Clasificacion de Suelos AASHTO-SUCS

I. OBJETIVO: 

Describe Describe el procedimiento procedimiento que debe seguirse seguirse para la clasificación clasificación de un suelo según el sistema de clasificación de suelos de la AASHTO y en el sistema de unificación de clasificación de suelos (SUCS).



Describ Describee el proced procedimi imient ento o que debe seguir seguirse se para para la determ determina inació ción n en el laboratorio de los límites líquido y plástico; procesar datos y obtener el índice de plasticidad que ayudan a clasificar las muestras de suelos.

II.. DE II DEFI FINI NICI CION ONES ES:: Granulometría

Determina la distribución de las partículas por tamaño de una muestra de suelo.

Límites de Consistencia

Algunos suelos cambian de consistencia en función al contenido de humedad. Se definen cuatro estados: sólido, semisólido, plástico y líquido. El límite entre esos estados se denominan Límites de Consistencia y son:  Límite de Contracción (LC), límite Plástico (LP) y Límite íiquido (LL).

 LIMITE LÍQUIDO •

Humedad para la cual el número de golpes en la copa de Casagrande es de 25  para cerrar la ranura en 12,7 mm.

 LIMITE PLÁSTICO •

Humedad minima con la cual pueden moldearse cilindros de suelo de 3 mm de diámetro sin que estos se fisuren.

Carta de Casagrande

Clasificación de Suelos (SUCS)

Clasificación de Suelos (AASHTO)

III. EQUIPOS Y MATERIALES:

EQUIPOS: Balanza digital con precisión de 0.01 gr.

Balanza de tres brazos.

Horno eléctrico.

Copa de Casa grande y ranurador para materiales finos.

 Juego de tamices desde la malla de 3/8” a la malla Nº 200.

MATERIALES:  Taras y recipientes de diferentes tamaños.

Agua destilada.

Mortero y apisonador.

Muestras de suelo.

IV. PROCEDIMIENTO:

Muestra 01: ESTRUCTURA SIMPLE

a) Tamizado vía seca: 1. Se pesa aproximadamente un 1 Kgr. del suelo indicado a clasificar. 2. Colocar la serie de tamices desde 3/8’’ hasta Nro. 200, agitar y tamizar aproximadamente de 5 a 10 minutos. 3. Obtener el peso del material que quedo retenido en cada tamiz. Sumar estos pesos y comparar el total con el peso total obtenido. Esta operación permite detectar cualquier pérdida de suelo durante el proceso de tamizado mecánico. Si se tiene una pérdida de más del 2% con respecto al peso original ( paso 1.) se considera que el experimento no es satisfactorio y por consiguiente debe repetirse. En la imagen siguiente se muestran los retenidos en cada malla, de izquierda a derecha las dimensiones más finas:

Grueso

…

Fino

b) Limite Líquido y Plástico: Generalmente en suelos de estructura simple el porcentaje de finos es menor del 5%, entonces no es necesario realizar los procedimientos para hallar el límite líquido y plástico. Solo se debe tomar en cuenta sus Cu y Cc para su posterior clasificación SUCS. Pero si es necesario para la clasificación AASHTO tener que determinar los límites líquido y plástico, así como el índice de plasticidad. El procedimiento para hallar el límite líquido (LL) se debe de realizar normalmente, en algunos casos no es posible poder determinarlo, entonces LL=NP. Cabe aclarar que tampoco no se puede determinar el limite plástico (LP) entonces tenemos LP=NP, consecuentemente el índice de plasticidad es IP=0.

Muestra 02: ESTRUCTURA COMPUESTA

a) Tamizado por lavado: 1. Se pesa aproximadamente un 1 Kgr. del suelo indicado a clasificar 2. Se procede a tamizar y lavar con agua, usando la malla Nro. 200, hasta obtener el suelo limpio de materiales finos.

3. El material retenido por la malla Nro.

200 se lleva al horno por 24 horas a temperatura constante de 100 – 110 °C, posteriormente se retira del horno y dejar enfriar a temperatura de ambiente durante un par de horas y pesar hasta peso constante, de eso se obtiene el peso lavado y seco de la muestra de suelo.

4. Colocar la serie de tamices desde 3/8’’ hasta Nro. 200, agitar y tamizar aproximadamente de 5 a 10 minutos. 5. Se obtuvo el peso del material que quedó retenido en cada tamiz. Sumar estos pesos y comparar el total con el peso total obtenido. Esta operación permite detectar cualquier pérdida de suelo durante el proceso de tamizado mecánico. Si se tiene una pérdida de más del 2% con respecto al peso original se considera

que el experimento no es satisfactorio y por consiguiente debe repetirse.

b) Limite Líquido y Plástico: A. Limite Liquido: 1. Seleccionar por cuarteo una cantidad de suelo aproximado, luego tamizarlo usando la malla Nro. 40 y trabajar con el material pasante para realizar este ensayo.

2. Se verifica que la altura la copa de Casagrande que se va a utilizar sea exactamente de 1 cm (±0.1mm). 3.

Colocar una cierta cantidad de suelo en un recipiente de porcelana, se le añade una pequeña cantidad de agua y se mezcla cuidadosamente el suelo hasta obtener un color uniforme. Cuando el color es uniforme en toda la mezcla y esta adquiere una apariencia arenosa, su estado es adecuado en general. Se debe continuar añadiendo pequeños cantidades adicionales de agua destilada y mezclando cada vez hasta obtener una mezcla homogénea.

4.

Renovar la cazuela de bronce de la copa de Casagrande y colocar dentro de la cazuela una pequeña cantidad de suelo hasta la profundidad adecuada. Se empareja la superficie de la pasta de suelo cuidadosamente con una espátula, y con el ranurador se corta en forma recta, separando completamente la masa del suelo en dos partes; después de hacer la ranura, se debe retornar rápidamente la cazuela a su sitio del aparato y hacer el conteo de golpes.

5. Llevar rápidamente a pesar una muestra (extraída de la zona donde se produce la cerradura) para medir su contenido de humedad, y así se hace para tres muestras más añadiéndoles agua destilada a los otros.

6. Pesar las cuatro muestras (obteniendo pesos de muestra) y se llevan al horno a 100 – 110 °C por 24 horas. Al día siguiente se retira del horno, dejar enfriar a temperatura de ambiente durante un par de horas, pesar nuevamente hasta obtener peso constante (obteniendo pesos secos) para hallar sus contenidos de humedad.

B. Límite Plástico: 1.

Se divide en varios pedazos o porciones pequeños la muestra.

2.

Se enrolló el suelo con la mano extendida sobre una placa de una superficie lisa, con precisión suficiente para moldearles en forma de cilindro o hilo de diámetro uniforme por los movimientos de manos por minuto. Cuando el diámetro del cilindro de suelo llegue a 3 mm se debe romper en pequeños pedazos y con ellos moldear nuevamente una bola o asa que su vez vuelvan a enrollarse. El proceso de hacer bolas o masas de suelo y enrollarse debe continuarse alternativamente hasta cuando el hilo o cilindro de suelo se rompa bajo la presión de enrollamiento y no permita que se enrolla adicionalmente.

3. Esta secuencia se debe repetir tres veces. 4. Pesar las cuatro muestras obtenidas y se llevan al horno a 100 – 110 °C por 24 horas. Al día siguiente se debe pesar nuevamente hasta obtener peso constante, obteniendo pesos secos para hallar sus contenidos humedad.

V. CALCULOS Y RESULTADOS:

Ejemplo de Muestra 01: ESTRUCTURA SIMPLE

de

ENSAYO: GRANULOMETRÍA DE MUESTRA 01 - VÍA SECA Peso Inicial Seco (gr) =

MALLAS 3/8" 4 10 20 40 60 100 200

803.5

ABERTURA (mm) 9.500 4.760 2.000 0.840 0.420 0.250 0.149 0.074

PESO RETENIDO (gr) 0.000 1.810 67.771 97.651 78.052 109.507 369.500 42.502

% RETENIDO 0.00 0.23 8.50 12.25 9.79 13.74 46.35 5.33

% RETENIDO ACUMULADO 0.00 0.23 8.73 20.98 30.77 44.50 90.85 96.18

% PASA 100.00 99.77 91.27 79.02 69.23 55.50 9.15 3.82

30.414

3.82

100.00

0.00

797.207

100.00

Cazoleta

Nota: Se perdió 6.293 gr de la muestra inicial.

D10= 0.150 mm D30= 0.188 mm D60= 0.296 mm

Datos:

Hallando el Cu: C U 

Hallando el Cc: Hallando el I.G.:

C C 

=

=

 D60

C U 

 D10

( D )

C C 

 D10 × D60

 I .G. = ( 0.2 × a ) =

0

0.150

2

30

 I .G.

0.296 =

+

=

=1.973

( 0.188)

2

0.150 ×0.296

= 0.796

( 0.005 ×a ×c ) + ( 0.01×b ×d )

Datos de límites: LL = NP LP = NP IP = NP o IP = 0

CLASIFICACION MUESTRA 01: AASHTO

=

A-3 (0) Arena fina

 Arena fina con índice de grupo = 0 (excelente como terreno de fundación); con un contenido de arenas en un 95.95% y  contenido de finos en un 3.82% no plásticos; también tiene un contenido de grava de 0.23%.

SUCS

=  Arena

S P - Arena mal graduada mal

graduada;

con

escaso

contenido de grava y poco contenido de finos que carecen de plasticidad, que presentan C u = 1.973 y Cc=0.796 los cuales no satisfacen los requisitos granulométricos para ser una arena bien graduada.

Ejemplo de Muestra 02: ESTRUCTURA COMPUESTA

ENSAYO: GRANULOMETRÍA DE MUESTRA 02,- POR LAVADO Peso Inicial Seco (gr) = Peso Lavado y Seco (gr) =

MALLAS 3/8"

ABERTURA (mm) 9.500

582 103.633 PESO RETENIDO (gr) 0.000

% RETENIDO 0.00

% RETENIDO ACUMULADO 0.00

% PASA 100.00

4 10 20 40 60 100 200

4.760 2.000 0.840 0.420 0.250 0.149 0.074

Cazoleta

3.176 13.140 4.593 26.142 17.151 26.619 7.029

0.55 2.27 0.79 4.52 2.96 4.60 1.22

0.55 2.82 3.61 8.13 11.10 15.70 16.91

99.45 97.18 96.39 91.87 88.90 84.30 83.09

480.649

83.09

100.00

0.00

578.499

100.00

Nota: Se perdió 3.501 gr de la muestra total.

Hallando el I.G.:  I .G. = ( 0.2 × a )

( 0.005 ×a ×c ) + ( 0.01×b ×d  )  I .G. = ( 0.2 × 40) + ( 0.005 × 40 × 0) + ( 0.01 × 40 × 4)  I .G.

+

= 9.648

Hallando los límites de Consistencia de Attergber: DATOS Nº DE LA TARA Nº DE GOLPES PESO DE LA TARA PESO DE LA TARA + SUELO HUMEDO PESO DE LA TARA + SUELO SECO PESO DEL AGUA PESO SUELO SECO CONTENIDO DE HUMEDAD

1

LIMITE LIQUIDO 2 3

4

LIMITE PLASTICO 1 2 3

16

19

29

43

-

-

-

27.20

25.87

17.23

21.35

18.56

21.815

20.72

40.23

33.76

26.48

28.66

19.78

22.84

21.43

36.57

31.59

23.97

26.69

19.53

22.642

21.30

3.66

2.17

2.52

1.98

0.24

0.20

0.13

9.37

5.72

6.74

5.33

0.97

0.83

0.58

39.0  3

37.93

37.32

37.10

23.82

23.70

PROMEDIO

23.61 23.71 %

LIMITES OBTENIDOS 37.83 % LL = LP = 23.71 % 14.12 % IP =

Datos de límites: LL = 37.83 % LP= 23.71 % IP= 14.12 %

CLASIFICACION MUESTRA 02: AASHTO

=

A-6 (10) Suelo arcilloso

Suelo arcilloso con índice de grupo = 10 (regular como terreno de fundación); con un contenido de finos de 83.09% medianamente  plásticos, contenido de grava en un 0.55% y  contenido de arenas en un 16.36%.

SUCS orgánica.

=

O L - Arcilla limosa

 Arcilla limosa orgánica de mediana  plasticidad (I.P.=14.12); con bajo contenido de gravas, un contenido de arena regular y un elevado contenido de finos. De color oscuro y  con restos de material vegetal.