENIZADO PREVIAMENTE POR LA MOTONIVELADORA SE PROCEDE A TOMAR UNA MUESTRA EN TODO LO ANCHO DEL CORDON SE VA DEPOSITANDO EL MATERIAL EN EL CAMINO Y SE CUARTEA Y SE GUARDA EN SACOS LIMPIOS BIEN IDENTIFICA LA MUESTRA .

A VECES SUCEDE QUE NO SE TOMO MUESTRA OPORTUNAMENTE NI EN EL ACOPIO NI CUANDO ESTABA HECHO EL CORDON , Y SE COMPACTO LA MUESTRA , EN TAL CASO SE HACE UNA ZANJA A MEDIA PISTA A LO ANCHO DE LA PALA Y PROFUNDIDAD DE LA CAPA CUIDADOSAMENTE PARA NO ALTERAR EL MATERIAL ORIGINAL YA QUE AUNQUE SE HAGA CON PRECAUCION IGUAL AL HACERLO CON CHUZO TRITURA EN ALGO LA GRAVA LO QUE HAY QUE HACER UNA NOTA OJALA SIEMPRE TRATAR DE TOMAR LA MUESTRA ANTES Y EVITAR ESTE PROCEDIMIENTO PORQUE DESPUES AL RELLENAR CON OTRO MATERIAL QUEDA MAL COMPACTADO Y SE PRODUCEN ASENTAMIENTOS .

1- SONDAJES ES UN METODO DE ALTO COSTO Y SE REALIZA PARA OBRAS COMO PUENTES PARA DISEÑAR LAS FUNDACIONES.

PARA TOMAR UNA BUENA MUESTRA SE PROCEDE A HACER UN CUARTEO PARA SACAR UNA CANTIDAD REPRESENTATIVA DEL SUELO CON EL OBJETO DE HOMOGENIZARLA ESTO MEJORA LA REPETIBILIDAD DE LOS RESULTADOS DE UN LABORATORIO Y LA REPRODUCILIDAD EN EL SENTIDO QUE DIFERENTES LABORATORIOS OBTENGAN RESULTADOS PARECIDOS .

EVITAMOS ASI LA SEGREGACION, LA SEPARACIÓN DE LOS FINOS Y PARA ESTO ESTE CUARTEO SE HACE EN FORMA HUMEDA REVOLVIENDO VARIAS VECES EL MATERIAL PARA HOMOGENIZARLO.

PROCEDIMIENTOS PARA HACER UNA MUESTRA.

1- EL MATERIAL OBTENIDO EN TERRENO DEBE SER MAYOR QUE LA CANTIDAD A UTILIZAR PAR UN ENSAYO , ESTO PARA TENER UNA CONTRAMUESTRA Y REPETIR UN ENSAYO SI FUERA NECESARIO.

2- HAY QUE SEGUIR LAS ESPECIFICACIONES PARA REDUCIRLA Y QUE ESTA ESTE HUMEDA 3- SE HACE UN CONO SE APLASTA Y SE VA DIVIDIENDO LA MUESTRA TANTAS VECES COMO

SEA NECESARIO EN 4 PARTES IGUALES Y SE VAN TOMANDO DOS PARTES OPUESTAS . 4- LA CONTRAMUESTRA SE VA GUARDANDO . 5- SE IDENTIFICA SU PRECEDENCIA SI SE TRATA DE UN ESTUDIO DE SUELO EL ESTRATO , TIPO

DE SUELO , PROFUNDIDAD SI ES UNA MUESTRA SACADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN CAMINO SUBBASE , BASE , TERRAPLEN , LA FECHA , EL NOMBRE DE QUIEN TOMO LA MUESTRA , EL CONTRATO Y TENER CLARO QUE ENSAYO SE LE VAN A REALIZAR .

EN LA PRACTICA SE PUEDE EL CUARTEO HACER DE DOS FORMAS :

1-CUARTEO MECANICO

2-CUARTEO MANUAL USANDO UNA PALA PLANA Y ESCOBA PARA BARRER LOS FINOS .

CUARTEO MECANICO

CUARTEO MANUAL CON PALA PLANA HACIENDO UN CONO

LA DESCRIPCION DE UN SUELO VIENE DADA POR SU DEFINICIÓN SEGÚN SU TAMAÑO

ROCA: AGREGADO NATURAL DE GRANOS UNIDOS POR GRANDES Y PERMANENTES FUERZAS DE COHESIÓN.

SUELO : AGREGHADO NATURAL DE GRANOS MINERALES , CON O SIN COMPONENTES ORGANICOS , QUE PUEDEN SEPARARSE POR MEDIOS MECANICOS COMUNES COMO LA AGITACIÓN EN AGUA .

AGREGADO: TERMINO UTILIZADO PARA DEFINIR UNA MASA DE SUELO .

BOLONES: FRAGMENTOS DE ROCA ENTRE 80 MM Y 300 MM

GRAVA: AGREGADO SIN COHESIÓN, POCO O NO ALTERADOS, DE ROCA Y MINERALES . SU TAMAÑO VARIA ENTRE 5 Y 80 MM.

ARENA: AGREGADOS SIN COHESION CON TAMAÑOS ENTRE 0.08 Y 5 MM

LIMOS: SUELOS DE GRANO FINO CON POCA O NULA PLASTICIDAD Y TAMAÑO COMPRENDIDO ENTRE 0.005MM Y 0.08MM.

ARCILLA: AGREGADOS DE PARTICULAS MUY PEQUEÑAS DERIVADAS DE LA DESCOMPOSICIÓN QUIMICA DE LAS ROCAS, SON PLASTICAS Y EL TAMAÑO DE SUS PARTICULAS ES MENOR A 0.005 MM.

LAS MUESTRAS SE IDENTIFICAN POR LA CANTIDAD DE MATERIAL PRESENTE EN LA MUESTRA , ES DECIR , GRAVA ARENOSA , GRAVA ARCILLOSA , LIMO ARENOSO , LIMO ARCILLOSO .

CONSIDERACIONES PARA HACER UN BUEN CUARTEO Y POSTERIOR GRANULOMETRIA

1- CUANDO SE TOMAN MUESTRAS DE UN EMPRESTITO O UN CORTE QUE SE VA A UTILIZAR COMO TERRAPLEN HAY QUE ANOTAR LOS SOBRETAMAÑOS QUE SON PARTICULAS QUE ESTAN SOBRE EL TAMAÑO EXIGIDO , POR EJEM PLO PARA UN TERRAPLEN TAMAÑO MAXIMO ADMISIBLE SERIA DE 150MM ,, PARA UNA SUBRASANTE TAMAÑO MAXIMO 100MM EN ESTE CASO TODAS LAS PARTICULAS QUE ESTAN SOBRE ESE TAMAÑO SERIA SOBRETAMAÑO SI ASI LO EXIGIERA LAS ESPECIFICACIONES TECNICAS Y HAY QUE ELIMINARLA PERO A VECES ESTAN PRESENTE Y AL TOMAR UNA MUESTRA HAY QUE CONSIDERARLAS PARA SABER EL % QUE HAY.

2- PARA ESTE CASO SE HACE UN CUARTEO Y LOS SOBRETAMAÑOS SE VAN DISTRIBUYENDO HONOGENEAMENTE EN LOS CUARTOS CON LA MANO PORQUE SON BOLONES DE GRAN TAMAÑO Y SE PESAN DESPUES TODA LA MUESTRA PARA SACAR EL % DE SOBRETAMAÑO , LUEGO SE HACE LA GRANULOMETRIA DEL TAMAÑO EXIDO HACIA ABAJO EN FORMA DESCENDENTE.

3-EN CASO QUE QUERAMOS HACER UNA GRANULOMETRIA PARA CLASIFICAR EL TIPO DE SUELO SE HACE BAJO LA MALLA 3" EN CASO QUE NO HUBIERA ESPECIFICACION , SI LA HAY SE RIGE ESTRICTAMENTE CON LAS BANDAS EXIGIDAS PARA EL CONTRATO .

4- ES MUY UTIL ANOTAR VISUALMENTE LA DESCRIPCION DEL MATERIAL ES DECIR SI ES UNA BASE GRAVA ARENOSA , SINPLASTICIDAD SI ESTA HUMEDA O SECA ´SI SE TRATA DE GRAVAS ARCILLOSAS O SOLAMETE MATERIAL FINO ARCILLOSO CON ALGO DE GRAVA EL COLOR DEL MATERIAL , HAY ARCILLAS NEGRAS , ROJAS , ALTAMENTE PLASTICAS AVECES EL SUELO POSEE RAICES VER SI TIENE OLOR CUALQUIR OBSERVACION DELM SUELO ES UTIL PARA PODER IDENTIFACARLO Y CLASIFICARLO .

5- ANOTAR BIEN LA PROCEDENCIA SI ES NATURAL O PROVIENE DE UNA PLANTA CHANCADORA , O FUE TOMADO DE UN CORDÓN DEL CAMINO QUE SE ESTA CONSTRUYENDO , ANOTANDO SU KILOMETRO , LA CAPA , ESPESOR , TAMAÑO MAXIMO ,FECHA DE MUSTREO Y QUIEN TOMO LA MUESTRA . EJEMPLO:

1-MUESTRA DE PLANTA FE GRANDE PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UN CAMINO

MATERIAL : BASE GRANULAR

CONTRATO: MEHUIN - PUERTO MONTT

TRAMO : KM 27 AL 50

KM PUNTUAL : KM 30

FECHA : 24-06-2014

ESPESOR CAPA : 20CM

MUESTREADO POR : DANIEL GALVEZ INSPECCION TECNICA DE LA OBRA ITO

OBSERVACIONES : MUESTRA FUE SACADA DE UN CORDON HECHA EN EL CAMINO YA HABIA SIDO HOMOGENIZADA POR LA MOTONIVELADORA LISTO PARA SER ESPARCIDO PARA SU COMPACTACIÓN

ENSAYOS SOLICITADOS : CLASIFICACION ( GRANULOMETRIA Y IP ) , PROCTOR , CBR.

2-MUESTRA DE UNA CALICATA PARA ESTUDIO DE PROYECTO FUTURO CAMINO

MUESTRA : LIMO ARCILLOSO CON PRESENCIA DE GRAVA TAMAÑO MAX, 2 " APROX, COLOR ROJO , ALTA PLASTICIDAD , HUMEDA .MUY DENSA

CALICATA Nº 2

PROFUNDIDAD TOTAL : 1.5 METROS

ESTRATO : Nº3 , COTA A 80CM DE LA SUPERFICIE

ESPESOR : 50 CM

SE SACA MUESTRA INALTERADA , SE ENVUELVE EN PARAFINA SOLIDA SE MARCA LA SUPERFICIE DE ARRIBA PARA REALIZAR ENSAYOS DE CONSOLIDACION Y RESISTENCIA NO CONFINADA . SE TOMA DENSIDAD NATURAL DEL ESTRATO .