Geotecnico Puentes.docx

Objetivo Se identificarán y localizarán espacialmente los diferentes niveles que conforman el subsuelo, interpretando como quedan interrelacionados entre sí y verificando las posibles causas que puedan suponer motivo de inestabilidad para la construcción que se proyecta. De igual forma, se determinarán los parámetros y características geotécnicas del terreno que permiten analizar la interacción entre éste y la estructura de cimentación, para poder someter a examen el presumible comportamiento de los diferentes modelos de cimentación que se consideren aptos para la estructura prevista. Alcance Los cambios importantes en el proyecto presentado inicialmente, como localización del proyecto, cargas, uso, u otros aspectos que incidan en las recomendaciones y parámetros de diseño aquí consignados, deberán consultarse de manera oportuna ya que dichas variaciones podrían salirse de los alcances planteados inicialmente, haciendo que esta pierda validez y dando cabida a la posibilidad de que se requieran sondeos, ensayos o análisis geotécnicos adicionales. Finalmente se recomienda que en la obra permanezca una copia de este documento para agilizar las consultas del caso durante la etapa de construcción de las cimentaciones. Descripción de la geología observada. Debido a que no se cuenta con el equipo y herramienta necesaria para su correcta ejecución y de acuerdo a las exploraciones realizadas, así como a los resultados de laboratorio, se observó que a la profundidad de 5 metros el material que predominaba es arena con poca grava.

Ensayos de laboratorio. Contenido de humedad. Consiste en determinar el contenido de agua en los materiales, con el fin de obtener una idea cualitativa de su consistencia o de su probable comportamiento. La prueba consiste en secar una muestra del material en el horno y determinar el porcentage de la masa del agua, con relación a la masa de los sólidos. La determinación del contenido de agua se efectua siguiendo el procedimiento por el método de prueba rapida descrito. 1.- Se obtiene la masa del recipiente y se anota como Wt, en g.(figura-1) 2.- Se coloca una porción de la muestra húmeda en el recipiente e inmediatamente después se determina la masa del conjunto; se registra comoW1, en g (figura-2) 3.- A continuación se coloca en la fuente de calor el recipiente que contiene la muestra, durante el tiempo necesario para que se evapore toda el agua (figura-3) 4.- Una vez secada la muestra, se retira el recipiente de la fuente de calor; se deja enfriar y se obtiene la masa de la muestra con su recipiente y se anota como W2, en g (figura-4 ) 5.- Se calcula y reporta mediante la siguiente expresión:

𝑤=

𝑊1 − 𝑊2 𝑥100 𝑊2 − 𝑊𝑡

Donde: W= Contenido de agua (%) W1= Masa de la muestra húmeda más la masa del recipiente(g). W2= Masa de la muestra seca más la masa del recipiente(g). Wt= Masa del recipiente (g). Gravedad especifica. El objetivo de esta prueba es de determinar el peso específico absoluto del suelo, de cualquier material compuesto por partículas pequeñas cuya gravedad específica sea mayor que 1. Esta práctica es aplicable específicamente a suelos y agregados finos o arenas. La gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. Si en desarrollo de una discusión no se aclara adecuadamente a que gravedad específica se refieren algunos valores numéricos dados, la magnitud de dichos valores pueden indicar el uso correcto, pues la gravedad específica de los suelos es siempre bastante mayor a la gravedad específica volumétrica determinada incluyendo los vacíos de los suelos en el cálculo el valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo. En términos más específicos la gravedad específica de un suelo (Gs) se define como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 20°C Malla N°4 ASTM, el método recomendado a seguir es el C-127 ASTM, llamado gravedad específica y absorción de agregados gruesos. El procedimiento es el siguiente 1.- Se le pone 500 ml de agua al matraz y se registra su peso (figura-1) 2.- Se le quita al matraz 250 ml de agua. 3.- Se le pone 100 gr del sólido y se revuelve con movimientos circulares para liberar todas las burbujas contenidas en el sólido.(Figura-2) 4.- Se le agrega agua hasta alcanzar la señal de 500 ml en el matraz.(Figura-3) 5.- Se pesa el matraz y se registra su peso. 6.- Aplicar las formulas correspondientes y clasificar el suelo en base a su Gravedad Especifica. Se aplican las siguientes formulas Peso Específico 𝑌=

𝑊𝑠 𝑊𝑠 = 𝑊𝑜 + 𝑊𝑠 + 𝑊𝑓 𝑉𝑠 1

Dónde: 𝑊𝑠 = Peso del solido (100 gr). 𝑊𝑜 = Peso Inicial. 𝑊𝑟 = Peso final de la mezcla. 𝑌𝑤 =Peso específico del agua (1 gr/𝑐𝑚3 ) Una vez calculado el peso específico se procede a calcular la Gravedad Especifica 𝐺𝑠 =

𝑌𝑠 𝑌𝑚

Dónde: Yw= peso específico del agua. Ys= peso específico del sólido.

Distribución Granulométrica. Estas pruebas permiten determinar la composición por tamaños (granulometría) de las partículas que integran los materiales empleados para terracerías, mediante su paso por una serie de mallas con aberturas determinadas. El paso del material se hace primero a través de las mallas con la abertura más grande, hasta llegar a las más cerradas, de tal forma que los tamaños mayores se van reteniendo, para así obtener la masa que se retiene en cada malla, calcular su porcentaje respecto al total y determinar el porcentaje de la masa que pasa. 1.- Se prepara la muestra obtenida según se establece en el manual M-MMP-1-03 y de los cuales mediante cuarteo se obtienen 15 kg aproximadamente (figura-1) 2.- Se preparan dos juegos de mallas, el primero para la grava y el segundo para la arena (figura-2) 3.- Para el cribado, el material se vierte poco a poco y cuidadosamente por cada malla, a la que se le aplica un movimiento vertical y de rotación horizontal, con el fin de mantener el material en constante movimiento para permitir que las particulas de tamaño menores pasen a traves de las aberturas y recolectarlas en una charola(figura-3). 4.- Concluido el cribado, se verifica si las partículas que quedaron retenidas y que tienen forma de laja o de aguja pueden pasar a través de la malla, para lo cual se acomodan con la mano según su dimension menor y sin forzarlas se introducen entre las separaciones, incorporando a la porción retenida aquellas que de cualquier forma queden atoradas en las tramas de la malla (figura-4) 5.- Finalmente se obtienen las masas de los materiales retenidos en cada una de las mallas y se anotan las masas respectivas (figura-5). 6.-Con los datos obtenidos, se dibuja la curva granulometrica del material, marcando las aberturas nominales de las mallas, en escala logaritmica sobre el eje de las abscisas y los porcentajes de

material que pasa cada malla, sobre el eje de las ordenadas, formando un trazo suave y continuo en la union de todos los puntos graficados. 7.- Se calculan los contenidos de grava, %G y de arena, %S, mediante las siguientes expresiones: %G = P3”(%) – P4 (%) %S = P4 (%) - %F Donde: % G = Contenido de grava con relación a la muestra seca, (%), con aproximación de 0.1 % P3” (%) = Material que pasa a traves de la malla 3”, con relación a la muestra origina, (%), con aproximación de 0,1 % P4 (%) = Material que pasa a traves de la malla N°4, con relación a la muestra original, ($), con aproximación de 0,1 % %S = Contenido de arena con relación a la muestra seca, (%), con aproximación de 0,1 % %F = Contenido de finos con relación a la muestra seca, (%), con aproximación de 0,1 % 8.- Se determinaran los coeficientes de uniformidad (Cu) y Coeficiente de curvatura (Cc) en base a la curva granulometrica. Límites de consistencia Estas pruebas permiten conocer las características de plasticidad de la porción de los materiales para terracerías que pasan la malla número 40, cuyos resultados se utilizan principalmente en la identificación y clasificación del suelo. Las pruebas consisten en determinar el límite líquido, es decir, el contenido de agua para el cual el suelo plástico adquiere una resistencia al corte de 2.45 Kpa este se considera como la frontera entre los estados semilíquido y plástico. El limite plástico o el contenido de agua para el cual un rollito se rompe en tres partes al alcanzar un diámetro de 3 mm; este se considera como la frontera entre los estados plásticos y semisólido. El índice plástico se calcula como la diferencia entre los límites líquido y plástico. Limite líquido 1.- Del material cribado por la malla número 40 se toma una porción de 250 gr (Figura-1) 2.-Se satura la materia en un recipiente y se deja reposar 24 hrs para cubriéndolo y evitando que pierda humedad. 3.-Se toma una porción de aproximadamente 150gr y se pone en la copa de casa grande extendiéndola con la espátula con un espesor en el centro de la copa de 8 a 10 mm.(Figura-2) 4.-Mediante una pasada firme mediante el ranurador se hace la abertura en la parte central de la copa.(Figura-3) 5.-Inmediatamente después del colocado y el ranura del material se acciona la manivela del aparato para hacer caer la copa a razón de dos golpes por segundo y se registra el número de golpes

necesarios para lograr que los bordes de inferiores de la ranura se pongan en contacto con una longitud de 13 mm. (Figura-4) 6.-Una vez realizado lo anterior se toma una porción de aproximadamente 10 gr y se determina su contenido de agua . Limite plástico De la porción ya preparada anteriormente se toma con las manos y se hace una esfera de aproximadamente 12 mm de diámetro y se moldea con la mano para que pierda humedad. Después el cilindro se hace girar con los dedos de las manos sobre la placa de vidrio para reducir su diámetro hasta que sea aproximadamente 3 mm en toda su longitud. La velocidad será entre 60 y 80 ciclos por minuto. Si al alcanzar un diámetro de 3 mm el cilindro no se rompe en tres secciones simultáneamente, significa que su contenido de agua es superior al límite plástico En cuando el cilindro se rompa en tres partes se determinará el contenido de agua de ese material Cálculos y resultados Se reporta como el resultado de esta prueba, el limite plástico Wp obtenido mediante la siguiente expresión. 𝐴=

∑ 𝑊𝑖 3

Dónde: Wp: Limite plástico de la muestra (%), con aproximación a la unidad. Wi: Contenido de agua para cada una de las tres determinaciones. Una vez calculados el límite líquido y el límite plástico se determina el índice plástico, mediante la siguiente expresión. 𝑙𝑝 = 𝑊𝐿− 𝑊𝑃 Dónde: 𝑙𝑝 : Índice plástico del material,(%) con aproximación a la unidad. 𝑊𝐿 : Limite liquido del material obtenido como se indica en la cláusula G. de este manual (%). 𝑊𝑝 : Limite plástico del material obtenido como se indica en la cláusula H. de este manual, (%).

Clasificación del suelo en base al sistema SUCS. Clasificar los materiales para terracerías, que pueden ser fragmentos de roca o suelos, mediante pruebas, que permiten estimar algunas de las propiedades físicas y mecánicas del material y, con base en estas, determinar su tipo de acuerdo con un sistema de clasificación de fragmentos de roca y suelos previamente definidos. Los suelos se clasifican como se indica en tabla- y se explica a continuación, con base en su composición granulométrica determinada mediante los procedimientos indicados anteriormente, y en sus características de plasticidad, representada por los límites de consistencia.

Reporte fotográfico.  Contenido de humedad.

Figura-1

Figura-4

Figura-2

Figura-3

 Gravedad especifica.

Figura-1

Figura-2

Figura-3

 Distribución granulométrica.

Figura-1

Figura-2

Figura-3

Figura-5  Limite Liquido.

Figura-1

Figura-2

Figura-3

Figura-4

Figura-4

Limite Plástico.

Figura-1

Figura-2

Resultados

W(%) contenido de Humedad. Ss peso relativo de los solidos. LL limite liquido. IP Indice plastico. Clasificacion del suelo.

Tabla de Resultados 30.1 2.6631 Arena mal graduada. NP. NP. SP arena mal graduada con poco o nada de finos.

Anexos  Determinación del contenido de agua.

CONTENIDO DE AGUA DE LA FRACCIÒN QUE PASA LA MALLA Nº 4 MASA DE : RECIPIENTENº

1

RECIPIENTE + MUESTRA HÙMEDA (W1)

279.7

RECIPIENTE + MUESTRA SECA (W2)

233.4

RECIPIENTE (Wt)

79.7

MASA DE AGUA (Ww=W1-W2)

46.3

MASA MUESTRA SECA (Ws=W2-Wt) CONTENIDO DE AGUA ( v2=100X Ww/Wt)

153.7 30.1

 Determinación de la Gravedad específica. Peso especifico del solido(Ys) 𝑊𝑠 ys= 𝑊𝑜 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑓 1

ys= 2.6631

Ws= 100 Wo= 635.55 Wf= 698 yw= 1 Gravedad Especifica(Gs) Gs=

𝑌𝑠 𝑌𝑤

Ceniza volcanica Suelos organicos Arenas y Gravas Limos organicos Arcillas poco plasticas y medianamente plasticas Acillas medianamente plastica y muy plasticas Arcillas Bentoniticas

2.30-2.50 2.40-2.65 2.65-2.67 2.67-2.72 2.72-2.78 2.78-2.84 2.48-2.80

Gs= 2.6631

Ys= 2.66311585 Yw= 1 Tipo de suelo: Arenas y Gravas

 Límites de consistencia. El material es muy arenoso y no se puede determinar el límite plástico, se reporta como NP (no plástico)

 Granulometría (clasificación del suelo).

MASAS: DE LA MUESTRA (Wm) DE LA FRACCIÒN RETENIDA EN LA MALLA Nº 4(Wm1) DE LA FRACCIÒN QUE PASA LA MALLA Nº 4(Wm2)

15000 g 373.9 g 13723.8 g

MATERIAL RETENIDO EN LA MALLA Nº4 MASA RETENIDO MATERIAL MALLA RETENIDA PARCIAL QUE PASA Wi(g) (%) (%) 3" 0 0.0 100.0 2" 0 0.0 100.0 11/2" 0 0.0 100.0 1" 271.95 1.8 98.2 3/4" 152.45 1.0 97.2 1/2" 325.45 2.2 95.0 3/8" 152.45 1.0 94.0 Nº4 Pasa

373.9 13723.8

2.5 91.5

SUMA

15000

100

D10= D30= D60=

0.18 0.25 0.46

Cu=

Cc=

91.5

D60 D10

=

(D30)^2 = D10XD60

3

0.75

MALLA

Nº10 Nº20 Nº40 Nº60 Nº100 Nº200 Pasa

SUMA

MATERIAL QUE PASA LA MALLA Nº4 MASA RETENIDO MATERIAL QUE RETENIDA PARCIAL PASA Wi(g) (%) (%) 226.3 1.5 90.0 364.3 2.4 87.6 4502 30.0 57.5 3901.15 26.0 31.5 4436 29.6 2.0 164.75 1.1 0.9 129.30 0.9 13723.8

91.5

Retenido en malla de 3"= G= S= F= Pasa N° 40=

CLASIFICACIÓN SCT Y DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL= (SP) Arena mal graduada con poco o nada de finos.

0.0 % 8.5 % 90.6 % 0.9 % 57.5 %

 Clasificación del tipo de suelo (S.U.C.S.)