Descripción Visual Manual de Suelos-PPT

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

INGENIERÍA DE CIMENTACIONES

DESCRIPCIÓN VISUAL MANUAL DE SUELOS

Msc. Ing. Elio Milla Vergara

Huaraz, Septiembre del 2012

UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”


UNIVERSIDAD NACIONAL“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”


La identificación visual, es el reconocimiento preliminar del suelo sinnecesidad de empleo de equipos o ensayos de laboratorio. Losensayos de laboratorio confirmarán y permitirán precisar lainformación obtenida del terreno.

INTRODUCCION

Descripción e Identificación de Suelos. Procedimiento Visual-Manual

(NTP 339.150 (2001), ASTM D 2488 )

Cuando se requiera una clasificación precisa, se debe usar elMétodo ASTM D2487.

Se usa sólo para suelos naturales (disturbados o nodisturbados).

La porción identificada se asigna un símbolo de grupo ynombre

se limita a suelos con partículas menores de 3” (75 mm).

INTRODUCCION

TERMINOLOGIA (SEGÚN LA NTP 339.136)

Del Material que se retiene en el Tamiz de 75 mm (3”).

Bloques.- Partículas de roca que NO pasen una abertura cuadrada de 300 mm (12”).

Bolones.- Partículas de roca que pasen una abertura cuadrada de 300 mm (12”) y sean retenidas en el tamiz de 75 mm ( 3”).

Del Material que pasa la malla de 3”.

Grava.- Partículas que pasan el tamiza de 75 mm (3”) y son retenidas en el tamiz 4,75 mm (# 4) y se divide en:

Gruesa: Pasa el tamiz de 75 mm (3”) y se retiene en el tamiz de 19mm (¾”).

Fina: Pasa el tamiz de 19,0 mm (3/4”) y se retiene en el tamiz de 4,75 mm (# 4).

Arena.- Partículas que pasan el tamiz # 4 (4.75 mm) y se retienen en el tamiz de 75 m (# 200) y se divide en:

Gruesa: Pasa el tamiz de 4.75 m (# 4) y se retiene en el tamiz de 2,0 mm (# 10).

Media: Pasa el tamiz de 2,0 mm (# 10) y se retiene en el tamiz de 425 m (# 40).

Fina: Pasa el tamiz de 425 m (# 4) y se retiene en el tamiz de 75 m (# 200).

Limos.- Suelo que pasa el tamiz de 75 m (N° 200), es no plástico o ligeramente plástico y muestra poca o ninguna resistencia en estado seco.

Arcillas.- Suelo que pasa el tamiz de 75 m (N° 200), y puede exhibir plasticidad en un rango de contenido de humedad y muestra considerable resistencia en estado seco.

Arcilla Orgánica.- Una arcilla con suficiente contenido orgánico que influencia sus propiedades. Es la misma clasificación de arcilla, excepto que su límite líquido después de secado en horno es menor que 75% que antes del secado.

Limo Orgánico.- Un limo con suficiente contenido orgánico que influencia sus propiedades. Es la misma clasificación de limo, excepto que su límite líquido después de secado en horno es menor que 75% que antes del secado.

Turba.- Suelo compuesto de tejido vegetal en varios estados de descomposición usualmente con olor orgánico, color marrón oscuro a negro, consistencia esponjosa y textura en rango de fibroso a amorfo.

1. Angulosidad.- Describe la angulosidad de la arena gruesa, gravas, pedrones y bolonería,

Puede ser: anguloso, subangulosa, subredondeada, redondeada.

Se puede establecer como: de subredondeadaa redondeada:

Descripción Criterio

Angulosa Partículas que tienen los bordes afilados y ladosrelativamente planos con superficie no pulidas.

Subangulosa Partículas con descripción similar al angular pero quetienen bordes redondeados.

Subredondeada Partículas que tienen lados casi planos pero tienenesquinas y bordes bien redondeados.

Redondeada Partículas que tienen lados suavemente curveados yno tienen bordes.

Información Descriptiva para Suelos

2. Forma.- Describe la forma de la grava, bolones y bloques, como: chata, alargada o chata y alargada. Si satisfacen los criterios de la Tabla siguiente. Indicar la fracción de partículas que tiene la forma, ejemplo: Un tercio de las partículas de grava son chatas.

ancho

espesor

largo


Chata Partículas donde ancho/espesor > 3

Alargada Partículas donde longitud/ancho > 3

Chata y alargadaPartículas que reúnen los criterios paraser clasificados como chatas y alargadas

3. Color.- Describe el color de la muestra húmeda. Si la muestra contiene capas o trozos de varios colores, se debe anotar el color representativo.

4. Olor.- Describe el olor si el suelo es orgánico o tiene olor inusual (producto del petróleo, químico o similares).

5. Condición de Humedad.- Describe la condición de seca, húmeda o saturada, según el siguiente criterio:

Descripción CriterioSeca Ausencia de humedad, polvoriento, seco al tactoHúmeda Húmedo pero no es visible el agua

Saturada Agua libre visible, usualmente el suelo está bajo elnivel freático

6. Reacción al HCL.- Describe reacción con ácido clorhídrico (HCl) como ninguna, débil o fuerte. Indica la reacción con el carbonato de calcio.


Ninguna No hay reacción visible

Débil Alguna reacción, con formación lenta de burbujas

Fuerte Reacción violenta, con formación rápida deburbujas

7. Consistencia.- (Suelos de grano fino intacto) Describe la consistencia como muy blanda, blanda, firme, dura o muy duraDescripción Criterio

Muy suave El dedo pulgar penetra al suelo en más de 1” (25 mm)

Suave El dedo pulgar penetra al suelo cerca de 1” (25 mm)Firme El dedo pulgar ingresa al suelo cerca de 1/4” (6 mm)

Duro El dedo pulgar no ingresa al suelo pero es fácilmenteingresa la uña del dedo pulgar.

Muy duro La uña del dedo pulgar no ingresa al suelo.

8. Cementación.- Describe la cementación del suelo de grano grueso como: débil, moderado, o fuerte, según:


Débil Cuando se derrumba o quiebra con lamanipulación o poca presión del dedo

Moderada Cuando se derrumba o quiebra conconsiderable presión del dedo

Fuerte No se derrumba o quiebra con la presión deldedo

9. Estructura.- Describe la estructura intacta de suelos, según:


EstratificadaEstratos alternados con variación de materiales o colorescon estratos de espesor de por lo menos 6 mm, anotar losespesores.

LaminadaEstratos alternados con variación de materiales o colorescon estratos de espesor menor de 6 mm, anotar losespesores.

Fisurada Ruptura a lo largo de planos de fractura definidos conpequeña resistencia a la rotura.

Superficie Deslizante Planos de fractura que parecen pulido o brillante, a vecesestriado.

En bloque Suelo cohesivo que puede descomponerse en pequeñostrozos que resisten más allá de la falla.

LenticularInclusión de pequeños bolsones de suelos diferentes, talescomo lentes de arena dispersa a través de la masa dearcilla; anotar el espesor

Homogénea Con el mismo color y apariencia en todo el espesor

10. Rango de Tamaño de Partículas.- Para las componentes de gravas y arenas, según su tamaño. Ejemplo: Cerca de 20% de grava fina a gruesa ó cerca de 40% de arenas finas a gruesas.

11. Tamaño Máximo de Partículas.- Describe el máximo tamaño de partículas encontrado en la muestra, de acuerdo a lo siguiente:

Tamaño de la Arena: Si el tamaño máximo de partícula es del tamaño de una arena, describir como: fino, medio o grueso, como se ha descrito antes. Ejemplo: Tamaño Máximo de Partículas, arena media.

Tamaño de la Grava: Si el tamaño máximo de partícula es del tamaño de la grava, describir el tamaño máximo de partículas como la menor abertura de la malla que pasará la partícula. Por ejemplo: Tamaño Máximo de Partícula, 1 ½” (pasará un cuadrado abierto de 1 ½”, pero no la de ¾”).

Tamaño de Bloques o Bolones: Si el máximo tamaño de partícula es un bolón o bloque, describir la dimensión máxima de la mayor partícula. Por ejemplo: Dimensión máxima 450 mm (18 pulgadas).

12. Dureza.- Describe la dureza de la arena gruesa y partículas mayores como duro, o el estado en la queda cuando las partículas son golpeadas por un martillo, por ejemplo, partículas del tamaño de la grava fracturadas con golpe considerable del martillo, algunas partículas de grava rotos con golpe del martillo. “Duro” significa que las partículas no se agrietan, fracturan o rompen bajo golpe de un martillo.

13. Otros.- Se deben anotar la presencia de raíces, dificultades en la perforación o barrenado, excavación de trincheras o calicatas o la presencia de mica. Se puede adicionar un nombre local, comercial o interpretación geológica del suelo. Se puede adicionar también una clasificación por otro sistema de clasificación.

Identificación Preliminar

El suelo es de grano fino, si contiene el 50% ó másde finos.

El suelo es de grano grueso si contiene menos del50% de finos

PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION

1. La porción para identificación está basada en la fracción de lamuestra de suelo que pasa el tamiz de 75 mm (3”). Las partículasmayores de 75 mm deben ser removidas manualmente para unamuestra alterada, o imaginariamente para una muestra inalterada.

2. Estimar y registrar los porcentajes de bloques y el porcentaje debolones. Si se realiza visualmente estos estimados estaránbasados en porcentajes en volumen.

3. De la fracción de suelo menor de 75 mm, estimar y registrar elporcentaje en peso seco de la grava, arena y finos.

4. Los porcentajes serán estimados con aproximación al 5%. Losporcentajes de grava, arena y finos deben sumar el 100%.

PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION(continuación)

5. Si uno de los componentes está presente pero no encantidad suficiente para ser considerado 5% de la porciónmenor de 3”, indicar su presencia mediante el término“traza”.

Ejemplo: traza de finos. Una traza no se considera en eltotal de 100% para los componentes.

Nota:

Debe indicarse que los porcentajes de bloques y bolonesse expresan en volumen.

Nota:

Se requiere experiencia para estimar los porcentajesrespecto a su peso seco. Requiere comparar resultadoscon análisis granulométrico de laboratorio.

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO FINO

• Remover las partículas mayores al tamiz N° 40 (arenamedio y mayores)

• Tomar una muestra equivalente a la mano llena dematerial

• La muestra se utiliza para evaluar:

Resistencia en estado seco

Dilatancia

Tenacidad

• Moldear una bola de suelo de 25 mmde diámetro hasta que alcance unaconsistencia cremosa, añadiendo aguasi es necesario.

• Separar en 3 especímenes, uno deellos de 12 mm de diámetro.

• Permitir que los especímenes sesequen al aire a temperatura queexceda los 60 °C

• Ensayar la resistencia de losespecímenes comprimiéndolos entrelos dedos

• Evaluar la resistencia de acuerdo a loscriterios dados en la Tabla siguiente:

Resistencia en Estado Seco

Descripción CriterioNula La muestra seca se desmorona con sólo la presión o la

manipulación.Baja La muestra seca se desmorona con poca presión.Media La muestra seca se rompe en pedazos o se desmorona

con la presión considerable con el dedo.Alta La muestra seca no puede romperse con la presión del

dedo. Sólo se romperá en pedazos entre el dedo pulgary una superficie dura.

Muy alta La muestra seca no puede romperse entre el pulgar yuna superficie dura.

Criterios para Describir la Resistencia en Estado Seco

• Moldear una bola de suelo de 12 mm de diámetro

• Moldear el material hasta que tenga una consistencia suave pero nopegajosa, añadiendo agua si es necesario

• Extender la bola de suelo en la palma de la mano

• Agitar horizontalmente golpeando el lado de la mano vigorosamentecontra la otra mano varias veces

• Notar la reacción del agua que aparece sobre la superficie del suelo

• Comprimir el espécimen cerrando la mano o presionando el suelo entrelos dedos

• Anotar la reacción de acuerdo a los criterios de la siguiente Tabla

Dilatancia (Reacción al Agitado)


Ninguna No hay cambios visibles en la superficie de la muestraLenta El agua aparece lentamente en la superficie de la

muestra durante la sacudida y no desaparecelentamente bajo presión.

Rápida El agua aparece rápidamente en la superficie de lamuestra durante la sacudida y desaparece rápidamentebajo presión.

Criterios para Describir la Dilatancia

La reacción es la velocidad con la que el agua aparece mientras se agita y desaparece mientras se comprime

Tenacidad (Consistencia cerca al límite plástico)• Luego del ensayo de dilatancia, al espécimen de ensayo se le da

una forma alargada y se enrolla con la mano sobre una superficielisa o entre las palmas hasta alcanzar un diámetro de 1/8”, seamasa y se vuelve a enrollar varias veces hasta que el hilo seagriete al diámetro de 1/8”

• El hilo se agrietará a un diámetro de 1/8” cuando esté cerca allímite plástico

• Se debe notar la presión requerida para enrollar el hilo cerca allímite plástico

• Notar también la resistencia del hilo

• Notar la tenacidad del material durante el amasado

Criterio para la Descripción de la Tenacidad


Baja Sólo se requiere una ligera presión para enrollar el bastón de talmanera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumo sonfrágiles y suaves.

Media Se requiere una presión media para enrollar el bastón de talmanera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumotienen una rigidez media.

Alta Se requiere una considerable presión para enrollar el bastón detal manera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumotienen una rigidez bastante alta.

Plasticidad

Basándose en las observaciones hechas durante el ensayo de tenacidad, describa la plasticidad del material de acuerdo a los criterios dados en la siguiente tabla.


No plástica Un bastón de 3 mm no puede enrollarse con algún contenido de agua.

Baja Un bastón puede apenas enrollarse y el grumo no se puede formarcuando está más seco de lo que su límite plástico puede permitir.

Media Un bastón es fácil de enrollar y no se requiere mucho tiempo paraalcanzar el LP. Un bastón no puede enrollarse después dealcanzado el LP. El grumo se desmorona cuando está más seco quesu LP.

Alta Tiempo considerable en enrollar y amasar hasta alcanzar el LP. Unbastón puede reenrollarse varias veces después de alcanzar su LP.Se puede formar un grumo sin que se desmorone, aún más secoque su LP.

Identificación de Suelos Finos con Pruebas Manuales

En la Tabla se compilan los tipos de suelos y su comportamiento ante las pruebas de campo.

Suelo Típico Resistencia en Estado Seco

Dilatancia Tenacidad Tiempo de sedimentación en

prueba de dispersiónLimo arenoso ninguna a muy baja Rápida De débil a

bajaDe 30 a 60 min

Limo muy baja a baja Rápida De débil abaja

De 15 a 60 min

Limo arcilloso baja a media De rápida alenta

Media De 15 min. a variashoras

Arcilla arenosa baja a alta De lenta aninguna

Media De 30 seg. a variashoras

Arcilla limosa Media a alta De lenta aninguna

Media De 15 min. a variashoras

Arcilla alta a muy alta Ninguna Alta De varias horas a días

Limo orgánico baja a media Lenta De débil abaja

De 15 min. a variashoras

Arcilla orgánica Media a muy alta Ninguna Alta De varias horas a días

Identificación de Suelos Finos con Pruebas Manuales

En la siguiente tabla, se muestran las expresiones cualitativas y cuantitativas de la arcilla.

Consistencia Características NSPT

Resistencia a la Compresión

Simple qu(kg/cm2)

Identificación de campo

Muy blanda Arcillas deformaciónreciente, arcillasnormalmenteconsolidadas

0 - 2 < 0.25 El puño puede penetrar en ella fácilmente varios centímetros

Blanda 3 - 5 0.25 – 0.50 El pulgar puede penetrar en ella fácilmente varios centímetros

Media Arcillaspreconsolida-das resecadas ocementadas

6 - 9 0.50 – 1.00 El pulgar con esfuerzo moderado puede penetrar en ella varios centímetros

Firme o rígida 10 - 16 1.00 – 2.00 El pulgar se encaja fácilmente pero solo penetra con gran esfuerzo

Muy rígida Arcillassobreconsolida-das

17 - 30 2.00 – 4.00 La uña del pulgar se encaja fácilmente

Dura > 30 > 4.00 La uña del pulgar se encaja con dificultad

Símbolo del Suelo

ResistenciaEn estado seco Dilatancia Tenacidad

ML Ninguna a Baja Lenta a rápida Baja o no puedeformarse el filamento

CL Media a alta Ninguna a lenta Media

MH Baja a media Ninguna a lenta Baja a media

CH Alta a muy alta Ninguna Alta

Identificación de suelos inorgánicos de grano fino a partir de ensayos manuales

• Identificar el suelo orgánico OL/OH, si el suelocontiene suficientes partículas orgánicas parainfluenciar sus propiedades

• Presentan marrón olor oscuro a negro

• Presentan olor orgánico

Identificación de Suelos Orgánicos de Grano Fino

PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICACION DE SUELOS DE GRANO GRUESO (contiene menos del 50% de finos)

REPORTE DE CAMPO

Lista de chequeo para descripción de suelos

1. Nombre de grupo.2. Símbolo de grupo.3. Porcentaje de bloques, bolones, o ambos (por volumen).4. Porcentaje de grava, arena o finos, o los tres (por peso seco).5. Rango del tamaño de la partícula:

- Grava - fina, gruesa.- Arena - fina, media, gruesa.

6. Angularidad de la Partícula: angulosa, subangulosa, Subredondeada, redondeada.

7. Forma de la partícula: (si fuera apropiado) chata, alargada, chata y alargada.

8. Tamaño o dimensión máxima de la partícula.9. Dureza de la arena gruesa y de las partículas mayores.

10. Plasticidad de finos: no plástica, baja, media, alta.

REPORTE DE CAMPO

Lista de chequeo para descripción de suelos

11. Resistencia en estado seco: nula, baja, media, alta, muy alta.12. Dilatancia: nula, lenta, rápida.13. Tenacidad: baja, media, alta.14. Color: (en condición húmeda).15. Olor: (mencionar sólo si fuera orgánico o inusual).16. Humedad: seca, humedad baja, humedad alta.17. Reacción con HCl: nula, débil, fuerte.Para muestras intactas18. Consistencia (sólo suelos de grano fino): muy suave, suave,

firme, dura, muy dura.19. Estructura: Estratificada, laminada, fisurada, superficie

deslizante, lenticular, homogénea.20. Cementación: débil, moderada, fuerte.

Para muestras inalteradas:

21. Nombre local.22. Interpretación geológica.23. Comentarios adicionales: presencia de raíces o agujeros de

raíces; presencia de mica, yeso, etc.; recubrimientos superficiales de partículas de grano grueso, derrumbes o desprendimientos de agujeros de sondaje o paredes de zanjas, dificultad en la perforación o excavación, etc.

NotaSi se desea, los porcentajes de grava, arena y finos pueden establecerse en términos que indiquen un rango de porcentajes tal y como sigue:

Trazos - Si presentan partículas en un estimado menor al 5%.

Poco : 5 a 10%.Pequeño : 15 a 25%.Mucho : 30 a 45%.Bastante : 50 a 100%.

EJEMPLOS

Grava arcillosa con arena y cantos rodados, GC, alrededor del 50% de grava fina a gruesa, subredondeada a subangular; 30% de arena fina a gruesa subredondeada; 20% de finos con plasticidad media, resistencia en estado seco alto, dilatancia nula, resistencia media; la muestra original de campo tiene aproximadamente 5% (por volumen) de cantos rodados subredondeados y una dimensión máxima de 150 mm.

Condiciones del lugar - Firme, homogéneo, seco, marrón.Interpretación geológica - Lodo aluvial.

EJEMPLOS

Grava bien graduada con arena (GW) - Alrededor del 75% de grava fina a gruesa, dura y subangular; 25% de arena fina a gruesa, dura y subangular; una pizca de finos; tamaño máximo, 75mm, marrón, seca; reacción nula al HCl.

EJEMPLOS

Arena limosa con grava (SM) - Alrededor del 60% es predominantemente arena fina; 25% son finos limosos con baja plasticidad, resistencia en estado seco lenta, dilatanciarápida y baja tenacidad. Con 15% de grava fina, dura y subredondeada, pocas partículas de grava fracturadas con un martillazo; tamaño máximo, 25mm; no reacciona al HCl (Nota - El tamaño de la muestra de campo es más pequeño que el recomendado).

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