DETERMINACIN ENSAYO CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO- (CBR)GENERALIDADESLa capacidad de soporte es una de las propiedades ms importantes de los suelos. Su comportamiento, al estar sometido a tensiones es bastante ms complejo que el de otros materiales. Las deformaciones que experimenta no slo dependen del tipo de suelo que se trate, sino tambin del estado en que se encuentre ste en cuanto a su contenido de humedad, grado de compacidad, estructura interna, etc. por otra parte, el suelo subyacente a una fundacin puede presentar heterogeneidades de importancia, acusando grandes variaciones de resistencia segn la direccin de aplicacin de las tensiones (anisotropa).

Finalmente, las deformaciones que experimente un suelo deben necesariamente relacionarse con la estructura solicitante, ya que ciertos rdenes de magnitud pueden ser tolerables para algunas construcciones y prohibitivos para otras.

Cuando un suelo es sometido a tensiones, sufre una determinada deformacin. Si alcanza el valor lmite de su resistencia, el suelo sufre una rotura por corte o falla por corte. Desde el punto de vista de la mecnica de suelos, interesa tanto tener un adecuado factor de seguridad a la falla por corte como que la estructura solicitante no sufra una deformacin tal que le produzca daos.

Si se aplican presiones sobre superficies de carga de diferentes formas y dimensiones, en un determinado suelo, se obtienen distintos grficos de relacin tensin deformacin. Aqu interviene un nuevo factor que es la forma y dimensin del rea cargada, pues, la resistencia de un suelo vara con respecto a la forma, dimensiones, velocidad de aplicacin de carga y de la deformacin del suelo.

A medida que aumentan los esfuerzos, si se llega al momento en que el suelo se rompe o sigue

deformndose con un pequeo o ningn esfuerzo, se dice que el suelo falla por corte. Por eso que todo los mtodos destinados a determinar la capacidad de carga de un suelo, se basan en el esfuerzo cortante directa o indirectamente.

La complejidad del problema lleva a la siguiente definicin de capacidad de soporte : capacidad de soporte de un suelo es la carga por unidad de rea, para una superficie de forma y dimensiones determinadas, que no produce ms que un asentamiento previsto.

Los ensayos usados para medir las propiedades resistentes de los suelos pueden clasificarse en tres grandes grupos.ensayo de corteensayo de carga ensayo de penetracin ensayo de corte:Estos ensayos determinan las propiedades en un punto de la masa del suelo y se ejecutan normalmente en muestras inalteradas relativamente pequeas. A travs de ellos se determinan fundamentalmente la cohesin y el ngulo de friccin interna. Estos valores se utilizan para calcular los valores mximo de rotura. Los ensayos ms usuales son de corte directo, compresin no confinada y triaxial, que se vern ms adelante.

ensayo de carga:Los ensayos de carga se efectan generalmente en terreno (in situ) y sobre la superficie del suelo. Sus resultados abarcan una zona mayor que la anterior y permiten obtener un valor de conjunto de resistencia del suelo en la zona de influencia.

En obras viales, se usa una prueba de carga con una placa circular rgida de dimetro que varan entre 150 mm a 760 mm. La relacin entre la presin aplicada y la deformacin vertical recibe el nombre de Mdulo de reaccin del suelo K, que se expresa en kg/cm3.

Como esta relacin no queda representada por una lnea recta, se elige un valor de penetracin de referencia de 1,25 mm (0,05) para calcular el valor de K.

La deflexin para determinar el modulo de reaccin ser determinada sobre la curva corregida del grfico carga-deformacin.

Se deben aplicar tres correcciones a la informacin registrada durante el ensaye, que se deben a: trazado de la curva carga-deformacin, flexin de las placas de ensaye y suelo cohesivo parcialmente saturado. En el acpite 18 se estudia este ensayo.

ensayos de penetracin:Este tipo de ensayos determinan, al igual que los ensayos de corte, las propiedades en un punto de la masa de suelo. Pueden ser efectuados tanto en terreno (in situ) como en laboratorio. Los resultados de los ensayos de penetracin estn, en general, relacionados con experiencias sobre el comportamiento de suelos semejantes. Tal es el caso de los mtodos empricos usados en diseo de espesores de pavimentos de caminos y aeropuertos. Tambin puede usarse los datos de penetracin para establecer relaciones con la cohesin y la friccin del suelo.

Un caso particular de ensayo de penetracin, ampliamente usado en obras viales, es el Ensayo California, denominado comnmente como CBR (California Bearing Ratio). Para este ensayo se emplea una muestra de suelo de 150 mm de dimetro y 116 mm de altura, compactada en un molde cilndrico de acero. Antes de realizar el ensaye generalmente se satura para simular las condiciones ms desfavorables en cuanto a drenaje de un camino y para determinar su posible expansin. Junto con la saturacin y durante la penetracin, se somete la muestra a una presin (sobrecarga) igual a la que producir el futuro pavimento.

En este ensayo se mide la carga necesaria para hacer penetrar un pistn de 505 mm de dimetro en una masa de suelo compactada en un molde cilndrico de acero, a una velocidad de 1,27 mm/min, para producir deformaciones de hasta 12,7 mm (1/2). Esta carga se relaciona con una carga estndar y el resultado final se expresa en porcentaje. La curva de comparacin se llama curva patrn y corresponde a un chancado normalizado al cual se le asigna un valor CBR de 100%.La expresin que define al CBR, es la siguiente:

CBR = (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrn) 100 ( %)

De la ecuacin se puede ver que el nmero CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrn. En la prctica el smbolo de (%) se quita y la relacin se presenta simplemente por el nmero entero.Se deben confeccionar como mnimo tres probetas con distinta energa de compactacin, de tal manera que la densidad a la cual se desee determinar el CBR, quede entre dos probetas. Generalmente se utilizan probetas compactadas con 56, 25 y 10 golpes. Si la densidad a la cual se desea determinar el CBR es menor que la del molde de 10 golpes, se debe confeccionar otra probeta con menor energa (por ejemplo 5 golpes).

2 DETERMINACIN DE LA RAZON DE SOPORTE CALIFORNIA (CBR) Este mtodo establece el procedimiento para determinar un ndice de resistencia de los suelos, conocido como Razn de Soporte de California (CBR; California Bearing Ratio) El ensaye se realiza normalmente a suelos compactados en laboratorio, con la humedad ptima y niveles de energa variables. Este mtodo se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de suelos de subrasante, como tambin de materiales empleados en la construccin de terraplenes, subbases, bases y capas de rodadura granulares.

o obstante que originalmente el mtodo fue diseado para evaluar el soporte de suelos de tamao mximo (20 mm), el ensaye es aplicable a todos aquellos suelos que contengan una cantidad limitada de material que pasa por el tamiz de 50 mm y es retenido en el tamiz de 20 mm.

nota1: cuando el tamao mximo absoluto del material en estudio sea superior a 20 mm, el peso retenido en este tamiz se reemplazar por uno equivalente de material de la misma muestra que pasa por 20 mm y es retenido en 5 mm.

2.1 OBJETIVO DEL ENSAYEDeterminar la capacidad de soporte de un suelo en el laboratorio, preparando tres probetas de suelo con la misma humedad y con niveles de energa variables.

2.2 NORMA A UTILIZAREl ensayo se basa en la norma NCh. 1852 Of. 81 (LNV 92 85)