CAPI CA PITU TULO LO II III I CLAS CL ASIF IFIC ICAC ACIO ION N DE LO LOS S SU SUEL ELOS OS
3.1 CL CLAS ASIIFI FICA CACI CIÓN ÓN SE SEG GÚN EL US USO O DE DEL L SU SUEL ELO O Es necesario considerar, en la clasificación, la plasticidad de los suelos, pues ella brinda las principales características al suelo. Existen dos sistemas de clasificación comúnm com únme ente usa usados dos.. Am Ambos bos tom toma an en con consi side dera ració ción n la gra granul nulome ometrí tría a y la plasticidad
El SI SIST STEM EMA A AA AASH SHTO TO En su mayor parte es usado en la ingeniería de caminos. Fue desarrollado en 1929. Publicado como el Road Administration Clasification System (ASTM D-3282). Clasifica Cl asifica al suel suelo o en en grupos: grupos: A - 1 a A - 7. Clasificación General Clasificación de grupo
Materiales granulares (35% o menos del total pasa el tamiz Nº 200) A –1
A-3
A-1-a A-1-b
A –2 A –2-4
A-2-5
Materiales limo – arcillosos (más del 35% del total pasa el tamizz Nº200) tami Nº200) A –4
A- 5
A –6
A -7 -7
A-2-6
A-2-7
A-7-5 A-7-6
35 ma maxx 35 ma maxx
35 ma maxx
35 ma maxx
36 min
36 min
36 min
36 min
40 max
41 min
40 max
41 min
40 max
41 min
40 max
41 min
10 max
10 max
11 min
11 min
10 max
10 max
11 min
11 min
Porcentaje de material que pasa el tamiz Nº 10
50 max
Nº 40
30 max 50max 51 min
Nº 200
15 max 25 max 10 ma maxx
Característica s de la fracción que pasa el tamiz Nº 40 L Líquido LL I Pl as t i c i d ad I P 6 m ax Tipo usual de material Fragmento de significativo piedra constituyente Ar Arena ena g ru esa
NP Fineza Fine za
Grava Gra va y are arena na arcillosa color pla plata ta Bu en o , ex c el en t e
Suelo color Suelo Suelo arcilloso plata Po b r e, j u s t o
Tabla 3.1 Clasificación de Materiales de suelos para caminos
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Clas if ic ac ión Clasif icación
A–7–5 A–7–6
c uando IP <= LL – 30 cuando IP > LL – 30
A – 1, A – 2, A – 3: Corresponde a suelo granulares, donde el 35% o menos de las partículas pasan a través de la malla Nº 200. A – 4, A – 5, A – 6, A – 7: Corresponde a suelos cohesivos, donde más del 35 % pasan la malla Nº 200. Ellos son: limos, arcillas CRITERIOS DE CLASIFICACION a) Tamaño de grano Grava: Fracción que pasa 75 mm tamaño y retenido en el Nº 10 Arena: Fracción que pasa Nº 10 tamaño y retenido en el Nº 200. Limos y arcillas: Fracción que pasa el Nº 200 b) Plasticidad: Limoso se aplica cuando la fracción fina tiene IP de 10 ó menos Arci lloso se aplica c uando la fracción fina tiene IP de 11 ó más. c) Separar de la muestra las piedras grandes (mayores 75mm) d) Se usa la tabla adjunta. e) Se procede de izquierda a derecha. El primer grupo que cumpla será el que permitir á una correcta clasificación. 70 60 P I d a d i c i t s a l p e d e c i d n Í
50 40 A-7-6 30
A-2-6 A-6
20 10 0
A-2-7 A-7-5 A-2-4 A-4 10
A-2-5 A-5 20
30
40
50
60
70
80
90
Límite 100 Líquido (LL)
Figura 3.1 Límite líquido v s Índic e plástico para suelos de gr upos A-2, A-4, A-5, A-6 y A-7.
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Fines de Clasificación AASHTO Para evaluar calidad del suelo de base ó sub-base de carreteras. Índice de Grupo Parámetro u sado para el análisis d e los grupos y subgru pos del suelo. Se escribe entre paréntesis después del gr upo o subgrupo . Está dado por la ecuación: IG= (F-35) (0.2+0.005x (LL-40)) +0.01(F-15) (IP-10)
(3.1)
Donde: F = porcentaje que pasa la malla Nº 200 LL= límite líquido IP = índice de plasticidad.
Reglas del Índice de Grupo a) Si IG<0, entonces IG= 0. b) IG se redondea. Ejemplo,
IG=3.4 entonces IG=3 IG=3.5 entonces IG=4
c) No hay límite superior para IG. d) El IG de los gru pos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-4, A-2-5 y A-3 siempre será cero. e) Cuando calculamos el IG de los suelos perteneciente a los grupos A-2-6 y A-2-7 el índice de grupo parcial para IP debe ser dado: IG = 0.01(F-15) (IP-10)
(3.2)
En general la calidad de un suelo como un material subrasante es inversamente proporc ional a IG.
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Ejemplo 3.1 Los resultados de un análisis por tamizado son: Porcentaje que pasa el tamiz Nº 10 = 100 Porcentaje que pasa el tamiz Nº 40 = 80 Porcentaje que pasa el tamiz Nº 200 = 58 El LL e IP de la muestra que pasa el tamiz Nº 40 son 30% y 10% respectivamente. Clasifique al suelo según el sistema AASHTO. Solución Usando la tabla 3.1, el 58% del suelo pasa a través del tamiz Nº 200, éste cae por debajo de la clasificación de Limos y Arcillas. Este pertenece al grupo A-4, A-5, A-6 ó A-7. Procediendo de izquierda a derecha el grupo sería A-4. De la ecuación: IG = (58-35) (0.2+0.005(30-40)) +0.01(58-15) (10-10) IG = 3.45... IG=3. La clasificación será A-4(3) Ejemplo 3.2 El 95% de suelo p asa a través del tamiz Nº 200 y tiene un límite líquido de 60% y un índice plástico de 40%. Clasificar el suelo según el sistema AASHTO. Solución De acuerdo a la tabla 3.1 el suelo cae debajo del grupo A-7 (proceder de manera similar que el ejemplo anterior), entonces: 40> 60-30 IP LL Éste es un suelo A-7-6. IG = (F-35) [0.2 + 0.005 (LL-40)] + 0.01 (F-15)(IP-10) IG = (95-35)[0.2+ 0.005(60-40)]+(0.01)(95-15)(40-10) IG= 42 Así, la clasificac ión es A-7-6(42)
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EL SISTEMA SUCS Propuesto por Casagrande en 1942. Es el favorito para el uso en Geotecnia. ASTM lo designa D-2487. Presenta dos amplias categorías: a) SUELOS DE GRANO GRUESO Gravas y arenas naturales con menos del 50% que pasa tamiz Nº 200. Prefijos G o S (G: gravas o S: arenas). b) SUELOS DE GRANO FINO Aquellos con más del 50% que pasa tamiz Nº 200. Prefijo M para limos inorgánicos. Prefijo C para arcillas inorg ánicas. Prefijo O para limos orgánicos y arcillas orgánicas. Símbolo PT para turba, estiércol y suelos altamente orgánico. Otros símbolos usados W - Bien graduado. P - Pobremente graduado. L - Baja plasticidad (LL<50). H - Alta plasticidad (LL>50). Criterios de Clasificación 1. Porcentaje que pasa a través del tamiz Nº 200 (esta es la fracc ión fina). 2. Porcentaje de fracción gruesa que pasa el tamiz Nº 4. 3. Coeficiente de uniformidad y coeficiente de gradación (para suelos c on 0-12% que pasan a través del tamiz Nº 200). 4. Límite líquido e índice de plasticidad de la porción de suelos que pasa a través del tamiz Nº 40 (para suelos con 5% ó más que pasen a través del tamiz 200). Doble Símbolo Cuando el porcentaje que pasa a través del tamiz Nº 200 está entre 5 y 12%. Caso grano grueso: GW-GM, GP-GM, GW-GC, GP-GC. Para arenas SW-SM, SW-SC, SP-SM, SP-SC.
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. e g a s s e m s i h t e v o m e r o t r e t s i g e r e s a e l P . ) m o c . F D P a v o n . w w w ( r e t n i r P F D P a v o n h t i w d e t a e r C
Ejemplo 3.3 Clasificar el suelo descrito en el Ejemplo 3.1 por SUCS. Solución 58% del suelo pasa el tamiz Nº 200, este es suelo de grano fino. Usemos la carta de plasticidad. Para LL = 30 e IP = 10, este puede ser clasificado como CL. Ejemplo 3.4 Clasificar los suelos A y B con granulometría mostrada en la figura 3.2. El límite líquido y el índice de plasticidad de la fracción menor del tamiz 40 de los suelos son:
LL LP
Suelo A 30 22
Malla No 200
100
Suelo B
80 s o n i f e d e j a t n e c r o P
Suelo B 26 20
Suelo A
D60
60 40
D30 20 D10 0.001
0.01
0.1
1.0
Diámetro de la partícula (mm)
Figura 3.2 Distribución del tamaño de la partícula de los suelos A y B
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Solución SUELO A 8% del suelo es más fino que 0.075 mm de diámetro (malla Nº 200). Entonces es de grano grueso. Como está entre 5 y 12%, es necesario utilizar doble símbolo. 100% del total es más fino que 4.75 mm (malla Nº 4). Entonces es un suelo arenoso (S). D10=0.085 mm
D30=0.12 mm
D60=0.135 mm
CU = D 60 / D 10 = 1.59 < 6 CC = D 302 / D 10 x D60 = 1.25 > 1, entonces es SP LL=30, IP = 30-22 = 8 A la car ta de plasticidad, cae encima d e la línea A, entonces es SC. La clasificación será SP – SC
SUELO B
61%>50% que pasa la malla Nº 200. Entonces es un suelo de grano fino. LL = 26 IP = 26 – 20 = 6 A la car ta de plasticidad cae en área punteada La clasificación será CL – ML
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