Clasificacion de Suelos-clase 3

Universidad Nacional de AsunciónFacultad de Ingeniería

Campus Universitario – San Lorenzo - Paraguay

DEPARTAMENTO DE TRANSPORTES y VIAS

INDICE

Preparado por:

………………………………….Ing. Cynthia Ruiz DíazLABORATORISTAFecha: 2015

Revisado por:

……………………………………..Ing. Francisco OrtizJEFE DE LABORATORIOFecha: 2015

Aprobado por:

…………………………………….Hugo FlorentinDIRECTOR DT y VFecha :2015

REVISIÓN

01

1 OBJETO 2

2 GENERALIDADES 2

3 SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS 3

4 CARTA DE PLASTICIDAD SEGÚN A. CASAGRANDE 6

5 REFERENCIAS 7

ENSAYO SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (S.U.C.S.).DTyV-LGyA-2015

Versión 2BPágina: 2 de 7

SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS

1.- OBJETO Describir la metodología para clasificar suelos por el sistema unificado de clasificación de suelos (s.u.c.s.).

2.- GENERALIDADES.

Un sistema de clasificación de los suelos es un ordenamiento de los diferentes suelos en grupos que tienen propiedades similares. El propósito es dar facilidades para estimar las propiedades o aptitudes de un suelo por comparación con suelos de la misma clase cuyas propiedades se conocen, y para facilitar al ingeniero un método preciso para la descripción del suelo.

El ingeniero de suelos debe familiarizarse con los propósitos, y particularmente con las limitaciones, de los más importantes sistemas de clasificación y debe ser capaz de desarrollar nuevos sistemas que se ajusten a nuevos problemas.

Como ha dicho A. Casagrande: “Los que realmente comprenden los suelos pueden, y frecuentemente lo hacen, aplicar la mecánica del suelo sin una clasificación formalmente aceptada”.

Para ser prácticos, las clasificaciones deben ser sencillas, deben usar una terminología generalizada, debe recurrir a ensayos de fácil realización, y fijar límites entre una y otra categoría, basada en condiciones que fijen cambios importantes en las propiedades y en el comportamiento del suelo

Generalmente los sistemas de clasificación tienden a dar las características de los suelos más importantes en cada área de la Ingeniería. Uno de los sistemas más generalizados es el SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS.

3. SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS.

El sistema, originalmente desarrollado para uso en la construcción de aeropistas, fue divulgado por Casagrande en 1.948, pero ya estaba en uso desde 1.942, sufriendo algunas modificaciones en 1.952 para hacerlo aplicable a presas y otras construcciones

Para clasificar un suelo por el método del sistema unificado de clasificación de suelos se deben realizar los siguientes ensayos:

a) Ensayo de análisis granulométrico.

b) Ensayo de límite líquido.

c) Ensayo de límite plástico.

Los procedimientos de estos ensayos ya se encuentran dentro de las guías

3.1. De acuerdo a su granulometría, los suelos se dividen primeramente en dos clases: suelos de granos gruesos y suelos de granos finos.

3.1.1 Suelos Gruesos.

a) Gravas y suelos en que predominan éstas. Símbolo Genérico G (Gravel).



b) Arenas y suelos arenosos. Símbolo genérico S (Sand).

Las gravas y las arenas se separan con el tamiz N° 4, de manera que un suelo pertenece al grupo genérico G, si más del 50 % en peso de su fracción gruesa (retenida en el tamiz N° 200) no pasa el tamiz N° 4, y es del grupo genérico S, en caso contrario.

Las gravas y las arenas se subdividen en cuatro tipos:

Material prácticamente limpio de finos, bien graduado. Símbolo W (well graded). En combinación con los símbolos genéricos, da lugar a los grupos GW y SW.

Material prácticamente limpio de finos, mal graduado. Símbolo P (poorly graded). En combinación con los símbolos genéricos, da lugar a los grupos GP y SP.

Material con cantidad apreciable de finos no plásticos. Símbolo M (del sueco mo y mjala). En combinación con los símbolos genéricos, da lugar a los grupos GM y SM.

Material con cantidad apreciable de finos plásticos. Símbolo C (clay). En combinación con los símbolos genéricos, da lugar a los grupos GC y SC.

A continuación se describen los grupos anteriores a fin de proporcionar criterios más detallados de identificación, tanto en el campo como en el laboratorio.

a) Grupos GW y SW.

Según se dijo, estos suelos son bien graduados y con pocos finos o limpios por completo. La presencia de los finos que puedan contener estos grupos no debe producir cambios apreciables en las características de resistencia de la fracción gruesa, ni interferir con su capacidad de drenaje. Los anteriores requisitos se garantizan en la práctica, especificando que en estos grupos el contenido de partículas finas no sea mayor de un 5%, en peso. La graduación se juzga, en el laboratorio, por medio de los coeficientes de uniformidad y curvatura.

Para considerar una grava bien graduada se exige que su coeficiente de uniformidad sea mayor que 4, mientras el de curvatura debe estar comprendido entre 1 y 3. En el caso de las arenas bien graduadas, el coeficiente de uniformidad será mayor que 6, en tanto el de curvatura debe estar entre los mismos límites anteriores.

b) Grupos GP y SP.

Estos suelos son mal graduados; es decir, son de apariencia uniforme o presentan predominio de un tamaño o de un margen de tamaños, faltando algunos intermedios; en laboratorio deben satisfacer los requisitos señalados para los dos

grupos anteriores, en lo referente a su contenido de partículas finas, pero no cumplen los requisitos de graduación para su consideración como bien graduados. Dentro de esos grupos están comprendidas las gravas uniformes, tales como las que se depositan en los lechos de los ríos, las arenas uniformes, de médanos y playas y las mezclas de gravas y arenas finas, provenientes de estratos diferentes obtenidas durante un proceso de excavación.

c) Grupos GM y SM.

En estos grupos el contenido de finos afecta las características de resistencia y esfuerzo – deformación y la capacidad de drenaje libre de la fracción gruesa; en la



práctica se ha visto que esto ocurre para porcentajes de finos superiores de 12%, en peso, por lo que esa cantidad se toma como frontera inferior de dicho contenido de partículas finas. La plasticidad de los finos en estos grupos varía entre “nula” y “media”; es decir, es requisito que los límites de plasticidad localicen a la fracción que pase la malla N° 40 debajo de la línea A o bien que su índice de plasticidad (I.P) sea menor que 4.

d) Grupos GC y SC.

Como antes, el contenido de finos de estos grupos de suelos debe ser mayor que 12%, en peso, y por las mismas razones expuestas para los grupos GM y SM. Sin embargo en éstos casos, los finos son de media a alta plasticidad; es ahora requisito que los límites de plasticidad sitúen a la fracción que pase la malla N° 40 sobre la línea A, teniéndose, además, la condición de que el índice plástico sea mayor que 7.

CASOS DE FRONTERA: a los suelos gruesos con contenido de finos comprendido entre 5% y 12%, en peso, el sistema unificado los considera casos de frontera, adjudicándoles un símbolo doble. Por ejemplo, un símbolo GP – GC indica una grava mal graduada, con un contenido entre 5% y 12% de finos plásticos (arcillosos).

Cuando un material no cae claramente dentro de un grupo, deberán usarse también símbolos dobles, correspondientes a casos de frontera. Por ejemplo, el símbolo GW – SW se usará para un material bien graduado, con menos de 5% de finos y formada su fracción gruesa por iguales proporciones de grava y arena.

3.1.2. Suelos finos.

También en este caso el sistema considera a los suelos agrupados, formándose el símbolo de cada grupo por dos letras mayúsculas, elegidas con un criterio similar al usado para los suelos gruesos, y dando lugar a las siguientes divisiones:

a) Limos inorgánicos, de símbolo genérico M (del sueco mo y mjala).

b) Arcilla inorgánica, de símbolo genérico C (clay).

c) Limos y arcillas orgánicas, de símbolo genérico O (organic)

Cada uno de esos tres tipos de suelo se subdivide, según su límite líquido, en dos grupos. Si éste es menor de 50%, es decir, si son suelos de compresibilidad baja o media, se añade al símbolo genérico la letra L (low compressibility), obteniéndose por ésta combinación los grupos ML, CL, y OL. Los suelos finos con límite líquido mayor de 50%, o sea de alta compresibilidad, llevan tras el símbolo genérico la letra H (high compressibility), teniéndose así los grupos MH, CH y OH.

Ha de notarse que las letras L y H no se refieren a baja o alta plasticidad, pues esta propiedad del suelo, como se ha dicho, ha de expresarse en función de dos parámetro (L.L e I.P), mientras que en el caso actual sólo el valor del límite líquido interviene. Por otra parte, ya se hizo notar que la compresibilidad de un suelo es mayor a mayor límite líquido.

Los suelos altamente orgánicos, usualmente fibrosos, tales como turbas y suelos pantanosos, extremadamente compresibles, forman un grupo independiente de símbolo Pt (del inglés peat; turba)

Carta de plasticidad.



La carta de plasticidad usada en la clasificación unificada de suelos deriva de lo descripto en la clasificación efectuada para Aeropuertos por el Dr. Casagrande. En esta carta se observa el comportamiento de los suelos finos de acuerdo a sus propiedades plásticas, el L.L y el L.P.

Los suelos de comportamiento arcillosos se agrupan en una zona de la carta definida.

Los limos menos plásticos (I.P más bajo para igual L.L.) se sitúan en otra zona por debajo de las arcillas pero siempre dentro de un entorno perfectamente delimitado.

Estos dos sectores fueron definidos por medio de un grupo importante de suelos a los que se les efectuaron ensayos de granulometría y de identificación de campo para determinar su comportamiento como limo o arcilla y ensayos de laboratorio de L.L. e I.P. para colocarlo en la carta.

Con estos ensayos se obtuvo una línea divisoria de estas dos zonas que tiene una ecuación I.P. = 0.73 * (L.L. – 20) comúnmente llamada línea “A”.

Durante el proceso de identificación de los suelos, se observó si los suelos tenían alta, media o baja compresibilidad, pudiendo observarse que los suelos de alta compresibilidad tienen un L.L. superior a 50 y los de baja o media compresibilidad el L.L. es inferior a esta línea que pasa por L.L = 50, se llama línea “B”.

De 0 – 30 – Baja Compresibilidad

De 31 –50- Media Compresibilidad

Mayor que 50- Alta Compresibilidad

Existe un sector en donde las cualidades de los suelos se hacen confusas o hay suelos identificados como limo y como arcillas. Este sector de comportamiento dual está situado a la izquierda d la línea A y entre los IP 4 y 7.



4. CARTA DE PLASTICIDAD SEGÚN A. CASAGRANDE

GRUPOS CL Y CH

Según ya se dijo, en estos grupos se encasillan las arcillas inorgánicas. El grupo CL comprende a la zona por encima de la línea A, definida por L.L. < 50% e I.P > 7%.

El grupo CH corresponde a la zona arriba de la línea A, definida por L.L. > 50 %. Las arcillas formadas por descomposición química de cenizas volcánicas, tales como la bentonita o la arcilla del valle de México, con límites líquidos de hasta 500%, se encasillan en el grupo CH.

Grupos ML y MH.

El grupo ML comprende la zona bajo la línea A, definida por L.L < 50 %, y la porción sobre la línea A con I.P < 4. El grupo MH corresponde a la zona debajo de la línea A, definida por L.L. > 50 %

En estos grupos quedan comprendidos los limos típicos inorgánicos y limos arcillosos. Los tipos comunes de limos inorgánicos y polvo de roca, con L.L < 30 %, se localizan en el grupo ML. Los depósitos eólicos, del tipo de loes, con 25 % < L.L < 35 % usualmente, caen también en este grupo.

Casos frontera: En algunas ocasiones estas arcillas caen en casos de frontera ML- CL y MH – CH, dada su proximidad con dicha línea.

Los suelos finos que caen sobre la línea A y con 4% < I.P < 7 % se consideran como casos de frontera, asignándoles el símbolo doble CL – ML.

Grupos OL y OH.



Las zonas correspondientes a estos dos grupos son las mismas que las de los grupos ML y MH, respectivamente, si bien los orgánicos están siempre en lugares próximos a la línea A.

Una pequeña adición de materia orgánica coloidal hace que el límite líquido de una arcilla inorgánica crezca, sin apreciable cambio de su índice plástico; esto hace que el suelo se desplace hacia la derecha en la Carta de Plasticidad, pasando a ocupar un a posición más alejada de la línea A.

Grupos Pt.

Las pruebas de límites pueden ejecutarse en la mayoría de los suelos turbosos, después de un completo remoldeo. El límite líquido estos suelos suele estar entre 300 y 500%, quedando su posición en la Carta de Plasticidad netamente debajo de la línea A; el índice plástico normalmente varía entre 100 y 200%.

Tipo de suelo Prefijo Sub grupo Sufijo

GravaG

Bien graduadoW

Arena S Pobremente graduado P

Limo M Limoso M

Arcilla C Arcillosos C

Orgánico O L.L. < 50 % L

Turba Pt L.L. > 50 % H

Se ha comprobado que el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos es muy útil en la clasificación de suelos para muchos fines diferentes, tales como la construcción de carreteras y aeropistas, presas de tierra y terraplenes y hasta para cimentaciones.

Sin embargo, debe tenerse en mente que ninguna clasificación substituye a los ensayos que determinan las propiedades físicas de los suelos y al análisis ingenieril de los resultados.

5. REFERENCIAS

AASHTO T87-70

AASHTO T88-70

ASTM D 421-58 Y D422-63

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