Clasificación y características de rocas y suelos en geotecnia
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Este documento clasifica y describe las características de las rocas y los suelos. En la primera sección clasifica las rocas según su composición, tamaño de grano y otras propiedades. Luego describe las características físico-mecánicas de varios tipos de rocas y evalúa su aptitud para cimientos u otras aplicaciones geotécnicas. La segunda sección clasifica los suelos según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos y el Sistema AASHTO. También evalúa las propiedades de los
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- 1. 12-1 CAPÍTULO 12 GEOTECNIA 12.1. ROCAS 12.1.a. CLASIFICACIÓN TABLA 12.1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ÁCIDAS DE GRANO GRUESO -Granito-Diorita DE GRANO FINO -Andesita-Riolita ÍGNEAS BÁSICAS DE GRANO GRUESO -Gabro DE GRANO FINO -Basalto NO GRANULARES -Pedernal-Obsidiana DE GRANO GRUESO -Conglomerado-Brecha -Pudinga SEDIMENTARIAS DE GRANO FINO -Arenisca-Ortocuarcita-Arcosa-Grauvaca -Limolita-Arcillita NO GRANULARES -Caliza-Dolomita CRISTALINAS -Yeso-Anhidrita DE GRANO GRUESO -Gneis METAMÓRFICAS DE GRANO FINO -Pizarra-Esquisto NO GRANULARES -Cuarcita-Mármol 12.1.b. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS TABLA 12.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE VARIOS TIPOS DE ROCAS TIPO DE ROCA RESISTENCIA A COMPRESIÓN (Kg/cm2 ) DENSIDAD (Tm /m3 ) 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 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 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
- 2. 12-2 DESCRIPCIÓN RESISTENCIA COMPRESIÓN SIMPLE (Kg/cm2 ) HUELLA Y SONIDO Muy blanda Blanda Media Moderadamente dura Dura Muy dura 10-15 50-250 250-500 500-1000 1000-2500 > 2500 El material se disgrega completamente con un golpe del pico del martillo y se deshace con navaja. El material se indenta de 1,5 a 3 mm con el pico del martillo y se deshace con la navaja. El material NO se deshace con la navaja. La muestra soste- nida en la mano se rompe con UN (1) golpe de martillo. La muestra se rompe con VARIOS golpes de martillo. La muestra depositada en el suelo se rompe con UN (1) golpe. La muestra se rompe con dificultad a golpes con el pico del martillo. Sonido MACIZO.
- 3. 12-3 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 TIPOS DE ROCA CAPACIDAD DE CARGA MODIFICACIÓN DE RESISTENCIA EN PRESENCIA DE AGUA COMPACTABILIDAD ALTERABILIDAD POTENCIAL OBSERVACIONES Ígneas ácidas de grano grueso Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas Ígneas básicas de grano grueso Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas Ígneas ácidas de grano fino Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas Ígneas básicas de grano fino Muy alta Nula Difícil Muy baja Hay que eliminar zonas meteorizadas Ígneas no granulares Alta Nula Muy difícil Baja Difíciles de excavar, rasantear y compactar Sedimentarias de grano grueso Alta Muy baja Media Baja Su capacidad de carga depende mucho del grado de cementación Sedimentarias de grano fino Alta Media a baja Media a fácil Media Suelen ser peligrosas si se presentan en capas alternadas con arcilla ó si tienen poca cohesión Sedimentarias no granu- lares Muy alta Baja Media a fácil Baja Conviene analizar que no presenten oquedades y cuevas Sedimentarias cristalinas Baja Muy alta Irregular Muy alta Solubles, muy peligrosas Metamórficas de grano grueso Alta Nula Difícil Baja Hay que eliminar zonas meteorizadas Metamórficas de grano fino Alta a media Media a baja Difícil a media Alta Pueden deslizar por los planos de estratifica- ción, si éstos son inclinados Metamórficas no granu- lares Muy alta Nula Difícil Muy baja Muy difícil de excavar, rasantear y compactar 12.2.SUELOS
- 4. 12-4 12.2.a.CLASIFICACIÓN SUELOS SUCS TABLA 12.5. Divisiones principales Símbolo del grupo Nombre clásico Método de identificación en campo excluyendo partícu- las mayores de 75 mm Clasificación de laboratorio 1 2 3 4 5 6 GW Gravas bien 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 Gravaslimpias (pocoóningún fino) GP Gravas pobremente graduadas,mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando algunos tamaños intermedios 6 10 60 >= D D Cu 3 )( 1 6010 2 30 < × =< DD D Cc GM Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedi- miento de identificación ver grupo ML) Los límites de Atterberg bajo la línea A ó IP < 4 GRAVAS Másdelamitaddelosgruesoses >5mm Gravascon finos(apre- ciablecanti- dad) GC Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver grupo CL) 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 SW Arenas bien 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 Arenaslimpias (pocoóningún fino) SP Arenas pobremente graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando algunos tamaños intermedios 4 10 60 >= D D Cu 3 )( 1 6010 2 30 < × =< DD D Cc SM Arenas limosas, mezclas de arena y limo Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedi- miento de identificación ver grupo ML) Los límites de Atterberg bajo la línea A ó IP< 4 Suelosdegranogrueso Másdelamitaddelmaterialesmayorqueelt.nº200 ARENAS Másdelamitaddelosgruesoses <5mm Paraclasificaciónvisualeltamiznº4equivalea5mm Arenascon finos(apre- ciablecanti- dad) SC Arenas arcillosas, mezcla de arena y arcilla Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver grupo CL) Determinarlos%degravayarenadespuésdelacurvagranulométricay despuésel%definos(fracciónmenorqueeltamiznº200) 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 Método de identificación en la fracción menor de tamiz nº40 (0.4 mm) Resistencia a la rotura Dilatancia Plasticidad ML Limos inorgánicos de baja compresibilidad Ninguna a ligera Rápida a lenta Ninguna CL Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas Media a alta Ninguna a muy lenta Media Limosyarcillas. Límitelíquidome- norque50 OL Limos orgánicos y arcillas limosas orgáni- cas 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 compresibili- dad Alta a muy alta Ninguna Alta Suelosdegranofino Másdelamitaddelmaterialesmenorqueelt.nº200 Eltamañodeltamiznº200esaproximadamentelamenorpartículavisibleasimplevista Limosyarcillas. Límitelíquidoma- yorque50 OH Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad. Media a alta Ninguna a muy lenta Ligera a media Suelos altamente orgánicos Pt Turba y otros suelos altamente orgánicos Fácilmente identificable por el color,olor,tacto esponjoso y a menudo textura fibrosa Usarlacurvagranulométricaparaidentificarlasfracciones TABLA 12.6. PROCESO DE CLASIFICACIÓN SUCS
- 5. 12-5
- 6. 12-6 12.2.b. CLASIFICACIÓN SUELOS AASHTO TABLA 12.7.
- 7. 12-7 TABLA 12.8. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE GRUPO
- 9. 12-9 12.2.c. VALORACIÓN SUELOS SUCS TABLA 12.9. Princi- pales divisio- nes 1 Letra 2 Nombre 3 Valor como terreno de apoyo 4 Valor como subbase 5 Valor como base 6 Acción potencial de la helada 7 Compresibilidad y expansión 8 Características de drenaje 9 Equipo de compactación 10 Peso unitario en seco en Tm/m3 11 CBR 12 Módulo k en Tm/m3 y en lb/pulg3 13 GW Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino Excelente Excelente Bueno Ninguna a muy ligera Casi ninguna Excelente Tractor tipo oruga, rodillo de neumá- ticos, rodillo con ruedas de acero 2,00-2,24 40-80 5536-8304 200-300 GP Gravas pobremente graduadas,mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino Bueno a excelente Bueno Regular a bueno Ninguna a muy ligera Casi ninguna Excelente Tractor tipo oruga, rodillo de neumá- ticos, rodillo con ruedas de acero 1,76-2,24 30-60 5536-8304 200-300 d Bueno a excelente Bueno Regular a bueno Ligera a media Muy ligera Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 2,00-2,32 40-60 5536-8304 200-300 G M u Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo Bueno Mediano Pobre a no conve- niente Ligera a media Ligera Pobre a práctica- mente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,84-2,16 20-30 2768-8304 100-300 Gravasysueloscongrava GC Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla Bueno Mediano Pobre a no conve- niente Ligera a media Ligera Pobre a práctica- mente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 2,08-2,32 20-40 2768-5536 100-200 SW Arenas bien graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino Bueno Mediano a bueno Pobre Ninguna a muy ligera Casi ninguna Excelente Tractor tipo oruga, rodillo de neumá- ticos 1,76-2,08 20-40 5536-8304 200-300 SP Arenas pobremente graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino Mediano a bueno Mediano Pobre a no conve- niente Ninguna a muy ligera Casi ninguna Excelente Tractor tipo oruga, rodillo de neumá- ticos 1,68-2,16 10-40 5536-8304 200-300 d Mediano a bueno Mediano a bueno Pobre Ligera a alta Muy ligera Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,92-2,16 15-40 5536-8304 200-300 S M u Arenas limosas, mezclas de arena y limo Mediano Pobre a mediano No conveniente Ligera a alta Ligera a media Pobre a práctica- mente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,60-2,08 10-20 2768-5536 100-200 Suelosdegranogrueso Arenasysuelosarenosos SC Arenas arcillosas, mezcla de arena y arcilla Pobre a mediano Pobre No conveniente Ligera a alta Ligera a media Pobre a práctica- mente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,60-2,16 5-20 2768-8304 100-300 ML Limos inorgánicos Pobre a mediano No conve- niente 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 CL Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas Pobre a mediano No conve- niente 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 Limosyarcillas OL Limos orgánicos y arcillas limosas orgáni- cas de baja compresibilidad Pobre No conve- niente No conveniente Media a alta Media a alta Pobre Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,44-1,68 5 ó menos 1384-2768 50-100 MH Limos inorgánicos de alta compresibilidad Pobre No conve- niente No conveniente Media a muy alta Alta Pobre a mediano Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,28-1,68 10 ó menos 1384-2768 50-100 CH Arcillas inorgánicas de alta compresibili- dad Pobre a mediano No conve- niente No conveniente Media Alta Prácticamente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,44-1,84 15 ó menos 1384-5536 50-200 Suelosdegranofino Limosyarci- llas OH Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad Pobre a muy pobre No conve- niente No conveniente Media Alta Prácticamente impermeable Rodillo de neumáticos, rodillo de pata de cabra 1,28-1,76 5 ó menos 692-2768 25-100 Suelos altam. orgáni- cos Pt Turba y otros suelos altamente orgánicos No conve- niente No conve- niente No conveniente Ligera Muy alta Pobre a mediano No se practica la compactación ___ ___ ___ 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.
- 10. 12-10 Principales divisiones 1 Letra 2 Símbolo dibujo color 3 Nombre 4 Valor como terraplenes 5 Permeabilidad cm/seg 6 Máximo peso unitario Tm/m3 7 Valor como cimentaciones 8 Requisitos para controlar las filtraciones 9 GW Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino Muy estable, revestimientos permeables de diques y presas K > 10-2 2,00-2,16 Buen apoyo Necesita interruptor de la filtración GP rojo Gravas pobremente graduadas, mezclas de grava y arena, poco ó ningún fino Razonablemente estable, revestimientos permeables de diques y presas K > 10-2 1,84-2,00 Buen apoyo Necesita interruptor de la filtración GM Gravas limosas, mezclas de grava, arena y limo Razonablemente estable, particularmente no conve- niente 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 Gravasysueloscongrava GC amarillo Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena y arcilla Medianamente estable puede usarse como núcleo impermeable 10-6 < K <10-8 1,84-2,08 Buen apoyo Ninguno SW Arenas bien graduadas, arenas con grava, poco ó ningún fino Muy estable, secciones permeables, necesita protec- ción de los taludes K > 10-3 1,76-2,08 Buen apoyo Capa aislante de revestimiento aguas arriba y drenaje en la base de la presa SP rojo 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 SM Arenas limosas, mezclas de arena y limo Razonablemente estable, particularmente no conve- niente 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 Suelosdegranogrueso Arenasysuelosarenosos SC amarillo 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 ML 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 CL Arcillas inorgánicas de baja a media compresibilidad arcillas con gravas, arcillas arenosas, arcillas limosas Estable en núcleos impermeables y capas aislantes 10-6 < K <10-8 1,52-1,92 Apoyo de bueno a pobre Ninguno LimosyarcillasLL<50 OL verde Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad No conveniente para terraplenes 10-4 < K <10-6 1,44-1,60 Apoyo regular a pobre,puede tener asientos excesivos Ninguno MH Limos inorgánicos de alta compre- sibilidad Escasa estabilidad, núcleos de los terraplenes para presas hidráulicas, no conveniente en la construcción de terraplenes compactados 10-4 < K <10-6 1,12-1,52 Apoyo pobre Ninguno CH Arcillas inorgánicas de alta com- presibilidad Estabilidad regular, taludes tendidos, núcleos de poco espesor, capas aislantes y secciones de diques 10-6 < K <10-8 1,20-1,68 Apoyo de regular a pobre Ninguno Suelosdegranofino LimosyarcillasLL>50 OH azul Arcillas y limos orgánicos de media a alta compresibilidad. No conveniente para terraplenes 10-6 < K <10-8 1,04-1,60 Apoya muy pobre Ninguno Suelos altamente orgánicos Pt naranja Turba y otros suelos altamente orgánicos No conveniente para terraplenes _ _ Eliminarlo de las cimentacio- nes _ 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
- 11. 12-11 TABLA 12.11. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DE TERRAPLENES SÍMBOLO TIPO DE SUELO CAPACIDAD DE CARGA RIESGO DE ASIENTOS MODIFICACIÓN DE RESISTENCIA POR CAMBIOS DE HUMEDAD COMPACTABILIDAD RIESGO DE DESLIZAMIENTO DE TALUDES GW Gravas limpias bien gra- duadas Muy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo GP Gravas limpias mal gradua- das Alta Muy bajo Muy baja Buena Bajo SW Arenas limpias bien gra- duadas Muy alta Bajísimo Muy baja Muy buena Muy bajo SP Arenas limpias mal gradua- das Alta Muy bajo Muy baja Buena Bajo 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. 12-12 12.2.d. VALORACIÓN DE LOS SUELOS AASHTO TABLA 12.12. Clasifi- cación Composición del material Permea- bilidad Capilaridad Elasticidad Cambios de volumen 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 A-1 Mezcla de grava, arena, limo y arcilla, en cantida- des bien proporcionadas Baja Baja Casi nula Muy pequeños Excelente Bueno a excelente Bueno a excelente Bueno a exce- lente Excelente Excelente. Estable en tiempo seco y húmedo Prácticamente ninguno A-2 Mezcla mal proporciona- da de grava, arena, limo y arcilla. Tiene limo o arcilla en exceso Baja a mediana Baja a mediana. A veces perjudi- cial Casi nula A veces perjudi- ciales cuando son plásticos Regular a bueno Regular a excelente Regular a excelente Regular a bueno Bueno Bueno a excelente. Estable en tiempo seco. A veces polvoriento. Se reblandece en tiempo húmedo Se reblandece cuando llueve. En tiempo seco se vuelve sucio y polvoriento A-3 Arena o mezcla de grava y arena, con poco o nada de material fino Mediana a elevada Baja Casi nula Muy pequeños Malo a regular Regular a excelente Regular a excelente Regular a bueno Bueno Bueno a excelente. Es más estable en condiciones húmedas Es inestable cuando se halla seco. Tiende a deslizarse cuando no está debidamente confinado. No tiene suficiente cohesión A-4 Material limoso sin grava, ni arena gruesa. Contiene algo de arena fina y mediana. Su contenido de arcilla no es elevado Baja a mediana Muy elevada perjudicial Baja Regulares a grandes. Perjudi- ciales en época de heladas Malo a pésimo Malo a regular Malo a regular Malo a bueno Malo a bueno Regular en tiempo seco. Inestable en tiempo húme- do Absorbe agua rápidamente perdiendo estabilidad. Sus- ceptible de erosiones y lavados en época de lluvia. Posibilidad de hinchamientos de terreno A-5 Material limoso seme- jante a A-4 pero con cierta cantidad de mica ó diatomáceas que le da elasticidad Baja Regular a elevada Elevada perjudicial Regulares a grandes. A veces perjudiciales cuando llueve Pésimo Malo Malo Pésimo Malo a pésimo Semejante al A-4 Presenta además una elastici- dad perjudicial que impide una buena compactación A-6 Terreno arcilloso sin material grueso. Poca arena fina. Rico en material coloidal Práctica- mente imper- meable Regular a elevada Baja Grandes. Pueden ser perjudiciales en época de lluvia Malo a pésimo Regular a pésimo Pésimo a regular Malo a pésimo Regular a malo Regular a bueno en tiempo seco. Malo en tiempo lluvioso 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 A-7 Terreno arcilloso seme- jante a A-6, pero no tan rico en material coloidal. Presenta propiedades elásticas Baja Regular a elevada Elevada a perjudicial Grandes. Pueden ser perjudiciales en época de lluvia Malo a pésimo Regular a pésimo Regular a pésimo Malo a pésimo Malo a pésimo Regular a bueno en tiempo seco. Malo en tiempo lluvioso Los mismos inconvenientes que A-6.Presenta además una clasificación perjudicial que impide una buena compacta- ción A-8 Terreno turboso, suave y esponjoso. Puede contener arena y mate- rial fino en cantidades variables Muy permea- ble Muy elevada perjudicial Muy elevada perjudicial Grandes perjudi- ciales Pésimo Pésimo Pésimo Pésimo Pésimo El material debe retirar- se.Compactándolo no se obtiene resultado satisfac- torio alguno Pésimo material para em- plearlo en construcción. Su valor soporte es casi nulo
- 13. 12-13 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 ABREVIATURA SÍMBOLO Calicata Perforación Zanja C P Z 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) CANTIDAD (g) 10 20 25 40 50 80 1000 2000 4000 6000 8000 10000 • Compactación • Proctor Normal: 12500 g. • Proctor Modificado: 25000 g. • CBR: 15000 g. 12.2.f. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS
- 14. 12-14 TABLA 12.14. TABLA 12.15. PROPIEDADES FÍSICAS COMUNES DE SUELOS Material Compacidad Dr(%) (1) N (2) Densidad seca (gr/cm3 ) Índice de poros (e) Ángulo de roza- miento interno GW: Gravas bien graduadas, mezclas de grava y arena Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 90 55 <28 2.21 2.08 1.97 0.22 0.28 0.36 40 36 32 GP: Gravas mal graduadas, mezclas de grava y arena Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 70 50 <20 2.04 1.92 1.83 0.33 0.39 0.47 38 35 32 SW: Arenas bien graduadas, arenas con grava Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 65 35 <15 1.89 1.79 1.70 0.43 0.49 0.57 37 34 30 SP: Arenas mal graduadas, arenas con grava Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 50 30 <10 1.76 1.67 1.59 0.52 0.60 0.65 36 33 29 SM: Arenas limo- sas Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 45 25 <8 1.65 1.55 1.49 0.62 0.74 0.80 35 32 29 ML: Limos inorgá- nicos, arenas muy finas Densa Medianamente densa Suelta 75 50 25 35 20 <4 1.49 1.41 1.35 0.80 0.90 1.00 33 31 27 CL: Arcillas baja plasticidad 30-2 (3) 2,15-1,5 (4) 28-25 MH: Limos alta plasticidad 30-2 (3) 2,15-1,5 (4) 25-22 CH: Arcillas alta plasticidad 30-2 (3) 2,15-1,5 (4) 20-17 (1).Dr es densidad relativa ó índice de densidad. (2) N es el número de golpes por 30 cm de penetración en el SPT.
- 15. 12-15 (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 varian- do directamente proporcional TABLA 12.16. VALORES DE LA COHESIÓN PARA ARCILLAS SEGÚN SU CONSISTENCIA CONSISTENCIA IDENTIFICACIÓN EN CAMPO COHESIÓN kg / cm2 Muy blanda Fácilmente penetrable varios cms. con el puño < 0.125 Blanda Fácilmente penetrable varios cms. con el pulgar 0.125-0.25 Media Se requiere un esfuerzo moderado para penetrarlo varios cms. con el pulgar 0.25-0.5 Rígida Indentable fácilmente con el pulgar 0.5-1 Muy rígida Indentable fácilmente con la uña del pulgar 1-2 Dura Difícil de indentar con la uña del pulgar 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... Diámetro de partículas Clase 1 a 2 s. Hasta 5 mm. Arena gruesa 30 a 40 s. Hasta 0,08 mm. Arena fina 10 a 12 min. Partículas de limo. Limo 1 hora Partículas de arcilla. Arcilla
- 16. 12-16 12.3.b. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS TABLA 12.18. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS POR ENSAYOS EN CAMPO RESISTENCIA A LA ROTURA FRACTURA TEXTURA ASPECTO COLOR EXFOLIACIÓN INMERSIÓN H2O2 TIPO DE ROCA CLASES Alta a media Granular irregular Muy áspera Claro No Inalterables Ígneas ácidas de grano grueso Granito Diorita Alta a media Granular irregular Muy áspera Oscuro No Inalterables Ígneas básicas de grano grueso Gabro Alta Granular regular Poco áspera Claro No Inalterables Ígneas ácidas de grano fino Riolita Andesita Alta Granular regular Poco áspera Oscuro No Inalterables Ígneas básicas de grano fino Basalto Media ó baja Concoidea Vítrea cortante Multicolores No Inalterables Ígneas no granulares Pedernal Obsidiana Media Granular irregular Áspera aspecto de masa de gravas. Estra- tificadas Variable No Alterabilidad baja-media Sedimentarias de grano grueso Conglomerados Pudingas Media ó baja Granular irregular Áspera aspecto areno- so. Estratificadas Variable Suelen desmoronar- se Alterabilidad media-alta Sedimentarias de grano fino Areniscas Media ó alta Lisa irregular ó concoidea Lisa aspecto masivo. Estratificadas Variable claro Frecuente Alterabilidad baja-media Sedimentarias no granulares Calizas Dolomías Baja Laminar Cristalino liso Claro Muy frecuente Alterabilidad alta Sedimentarias crista- linas Yesos, Sales, Anhídritas Alta a media Granular Áspero, veteado Claro Poco frecuente Alterabilidad baja ó nula Metamórficas de grano grueso Gneis Media a Baja Laminar Suave. Estratificadas Variable Muy frecuente Alterabilidad media a alta Metamórficas de grano fino Esquistos Pizarras Alta a media Lisa regular Poco áspera aspecto masivo Variable No Inalterables ó poco alterables Metamórficas no granulares Cuarcita Mármol 12.3.c. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE SUELOS.
- 17. 12-17 TABLA 12.19. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS POR ENSAYOS EN CAMPO GRANULOMETRÍA RESISTENCIA A LA ROTURA CORTE CON NAVAJA PLASTICIDAD DILATANCIA OLOR TIPO DE SÍMBOLO Fracción >25mm Fracción 25-5mm. Fracción 5-0,08mm Fracción <0,08mm Grado Aspecto Resistencia Brillo SUELO Variable >45% ó 7/16 <50% ó 1/2 <5% ó 1/16 - Granular grueso - - - - No Gravas limpias bien graduadas GW Variable >70% ó 11/16 <25% ó 1/4 <5% ó 1/16 - Granular grueso - - - - No Gravas limpias mal graduadas GP No <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 <5% ó 1/16 - Granular fino - - - - No Arenas limpias bien graduadas SW No <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 <5% ó 1/16 - Granular fino - - - - No Arenas limpias mal graduadas SP Variable >38% ó 3/8 <50% ó 1/2 >12% ó 1/8 Los finos como CL y CH Granular grueso Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH No Gravas arcillosas GC No <38% ó 3/8 >50% ó 1/2 >12% ó 1/8 Los finos como CL y CH Granular fino Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH Los finos como CL y CH No Arenas arcillosas SC Variable >38% ó 3/8 <50% ó 1/2 >12% ó 1/8 Los finos como ML y MH Granular grueso Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH No Gravas limosas GM No <38% ó 3/8 >50% ó 1/2 >12% ó 1/8 Los finos como ML y MH Granular fino Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH Los finos como ML y MH No Arenas limosas SM No <5% ó 1/16 <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 Bajo a medio Barro no granular áspero Alta a media Mate Nula Rápida No Limos de baja plasticidad ML No <5% ó 1/16 <45% ó 7/16 >50% ó 1/2 Medio a alto Barro liso Media a baja Brillante Baja a media Lenta a media No Arcillas de baja plasticidad CL No <5% ó 1/16 <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 Medio a alto Barro liso Media a baja Poco bri- llante Baja a media Nula a lenta No Limos de alta plasticidad MH No <5% ó 1/16 <25% ó 1/4 >70% ó 11/16 Alto Barro muy liso y fino Baja Muy bri- llante Alta Nula No Arcillas de alta plasticidad CH No Variable Variable Variable Medio a alto Fibroso - - Media Nula Sí Suelos orgánicos O
- 18. 12-18 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. σσ == == ++ N A P A q 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. (( )) σσ γγ γγ== ×× ×× ×× == ×× 1 1 1 1 h h 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.
- 19. 12-19 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: σσ ππ == ×× ++ 3 2 1 1 2 2 5 2 Q z r z Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q: σσ ππ == ×× 3Q 2 1 z2
- 20. 12-20 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: (( )) σσ ππ == ×× ++ 2 3 2 2 2 Q z x z Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q/ml: σσ ππ == ×× 2 1Q 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: (( )) (( )) σσ == ++ ++ Q b z L z* Para un cimiento cuadrado: (( )) σσ == ++ Q L z 2 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:
- 21. 12-21 σσ == −− ++ q R z * 1 1 1 2 3 2 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 inorgá- nicos muy compactos 5,4-6,4 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 inferio- res, 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 capas alternantes de areniscas, esquistos, calizas. margas pizarras 0,25-0,50:1 0,50-0,75:1 0,75-1,00:1 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.
- 22. 12-22 TABLA 12.22. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V) ALTURA DEL DESMONTE en metros. TIPO DE TERRENO H < 3 3 ≤ H ≤ 6 Granular Gravas y zahorras 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 Coherente Arcillas arenosas y limos arcillosos de IP de 10 a 20 1,25:1 1,25:1 Arcillas de IP de 20 a 30 1,25:1 1,5:1 Arcillas de IP > 30 1,25:1 1,25:1 En taludes para ajardinar conviene tomar pendiente única de 1,5:1. 12.6.b. DE TERRAPLÉN TABLA 12.23. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V) CONDICIONES DE SITUACIÓN No sujeto a inundación Sujeto a inundación AASHTO SUCS Altura terraplén en m. Pendiente del talud (H/V) Altura terraplén en m. Pendiente del talud (H/V) A-1 GW, GP, SW NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1 A-3 SP NO CRÍTICA 1,5:1 NO CRÍTICA 2:1 A-2-4 GM, SM < 15 2:1 < 10 3:1 A-2-5 3 < H < 10 3:1 A-2-6, A-2-7 GC, SC < 15 2:1 < 15 3:1 A-4, A-5 ML, MH < 15 2:1 < 15 3:1 A-6, A-7 CL, CH < 15 2:1 < 15 3:1 A-8 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 ci- mentadas 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
- 23. 12-23 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×λh Pv = γ×z×λv ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 sensen sensen 1sen sen +− −+ + + =Η βαδα βφδφ α φα λ λv = λh×cot(α - δ) P P PH V== ++ 2 2 Empuje total E a una altura H por unidad longitudinal de muro. Eh = 1/2×γ×λh×H2 Ev = 1/2×γ×λv×H2 E = E EH V 2 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. λλ φφ φφ h == −− ++ 1 1 sen sen λv = 0 E = Eh = 1/2×γ×λh×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 = (( )) γγ αα αα ββ λλ×× ++ ×× ++ ××z q h sen sen Pv = (( )) γγ αα αα ββ λλ×× ++ ×× ++ ××z q v sen sen
- 24. 12-24 Eh = (( )) 1 2 2 / sen sen ×× ×× ++ ×× ×× ++ ××γγ αα αα ββ λλH q H h Ev = (( )) 1 2 2 / sen sen ×× ×× ++ ×× ×× ++ ××γγ αα αα ββ λλH q H v El punto de aplicación es (( )) (( )) y H H q H q == ×× ×× ×× ++ ×× ++ ×× ×× ++ ×× ×× ++ 2 3 3 6 γγ αα αα ββ γγ αα αα ββ sen sen sen sen Fig.12.10. 12.7.d.(4). Caso 4 Dada una carga puntual N, se sustituye por un empuje horizontal de valor En = λh×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. (( )) (( )) (( ))Ph z z z q z zh w== ′′ ×× −− ++ ×× ++ ×× ++ ×× ++ ×× −− ××γγ γγ αα αα ββ λλ γγ αα0 0 0 sen sen sen (( )) (( )) (( ))Pv z z z q z zv w== ′′ ×× −− ++ ×× ++ ×× ++ ×× ++ ×× −− ××γγ γγ αα αα ββ λλ γγ αα0 0 0 sen sen cos ′′ == −−γγ γγ γγw
- 25. 12-25 Fig.12.12. 12.7.e. CÁLCULO EMPUJE EN REPOSO (( )) Ph K H K q K == ×× ×× ++ ×× ×× ++ == −− 0 0 0 1 γγ αα αα ββ φφ sen sen sen (( )) E Ko H Ko q H== ×× ×× ++ ×× ×× ×× ++ 1 2 2 γγ αα αα ββ sen sen 12.7.f. CÁLCULO EMPUJE PASIVO P Kp z Kp E Kp H == ×× ×× == ++ −− == ×× ×× ×× γγ φφ φφ γγ 1 1 1 2 2 sen sen 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)
- 26. 12-26 TIPO DE 1 PASADA 50 PASADAS VEHÍCULO SUELOS FINOS SUELOS GRUESOS SUELOS FINOS SUELOS GRUESOS vehículos de cadena con presión de contacto menor de 0,3 kg/cm2 vehículos con carga por rueda 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. 3 a 9 7’62 a 22’8 3 a 9 7’62 a 22’8 6 a 12 15’24 a 30’4 9 a 15 22’8 a 38’1 6 a 12 15’24 a 30’4 9 a 15 22’8 a 38’1 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 3 a 9 7’62 a 22’8 3 a 9 7’62 a 22’8 6 a 12 15’24 a 30’4 9 a 15 22’8 a 38’1 6 a 12 15’24 a 30’4 9 a 15 22’8 a 38’1 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 0 a 6 0 a 15’24 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, ex- presada 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. TABLA 12.25. CATEGORÍA DE VEHÍCULOS MILITARES Y VALORES DE ICV CATEGORÍA ICV1 ICV50 VEHÍCULOS 1 2 3 4 5 6 7 12 ó menor 12-21 21-26 26-30 31-35 35-44 44 ó mayor 29 ó menor 30-49 50-59 60-69 70-79 80-99 100 ó mayor Vehículos ligeros con bajas presiones de contacto (menos de 0,15 kg/cm2 ) Tractores de Ingenieros de cadenas anchas y bajas presiones de contacto Tractores de Ingenieros con bajas presiones de contacto, carros de com- bate de baja presión de contacto y algunos remolques con baja presión de contacto La mayoría de los carros de combate medios, tractores de Ingenieros con altas presiones de contacto y los camiones con tracción total y remol- ques con baja presión de contacto La mayoría de los camiones con tracción total, un gran número de re- molques y carros de combate pesados Gran número de camiones con tracción total y los de tracción a ruedas traseras y remolques proyectados para carreteras Vehículos con tracción a ruedas traseras y otros no diseñados para ope- 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
- 27. 12-27 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 - menos de 22.680 Kg. 1 factor - entre 22.680 Kg. y 31.749 Kg. 1’2 peso - entre 31.750 Kg. y 45.360 Kg. 1’4 - más de 45.360 Kg. 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 factor motor - menos de 10 HP por Tm de peso del vehículo 1’05 - 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
- 28. 12-28 contacto diámetro rueda (cm.) Ancho cubierta (cm.) x x nº de ruedas 2 factor peso Escala de valores de pesos (kg)* Ecuaciones de factor de peso menor que 907907 a 6124 6125 a 9072 mayor que 9072 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 factor adherencia - Sin cadenas 1 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
- 29. 12-29 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 movi- miento 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 TRANSITABILIDAD EN TIEMPO SECO TRANSITABILIDAD EN TIEMPO HÚMEDO R Rocas Buena Buena A GW, GP Buena Buena A1 SW, SP Mala para vehículos con neu- máticos normales, buena en caso contrario Mediocre para vehículos con neumáticos normales, buena en caso contrario B CH Buena Mediocre, peligro de desliza- miento C GC, SC, CL Buena Mediocre. Localmente mala D GM, SM, ML, CL, ML, MH, OL, OH Buena a mediocre Mala. Localmente muy mala E Fangos, turberas, suelos pantanosos Muy mala Muy mala TABLA 12.27. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS SÍMBOLO DEL TIPO VALORES PROBABLES DE MEDIDAS RESISTENTES EFECTOS DE CONDICIONES RELIEVE- DE SUELO IC IR ICR ICR MEDIO DESLIZAMIEN TO ADHERENC IA HUMEDAD GW,GP SW,SP SP-SM GM SM CH GC SC MH CL SM-SC ML CL-ML - - 125- 241 - 130- 224 167- 217 - 127- 231 151- 211 123- 211 147- 185 118- 224 - - 1.19- 2.17 - 0.77- 1.83 0.84- 1.10 - 0.72- 0.98 0.32- 1.00 0.59- 0.95 0.47- 1.13 0.46- 1.02 - - 196- 316 - 137- 287 158- 210 - 104- 208 64-160 82-180 65-211 67-189 54-136 - - 256 230 212 184 165 156 112 131 138 128 95 ninguno ninguno ninguno ninguno ninguno ligero ligero ligero ligero ligero ligero ligero ligero ninguno ninguno ninguno ninguno ninguno moderado ligero ligero ligero ligero ninguno ninguno ninguno Ondulado, estación húmeda
- 31. 12-31 SUELO GRANULAR ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV) ZONA Playa Playa Playa Desierto ORIGEN Silicio Coral Volcánico Silicio Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100% Media 50% ≤ Pr < 75% Buena 75% ≤ Pr < 90% Pobre 0% ≤ Pr < 50% TABLA 12.29. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS
- 32. 12-32 SÍMBOLO DEL TIPO DE SUELO 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%