1. 1
CONTENIDO
I INTRODUCCION............................................................................................................ 2
II OBJETIVO ....................................................................................................................... 3
2.1 GENERAL ................................................................................................................. 3
2.2 ESPECÍFICOS........................................................................................................... 3
III MARCO TEÓRICO .................................................................................................... 3
3.1 CONTENIDO DE HUMEDAD................................................................................ 3
3.2 PLASTICIDAD Y LIMITES DE CONSISTENCIA.............................................. 4
3.3 LIMITE LÍQUIDO.................................................................................................... 4
3.4 LIMITE PLASTICO................................................................................................. 4
3.5 ÍNDICE DE PLASTICIDAD.................................................................................... 5
3.6 GRANULOMETRIA ................................................................................................ 5
3.6.1 Métodos De Análisis Granulométrico. ............................................................. 5
3.6.2 Método del tamizado.......................................................................................... 5
3.6.3 Curva Granulométrica. ..................................................................................... 6
3.7 TAMAÑO DE LAS PARTICULAS......................................................................... 6
3.8 ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO............................................................. 6
3.9 ENSAYO CBR........................................................................................................... 7
3.10 NUMERO DE CBR ............................................................................................... 7
V RESULADOS ................................................................................................................. 11
5.1 EN EL CAMPO ....................................................................................................... 11
5.1.1 UBICACIÓN DE LAS CALICATAS............................................................. 11
5.1.2 REGISTRO DE SONDAJES CON DESCRIPCIÓN VISUAL MANUAL DE
SUELOS.......................................................................................................................... 12
5.1.3 MUESTREO DE SUELOS.............................................................................. 13
5.1.4 SECTORIZACIÓN DE LA SUBRASANTE:................................................ 16
5.2 ENSAYOS DE LABORATORIO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
18
5.2.1 ENSAYOS ESTANDAR.................................................................................. 19
5.2.2 ENSAYOS ESPECIALES............................................................................... 28
VI DISCUSIÓN................................................................................................................ 33
VII CONCLUSIONES...................................................................................................... 34
VIII RECOMENDACIONES............................................................................................ 35
IX BIBLIOGRAFÍA........................................................................................................ 36
X ANEXOS ......................................................................................................................... 37
2. 2
I INTRODUCCION
A medida que transcurre el tiempo nos encontramos con un avance en el desarrollo de la
construcción y un descuido en el análisis de suelos, como ingenieros civiles tenemos la gran
responsabilidad de hacer cumplir una adecuada exploración de suelos, siendo respetosos de las
normas que nos garantizaran un buen diseño y ejecución de pavimento.
A medida que transcurre el tiempo todos los Ingenieros Civiles debemos tener el compromiso
de proyectar, analizar, ejecutar, construir y dar un mantenimiento adecuado a las obras que
funcionen de acuerdo a lo proyectado, así mismo que sean confiables y satisfagan las
necesidades de la población y comunidad en general.
De tal modo los integrantes del grupo. “LOS BASOS” decidimos desarrollar el proyecto:
“mejoramiento de la Avenida Los Eucaliptos, Distrito de Independencia, provincia de Huaraz
– Ancash”, estando ya en la 2da etapa del trabajo escalonado presentamos la exploración de
suelos y los ensayos de laboratorio Estándares y Especiales que se realizaron en el Barrio de
Shancayán - Distrito de Independencia - Provincia de Huaraz.
La exploración de suelos se realizó el día martes 19 de junio de 2018, con una cuadrilla
conformada por los integrantes del grupo. El terreno en el que se exploró el trabajo es poco
accidentado con pendientes no muy pronunciadas, de propiedades granulares a simple vista, en
lo cual observamos material de relleno en toda la profundidad de las calicatas de 1.0 m y 1.20m
de profundidad respectivamente, para luego sacar una cantidad determinada de muestra de suelo
para los ensayos de laboratorio respectivos. En base a la Norma CE-010 PAVIMENTOS
URBANOS. Del Reglamento Nacional de Edificaciones.
Por último los integrantes del grupo esperamos que el esfuerzo que se invirtió en la elaboración
de este informe, sea de gran utilidad, en la pavimentación; que permite el uso de la
transitabilidad de “acceso rápido” sobre todo en las horas de 7-8 de la mañana, medio día,
donde constatamos y observamos cuando hicimos el conteo vehicular, un gran número de
vehículos y aumentaría la circulación de los vehículos que se dirigen hacia norte y los barrios
de Shacayán, Palmira, y se beneficiarían comunidad en general.
3. 3
II OBJETIVO
2.1 GENERAL
Realizar la exploración de suelos y ensayos de laboratorio para el pavimentado de la Avenida
Confraternidad Internacional Este entre la calle Augusto de Leguía y Av. Centenario.
2.2 ESPECÍFICOS
Determinar la ubicación de calicatas en coordenadas UTM.
Obtener el registro de sondajes del suelo en estudio.
Realizar ensayos de laboratorio de caracterización (contenido de humedad, granulometría,
límite líquido y plástico, índice de plasticidad de suelos).
Realizar la clasificación AASHTO para el suelo en estudio.
Realizar un ensayo especial de laboratorio (Compactación modificada).
Obtener mediante tabla el CBR.
III MARCO TEÓRICO
3.1 CONTENIDO DE HUMEDAD
Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo.
El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre,
capilar e higroscópica. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa
junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el
comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo
cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. El método tradicional de determinación
de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de
un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una
determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea:
w = (Ww / Ws) * 100 ( % )
donde:
w = contenido de humedad expresado en % W
w = peso del agua existente en la masa de suelo
4. 4
Ws = peso de las partículas sólidas1
3.2 PLASTICIDAD Y LIMITES DE CONSISTENCIA
Albert Atterberg definió como plasticidad la capacidad que tenía un suelo de ser deformado sin
agrietarse, ni producir rebote elástico. A su vez observó que los suelos arcillosos en condiciones
húmedas son plásticos y se vuelven muy duros en condiciones secas, que los limos no son
necesariamente plásticos y se vuelven menos duros con el secado, y que las arenas son
desmenuzables en condiciones sueltas y secas. También observó que existían arcillas altamente
plásticas y otras de baja plasticidad. Los límites establecidos por Atterberg para diferenciar los
distintos estados de consistencia se deben obtener a partir de la fracción que pasa por el tamiz
Nº 40, descartando la porción retenida.2
3.3 LIMITE LÍQUIDO
El límite líquido, como ya se ha comentado anteriormente, se estableció como la humedad que
tiene un suelo amasado con agua y colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco,
realizado mediante un acanalador normalizado, que divide dicho suelo en dos mitades, se cierra
a lo largo del fondo en una distancia de 13 mm, tras haber dejado caer 25 veces la mencionada
cuchara desde una altura de 10 mm sobre una base también normalizada, con una cadencia de
2 golpes por segundo. La altura de caída, como las dimensiones del cascador y las dimensiones
de la ranura, como el material de la base, etc., son factores de influencia en los resultados
obtenidos.3
3.4 LIMITE PLASTICO
El límite plástico se ha definido arbitrariamente como el contenido de humedad del suelo al
cual un cilindro de éste, se rompe o resquebraja al amasado presentando un diámetro de
aproximadamente 3 mm.
Esta prueba es bastante subjetiva, es decir, depende del operador, el cual debe ayudarse con un
alambre u otro material de 3 mm. de diámetro para hacer la comparación y establecer el
momento en que el suelo se resquebraja y presenta el diámetro especificado. La muestra
necesaria para realizar este ensayo deberá tener un peso aproximado de 20 grs. y pasar
completamente por el tamiz de 0,5 mm. (malla Nº 40 ASTM).4
1
(DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD. 1993)
2
(Límites de Atterberg s.f.)
3
(Límites de Atterberg s.f.)
4
(DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD. 1993)
5. 5
3.5 ÍNDICE DE PLASTICIDAD
El índice de plasticidad (IP) es el rango de humedades en el que el suelo tiene un
comportamiento plástico. Por definición, es la diferencia entre el Límite líquido y el Límite
plástico5
3.6 GRANULOMETRIA
Se refiere a las proporciones relativas en que se encuentran las diferentes partículas minerales
del suelo (grava, arena, limo y arcilla) expresada con base al peso seco del suelo (en %).
La granulometría estudia la distribución de las partículas que conforman un suelo según su
tamaño, lo cual ofrece un criterio obvio para su clasificación descriptiva.
3.6.1 Métodos De Análisis Granulométrico.
Comprende dos clases de ensayos: El de tamizado para las partículas grueso – granulares
(gravas, arenas) y el de sedimentación para la fracción fina del suelo (limos, arcillas), pues no
son discriminables por tamizado.
3.6.2 Método del tamizado.
Una vez que se pasa el suelo por la estufa y se pulverice, se hace pasar por una serie organizada
de tamices, de agujeros con tamaños decrecientes y conocidos, desde arriba hacia abajo. El
primer tamiz, es el de mayor tamaño y es donde inicia el tamizado. Se tapa con el fin de evitar
pérdidas de finos; el último tamiz está abajo y descansa sobre un recipiente de forma igual a
uno de los tamices, y recibe el material más fino no retenido por ningún tamiz.
5
(Indice de Plasticidad s.f.)
IP = LL - LP
6. 6
3.6.3 Curva Granulométrica.
Los resultados de los ensayos de tamizado y sedimentación se llevan a un gráfico llamado curva
granulométrica.
- La curva A: Suelo bien gradado y de grano grueso.
- La curva B: mal gradado, poco uniforme (curva parada sin extensión)
- La curva C: Suelo arcilloso o limoso (fino)6
3.7 TAMAÑO DE LAS PARTICULAS
Los tamaños de las partículas, en general que conforman un suelo varían en un amplio rango.
Los suelos en general son llamados grava, arena, limo o arcilla, dependiendo del tamaño.7
3.8 ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO
En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Proctor es uno de los más importantes
procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno. A través de
él es posible determinar la densidad seca máxima de un terreno en relación con su grado de
humedad, a una energía de compactación determinada.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Standard", y el "Ensayo
Proctor Modificado". La diferencia entre ambos se encuentra en la energía utilizada, la cual se
modifica según el caso variando el número de golpes, el pisón (cambia altura y peso), el molde
y el número de capas.
6
(Granulometria s.f.)
7
(TAMAÑO DE PARTÍCULA DE SUELO s.f.)
7. 7
Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan
la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos, en determinadas condiciones de
humedad y energía.8
3.9 ENSAYO CBR
El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de penetración, expresada
en por ciento en su respectivo valor estándar. También se dice que mide la resistencia al corte
de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un
número de la relación de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo
al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.9
3.10 NUMERO DE CBR
El número CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relación de la carga unitaria (lbs/pulg2.)
necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón de penetración (19.4
cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas
con respecto a la carga unitaria patrón (lb/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad
de penetración en una muestra estándar de material triturado.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de
humedad óptimo para un suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación
estándar o modificado del experimento.
El método CBR comprende los 3 ensayos siguientes:
- Determinación de la densidad y humedad.
- Determinación de las propiedades expansivas del material.
- Determinación de la resistencia a la penetración.
CBR = El número CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica, el símbolo
de % se quita y la relación se presenta simplemente por el número entero.10
8
(Ensayo de compactación Proctor s.f.)
9
(Chang s.f.)
10
(Chang s.f.)
8. 8
IV METODOLOGIA
4.1 EN CAMPO
4.1.1 EXCAVACON DE CALICATAS
Según el MANUAL DE CARRETERAS (suelos, geología, geotecnia y pavimentos)
CAPITULO IV, el número mínimo de calicatas por kilómetro, menciona:
9. 9
4.1.1 REGISTRO DE SONDAJES CON DESCRIPCIÓN VISUAL MANUAL DE
SUELOS
Se desarrolló usando el CAPITULO IV DEL MANUAL DE CARRETERAS (suelos,
geología, geotecnia y pavimentos), además se usó el manual DESCRIPCIÓN VISUAL -
MANUAL DE LOS SUELOS, del docente del curso MSC. ING. ELIO MILLA
VERGARA
4.1.2 MUESTREO DE SUELOS
El reconocimiento del terreno permitirá identificar los cortes naturales y/o artificiales, definir
los principales estratos de suelos superficiales, delimitar las zonas en las cuales los suelos
presentan características similares, asimismo identificar las zona.s de riesgo o poco
recomendables para emplazar el trazo de la vía. (CAPITULO IV DE MANUAL DE
10. 10
CARRETERAS (suelos, geología, geotecnia y pavimentos) se usó los formatos que nos
proporcionó el docente del curso.
4.1.3 SECTORIZACIÓN
Para la identificar los sectores de características homogéneas, se tendrá en cuenta los
resultados de las prospecciones y ensayos, previamente a ello se deberá establecer una
estrategia para efectuar el programa exploratorio y, a partir de ello, se ordenará la toma de las
muestras necesarias de cada perforación, de manera de poder evaluar aquellas características
que, siendo determinantes en su comportamiento, resulten de sencilla e indiscutible
determinación. (CAPITULO IV DE MANUAL DE CARRETERAS (suelos, geología,
geotecnia y pavimentos)
4.1.4 PERFIL DEL SUBSUELO EN COTAS ABSOLUTAS
Una vez que se haya clasificado los suelos por el sistema AASHTO, se elaborará un perfil
estratigráfico para cada sector homogéneo o tramo en estudio, a partir del cual se determinará
los suelos que controlarán el diseño y se establecerá el programa de ensayos para definir el
CBR de diseño para cada sector homogéneo. (CAPITULO IV DE MANUAL DE
CARRETERAS (suelos, geología, geotecnia y pavimentos)
4.2 EN EL LABORATORIO
4.2.1 CONTENIDO DE HUMEDAD
Determinación del contenido de humedad MTC E 108 (ASTM-D-2216)
4.2.2 GRANULOMETRIA
Análisis Granulométrico por tamizado MTC E 107 (ASTM-D-422)
4.2.3 LIMITE Y CLASIFICACION AASHTO
Determinación del límite Líquido MTC E 110 (ASTM-D-423)
Determinación del límite Plástico MTC E 111 (ASTM-D-424)
Clasificación AASHTO ASTM D-3282
4.2.4 ENSAYO DE COMPACTACION
Compactación Modificado MTC E 115 (ASTM D-1557)
11. 11
4.2.5 CBR
CBR MTC E 132 (ASTM-D-1883)
V RESULADOS
5.1 EN EL CAMPO
5.1.1 UBICACIÓN DE LAS CALICATAS
Para el trabajo de exploración y los respectivos ensayos de laboratorio, se hicieron dos calicatas:
Calicata C-01 en la progresiva Km 00+020
Calicata C-02 en la progresiva Km 00+180
Ubicación de Calicatas
COORDENADAS UTM
CALICATA NORTE ESTE
C -1 8935682.0702 219431.0890
C -2 8935745.1680 219418.5576
12. 12
5.1.2 REGISTRO DE SONDAJES CON DESCRIPCIÓN VISUAL MANUAL DE
SUELOS
los registros de sondaje con descripción visual manual de suelos. Es la descripción de las
diferentes características de los estratos subyacentes, tales como tipo de suelo, espesor del
estrato, etc. Que continuación se muestran en el formato.
NOTA: El formato que se llenó en el campo se encuentra en ANEXOS.
REGISTRO DE SONDAJE
Proyecto: Pavimentado de la Av. Los Eucaliptos
Solicitado: Ing. López Diaz Carlos Calicata: N° 01
Lugar: Independencia fecha: 19/06/18
Tipo de Sondaje: Cielo Abierto N.F. : ****
PROF.
(m)
ESPESOR
ESTRATO
(m)
MUESTRA OBTENIDA SIMBOLO
GRAFICO
CLASIF.
SUCS
DESCRIPCION DE
MATERIAL
0.10 0.10 Pt Limo Arcilloso Orgánica
con presencia de raíces y
material pétrea.
0.45 0.35 GP Graba Arcillosa con
presencia de piedras
achatadas de tamaño max.
2”
1.00 0.55 GW Graba bien graduada con
presencia de bolones
tamaño promedio de 5”
13. 13
REGISTRO DE SONDAJE
Proyecto: Pavimentado de la Av. Los Eucaliptos
Solicitado: Ing. López Díaz Carlos Calicata: N° 02
Lugar: Independencia fecha: 19/06/18
Tipo de Sondaje: Cielo Abierto N.F. : ****
PROF.
(m)
ESPESOR
ESTRATO
(m)
MUESTRA OBTENIDA SIMBOLO
GRAFICO
CLASIF.
SUCS
DESCRIPCION DE
MATERIAL
0.13 0.13 Pt Limo Arcilloso
Orgánica con
presencia de raíces y
palitos de madera en
proceso de
descomposición.
0.80 0.67 GM Graba limosa con
presencia de piedras
achatadas de tamaño
promedio de 3”
1.00 0.2 GW Graba bien graduada
con presencia de
bolones tamaño
promedio de 6”
5.1.3 MUESTREO DE SUELOS
El programa de exploración de campo, mostramos la ejecución de 02 perforaciones (02 calicatas
o pozos de exploración “a cielo abierto”) designados como Calicata N°01 y Calicata N° 02. Las
calicatas se ubicaron tratando de obtener la mayor información disponible del terreno. No se
visualizó la presencia de Nivel Freático.
Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:
Calicata Profundidad (m)
A cielo Abierto
Muestras
Extraídas
Calicata – 01 1.00 01
Calicata – 02 1.00 01
Las imágenes se describen en panel fotográfico.
A continuación, se muestra la foto de la descripción manual visual de los suelos:
14. 14
LISTA DE CHEQUEO PARA DESCRIPCIÓN DE SUELOS
PROYECTO: Pavimentado de la Av. Conf. Internacional este FECHA: 19/12/16
CALICATA: CALICATA N° 01 MUESTRA: N° 01 ( - 0.6m del NTN)
1. Nombre del grupo: GRABA BIEN GRADUADA
2. Símbolo del grupo: GP
3. Porcentaje de cantos rodados, boleos o ambos ( por volumen): 10% CANTO RODADO
4. Tamaño o dimensión máxima de la partícula: DIMENSIÓN MÁXIMA 2”
5. Porcentaje de: grava 35% arena 25% y Finos 40%
6. Rango del tamaño de la partícula:
Grava – fina 20% Gruesa 15%
Arena fina 30% Media 18% Gruesa 27%
7. Angulosidad de la partícula: SUBREDONDEADA
8. Forma de la partícula: (si fuera apropiado) CHATA ALARGADA
9. Dureza de la arena gruesa y de la partículas mayores: DURO
10. Plasticidad de finos: BAJA
11. Resistencia en estado seco: ALTA
12. Dilatancia: LENTA
13. Tenacidad: MEDIA
14. Color (en condición húmeda): MARRON OSCURO
15. Olor (mencionar sólo si fuera orgánico o inusual): ****
16. Humedad: BAJA
17. Consistencia (sólo suelos de grano fino): FIRME
18. Estructura: OMOGENIA
19. Cementación:***
20. Nombre local:***
21. Interpretación geológica: ***
22. Comentarios adicionales: ***
15. 15
LISTA DE CHEQUEO PARA DESCRIPCIÓN DE SUELOS
PROYECTO: Pavimentado de la Av. Conf. Internacional este FECHA:19/12/16
CALICATA: CALICATA N° 02 MUESTRA: N° 2 ( - 0.85m del NTN)
1. Nombre del grupo: ARENA ARCILLOSA
2. Símbolo del grupo: GW
3. Porcentaje de cantos rodados, boleos o ambos ( por volumen): 40% CANTO RODADO
4. Tamaño o dimensión máxima de la partícula: DIMENSIÓN MÁXIMA 8”
5. Porcentaje de: grava 30% arena 50% y Finos 20%
6. Rango del tamaño de la partícula:
Grava – fina 30% Gruesa 15%
Arena fina 20% Media 20% Gruesa 15%
7. Angulosidad de la partícula: REDONDEADA
8. Forma de la partícula: (si fuera apropiado) ***
9. Dureza de la arena gruesa y de la partículas mayores: DURO
10. Plasticidad de finos: ALTA
11. Resistencia en estado seco: ALTA
12. Dilatancia: RAPIDA
13. Tenacidad: MEDIA
14. Color (en condición húmeda): MARRON OSCURO
15. Olor (mencionar sólo si fuera orgánico o inusual):***
16. Humedad: BAJA
17. Consistencia (sólo suelos de grano fino): FIRME
18. Estructura: HOMOGENIA
19. Cementación: ***
20. Nombre local:***
21. Interpretación geológica: ***
22. Comentarios adicionales:***
NOTA: LOS FORMATOS USADOS EN EL CAMPO SE ENCUENTRAN EN ANEXOS.
16. 16
5.1.4 SECTORIZACIÓN DE LA SUBRASANTE:
5.1.4.1 SECTORIZACIÓN
Para efectos de diseño de la estructura de pavimento del proyecto en situ. se definió sectores
homogéneos donde, a lo largo de cada uno de ellos, la característica del material del suelo de
fundación o de la capa de subrasante se identifican como uniforme. Dicha uniformidad se
estableció sobre la base de las características fisicoquímico de los suelos (clasificación
plasticidad). Este proceso de sectorización es requerido de análisis y criterio del proyecto,
teniendo en cuenta las características del material de suelo de la subrasante, el tráfico vial.
Para la identificación de los sectores de características homogéneas, se tendrá en cuenta los
resultados de las proporciones y ensayos, previamente a ello se deberá establecer una
estrategia para efectuar el programa de exploración y a partir de ello se ordenará la forma de
las muestras necesarias de cada perforación
5.1.4.2 LA SUBRASANTE
Se considerará como material, putos para las capas de la subrasante suelos con CBR >= 6%
en caso de ser menor (subrasante pobre o subrasante inadecuada), se procederá a la
estabilización de los suelos, para lo cual se analizarán alternativas de solución, de acuerdo a la
naturaleza del suelo, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación,
estabilización química del suelo, estabilización con geosintéticos, elevación de la rasante entre
otros criterios.
En este caso según ensayos se obtuvo CBRs para ambas calicatas:
Se obtiene CBR> a 6%, por tanto, se considera como material apto para subrasante del
pavimento.
5.1.4.3 Caracterización de la subrasante:
Con el objetivo de determinar la característica físico-químico de los materiales de la
subrasante se llevan a cabo los estudios de acuerdo mediante la ejecución de calicatas con una
17. 17
aproximada profundidad de 1.5m y en un aproximado, estas calicatas están ubicadas
longitudinalmente y en forma aleatoria dentro de la faja que cubre el ancho de la calzada y
distancias aproximadamente iguales; para luego, si se considera necesario, densificar la
exploración en puntos singulares del lazo de la vía
Sectorización inicial por tránsito:
Inicialmente se sectoriza el tramo en estudio, de acuerdo con los niveles esperados de tránsito
a lo largo de él
Sectorización complementaria por tipos de roca o suelo
A partir de las clasificaciones de los suelos de subrasante encontrados en las perforaciones, se
elabora un perfil
18. 18
5.1.4.4 Determinación de las áreas homogéneas de diseño
Se determina la longitud en la cual predomina cada suelo y se delimitan áreas homogéneas
para efectos de diseño, teniendo en cuenta el tránsito de proyecto
Las secciones escogidas deben ser de suficiente longitud, con el fin de que los diseños
resultantes den lugar a una construcción práctica y económica
1) obtención del perfil del suelo:
5.2 ENSAYOS DE LABORATORIO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Se tomaron muestras de los estratos en cada calicata en cantidades suficientes para
realizar los ensayos de identificación y clasificación.
19. 19
5.2.1 ENSAYOS ESTANDAR
Se realizó los siguientes ensayos en el laboratorio de Mecánica de Suelos de la
UNASAM:
Contenido de humedad
Límite líquido y plástico
Análisis granulométrico y Clasificación AASHTO
5.2.1.1 CONTENIDO DE HUMEDAD
a) Calicata N° 01
HUMEDAD DE SUELO (CALICATA 1)
DESCRIPCION M - 1 M - 2
Peso Suelo Humedo + Contenedor Mcws 190.23 192.49
Peso Suelo Seco + Contenedor Mcs 183.09 185.4
Peso de Contenedor Mc 38.27 37.39
Peso Suelo Seco (Ms=Mcs-Mc) Ms 144.82 148.01
Peso de Agua (Mw=Mcws-Mcs) Mw 7.14 7.09
Contenido de Humedad (W=Mw/Ms) W 4.93 4.79
Humedad Promedio (%) 4.86
b) Calicata N° 02
HUMEDAD DE SUELO (CALICATA 2)
DESCRIPCION M - 1 M - 2
Peso Suelo Humedo + Contenedor Mcws 160.92 156.97
Peso Suelo Seco + Contenedor Mcs 153.61 149.12
Peso de Contenedor Mc 39.16 38.29
Peso Suelo Seco (Ms=Mcs-Mc) Ms 114.45 110.83
Peso de Agua (Mw=Mcws-Mcs) Mw 7.31 7.85
Contenido de Humedad (W=Mw/Ms) W 6.39 7.08
Humedad Promedio (%) 6.73
20. 20
Para la calicata Nº1 se obtuvo un contenido de humedad promedio de
4.86%.
Para la calicata Nº2 se obtuvo un contenido de humedad promedio de
6.73%.
5.2.1.2 DETERMINACION DEL LÍMITE LÍQUIDO
RESULTADOS
CALICATA 01
DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO - (CALICATA) 01
DESCRIPCION
DETERMINACION DEL LIMITE
LIQUIDO (CALICATA 01)
N° de Ensayos 1 2 3
N° de Golpes 18 25 34
P.Suelo Humedo + Recipiente 39.8 39.23 36.8
P.Suelo Seco + Recipiente 33.99 34.5 32.5
Peso del Recipiente 13.45 16.89 16.42
Peso Suelo Seco 20.54 17.61 16.08
Peso del Agua 5.81 4.73 4.3
Contenido de Humedad (%) 28.29 26.86 26.74
Para N° de Golpes de "25"
X(N° de Gol) 25
Y(Humedad) 27.36
y = -0.0927x + 29.674
R² = 0.7473
26.00
26.50
27.00
27.50
28.00
28.50
10 100
Humedad
(%)
N° de Golpes
DIAGRAMA DE FLUIDEZ (CALICATA 01)
DIAGRAMA DE FLUIDEZ Linear (DIAGRAMA DE FLUIDEZ)
21. 21
CALCULO DEL LIMITE PLASTICO (CALICATA 01)
DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (CALICATA 01)
N° de Ensayos 1 2
P.Suelo Húmedo + Recipiente 34.41 33.48
P.Suelo Seco + Recipiente 33.5 32.53
Peso del Recipiente 28.25 27.01
Peso Suelo Seco 5.25 5.52
Peso del Agua 0.91 0.95
Contenido de Humedad (%) 17.33 17.21
Contenido de Humedad (%) 17.27
CALCULO DEL ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP) - (CALICATA 01)
Es el rango de humedades en el que el suelo tiene un comportamiento plástico. Por definición,
es la diferencia entre el Límite líquido y el Límite plástico.
IP = LL – LP
(CALICATA 01)
Limite Liquido 27.36
Limite Plástico 17.27
Indicé de Plasticidad 10.08
CALICATA 02
DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO - (CALICATA) 02
DESCRIPCION
DETERMINACION DEL LIMITE
LIQUIDO (CALICATA 02)
N° de Ensayos 1 2 3
N° de Golpes 16 27 35
P.Suelo Humedo + Recipiente 39.63 38.63 38.28
P.Suelo Seco + Recipiente 34.25 33.69 33.34
Peso del Recipiente 16.66 16.56 16.06
Peso Suelo Seco 17.59 17.13 17.28
Peso del Agua 5.38 4.94 4.94
Contenido de Humedad (%) 30.59 28.84 28.59
Para N° de Golpes de
"25"
X(N° de Gol) 25
22. 22
Y(Humedad) 29.45
CALCULO DEL LIMITE PLASTICO - (CALICATA 02)
DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (CALICATA 01)
N° de Ensayos 1 2
P.Suelo Húmedo + Recipiente 34.41 33.48
P.Suelo Seco + Recipiente 33.5 32.53
Peso del Recipiente 28.25 27.01
Peso Suelo Seco 5.25 5.52
Peso del Agua 0.91 0.95
Contenido de Humedad (%) 17.33 17.21
Contenido de Humedad (%) 17.27
CALCULO DEL ÍNDICE DE PLASTICIDAD (IP) (CALICATA 02)
Es el rango de humedades en el que el suelo tiene un comportamiento plástico.
Por definición, es la diferencia entre el Límite líquido y el Límite plástico.
IP = LL – LP
(CALICATA 02)
Limite Liquido 27.36
Limite Plástico 17.27
Indicé de Plasticidad 10.08
y = -0.1084x + 32.155
R² = 0.9026
28.00
28.50
29.00
29.50
30.00
30.50
31.00
10 100
Humedad
(%)
N° de Golpes
DIAGRAMA DE FLUIDEZ (CALICATA 02)
DIAGRAMA DE FLUIDEZ Linear (DIAGRAMA DE FLUIDEZ)
23. 23
DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO (CALICATA 02)
N° de Ensayos 1 2
P.Suelo Humedo + Recipiente 34.08 32.97
P.Suelo Seco + Recipiente 33.1 32.02
Peso del Recipiente 27.44 26.61
Peso Suelo Seco 5.66 5.41
Peso del Agua 0.98 0.95
Contenido de Humedad (%) 17.31 17.56
Contenido de Humedad (%) 17.44
(CALICATA 02)
Limite Liquido 29.45
Limite Plástico 17.44
Indicé de Plasticidad 12.01
RESULTADO CONPARATIVO:
(CALICATA 01) (CALICATA 02)
Limite Liquido 27.36 Limite Liquido 29.45
Limite Plástico 17.27 Limite Plástico 17.44
Indicé de Plasticidad 10.08 Indicé de Plasticidad 12.01
5.2.1.3 GRANULOMETRÍA Y CLASIFICACIÓN AASHTO
CALCULOS
Calicata 01: Km 00+180
ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO (CALICATA 1)
Masa Inicial Seca (gr) 6227.20 % que pasa N° 200 20.44
Masa Lavado y Seca (gr) 4970.90 P. Retenido 3" (gr) 0.00
Separación de la Muestra Por Tamiz N°
24. 24
% GRAVA 51.83
% Gruesa 39.22
% Fina 12.61
% ARENA 27.73
% Gruesa 6.20
% Media 12.90
% Fina 8.63
% FINOS 20.44
Peso Lavado 4970.90 D60 (mm) = 17
Peso
Tamizad. 4970.20 D30 (mm) = 0.5
Error
Porcentual
0.014
D10 (mm) = ---
Cef. Unif. (Cu) = ---
%Maximo 0.3 Cef. Conc. (Cc) = ---
CUMPLE
La muestra analizada no presenta porcentaje acumulado que pasa del 10% por lo cual no se
puede determinar D10 ni D30 a partir de la curva granulométrica. El porcentaje acumulado
para 60% si existe por lo que D60 es uno.
Fórmulas para calcular el CU y CC.
Cu =
D60
D10
Cc =
(D30)2
D60. D10
No se puede calcular el Cu y Cc porque no tenemos los valores de D10 y D60
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
Porcentaje
que
Pasa
(%)
Abetura Tamiz (mm)
ANALISIS GRANULOMETRICO (CALICATA 01)
25. 25
CALICATA 02: KM 00+0.20
ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO (CALICATA 2)
Masa Inicial Seca (gr) 5623.00
% que pasa
N°200 23.13
Masa Lavado y Seca (gr) 4360.30 P.Retenido "(gr) 0.00
Separación de la Muestra Por Tamiz N°
ABERTURA DE TAMICES
RETENIDO EN CADA
TAMIZ % ACUMULADO
ASTM mm Masa (gr) % Retenido Que pasa
3" 75.000 0.00 0.00 0.00 100.00
2" 50.000 310.30 5.52 5.52 94.48
1 1/2" 37.500 555.00 9.87 15.39 84.61
1" 25.000 97.00 1.73 17.11 82.89
3/4" 19.000 174.80 3.11 20.22 79.78
3/8" 9.500 320.40 5.70 25.92 74.08
# 4 4.750 343.40 6.11 32.03 67.97
# 10 2.000 505.40 8.99 41.02 58.98
# 20 0.850 521.50 9.27 50.29 49.71
# 40 0.425 506.90 9.01 59.30 40.70
# 60 0.250 326.20 5.80 65.11 34.89
# 140 0.106 599.60 10.66 75.77 24.23
# 200 0.075 61.80 1.10 76.87 23.13
< # 200 Fondo 36.80
% GRAVA 32.03 % Gruesa 20.22
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
Porcentaje
que
Pasa
(%)
Abetura Tamiz (mm)
ANALISIS GRANULOMETRICO (CALICATA 02)
26. 26
% Fina 11.81
% ARENA 44.84
% Gruesa 8.99
% Media 18.29
% Fina 17.56
% FINOS 23.13
Peso Lavado 4360.30 D60 (mm) = 2.1
Peso Tamizad. 4359.10 D30 (mm) = 0.17
Error
Porcentual
0.028
D10 (mm) = ---
Cef. Unif. (Cu) = ---
%Maximo 0.3 Cef. Conc. (Cc) = ---
CUMPLE
No se puede calcular el CU y CC porque no tenemos los valores de D10.
CLASIFICACION
CLASIFICACION GENERAL
MATERIALES GRANULARES (35% O MENOS DE LA MUESTRA QUE
PASA N°200)
Clasificación de Grupo
A-1
A-3
A-2
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6
Análisis por Cribado
(% que pasa las mallas)
N° 10 50 Max
N° 40 30 Max 50 Max 51 Min
N° 200 15 Max 25 Max 10 Max 35 Max 35 Max 35 Max
Características de la Fracción
que pasa la malla N° 40
Limite Liquido 40 Max 41 Min 40 Max
Índice de Plasticidad 6 Max N.P 10 Max 10 Max 11 Min
Índice de Grupo 0 0 0 4 Max
Tipos Usuales de Materiales
Componentes Significativas Fragmentos de
piedra Grava y Arena
Arena
Fina
Grava y Arena Limoso o Arcilloso
Tasa General de los
Subrasantes
De excelente a Bueno
Para A-7-5*, PI < LL-30
Para A-7-6*, PI > LL-30
27. 27
CLASIFICACION GENERAL MATERIALES LIMO-ARCILLA (MAS DEL 35% DE
LA MUESTRA QUE PASA LA MALLA N° 200)
Clasificación de Grupo A-4 A-5 A-6
A-7
A-7-5*
A-7-6*
Análisis por Cribado
(% que pasa las mallas)
N° 10
N° 40
N° 200 36 Min 36 Min 36 Min 36 Min
Características de la Fracción
que pasa la malla N° 40
Limite Liquido 40 Max 41 Min 40 Max 41 Min
Índice de Plasticidad 10 Max 10 Max 11 Min 11 Min
Indice de Grupo 8 Max 12 Max 16 Max 20 Max
Tipos Usuales de Materiales
Componentes Significativas Suelos Limosos Suelos Arcillosos
Tasa General de los
Subrasantes
De Mediano a Pobre
Para A-7-5*, PI < LL-30
Para A-7-6*, PI > LL-30
CALICATA
MALLA
N°10
MALLA
N°40
MALLA
N°200
LIMITE
LIQUIDO
INDICE DE
PLASTICIDAD
1 41.97 29.07 20.44 27.36 10.08
2 58.98 40.70 23.13 29.45 12.01
CLASIFICACION DE LA CALICATA N° 01
F= 20.44
LL= 27.36
PI= 4.86
GI= -2.271
𝐺𝐼 = (𝐹 − 35)[0.2 + 0.005(𝐿𝐿 − 40)] + 0.01 (F-15)(PI-10)
𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:
F = Porcentaje que pasa la malla N° 200
LL = Limite Liquido
PI = indice de plasticidad
28. 28
GI= 0
A-2-4(0)
Grava y Arena Limoso o
Arcilloso
CLASIFICACION DE LA CALICATA N° 02
RESULTADOS
F= 23.13
LL= 29.45
PI= 12.01
GI= -1.584
GI= 0
A-2-6(0)
Grava y Arena Limoso o
Arcilloso
Las curvas Granulométricas son tendidas, esto indica que hay una granulometría
continua.
5.2.2 ENSAYOS ESPECIALES
Se realizó en el laboratorio los siguientes ensayos.
- Compactación Modificada
- CBR
𝐺𝐼 = (𝐹 − 35)[0.2 + 0.005(𝐿𝐿 − 40)] + 0.01 (F-15)(PI-10)
𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:
F = Porcentaje que pasa la malla N° 200
LL = Limite Liquido
PI = índice de plasticidad
29. 29
5.2.2.1 COMPACTACIÓN MODIFICADO (CALICATA 1)
DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
Masa de Suelo Humedo +
Recipiente gr 239.7 222.57 229.68 215.47 212.25
Masa del Suelo Seco + Recipiente gr 238.08 216.81 219.44 200.60 193.85
Masa de Recipiente gr 39.05 35.6 39.93 38.78 36.39
Masa de Agua gr 1.62 5.76 10.24 14.87 18.4
Masa del Suelo Seco gr 199.03 181.21 179.51 161.82 157.46
Contenido de Humedad % 0.81 3.18 5.70 9.19 11.69
Densidad Seca Compactada gr/cm3 2.10 2.16 2.17 5.63 5.40
Densidad Seca Compactada Maxima (gr/cm3) 5.82
Peso Unitario Seca Compactada (gr/cm3) 57.09
Humedad Optima (%) 9.75
DETERMINACION DE LA DENSIDAD
DESCRIPCION
MUESTRA
1
MUESTRA
2
MUESTRA
3
MUESTRA
4
MUESTRA
5
Masa Suelo Humedo + Molde gr 7320.20 7470.00 7575.60 7707.50 7525.10
Masa Molde gr 2830.20 2762.60 2702.00 1938.00 1832.80
Masa Suelo Humedo Compactado gr 4490.00 4707.40 4873.60 5769.50 5692.30
Volumen del Molde cm3 2120.52 2108.99 2128.28 937.85 943.48
Densidad Humeda Compactada gr/cm3 2.12 2.23 2.29 6.15 6.03
30. 30
5.2.2.2 CALCULO DEL CBR
Una vez que de la cual se determinara el programa de ensayos para determinar el CBR. Se
haya clasificado los suelos por los sistemas conocidos, para caminos contemplados en el
Manual de Carreteras, se elabora un perfil estratigráfico para cada tramo de estudio.
ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)
COMPACTACION C BR
MOLDE 9 10 11
Altura Molde mm. 124 120 120
N° Capas 5 5 5
N°Golp x Capa 55 26 12
Cond. Muestra NO SATURADO SATURADO
NO
SATURADO SATURADO
NO
SATURADO SATURADO
P. Húm.+ Molde 12520.80 12634.30 12500.30 12641.50 12454.10 12655.60
Peso Molde (gr) 7563.80 7563.80 7635.00 7635.00 7790.00 7790.00
Peso Húmedo (gr) 4957.00 5070.50 4865.30 5006.50 4664.10 4865.60
Vol. Molde (cc) 2126.72 2126.72 2135.83 2135.83 2127.49 2127.49
Densidad H.(gr/cc) 2.33 2.38 2.28 2.34 2.19 2.29
33. 33
VI DISCUSIÓN
DE LA UBICACIÓN DE LAS CALICATAS.
El criterio que se usó para distribuir las calicatas fue: “Colocar las calicatas de manera
alternada uno al inicio de la calle y otro al final.
En base al Reglamento Nacional de edificaciones (RNE) en la Norma Técnica CE-010
“Pavimentos Urbanos” menciona para el cálculo de puntos de investigación se recomienda
para una vía Urbana: 1 cada 1800 m2
.
En nuestra vía tenemos: Longitud total 125m con un ancho de vía 8 m lo cual nos da un área
aproximada de 1000 m2. Dividiendo el área entre 1800 m2 nos da que necesitamos 0.55
puntos equivalente a 1 calicata pero como mínimo se toma 2 calicatas.
34. 34
DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO ESTÁNDAR Y CLASIFICACIÓN
CALICATA 01 CALICATA 02
PARAMETROS: VALOR UND. VALOR UND.
ESTRATO 01
Clasificación AASTHO A-2-6 (0) A-2-6 (0)
Nombre
Grava y arena
limoso o arcilloso
Grava y arena
limoso o arcilloso
Contenido de humedad 4.86 % 6.73 %
Limite liquido 27.36 % 29.45 %
Limite plástico 17.27 % 17.44 %
Índice de plasticidad 10.08 % 12.01 %
Porcentaje de gravas 51.83 % 32.03 %
Porcentaje de arena 27.73 % 44.84 %
Porcentaje de finos 20.44 % 23.13 %
DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO ESPECIALES
CALICATA 01
PARAMETROS: VALOR UND.
ESTRATO 01 Clasificación AASTHO A-2-6 (0)
Máxima Densidad Seca 5.82 gr/cm3
CHO 9.75 %
CBR 19.00 %
VII CONCLUSIONES
Para la realizar una exploración de suelos son fundamentados los ensayos de suelos en
in situ.
Dentro del ensayo y resultado se obtuvo en la nuestra de la calicata Nº1 un contenido
de humedad promedio de 4.86%. mientras que en la nuestra de la calicata Nº2 hallamos
un contenido de humedad promedio de 6.73%.
Para encontrar un material adecuado en el primer tramo de la subrasante se tendrá que
remover un promedio de 0.80m que es material de relleno. Para el segundo tramo se
escarificará el material hasta el nivel de la subrasante, no siendo necesaria la mejora del
material ni la eliminación.
El material tiene una buena resistencia es parte de las características que pueden soportar
cargas aplicadas en la superficie, el material que sale del corte se puede reutilizar como
base del pavimento.
35. 35
Según los valores de CBR para la calita (C-1) se considera como suelo excelente y para
la calicata (C-2) se considera suelo bueno, al nivel de subrasante. Al nivel de la
subrasante no se obtiene los coeficientes de Cc y Cu por obtener un D10 igual a cero.
Al no tener presencia del nivel freático no se considerará una capa anticontaminante ni
un tratado especial para el pavimento.
VIII RECOMENDACIONES
En el transcurso de la sectorización del suelo por tramos dentro de la carretera en la
exploración de suelos posiblemente tengamos problemas con respecto a la
clasificación o a las texturas para ello es recomendable tener en cuenta realizar posos o
calicatas así de un mejor resultado.
Se recomienda tener presencia en campo y en laboratorio y saber el tamaño de abertura
de cada tamiz estándar para poder darnos una idea en campo del tamaño máximo de las
partículas.
Antes de hacer el ensayo de granulometría se debe inspeccionar que los tamices estén
limpios y en buenas condiciones.
Se recomienda que la profundidad para pavimentos urbanos se realice una profundidad
de 1.5 m con respecto a la rasante, se recomienda eliminar material de relleno.
36. 36
IX BIBLIOGRAFÍA
Chang, Luis Chang. "California Bearing Ratio." CBR - Cismid. n.d.
http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/labgeo32_p.pdf (accessed 12 22,
2016).
"DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD." ELE. Internacional. Ltda., 1993.
1993.
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/humedad.p
df (accessed 12 22, 2016).
DIEZ ALVARADO, MILAGROS. Capítulo 5: PAVIMENTOS. n.d.
http://cybertesis.urp.edu.pe/urp/2008/diez_m/pdf/diez_m-TH.5.pdf.
"Ensayo de compactación Proctor." Wikipedia. n.d.
https://es.wikipedia.org/wiki/Ensayo_de_compactación_Proctor (accessed 12 22,
2016).
"Granulometria." Slideshare. n.d.
http://es.slideshare.net/freddyramirofloresvega/granulometria-en-los-suelos (accessed
12 22, 2016).
Guillermo Thenoux Z., Felipe Halles A., Álvaro González V. GUÍA DE DISEÑO
ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS. Chile, 2002.
IMDA. IMDA. OCTUBRA LUNES, 2016. http://mtcgeo2.mtc.gob.pe/imdweb/ (accessed
2016).
"Indice de Plasticidad." Wikivia la nciclopedia de la carretera. n.d.
http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Indice_de_plasticidad (accessed 12 22,
2016).
"Límites de Atterberg." n.d. http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3282/53973-
5.pdf?seque (accessed 12 22, 2016).
Milla Vergara, Elio. APUNTES DE CLASE: VOLUMEN Y CARGA DE TRÁFICO. HUARAZ,
n.d.
Milla Vergara, Elio. estudio de transito. Huaraz, Octubre 02, 2016.
MTC. Manual de Carreteras (DG – 2013). 2013.