UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO “SANTI AGO ANTUNEZ ANTU NEZ DE MA MAY YOLO”
FA CULTA CULTA D DE INGENIERIA CIVIL INGENIERÍA DE CIMENT CIM ENTA A CIONES
DESCRIP DES CRIPCIÓN CIÓN VIS VISUA UAL L MA MANUAL NUAL DE SUELOS Msc. Ing. Elio Milla Vergara Huaraz, Septi Septiembr embre e del 20 2012 12
Desc scri ripc pció ión n e Identif dentific ica aci ción ón de d e Suelos. Procedimiento Visual-Manual (NTP 339.150 (2001),
)
INTRODUCCION
La identificación visual, es el reconocimiento preliminar del suelo sin necesidad de empleo de equipos o ensayos de laboratorio. Los ensayos de laboratorio c o n f i r m ar án y p er m i t i r án p r ec i s ar l a info in form rma aci ción ón ob obte teni nida da de dell te terr rre eno no..
INTRODUCCION Cuando se requiera una clasificación precisa, se debe usar el Méto toddo ASTM D24 248 87. Se usa sólo para suelos naturales (disturbados o no disturbados). La porción identificada se asigna un símbolo de grupo y nombre se limita a suelos con partículas menores de 3” (75 mm).
TERMINOLOGIA (SEGÚN LA NTP 339.136) Dell Ma De Materi terial al que qu e se retiene reti ene en en el Tami amizz de 75 75 mm (3 (3”” ).
Bloques.- Partículas de roca que NO NO pasen pasen una abertura cuadrada de 300 mm (12”).
Bolones.- Partí Bolones.Partículas culas de de roca que pasen pasen una abertur aberturaa 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.
Información Descriptiva para Suelos 1. Angulosidad .- Describe la angulosidad de la arena gruesa, gravas, pedrones y bolonería,
Puede ser: anguloso, subangulosa, subredondeada, redondeada. Se puede establecer como: de subredondeada a redondeada: Descripción
Angulosa Subangulosa Subredondeada Redondeada
Criterio Partículas que tienen los bordes afilados y lados relativamente planos con superficie no pulidas. Partículas con descripción similar al angular pero que tienen bordes redondeados. Partículas que tienen lados casi planos pero tienen esquinas y bordes bien redondeados. Partículas que tienen lados suavemente curveados y no tienen bordes.
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. Descripción
ancho
espesor
largo
Criterio
Chata
Partículas donde ancho/espesor > 3
Alargada
Partículas donde longitud/ancho > 3
Chata y alargada
Partículas que reúnen los criterios para ser 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 Seca Húmeda
Saturada
Criterio Ausencia de humedad, polvoriento, seco al tacto Húmedo pero no es visible el agua Agua libre visible, usualmente el suelo está bajo el nivel freático
6. Reacción al HCL .- Describe reacción con ácido clorhídrico (HCl) como ninguna, débil o fuerte. Indica la reacción con el carbonato de calcio. Descripción
Criterio
Ninguna
No hay reacción visible
Débil
Alguna reacción, con formación lenta de burbujas
Fuerte
Reacción violenta, con burbujas
formación rápida de
7. Consistencia.- (Suelos de grano fino intacto) Describe la consistencia como muy blanda, blanda, firme, dura o muy dura Descripción
Muy suave Suave Firme Duro Muy duro
Criterio El dedo pulgar penetra al suelo en más de 1” (25 mm)
El dedo pulgar penetra al suelo cerca de 1” (25 mm) El dedo pulgar ingresa al suelo cerca de 1/4” (6 mm) El dedo pulgar no ingresa al suelo pero es fácilmente ingresa la uña del dedo pulgar. 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:
Descripción
Débil Moderada Fuerte
Criterio Cuando se derrumba o quiebra con la manipulación o poca presión del dedo Cuando se derrumba o quiebra con considerable presión del dedo No se derrumba o quiebra con la presión del dedo
9. Estructura.- Describe la estructura intacta de suelos, según: Descripción
Estratificada
Laminada Fisurada Superficie Deslizante En bloque Lenticular Homogénea
Criterio
Estratos alternados con variación de materiales o colores con estratos de espesor de por lo menos 6 mm, anotar los espesores. Estratos alternados con variación de materiales o colores con estratos de espesor menor de 6 mm, anotar los espesores. Ruptura a lo largo de planos de fractura definidos con pequeña resistencia a la rotura. Planos de fractura que parecen pulido o brillante, a veces estriado. Suelo cohesivo que puede descomponerse en pequeños trozos que resisten más allá de la falla. Inclusión de pequeños bolsones de suelos diferentes, tales como lentes de arena dispersa a través de la masa de arcilla; anotar el espesor 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 más de finos. El suelo es de grano grueso si contiene menos del 50% de finos
PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION
1. La porción para identificación está basada en la fracción de la muestra de suelo que pasa el tamiz de 75 mm (3”). Las partículas mayores de 75 mm deben ser removidas manualmente para una muestra alterada, o imaginariamente para una muestra inalterada. 2. Estimar y registrar los porcentajes de bloques y el porcentaje de bolones. Si se realiza visualmente estos estimados estarán basados en porcentajes en volumen. 3. De la fracción de suelo menor de 75 mm, estimar y registrar el porcentaje en peso seco de la grava, arena y finos. 4. Los porcentajes serán estimados con aproximación al 5%. Los porcentajes de grava, arena y finos deben sumar el 100%.
PREPARACION PARA LA IDENTIFICACION (continuación)
5. Si uno de los componentes está presente pero no en cantidad suficiente para ser considerado 5% de la porción menor de 3”, indicar su presencia mediante el término “traza”. Ejemplo: traza de finos. Una traza no se considera en el total de 100% para los componentes. Nota: Debe indicarse que los porcentajes de bloques y bolones se expresan en volumen. Nota: Se requiere experiencia para estimar los porcentajes respecto a su peso seco. Requiere comparar resultados con análisis granulométrico de laboratorio.
• Remover las partículas mayores al tamiz N° 40 (arena medio y mayores) • Tomar una muestra equivalente a la mano llena de material • La muestra se utiliza para evaluar: Resistencia Dilatancia Tenacidad
en estado seco
Resistencia en Estado Seco •
Moldear una bola de suelo de 25 mm de diámetro hasta que alcance una consistencia cremosa, añadiendo agua si es necesario.
•
Separar en 3 especímenes, uno de ellos de 12 mm de diámetro.
•
Permitir que los especímenes se sequen al aire a temperatura que exceda los 60 °C
•
Ensayar la resistencia de los especímenes comprimiéndolos entre los dedos
•
Evaluar la resistencia de acuerdo a los criterios dados en la Tabla siguiente:
Criterios para Describir la Resistencia en Estado Seco Descripción Nula
Baja Media Alta
Muy alta
Criterio La muestra seca se desmorona con sólo la presión o la manipulación. La muestra seca se desmorona con poca presión. La muestra seca se rompe en pedazos o se desmorona con la presión considerable con el dedo. La muestra seca no puede romperse con la presión del dedo. Sólo se romperá en pedazos entre el dedo pulgar y una superficie dura. La muestra seca no puede romperse entre el pulgar y una superficie dura.
Dilatancia (Reacción al Agitado) • Moldear una bola de suelo de 12 mm de diámetro • Moldear el material hasta que tenga una consistencia suave pero no pegajosa, añadiendo agua si es necesario • Extender la bola de suelo en la palma de la mano • Agitar horizontalmente golpeando el lado de la mano vigorosamente contra 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 entre los dedos • Anotar la reacción de acuerdo a los criterios de la siguiente Tabla
Criterios para Describir la Dilatancia La reacción es la velocidad con la que el agua aparece mientras se agita y desaparece mientras se comprime Descripción
Ninguna Lenta
Rápida
Criterio
No hay cambios visibles en la superficie de la muestra El agua aparece lentamente en la superficie de la muestra durante la sacudida y no desaparece lentamente bajo presión. El agua aparece rápidamente en la superficie de la muestra durante la sacudida y desaparece rápidamente bajo presión.
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 superficie lisa o entre las palmas hasta alcanzar un diámetro de 1/8”, se amasa y se vuelve a enrollar varias veces hasta que el hilo se agriete al diámetro de 1/8” • El hilo se agrietará a un diámetro de 1/8” cuando esté cerca al límite plástico • Se debe notar la presión requerida para enrollar el hilo cerca al límite plástico • Notar también la resistencia del hilo • Notar la tenacidad del material durante el amasado
Criterio para la Descripción de la Tenacidad Descripción
Baja
Media
Alta
Criterio
Sólo se requiere una ligera presión para enrollar el bastón de tal manera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumo son frágiles y suaves. Se requiere una presión media para enrollar el bastón de tal manera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumo tienen una rigidez media. Se requiere una considerable presión para enrollar el bastón de tal manera que llegue a su límite plástico. El bastón y el grumo tienen 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. Descripción
No plástica Baja Media
Alta
Criterio
Un bastón de 3 mm no puede enrollarse con algún contenido de agua. Un bastón puede apenas enrollarse y el grumo no se puede formar cuando está más seco de lo que su límite plástico puede permitir. Un bastón es fácil de enrollar y no se requiere mucho tiempo para alcanzar el LP. Un bastón no puede enrollarse después de alcanzado el LP. El grumo se desmorona cuando está más seco que su LP. Tiempo considerable en enrollar y amasar hasta alcanzar el LP. Un bastón puede reenrollarse varias veces después de alcanzar su LP. Se puede formar un grumo sin que se desmorone, aún más seco que 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 dispersión
Limo arenoso
ninguna a muy baja
Rápida
De débil a baja
De 30 a 60 min
Limo
muy baja a baja
Rápida
De débil a baja
De 15 a 60 min
Limo arcilloso
baja a media
De rápida lenta
a
Media
De 15 min. a varias horas
Arcilla arenosa
baja a alta
De lenta ninguna
a
Media
De 30 seg. a varias horas
Arcilla limosa
Media a alta
De lenta ninguna
a Media
De 15 min. a varias horas
Arcilla
alta a muy alta
Ninguna
Alta
De varias horas a días
Limo orgánico
baja a media
Lenta
De débil a baja
De 15 min. a varias horas
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
N SPT
Resistencia a la Compresión Simple q u (kg/cm 2)
Muy blanda
Arcillas de formación reciente, arcillas normalmente consolidadas
0-2
< 0.25
El puño puede penetrar en ella fácilmente varios centímetros
3-5
0.25 – 0.50
El pulgar puede penetrar en ella fácilmente varios centímetros
6-9
0.50 – 1.00
El pulgar con esfuerzo moderado puede penetrar en ella varios centímetros
10 - 16
1.00 – 2.00
El pulgar se encaja fácilmente pero solo penetra con gran esfuerzo
17 - 30
2.00 – 4.00
La uña del pulgar se encaja fácilmente
> 30
> 4.00
Blanda
Media
Firme o rígida Muy rígida Dura
Arcillas preconsolidadas resecadas o cementadas
Arcillas sobreconsolidadas
Identificación de campo
La uña del pulgar se encaja con dificultad
Identificación de suelos inorgánicos de grano fino a partir de ensayos manuales Símbolo del Suelo
Resistencia En estado seco
Dilatancia
Tenacidad
Ninguna a Baja
Lenta a rápida
CL
Media a alta
Ninguna a lenta
Baja o no puede formarse el filamento Media
MH
Baja a media
Ninguna a lenta
Baja a media
CH
Alta a muy alta
Ninguna
Alta
ML
Identificación de Suelos Orgánicos de Grano Fino • Identificar el suelo orgánico OL/OH, si el suelo contiene suficientes partículas orgánicas para influenciar sus propiedades • Presentan marrón olor oscuro a negro • Presentan olor orgánico
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. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
Nombre de grupo. Símbolo de grupo. Porcentaje de bloques, bolones, o ambos (por volumen). Porcentaje de grava, arena o finos, o los tres (por peso seco). Rango del tamaño de la partícula: - Grava - fina, gruesa. - Arena - fina, media, gruesa. Angularidad de la Partícula: angulosa, subangulosa, Subredondeada, redondeada. Forma de la partícula: (si fuera apropiado) chata, alargada, chata y alargada. Tamaño o dimensión máxima de la partícula. Dureza de la arena gruesa y de las partículas mayores. 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 intactas 18. 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. Nota Si 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 Pequeño Mucho Bastante
: : : :
5 a 10%. 15 a 25%. 30 a 45%. 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.
