Estudio de Mecanica de Suelos(Upt)

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CONTENIDO

Introducción 9

Objetivos 11

CAPITULO I

MEMORIA DESCRIPTIVA

Memoria Descriptiva 13

Generalidades 13

Ubicación 13

Linderos y Colindantes 14

Áreas y Perímetros 14

Descripción 14

CAPITULO II

GENERALIDADES

Objetivos 17

Ubicación Geográfica 17

Datos Generales 18

Condiciones Climáticas 19

Fisiografía 22

Topografía 23

Hidrología 23

Normatividad 23

Beneficiarios 23

Antecedentes históricos 24

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CAPITULO III

GEOLOGIA Y SISMICIDAD

Geología General 26

Formación de Moquegua Superior 26

Formación de Huayllas 27

Depósitos Cuaternarios 28

Geología de Zona de Estudio 30

Geomorfología 34

Sismicidad 35

Vulnerabilidad Sísmica 38

Geotecnia 39

CAPITULO IV

DESCRIPCION PRELIMINAR

Prospección de Campo 45

Objetivos 45

Implementos de Seguridad y Equipos Utilizados 45

Reconocimiento de Campo 46

Descripción Preliminar de Calicatas 48

Conclusiones 49

Recomendaciones 50

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CAPITULO V

DENSIDAD IN SITU

Objetivos 53

Materiales y Equipos 53

Procedimiento de Campo 54

Cálculos 55

Conclusiones 59

Recomendaciones 60

CAPITULO VI

CONTENIDO DE HUMEDAD

Objetivos 62

Descripción 62


Procedimiento 63

Cálculos 63

Conclusiones 66

Recomendaciones 67

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CAPITULO VII

PROPIEDADES DE LOS SUELOS

Objetivos 69


Procedimiento 70

Cálculos 71

Conclusiones 76

Recomendaciones 77

CAPITULO VIII

GRANULOMETRIA

Objetivo 79

Marco Teórico 79

Equipos y Materiales 80

Procedimientos 81

Cálculos 82

Conclusiones 92

Recomendaciones 94

Observaciones 95

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CAPITULO IX

LIMITES DE ATTERBERG

Objetivos 97

Marco Teórico 97

Normatividad 98

Límite Líquido 99


Límite Plástico 103

Índice Plástico 105

Cálculos 105

Conclusiones 110

Recomendaciones 111

CAPITULO X

CLASIFICACION DE LOS SUELOS

Introducción 113

Objetivos 113

Marco Teórico 114

Principales Sistemas de Clasificación 118

Cálculos 124

Perfil Estratigráfico 128

Conclusiones 130

Recomendaciones 131

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CAPITULO XI

COMPACTACION DE SUELOS

Introducción 133

Objetivos 133

Marco Teórico 134


Procedimientos 139

Cálculos 141

Conclusiones 145

Recomendaciones 146

CAPITULO XII

PERMEABILIDAD

Introducción 148

Objetivos 148

Marco Teórico 149


Cálculos 155

Conclusiones 158

Recomendaciones 159

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CAPITULO XIII

DENSIDAD MINIMA

Objetivos 161


Procedimientos 161

Fórmulas 162

Cálculos 163

Conclusiones 165

Recomendaciones 166

CAPITULO IV

ESFUERZOS VERTICALES

Introducción 168

Objetivos 168

Marco Teórico 169


Procedimientos 170

Cálculos 171

Conclusiones 174

Recomendaciones 175

CAPITULO XVI

PANEL FOTOGRAFICO 176

PLANOS. 185

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INTRODUCCIÓN

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El presente trabajo de investigación y aplicación se efectúa

con el fin de determinar las propiedades físicas y mecánicas

de los suelos. Al terminar este estudio podremos diseñar y/o

ejecutar obras de cualquier tipo en el terreno.

Para esto hemos tenido que cavar dos calicatas de una

profundidad media de 2.5 metros de profundidad con el fin

de determinar los tipos de suelo.

Posteriormente se realizaron las pruebas y estudios

correspondientes a cada estrato encontrado en la calicata.

Es preciso indicar que muy aparte de ejecutar este estudio,

también se aprenderemos a trabajar con criterios de seguridad

y responsabilidad que será de mucha ayuda en nuestra vida y

carrera profesional.

INTRODUCCIÓN

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OBJETIVOS

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1. OBJETIVO GENERAL

Conocer las características, propiedades físicas y mecánicas del suelo en donde

nos corresponde realizar nuestro estudio que está ubicado en el distrito de Tacna.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Obtener resultados correctos en cada ensayo que realizaremos.

Identificar las características y propiedades del suelo.

Manejar con fluidez las normas de seguridad.

Usar correctamente las herramientas de trabajo.

Realizar trabajos de campo, como son de levantamiento topográfico, gabinete y

de laboratorio para determinar las características físicas y químicas de cada

estrato.

Interpretar con inteligencia los resultados de los ensayos realizados en el

laboratorio.

OBJETIVOS

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I. MEMORIA

DESCRIPTIVA

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PROYECTO : Estudio de suelos.

PROPIETARIO : Propiedad Privada

UBICACIÓN : Av. Bolognesi Nº 1639

FECHA : Domingo, 3 de enero de 2010

1. GENERALIDADES

La presente memoria descriptiva se refiere al estudio de suelos realizado en el terreno

que se encuentra entre la av. Bolognesi y av. Pinto del distrito de Tacna.

Este trabajo se dio con el fin de conocer, analizar las propiedades del suelo y sus

diferentes estratos para poder determinar si es seguro poder realizar futuras obras.

Para este estudio de suelos se excavaron dos calicatas, las cuales se realizaron en la

primera semana de enero, precisamente el domingo 3 y jueves 7 del 2010. Se encontró

un estrato en cada calicata.

2. UBICACIÓN

La zona donde se realiza el estudio está ubicada en:

Región : Tacna

Provincia : Tacna

Distrito : Tacna

Lugar : Av. Bolognesi # 1639

MEMORIA DESCRIPTIVA

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3. LINDEROS:

La propiedad tiene los siguientes linderos y colindantes:

Por el Norte : Av. Bolognesi

Por el Sur : Propiedad Privada

Por el Este : Propiedad Privada

Por el Oeste : Propiedad Privada

4. AREA Y PERIMETRO:

Cuenta con las siguientes áreas y perímetro

Área construida : 1325.00 m2

Área libre : 2596.95 m2

Área total : 3921.95 m2

Perímetro : 353.47 m

5. DESCRIPCION:

El terreno es un condominio familiar, en la parte posterior se encuentra una chacra. Las

edificaciones son de material noble se ubica en la Av. Bolognesi al frente del instituto

de idiomas CEID

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FOTO SATELITAL DE LA ZONA ES ESTUDIO DEL SUELO

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II.

GENERALIDADES

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1. OBJETIVOS GENERALES:

Determinar las propiedades físicas del suelo; de la zona señalada (Av. Bolognesi #

1639).

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Obtener mayores conocimientos con respecto a la práctica de la Mecánica de

Suelos I, referido al estudio de las propiedades físicas del suelo.

Trabajar correctamente cada ensayo, y así obtener resultados exactos.

Obtener información correspondiente del distrito señalado, geología de la zona,

condiciones climáticas y antecedentes históricos del lugar donde hemos

realizado nuestras calicatas y extraído nuestras muestras.

3. UBICACIÓN GEOGRAFICA DEL DISTRITO DE TACNA:

LOCALIZACION:

Latitud : 18º00'21"

Longitud : 70º 15'00"

Altura : 562 m.s.n.m.

EXTENSION:

Extensión : 16,076 Km2

Superficie : 3141.37 Km2

Densidad Poblacional : 30.06 hab. /Km2

Altitud : 562 m.s.n.m

GENERALIDADES

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DATOS GENERALES DEL DISTRITO DE TACNA

Distrito : Tacna

Provincia : Tacna

Región : Tacna

Dispositivo de Creación : decreto de 25-VI-1855

Población Censada – 2005 : 94428 hab.

Capital : Tacna

DISTRITOS DE LA

PROVINCIA DE

TACNA

DISTANCIA

A TACNA (Km)2

Tacna 0

Gregorio Albarracín 2.6

Alto de la Alianza 3.1

Ciudad Nueva 3.8

Pocollay 4

Calana 11

Pachia 18

Palca 52

Sama las Yaras 47

Sama Inclán 46

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Tacna

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito

http://es.wikipedia.org/wiki/Nueva

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pocollay

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Calana

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Pach%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Palca

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Sama

http://es.wikipedia.org/wiki/Distrito_de_Sama

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4. CONDICIONES CLIMATICAS

CONDICIONES CLIMATICAS DE TACNA

Climáticamente el signo característico de Tacna es la aridez. En la Región costera, el

clima es templado cálido, con atmósfera húmeda, pero la sequedad a nivel del suelo es

muy acusada, donde la temperatura oscila regularmente entre el día y la noche. Mientras

que la temperatura media registrada es de 19 °C, con valores máximos de 32°C, para los

meses de enero y febrero. La humedad relativa media es de 81%, con valores máximos

de 89% para los meses de septiembre y octubre; con un mínimo de 60% para el mes de

febrero.

Las lluvias son insignificantes e irregulares en años normales, y se perciben dos

estaciones bien diferenciadas: verano (Diciembre -Marzo) e invierno (Julio -

Septiembre).

El clima de la ciudad de Tacna, es el resultado de la interacción de:

La obstaculización de la Cordillera de los Andes a los vientos húmedos

provenientes del Océano Pacífico y de la Amazonia.

El fenómeno de inversión térmica, que crea condiciones de nubosidad pero

no lluvias.

La aparición del fenómeno "El Niño", que origina lluvias intensas en la Costa y

sequías en la Sierra.

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CARACTERÍSTICAS:

Precipitación: La precipitación pluvial en el mes de Julio 2006 fue con un

promedio de 2.1 mm y en el mes de octubre del 2004 fue con un promedio de

1.7 mm.

Viento: Se puede apreciar que los vientos se trasladan de Este -Oeste.

Humedad Relativa: La humedad relativa en verano es de 60% mientras que en

invierno la humedad relativa es de 81%.

Temperatura: Las temperaturas en los últimos diez años varían entre 13.7° C en

los meses de Julio y una máxima de 27.7 ° C en los meses de Febrero y su

temperatura media promedio es de 19° C.

Evaporación: La evaporación es de 4.7 mm. como máximo en el mes de Febrero

y la mínima en el mes de Junio es de 2.0 mm.

CONDICIONES CLIMÁTICAS DEL DISTRITO DE TACNA:

Clima templado, benigno y acogedor. Durante los meses de invierno se observan densas

neblinas al amanecer, denominadas "camanchacas", y fuertes vientos de dirección

suroeste.

La ciudad de Tacna tiene un clima húmedo durante el invierno y semi cálido el resto del

año, con ausencia de lluvias en la costa. La temperatura media anual máxima es 23,4°C

(74,1ºF) y la mínima 12,5°C (54,4ºF).

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CARACTERÍSTICAS:

La media anual de temperatura máxima y mínima (periodo 1950-1991) es 23.5°C y

12.5°C, respectivamente.

La precipitación media acumulada anual para el periodo 1950-1991 es 33.4 mm; siendo

la precipitación máxima en el mes de septiembre con 9.5 mm, y la precipitación mínima

en el mes de diciembre con 0.4m

Promedios multianuales de temperaturas máximas y mínimas

Periodo 1950-1991

Promedios multianuales de precipitación acumulada mensual

Periodo 1950-1991

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CUADRO Nº 02: INFORMACIÓN CLIMATOLÓGICA – TEMPERATURA

AÑO

TEMPERATURAS MEDIAS (ºC)

MÁXIMA

MÍNIMA

PROMEDIO

1998

28.5

9.7

19.1

1999

28.1

9.2

18.6

2001

28.0

13.1

20.5

2002

29.7

10.4

20.0

2003

27.3

9.5

18.4

2004

27.2

9.5

18.3

2005

27.1

9.7

18.4

FUENTE: SENAMHI

Humedad: La humedad relativa de 80% en invierno y 85% en verano.

Viento: La dirección de los vientos es de sur a suroeste y generalmente alcanzan

una velocidad entre 6 a 14 Km. /h.

Asolamientos: Su asolamiento es mayor en verano con un promedio de

11 a 12 horas de sol diarios mientras que en invierno tiene un aproximado de 9 a

10 horas de sol.

FISIOGRAFÍA

Este distrito presenta unidades morfológicas propias de las provincias fisiográficas de

costa y yunga. Estas regiones altitudinalmente van entre los 500 y 1000 m.s.n.m.

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5. TOPOGRAFÍA DE TACNA

La zona es de topografía suave, cortada por la quebrada de Palca. Se observan cerros

que están sobre los 2,000 mts. de altitud; asimismo, vestigios de meteorización y

erosión, generalmente de las rocas de granodiorita que han sido depositadas como

material de pie de monte y de terrazas fluviales.

6. HIDROLOGÍA

Cuenta con dos fuentes hídricas: las aguas de temporal o avenidas, producto de las

lluvias en la cordillera por los meses de Diciembre a Marzo, dando origen a flujos de

lodo formando pequeñas quebradillos y espacios aterrazados. El río Caplina, que es la

otra fuente colectora, discurre a 1 km. de distancia en dirección Nor-este. La cuenca del

río Caplina y las quebradas que convergen en el valle se inicia desde los 00 a 900

m.s.n.m. en la cuenca baja, con precipitación anual de l0 mm aprox. La cuenca

intermedia abarca desde los 900 a 2000 m.s.n.m. con precipitación pluvial promedio

anual de 10 a 50 mm aprox. Cuenta con una fuente de saludables aguas termales muy

frecuentada por los turistas de la zona.

7. NORMATIVIDAD

De acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones:

E - 0.30: Diseño sismorresistente

E - 0.50: Suelos y cimentaciones

8. BENEFICIARIOS

Los beneficiarios del presente estudio serán los propietarios del terreno privado, para

una futura ampliación de la zona o construcción de una vivienda.

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9. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

ANTECEDENTES DE LA ZONA DE ESTUDIO

Los antecedentes de la Zona sobre el lugar de estudio nos va permitir solucionar los

problemas sobre construcciones, y según antecedentes de la zona en estudio presentan

características generales que está constituido por depósitos aluviales y está influenciada

por el cauce del Río CAPLINA y esta presenta una ligera inclinación suroeste y una

inter-estratificación. Producto por la presencia del rió que tiene presencia en la

actualidad siendo estos terrenos antes utilizados como propiedades para chacra y

producto de ella al excavar se encontró en el terreno un suelo de chacra, donde se

cultivaba todo tipo de frutas y verduras. Según el estudio a realizar se podrá determinar

las propiedades para su uso en este caso en construcción de viviendas. Se puede

determinar por la excavación del terreno que si es un terreno con buena predisposición

antisísmica.

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III. GEOLOGIA Y

SISMICIDAD

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1. GEOLOGIA GENERAL

El Valle de Tacna esta enmarcado dentro de una fase tectónica rellenado con depósitos

sedimentarios correspondientes fundamentalmente a sedimentos fluvio-aluvionales del

cuaternaria reciente y depósitos continentales de la formación Moquegua. La ciudad de

Tacna se localiza en su mayor parte en depósitos aluviales del río Caplina en los últimos

años, Tacna ha crecido considerablemente, existiendo poblaciones en antiguos terrenos

de cultivos y laderas de cerros, de características diferentes al centro de la ciudad, en

dichas áreas existen cenizas volcánicas y arenas producto del intemperismo de los

depósitos volcanes subyacentes.

El valle de Tacna es una extensa pampa limitada por pequeñas elevaciones tales como

los cerros de la Yarada, Magollo y otros, estas fueron atravesadas por quebradas

fundamentalmente, en la dinámica del valle, el río Caplina ha jugado un rol muy

importante, rellenando de sedimentos el sistema de fosas de hundimiento (Tricart-

1963); ocurrido durante el cuaternario, que va desde el Litoral hasta Calana- Pachía.

FORMACIÓN MOQUEGUA SUPERIOR

La mayor parte de los afloramientos están cubiertos por depósitos cuaternarios recientes

de ladera y solo se les puede apreciar en los cortes de carretera de los Cerros: Arunta e

Intiorko (Salida de Tacna y carretera a Tarata) de la Ciudad de Tacna. De esta manera,

se hace difícil determinar su extensión en Tacna y alrededores.

En el corte de la carretera del Cerro Arunta que sale del Cuartel Tarapacá al este de la

ciudad los afloramientos comprenden una secuencia dominada por un medio

deposicional fluvial efímero. No obstante esta secuencia presenta una variante en su

tope, la sedimentación se torna más gruesa, presentando rasgos litológicos de un

ambiente deposicional fluvial más marcado. Los estratos de esta formación tienen una

inclinación de 4 grados al Oeste.

GEOLOGIA Y SISMICIDAD

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La secuencia fluvial efímera esta formada por capas de arena limosa gris clara y

microconglomerados de hasta 1 m de espesor. Presentan estratificación plana paralela e

intercalaciones centimétricas de arcillas marrones que en algunos horizontes se

presentan como grietas de desecación. En esta secuencia se pudo notar la presencia de

gran contenido de sales y sulfatas como parte de la matriz y en forma de cristales en

fracturas y oquedades, formando superficies muy duras en los afloramientos.

El tope de esta secuencia corresponde a una sedimentación más fluvial de depósitos

residuales de canal. Los conglomerados en los canales están formados por guijarros sub-

redondeados de rocas ígneas y volcánicas con relleno arenoso que en conjunto dan una

coloración gris oscura, los cuales gradan hacia el tope a arenas tufáceas gruesas y

microconglomerados de tonalidad rojiza. Este sistema de canales presenta coloraciones

rojizas en conjunto, lo que sugiere que estuvo dominado por un intenso período de

exposición aérea de los depósitos, causando su oxidación.

FORMACIÓN DE HUAYLLAS

Se encuentra cubierta por una capa delgada de suelos eólico y residual. La mayor

exposición de los afloramientos de esta formación se halla ubicada en los cortes de las

carreteras del Cerro Arunta, Cerro Intiorko y cerros ubicados al Nor-Oeste de la

irrigación Alto Magollo. Igualmente se la puede apreciar en la cascada de la Quebrada

Caramolle, ubicada en la parte alta del distrito Ciudad Nueva. Esta formación se

encuentra supra yaciendo a la Formación Moquegua Superior en discordancia paralela,

y consiste básicamente de rocas volcánicas que corresponden a depósitos piroclásticos

con cierta diferencia en su color y textura.

En el corte de la carretera que sale del Cuartel Tarapacá se ha podido notar tres

miembros en esta formación, los cuales se describen de la base hacia el tope:

Gnimbritas friables de color crema que varían entre 3 y 15 m de espesor;

contienen abundante pómez y líticos en la base, los cuales gradan a una toba con

mayor contenido de matriz de ceniza color rosada salmón. Este paquete presenta

una intercalación de una secuencia fluvial de unos 2 m. aproximadamente.

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Ignimbrita violácea muy compacta de aspecto macizo de 12 a 23 m. de espesor,

conformada principalmente por pómez, cuarzo, vidrio y biotitas.

Ignimbrita blanca de grano fino con cristales de cuarzo de 2 a 6 m. de potencia.

En la cascada de la Quebrada CaramoIle se puede apreciar claramente solo los

dos primeros miembros. Se puede notar que el miembro inferior presenta

tonalidades blancas que gradan a rosado salmón y se presentan en estado friable;

estas ignimbritas presentan una capa de areniscas tufáceas de 30 cm. color

marrón oscuro. Así mismo, se aprecia en el tope la ignimbrita violácea muy

resistente a la erosión.

DEPÓSITOS CUATERNARIOS

Unidad conqlomerádica (Q Uc)

Esta unidad se encuentra suprayaciendo a la Formación Huaylillas, a manera de una

terraza colgada antigua, y se le puede distinguir por su tonalidad gris oscura que cubre

parcialmente los cerros de la ciudad de Tacna. Tiene un espesor aproximado de 30 m.

Se puede notar que de la base al tope existe una disminución del tamaño de grano en

general, comenzando con conglomerados y areniscas de grano grueso y fino.

En el corte de la carretera que conduce al Monumento de los Héroes Caídos en el Alto

de la Alianza, se puede notar que esta unidad está definida claramente por tres

secuencias: La primera corresponde a secuencias de canales efímeros formada por

depósitos residuales de conglomerados que gradan hacia arenas gruesas. El conjunto

presenta una secuencia gris clara y tiene un espesor de 4 m. A continuación una segunda

secuencia de 12 m. aproximadamente, formada por arenas gruesas de color gris oscuro,

con intercalaciones de capas de conglomerados de hasta 20 cm. La tercera secuencia

tiene 10 m. aproximadamente y corresponde a un evento de actividad volcánica formada

por intercalaciones de 50 cm. de arenas tufáceas de tonalidades verdes con ignimbritas

cremas de Lapilli.

- 29 -



Depósitos de cenizas volcánicas (Q ce)

Al Nor-Este de la ciudad de Tacna se encuentran grandes depósitos de cenizas

volcánicas que ocupan los distritos de Pocollay y Calaña. Al parecer estos depósitos

conformaban una sola capa que rellenaba el Valle de Tacna antiguamente, la cual fue

erosionada parcialmente por el Río Caplina, quedando en la actualidad lomas con

formas de grandes lenguas a lo largo del valle. Tienen una tonalidad rosada y contienen

abundante pómez y fragmentos angulosos de rocas volcánicas andesíticas.

Depósitos antropoqénicos (Q an)

Dentro de este tipo de depósitos están incluidos aquellos generados por el hombre y

están formados por desmonte (Q an_d) y basurales (Q an_b). Se encuentran repartidos

mayormente en el Cono Norte, Cono Sur y el distrito de Pocollay, así como a lo largo

de la Quebrada del Diablo.

Los depósitos de desmonte están representados por escombros de viviendas, y canteras

abandonadas de ignimbritas de la Formación Huaylillas, mientras que en los depósitos

de basura se consideran además los antiguos botaderos municipales.

Los depósitos de desmonte se presentan mayormente con geometrías linguiformes que

en algunos casos están rellenando antiguos cauces, como sucede en el Cono Norte. Sus

dimensiones varían de 20 a 100 m. de ancho por 300 hasta 1000 m. de extensión. Sin

embargo, en otros casos estos depósitos han sido arrojados en extensos descampados,

donde posteriormente han sido nivelados, como se puede apreciar en el Parque

Industrial de la ciudad .Se pudo notar que la urbanización La Florida, ubicada a la salida

de Tacna, se halla asentada en su totalidad sobre este tipo de depósitos, los cuales han

rellenado parcialmente la Quebrada del Diablo. De igual forma, en el Cerro Intiorko se

puede apreciar depósitos de canteras de ignimbritas abandonadas. Los depósitos de

basura se hallan localizados a lo largo de la Quebrada del Diablo, la cual ha servido

como Botadero Municipal por mucho tiempo.

En los distritos de Alto de Alianza y Ciudad Nueva los depósitos de ceniza volcánica

afloran parcialmente y se encuentran debajo de los depósitos aluviales e ínter digitado

con los depósitos diluviales de la ladera del Cerro Intiorko, extendiéndose hasta C.P.M.

La Esperanza.

FUENTE: Instituto Geológico minero y metalúrgico ONGEMMENT)

- 30 -



2. GEOLOGIA DE LA ZONA ESTUDIADA:

Una visión de conjunto del espacio geográfico tacneño, nos ofrece variedad de

geoformas, desde las pampas del litoral hasta las elevadas montañas con hermosos picos

y volcanes, pasando por los serpenteantes valles cuyos ríos y quebradas han erosionado

impresionantemente las formaciones geológicas acumuladas desde tiempos milenarios.

Sin embargo, hay que destacar que las características geomorfológicas del actual relieve

tacneño son el resultado de un largo proceso de evolución geológica, originado por

procesos tectónicos diastróficos, magmáticos y volcánicos, que han formado nuestras

regiones costa y andina. Procesos que han dejado evidencias en las fallas geológicas, las

fosas tectónicas, los sistemas de flexuras, la cadena de cerros, las estribaciones de la

Cordillera de los Andes, de variada composición litológica y diferentes edades

geológicas, que afloran en diversos lugares del ámbito regional. Estos hechos

geográficos nos hacen conscientes de que vivimos en una zona en a que hubo intensa

actividad diastrófica y volcánica, razón por la cual debemos de ser concientes de riesgos

naturales de todo tipo, por lo que es importante adoptar actitudes previsoras.

Para explicar las características geomorfológicas y la evolución del territorio tacneño,

tomamos como documento de apoyo los estudios realizados por la Comisión Carta

Geológica Nacional correspondiente al departamento de Tacna, lo que contrastamos con

nuestro trabajo de campo.

3. EVOLUCIÓN GEOLÓGICA DEL TERRITORIO DE TACNA

El origen y formación del territorio tacneño está comprendido en el proceso geológico

desarrollado a nivel nacional y sudamericano, lo que se conoce como las orogénesis,

herciníca y andina.

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ERA PRECAMBRICA Y PALEOZOICA.

Se conoce la existencia de un arco insular precambio o antigua Cordillera de la Costa,

que se ubica a varios kilómetros hacia el oeste del actual litoral y que por acción del

desplazamiento de la Placa de Nazca del rumbo w-e se emplaza en la posición actual

parte de este arco insular ha sido presionado por los procesos diastróficos y ha

ocasionado el hundimiento de la costa central, quedando afloramientos en la costa sur.

Hay que destacar que en la región interandina de Tacna, a la altura del kilómetro 60 de

la antigua carretera a Jarata, existe un afloramiento del complejo basal de la costa,

probablemente por una intrusión ígnea que tuvo lugar en el Premesozoico.

Por otro lado hay poca información de la historia paleozoica de las regiones costa y

andina de Tacna estudios especializados indican que esta área estuvo sumergida

constituyendo la plataforma submarina de un mar epicontinental o mar sudamericano,

que se ubicaba al este de la cordillera de la costa y al oeste de los escudos Guyano-

Brasilero y patagónico que formaban parte del continente primitivote Sondwana, debajo

del cual se constituía un potente geosinclinal.

No obstante, es necesario destacar que en el territorio nacional, durante el paleozoico, se

produjo el ciclo orogénico herciniano con sus dos fases: Eo-herciniana (a partir del

ordovícico superior) y Tardi-herciniana (que se inicia en carbonífero inferior), fases en

la que se produjo levantamientos y plegamientos del geosinclinal acompañado de

callamientos y magmatismo. Esta orogénesis formo la actual cordillera oriental.

ERA MESOZOICA

Durante esta era se produjo en el territorio nacional el segundo ciclo orogénico llamado

andino. Este ciclo se inicio con la formación de un Geosinclinal, establecido entre el

arco insular precámbrico y la cordillera oriental, conectada al Escudo fiuyano-Brasilero.

El 6eosinclinal empezó a formarse durante el Triásico Superior (Noriano), en el que fue

- 32 -



depositándose gruesas capas volcánico-sedimentarias en la parte occidental del

geosinclinal.

El Geosinclinal andino se plegó y levanto en tres fases por acción de las corrientes de

convección que se desplazaban a las placas continentales y oceánicas. En la primera

fase, a fines del Santoniano, durante la era mesozoica, es probable que se produjo la

subducción de la Placa de Nazca le Sudamericana, de cuyo efecto se levantaron y

plegaron las capas sedimentarias del geosinclinal, formando la Cordillera de los Andes.

La Región de la Costa Baja fue levantada y erosionada a fines del Triásico o comienzos

del Jurásico, este sugiere una discordancia paralela entre en el grupo Yamayo y los

Volcánicos Chocolate del Triásico.

La presencia de rocas eruptivas intercaladas indican también actividad volcánica

durante este periodo, hecho que fue más intenso durante el Jurásico y cretácico.

El vulcanismo del Cretáceo Superior y comienzos del Terciario, dio lugar a la

formación de grandes depósitos y acumulación de lava y material piroclástico (Grupo

Toquepala, Formación Toquepala, Tarata), que cubrieron extensas áreas de la región,

principalmente en la parte media del flanco occidental de los Andes, donde se las

encuentra yaciendo en discordancia sobre las formaciones del Cretáceo Medio e

Inferior.

A fines del Cretáceo Superior se produjo el emplazamiento del batolito costanero, como

una fase post orogénica.

ERA CENOZOICA

La segunda y tercera fase del plegamiento andino se produjo durante esta era. En el

Terciario Inferior, los movimientos orogénicos fueron de mayor longitud y los procesos

volcánicos se intensificaron a lo largo de la cordillera Occidental. Probablemente a fines

del Terciario Inferior o a comienzos del Superior los movimientos distróficos que

dieron lugar al callamiento en bloques que se reconoce en la región; también a la fosa

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tectónica que queda en frente de los andes, donde se depositaron a finales del Terciario

las rocas de la Formación Moquegua.

La tercera fase del plegamiento andino se produjo, probablemente durante el Mioceno

Superior, y fue de menor intensidad que el anterior.

A fines del Terciario y prolongándose hasta el Cuaternario tuvo lugar un importante

ciclo volcánico cuyos depósitos forman la estructura superior de los Andes. Las

primeras manifestaciones de este ciclo volcánico están representadas por piroclásticos

río-líticos de la Formación Volcánico Huaylillas, que se extiende por gran parte de la

región.

EL CUATERNARIO

El levantamiento de los Andes que se había intensificado a partir del Terciario Superior,

continúo hasta el Cuaternario. Este movimiento fue acompañado por callamientos y

reajustes de las fallas preexistentes. Simultáneamente, durante el último levantamiento

de los Andes se produjeron grandes derrames volcánicos y piroclastas pertenecientes a

la Formación Barroso, los que se encuentran cubriendo la meseta altiplánica. Mientras

que en el flanco horizontal los ríos profundizaban sus cauces formando cañones y

grandes quebradas, dejando sus depósitos en las terrazas aluviales, constituyendo loas

pampas que se ubican entre la Cadena Costanera y la Cordillera Volcánica. Del mismo

modo se fueron formando las terrazas marinas intercaladas con los depósitos aluviales

en el litoral. De este modo quedó constituido el relieve tacneño y los diversos accidentes

de carácter geológico; además, las geoformas que presentan las regiones Costa y

Andina. Sin embargo consideramos necesario conocer la composición de las rocas de la

estructura geológica del área espacial materia de nuestro estudio.

- 34 -



El estudio se circunscribe a una superficie que se ubica entre la cordillera de la costa y

el frente occidental de la cordillera de los Andes.

a) Planicie costanera

Se trata de un territorio llano, comprendido entre las cotas 200 y 1200 m.s.n.m.

aproximadamente. Estas pampas se desarrollaron en depósitos volcánicos de la

Formación Huaylillas del Terciario Superior, las que posteriormente y debido a una

gran actividad fluvial fueron bisectados en diferentes lugares, originando de este modo

un conjunto de quebradas que le da a esta unidad una topografía característica. La

acción erosiva de las aguas del río CapIina en los depósitos río-líticos de éstas pampas

(fácilmente erosionables) ha dado origen a la formación del valle del mismo nombre,

con un ancho promedio de 4km, y donde se ubica la ciudad de Tacna.

b) Superficie Huayllas

Con el nombre de Superficie Huaylillas (Wilson 1962) describe una superficie de

erosión asociada con la Formación Huaylillas de carácter volcánico, conformado por

tufos compactos y macizo producto de la erosión del miembro superior de la citada

formación y de suave inclinación al SW.

GEOMORFOLOGIA

- 35 -



Analizando la secuencia de los sismos ocurridos en el Perú de Norte a Sur, con una

frecuencia de 6 a 10 años y considerando un período de retorno para uno como el de

1868 (150 a 250 años), prácticamente este sector de América se encuentra ad portas de

un mega sismo, que tendría una magnitud superior al sismo del 23 - 06 - 2001

Dentro del contexto de la tecnología de placas como los fenómenos sísmicos son en su

gran mayoría resultados de interacción entre bordes de grandes placas litosfericas que

convergen junto a los márgenes continentales activos y que tienen un efecto directo en

el área especificada. En la zona astral del Perú se ubica una zona de fuerte actividad

sísmica debido principalmente al fenómeno de subducción de la placa de nazca debajo

de la placa sudamericana, ocasionando fuertes sismos localizados. Tras el sismo

ocurrido el 23 de junio del 2001, que podría denominarse terremoto de los pobres pues

afectó severamente e hizo colapsar miles de viviendas del distrito.

FUENTE: Instituto Geofísico del Perú

SISMICIDAD

- 36 -



REPORTES DE LOS ÚLTIMOS SISMOS OCURRIDOS EN EL

SUR DEL PERÚ

FECHA TIEMPO LATITUD LONGITUD PRO

F. MAG. INTENS. LOCALIDADES

GMT S W Km. ML MM

2008-03-24

20:39:07

19.91

68.96

84

6.0

III-IV

Tacna, II Ilo

2008-03-16

10:43:10

17.01

70.25

132

4.6

III-IV

Candarave

2008-03-n

20:32:15

17.52

70.55

30

3.9

II

Toquepala,

Locumba

2008/03/07

22:35:00

17.53

70.59

109

5.0

IV

Locumba;

III-IV Tacna;

III lio; II-III

Arequipa

2008-02-04

17:01:30

20.28

70.04

40

6.3

II-III

Tacna

2008-01-30

14:00:54

16.59

71.61

44

3.5

II

Arequipa

2008-01-25

11:13:46

16.68

71.38

46

4.3

III

Arequipa

2008-01-15

23:34:53

16.74

72.61

79

4.0

II-III

Camaná

2007-12-25

16:20:49

20.03

70.00

65

4.7

III-IV

Tacna

2007-12-20

06:13:00

17.76

71.05

86

4.3

II-III

Moquegua

2007-12-04

19:56:57

18.10

70.89

57

4.5

III

Locumba

2007-11-18

07:02:41

18.73

69.88

42

5.4

III

Tacna

2007-11-14

15:40:44

22.53

70.42

14

(*)

IV

Tacna (* 7.7

Mw)

- 37 -



MOVIMIENTOS SÍSMICOS NOTABLES EN TACNA

Sismo del 24 de Noviembre de 1604 con intensidad de VTI en Arequipa,

Arica, Tacna y Moquegua.

Sismo del 13 de Agosto de 1868 con intensidad de XI en la cadera, X en

Arica y IX en Arequipa, Tacna y Moquegua.

Sismo del 9 de Mayo de 1877 con intensidad de VII en Arica, Moliendo e Ilo.

Sismo del 4 de Mayo del 1906 con intensidad de VH en Tacna y VI en Arica.

Sismo del 16 de Junio de 1908 con intensidad de VII en Tacna y Arica.

Sismo del 11 de Mayo de 1948 con intensidad VI de Arequipa y Tacna.

Sismo del 3 de Octubre de 1951 con intensidad VII en Tacna.

Sismo del 15 de Enero de 1958 con intensidad de VII en Arequipa.

Sismo del 8 de Agosto de 1987 con intensidad de VI en Tacna y VII en Arica.

Sismo del 23 de Junio del 2001 con intensidad VI en Tacna, VII en Moquegua, VI

en arequipa.

Sismo del 13 de Julio del 2005 con intensidad IV en Tacna.

Sismo del 17 de Octubre del 2005 con intensidad IV en Tacna.

Sismo del 20 de Noviembre del 2006 con intensidad V en Tacna, lio y Arequipa.

FUENTES:

CISMID: Sismicidad y peligrosidad sísmica en la región sur occidental del Perú

http://www.cismid.uni. gob.pe/modules.phpname=News&file=article&sid=l 3.htm

- 38 -



La Ciudad de Tacna al estar ubicada en una zona de alta sismicidad, asentada sobre una

formación geológica aluvial, deluvial, fluvial y de depósitos de desmonte, que hace que

las ondas sísmicas incrementen, que se presenten problemas de colapsabilidad y además

del crecimiento demográfico incontrolable; todos estos factores ha hecho que esta

ciudad en términos generales incrementen su vulnerabilidad. En el estudio del Mapa de

Peligros de la Ciudad de Tacna, se ha identificado los siguientes peligros:

• Peligros geológicos-geotécnicos

• Peligros climáticos

• Peligros antrópicos

• Peligros múltiples

VULNERABILIDAD SISMICA

- 39 -



De la evaluación de peligros geológico-geotécnicos, se ha determinado que tienen

mayor incidencia en los distritos de Gregorio Albarracín, Pocollay, Alto de la Alianza,

Ciudad Nueva, Cercado y áreas de expansión urbanística y se dan por las siguientes

razones:

Falla por corte y asentamiento al suelo

Agresión del suelo al concreto

Amplificación local de las ondas sísmicas

Colapsabilidad de Suelos

Se han identificado cinco zonas geotécnicas cada una diferenciada mediante

interrelación In situ y mediante ensayos realizados en laboratorio. Se ha logrado

conocer las propiedades del suelo de cada zona, estas zonas son: cenizas volcánicas de

clasificación SUCS SM (ZONA I) ubicada en la parte norte del Distrito de Pocollay y

algunos sectores del Distrito de Alto de la Alianza, arenas limosas de clasificación SM

(ZONA 11) que cubre por completo los distritos de Ciudad Nueva y Alto de la Alianza,

arenas limosas de clasificación SM (ZONA III) ubicada al noreste- de la ciudad de

Tacna , gravas pobremente graduadas GP (ZONA IV) que corresponde al resto del

Distrito de Pocollay y gran parte del Distrito de Gregorio Albarracín Lanchipa , gravas

bien graduadas GW (ZONA V) que corresponde al resto del distrito de Tacna y

Gregorio Albarracín Lanchipa.

ZONA I, correspondiente a suelos de clasificación arena limosa SM de origen cenizas

volcánicas, que poseen valores de microtremores promedio de 0.15 Hz, presiones

admisibles del suelo que varían de 2.54 Kg/ cm2 a 2.90 Kg/cm2; el potencial de colapso

varía de 0.21% a 0.50 %, presenta asentamientos mínimos de 1.50 cm y máximo de

1.52 cm. Esta zona comprende: toda la zona norte del Distrito de Pocollay.

GEOTECNICA

- 40 -



ZONA II, que corresponde a suelos de clasificación SM arenas limosas de origen

fluvial, que presenta valores de densidad natural variando desde 1.44 g/cm3 a 1.80

g/cm}, períodos de vibración natural del suelo desde 0.2 Hz a 0.25 IIz, capacidades de

carga variando desde 0.63 Kg/cm2 a 0.7o Kg/cm2, valores de potencial de colapso de

0.78% a 0.80%. Los asentamientos que se pueden producir en este suelo varían de 1.57

cm a 3.32 cm. Estas zonas comprenden en su totalidad a los distritos de Alto de la

Alianza y Ciudad Nueva.

ZONA III, está conformada por suelos de clasificación SM arenas limosas de origen

fluvial con periodos naturales de vibración del suelo promedio alrededor a 0.25 Hz, con

valores de potencial de colapso de 1.72% a 11.5%, valores de presiones admisibles del

suelo que varían de 0.58 Kg/cm2 a 0.64Kg/cm2.

ZONA IV, conformada por suelos de clasificación GP compuestos por gravas

pobremente graduadas que presenta valores de 0.10 Hz, presiones admisibles del suelo

de 3.41 Kg/cm2 a 4.50 Kg/cm-, potenciales de colapso que varían del 0.24% al 1.51%,

en esta zona se esperan asentamientos que varían de 1.47 cm a 1.62 cm. Esta zona

abarca la Urb. Francisco Bolognesi y Urb. Villa Caplina en el Distrito de Tacna, todo el

resto del Distrito de Pocollay, y toda la zona norte del Distrito de Gregorio Albarracín

Lanchipa, etc.

ZONA V, conformada por suelos de clasificación GW compuestos por gravas bien

graduadas de origen fluvial que presenta períodos de vibración natural de 0.10 Hz,

capacidades portantes que varían de 3.50 Kg/cm2 a 3.62 Kg/cm2, valores de potencial

de colapso que varían de 0.487o a 0.50%. Los asentamientos que se esperan en este

suelo son de 1.09 cm a 1.22 an. Esta zona abarca el AA.HH Leoncio Prado, Terminal

Terrestre Manuel A. Odria, 28 de Agosto (200 casas), terrenos de la UNJB6 del Distrito

del cercado de Tacna, y gran parte del Distrito de Gregorio Albarracín Lanchipa como

la Asociación de Vivienda Villa Magisterial, AA.HH. Vista Alegre. Esta es una zona

que no presenta mayores problemas Geotécnico (ZONA SIN MAYORES

PROBLEMAS)

- 41 -



ZONIFICACIÓN DE PELIGROS DE ORIGEN

GEOLÓGICO / GEOTÉCNICA

La zonificación de peligros de origen geológico-geotécnicos para la ciudad de Tacna en

el cual se han establecido 03 zonas de acuerdo a la descripción siguiente:

a) Zona de Peligro Bajo: Son las áreas formadas por gravas pobremente graduadas

GP, gravas bien graduadas <5W y las cenizas de origen volcánico de clasificación

geotécnica SM, también denominadas como ZONA I, ZONA IV Y ZONA V, que

en resumen poseen presiones admisibles del suelo con valores que varían de 1.47

Kg/cm2 a 4.5 Kg/cm2, sin problemas de amplificaciones sísmicas. Los suelos de

estas zonas geotécnicas poseen valores de potencial de colapso que están dentro de

los no problemáticos; en estas zonas no se encontraron muestras de suelos agresivos

ya que su contenido de sales y sulfatas es mínimo.

ZONA I. formada por las cenizas de origen volcánico, arenas limosas SM ubicadas al

norte del Distrito de Pocollay, y en la Asociación de Vivienda Mariscal Miller, AA.HH.

La Esperanza y P. J. Alto de la Alianza del Distrito de Alto de la Alianza, que presenta

valores de capacidades portantes entre 2.54 Kg/cm2 a 2.9 Kg/cm2; su valor de potencial

de colapso máximo es de 0.5% y está definido como sin problemas; no presenta

problemas por amplificación de ondas sísmicas, la agresión del suelo por sales y

sulfates al concreto es despreciable.

ZONA IV. formada por las gravas pobremente graduadas GP ubicadas en las zonas

restantes del Distrito de Pocollay y zona norte del Distrito de Gregorio Albarracín

Lanchipa, esta zona presenta valores de presiones admisibles de suelos con un valor

mínimo de 3.41 kg/cm2, su bajo contenido de sales y sulfates en los suelos hacen que

no sean agresivos al concreto siendo su exposición despreciable, no tiene problemas de

amplificación de ondas sísmicas, el asentamiento máximo esperado para esta zona es de

1.62 cm., el potencial de colapso promedio es de 0.24% y está sin problemas.

- 42 -



Cabe recalcar que parte de esta zona IV se esta considerando como peligro alto por

problemas moderados de colapsabilidad, que se describirá más adelante.

ZONA V. esta conformada por las gravas bien graduadas de clasificación GW ubicadas

en la zona en casi todo el Distrito del cercado de Tacna a excepción de la zona noroeste,

y también se encuentra en la zona sur del Distrito de Gregorio Albarracín Lanchipa,

estas gravas no presentan problemas de amplificación sísmica, su asentamiento no es

mayor a 1.22 cm., su potencial de colapso presenta valores que están en el rango de sin

problemas, la agresión del suelo al concreto es despreciable por su bajo contenido de

sales y sulfates.

b) Zona de Peligro Medio: Son las áreas donde encontramos suelos areno limosos de

clasificación SM, denominados geo-técnicamente como ZONA II Y ZONA III que

presentan valores de capacidades de carga mínima del suelo de 0.58 Kg/cm2 y

0.7óKg/cm2 sus valores de potencial de colapso están en el rango de sin problemas

a problemas severos.

ZONA JT. Formada por arenas limosas SM ubicadas en toda la extensión de los

distritos de Ciudad Nueva y Alto de la Alianza, la agresión del suelo al concreto es

despreciable por su bajo contenido de sales y sulfatas, esta zona esta propensa a sufrir

amplificación de ondas sísmicas. Asimismo la ZONA W en el Distrito de Pocollay

presenta problemas de colapsabilidad (MODERADO) en la capa superior,

específicamente la que se encuentra fuertemente cementada, es decir muy recomendable

realizar las cimentaciones por debajo de este nivel de sales cementadas, que en algunos

lugares es un 1.00 m. y en otros 1.60m. Para las cimentaciones o estructuras antiguas

por encima de este nivel se recomienda tener especial cuidado con las fugas de agua y

desagüe, evitar riego excesivo enjardines y parques aledaños, puesto que esto podría

provocar problemas en esta zona.

- 43 -



c) Zona de Peligro Alto: Son las áreas conformadas por material antropogénico o de

relleno R, así como también las arenas limosas SM (diluviales) ubicadas en las

faldas del Cerro Intiorko y en algunos lugares de los distritos de Alto de la Alianza y

Cuidad Nueva, arenas limo- arcillosas SM-SC ubicadas en sectores aledaños del

hospital Hipólito Unanue, cuyos contenidos de sales y sulfatos en el suelo es

despreciable, en esta zona se espera grandes salificaciones de ondas sísmicas, sus

valores de potencial de colapso son e «vados, siendo de 11.5 % en el sector del

Hospital y de 5% a 10% en los -e leños, estando en el rango de problemas, los

asentamientos esperados en esta zona son entre 3 y 8 cm., siendo este valor

preocupante debido a su ubicación urbana.

- 44 -



IV. DESCRIPCION

PRELIMINAR

- 45 -



a) PROSPECCIONES DE CAMPO

OBJETIVOS:

Conocer, analizar y registrar los resultados de las prospecciones realizadas en los suelos.

Implementos de seguridad y equipos utilizados:

b) IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD Y EQUIPOS UTILIZADOS

IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD:

Para dicho trabajo se ha contado con los siguientes implementos

Cascos 05 unidades

Pares de guantes 05 unidades

Mascarillas 02 unidades

Pares de botas de seguridad 05 unidades

Chalecos 05 unidades

Lentes 02 unidades

Botiquín 01 unidades

Cinta de seguridad 50 metros

Libreta de campo 01 unidades

Bolsas herméticas Ziploc 10 unidades

Sacos de 50 kg 05 unidades

DESCRIPCION PRELIMINAR

- 46 -



HERRAMIENTAS MANUALES:

Para dicho trabajo se ha contado con las siguientes herramientas:

Pala 03 unidades

Pico 02 unidades

Barreta 02 unidades

Escalera 01 unidades

Carretilla 02 unidades

Balde 02 unidades

Estacas de fierro 08 unidades

c) RECONOCIMIENTO DE CAMPO:

Se realizó el domingo 03 de enero con el objetivo de reconocer el área de trabajo, su

dificultad e inconvenientes que se puedan suscitar en el transcurso de la excavación.

Como medida preventiva se uso una cartilla de seguridad para calicatas con la intención

de disminuir el riesgo de lesión del personal.

- 47 -



CALICATAS:

Para realizar este estudio de suelos se hicieron dos calicatas en la av. Bolognesi al frente

del CEID con una profundidad de 2.7m (Calicata I) y de 2.58m (Calicata II).

Secuencia de excavación de las calicatas:

Primer día:

Empezamos con la excavación el día 3 de enero del 2010, se comenzó a trabajar a las 6

de la mañana para terminar temprano. Coordinamos con el propietario para que nos

abriera la puerta. En cada calicata llegamos a una profundidad de -1.20 metros. La

jornada terminó a las 12 del día.

Segundo día:

El día jueves 7 de enero continuamos con la excavación de nuestras calicatas. La

jornada empezó a las 7:30 am y concluyó a las 12:30 am. En la Calicata I, llegamos a

una profundidad aproximada de -2.70 metros y en la Calicata II a -2.58 metros.

- 48 -



d) DESCRIPCIÓN PRELIMINAR DE CALICATAS:

CALICATA I

Altura Características

0.0 m

-0.20m

Tierra de chacra de color beige

oscuro

Tiene un 25 cm. de raíces

Compacidad suelta

-0.20m

-2.70m

Tierra de chacra de color café.

Existe presencia de arcilla pero en

cantidades despreciables.

Presencia de humedad media

Compacidad media

CALICATA II

Altura Características

0.0m

-0.20m

Tierra de chacra de color beige

oscuro

Tiene un 20 cm. de raíces

Compacidad suelta

-0.20m

-2.58m

Tierra de chacra de color café.

Existe presencia de arcilla pero en

cantidades despreciables.

Presencia de humedad media

Compacidad media

- 49 -



CONCLUSIONES

Se halló dos estratos en nuestras calicatas. Las dos compuestas de tierra de

chacra.

El trabajo tuvo que ser de equipo para que la excavación sea un éxito

La calicata I y II son muy parecidas ya que la separación que existe entre cada

una es 10 metros aproximadamente.

A pesar que las dos calicatas solo están compuestas de tierra de chacra se toma 2

estratos. Uno arriba (con raíces aproximadamente 20 centímetros) y otro

seguidamente del primero.

El terreno a estudiar esta al lado del río Caplina.

- 50 -



RECOMENDACIONES

Contar con las herramientas necesarias para la excavación. Examinar si están en

buen estado.

Tener implementos de seguridad para evitar algún tipo de accidente.

Un compañero tiene que estar observando siendo éste el supervisor de

seguridad.

Llevar agua

Adquirir un botiquín de seguridad en el caso que ocurra algún accidente.

Tener un celular con saldo para llamar en alguna emergencia.

Es muy recomendable (ahora que es verano) trabajar apenas salga el sol para que

este fresco y se cuente con luz solar.

El trabajo de equipo es muy importante.

La profundidad de las calicatas deben tener un mínimo de 2.50 metros de

profundidad.

- 51 -



FOTOS:

RECONOCIMIENTO DE LA ZONA:

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

EXCAVACION DE LAS CALICATAS:

TAPAR LAS CALICATAS DESPUES DE EXTRAER LAS MUESTRAS Y TOMAR

LOS DATOS NECESARIOS.

- 52 -



V. DENSIDAD

IN SITU

- 53 -



1. OBJETIVOS

Determinar la densidad in situ (en sitio) en cada una de las calicatas excavadas.

Utilizar el método más conveniente para determinar la densidad in situ.

Determinación de densidad del terreno.

Alcanzar a dominar el conocimiento teórico y practico de la utilización del cono

con arena para hallar la densidad in situ

2. MATERIALES Y EQUIPOS

Cono de densidad in situ

Arena graduada (de otawa)

Cucharón

Comba

Cincel

Bolsas herméticas

Brocha

Balanza

Tamices nº 10 y 20

DENSIDAD IN SITU

- 54 -



3. PROCEDIMIENTO DE CAMPO

Pesar el cono con la arena antes de cada ensayo de densidad.

Limpiar la superficie de ensayo y nivelarlo después colocar la base metálica en

una posición horizontal y firme.

Excavar dentro de la placa a una profundidad de 10cm a 15cm, cuidando de no

perder el material húmedo.

Extraer la muestra con cuidado sin perderla y colocarlo de preferencia en una

bolsa hermética para que contenga su humedad para luego proceder al pesado de

la misma.

Luego colocar el cono de densidad en la base metálica y abrir la válvula, hasta

que la arena deje de caer, cerrar la válvula y desmontar el cono cuidadosamente.

Determinar el peso del aparato mas la arena remanente y se calcula el peso de la

arena que llena el embudo.

El volumen del orificio se calculara dividiendo la cantidad de arena en el orificio

por su densidad aparente

Recuperar de la arena mediante el tamizado.

- 55 -



4. CALCULOS

DENSIDAD DE LA MASA

: Densidad de la masa

: Peso de la masa

: Volumen de la masa

PESO DE LA ARENA EN EL HOYO

: Peso de la arena en el hoyo

: Peso de la arena + frasco

: Peso de la arena que queda en el frasco

: Peso de la arena en el embudo

VOLUMEN DEL HOYO

- 56 -



: Volumen del hoyo

: Peso de la arena en el hoyo

: Densidad de la arena

DENSIDAD HÚMEDA

: Densidad de la arena

: Peso de la muestra húmeda neta

: Volumen del hoyo

- 57 -




FACULTAD DE INGENIERIA


MECANICA DE SUELOS I

PROYECTO : Estudio de Suelos

SUPERVISION : Ing. Carmen Eleana Ortiz Salas

UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639

ENSAYO : DENSIDAD IN SITU

CALICATA Nº 01

ENSAYO ESTRATO SUPERIOR (Kg.)

W cono completo + arena 7,38

W cono + arena restante 3,71

W muestra 1,47

ENSAYO ESTRATO INFERIOR

W cono completo + arena 7,105

W cono completo + arena restante 3,675

W muestra 1,085

CALICATA Nº 02

ENSAYO ESTRATO SUPERIOR (Kg.)

W cono + arena 7,235


W muestra 1,46

ENSAYO ESTRATO INFERIOR

W cono + arena 7,025


W muestra 1,31

58







PROYECTO : Estudio de Suelos ENSAYO : DENSIDAD IN SIT U

SUPERVISION : Ing. Carmen Eleana Ortiz Salas UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639

Ensayo

W cono

completo

+ arena

(gr.)

W cono

completo

+ arena

restante

(gr.)

W

arena

saliente

(gr.)

W

arena

del

cono

(gr.)

W

arena

del

hoyo

(gr.)

Densidad

de la

arena

(gr./cc)

Volumen

del hoyo

(cc.)

W

muestra

del

hoyo

(gr.)

Densidad

del suelo

(gr./cc.)

C1

Superior 7380 - 3710 = 3670 - 2150 = 1520 / 1.44 = 1056 1470 = 1.393

C1

Inferior 7105 - 3675 = 3430 - 2150 = 1280 / 1.44 = 889 1085 = 1.221

C2

Superior 7235 - 3570 = 3665 - 2150 = 1515 / 1.44 = 1052 1460 = 1.388

C2

Inferior 7025 - 3390 = 3635 - 2150 = 1485 / 1.44 = 1031 1300 = 1.261

59



60



5. CONCLUSIONES

Los resultados de los ensayos de densidad in situ, correspondiente a la Calicata

I son los siguientes:

o Estrato I (Superior): 1.393 gr/cc. Tierra de chacra

o Estrato II (Inferior): 1.221 gr/cc. Tierra de chacra

Los resultados de los ensayos de densidad in situ, correspondiente a la Calicata

II son los siguientes:

o Estrato I (Superior): 1.388 gr/cc. Tierra de chacra

o Estrato II (Inferior): 1.261 gr/cc. Tierra de chacra

Como observamos en los resultados las calicatas se asemejan bastante, esto

porque la distancia entre cada una es aproximadamente 10 metros lo cual es

poco. Según norma la separación máxima que puede tener 500 metros.

Es necesario realizar un trabajo responsable y cuidadoso para que se obtenga los

resultados exactos.

El ensayo de densidad in situ nos proporciona el valor de la relación que existe

entre el peso de las partículas del suelo entre el volumen que ocupan en el.

El manejo de las herramientas y el método que se utiliza para realizar este

ensayo son de fácil manejo pero se necesita práctica y conocimiento para su

debida utilización.

61



6. RECOMENDACIONES

Antes de empezar el ensayo se debe obtener la arena (de otawa) la cual se

obtiene tamizando arena corriente por malla 10 y 20.

No golpear el cono para que la arena baje más rápido. No debe existir ninguna

fuerza aparte del mismo peso de la arena, esto variaría el resultado.

No mezclar la arena normalizada con el estrato al momento de sacar la arena del

hoyo.

Trabajar con calma y responsabilidad.

Contar con los equipos de seguridad.

La calicata debe tener buen ancho y largo para que no sea dificultoso el ensayo

de densidad in situ.

62



VI. CONTENIDO

DE HUMEDAD

63



1. OBJETIVOS

Determinar la cantidad de agua de una muestra de suelo expresado en porcentaje

de cada estrato de las dos calicatas excavadas.

Aprender a calcular el contenido de humedad mediante la fórmula enseñada en

clase.

Evaluar las propiedades del suelo en base al contenido de humedad.

2. DESCRIPCION

Las muestras fueron sacadas y puestas inmediatamente en una bolsa hermética (Ziploc),

todo esto según la norma ASTM 4220. La temperatura media donde estuvo las bolsas

fue de 23º en una zona en donde no caían rayos solares directamente. Todo esto con el

fin de preservar la muestra sin modificar sus propiedades iniciales.

La determinación del contenido de humedad fue lo más rápido posible para tener un

resultado más exacto.


Cocina eléctrica

Taras

Balanzas

Guantes

Tenazas

Espátulas

Cucharas


64



4. PROCEDIMIENTO

Pesar el recipiente (tara) que se va a utilizar para el ensayo y apuntar.

Colocar una cantidad de muestra representativa en el recipiente y pesar.

Prender la cocina eléctrica y colocar la tara que contiene la muestra.

Cocinar hasta que no salga vapor, esto se verifica poniendo una lamina de vidrio

encima, si se empaña es que aun sigue saliendo vapor.

Transcurrido el tiempo se pesa el recipiente con la muestra seca y se apunta.

La diferencia entre los pesos nos dará el peso del agua

Trabajando con operaciones matemáticas y la formula dada nos dará el

contenido de humedad.

5. CALCULOS

PORCENTAJE DE HUMEDAD

: Contenido de humedad

: Peso del agua

: Peso de la muestra seca

65










ENSAYO : CONTENIDO DE HUMEDAD

Ensayo W muestra

(gr.)

W muestra seca

(gr.)

W agua

(gr.)

Contenido de

humedad

C1 superior 802.8 778.2 24.6 3.161%

C1 inferior 743 685.9 57.1 8.325%

C2 superior 779.2 753.1 26.1 3.466%

C2 inferior 1300.4 11880.88 111.52 9.38%

66



CUADROS COMPARATIVOS:

CALICTA Nº 01

CALICTA Nº 02

67



6. CONCLUSIONES

Los resultados de contenido de humedad de la Calicata I son los siguientes :

o Estrato I (superior) : 3.161%

o Estrato II (inferior) : 8.325%

Los resultados de contenido de humedad de la Calicata II son los siguientes:

o Estrato I (superior) : 3.466%

o Estrato II (inferior) : 9.380%

La norma aplicable que rige el desarrollo del ensayo de contenido de humedad,

según Norma Técnica E-050 (suelos y cimentaciones) es la NTP339.127 del

(ASTM D 226).

Verificando con la E-050 podemos asumir que nuestro terreno en donde hemos

hecho las calicatas no se encuentra en los terrenos denominados como

“COLAPSABLES”

En caso de encontrar un terreno COLAPSABLE se debe retirar todo el material

húmedo de la zona de trabajo y se debe reemplazar por rellenos controlado y

compactados adecuadamente

Hemos corroborado lo que nos indica la norma E-050, que nos dice que ha

mayor profundidad mayor contenido de humedad.

68



7. RECOMENDACIONES

El contenido de humedad se tiene que hacer lo más rápido posible, para que las

propiedades físicas iniciales no cambien.

Los materiales para el transporte de la muestra deben estar limpios, sin ningún

tipo de impureza.

Se debe mover la tierra despacio mientras se está cocinando en la tara.

Verificar cada cierto tiempo si sale vapor de agua de la muestra.

No utilizar agua en la excavación ya que alteraría totalmente los resultados

obtenidos en el laboratorio.

Ser cuidadosos al momento de anotar los resultados, pesos, etc, identificar las

muestras y los cálculos con la calculadora.

69



VII.

PROPIEDADES DE

LOS SUELOS

70



1. OBJETIVOS

Realizar los ensayos tanto con los métodos enseñados en clase.

Obtener resultados precisos para poder hallar adecuadamente la relación de

vacíos, porosidad y el grado de saturación.

2. PROPIEDADES DE LOS SUELOS

a) PESO ESPECÍFICO DE LA FASE SÓLIDA


Fiola de 500 ml.

Balanza electrónica de precisión 0.1gr.

Cocina eléctrica

Embudo

Tamiz nº 4

Taras

Pipeta

PROPIEDADES DEL SUELO

71



4. PROCEDIMIENTO

Secamos en horno o en cocina nuestra muestra de 200 a 500 gramos.

Extraemos aproximadamente 300 gr. de la muestra seca.

Pesamos nuestra muestra seca

Obtenemos el peso de la fiola con la ayuda de la balanza digital

Vaciamos con un embudo nuestra muestra a la fiola de 500 ml., agregamos agua

hasta más de la mitad.

Colocamos la fiola en baño maría caliente, cada cierto tiempo mezclamos para

homogenizar la muestra seca con el agua para liberar todos los vacíos existentes.

Dejamos enfriar la fiola y una vez fría enrasamos con el agua hasta el menisco

de la fiola

Pesamos la muestra más el agua mas la fiola

Desechamos la muestra, lavamos la fiola

Llenamos la fiola con agua del balde y lo pesamos nuevamente (fiola mas agua)

Con todos los datos obtenido procedemos a realizar los cálculos respectivos

72



5. CALCULOS

Peso especifico

Para realizar los cálculos d peso especifico utilizaremos las siguientes formulas

Relación de vacíos (e)

Porosidad (n%)

Grado de saturación (Gs%)

Contenido de Humedad

73



Peso específico

Peso de sólidos

Peso del agua

Volumen de sólidos

Volumen de la masa

Volumen de vacios

74



Peso específico relativo

: Peso especifico de la muestra : peso del agua

: Peso de la muestra : peso de los sólidos

: Volumen de vacíos : Peso especifico de los sólidos

: Volumen de la muestra : Peso especifico del agua

: Volumen de sólidos : Peso especifico relativo de la muestra

: volumen del agua : Peso especifico relativo de los sólidos

75










ENSAYO : PESO ESPECIFICO

Ensayo W muestra seca

(gr.)

W fiola+

muestra+ agua

(gr.)

W fiola+ agua

(gr.)

Peso especifico

(gr/cm3)

C1 superior 295 839 656.9 2.61

C1 inferior 307.5 846.9 656.7 2.62

C2 superior 300.5 842.5 656.9 2.61

C2 inferior 297 840.9 656.7 2.63

76







PROYECTO : Estudio de Suelos ENSAYO : TABLA I - CALCULOS

UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639 SUPERVISION : Ing. Carmen Eleana Ortiz Salas

W

muestra

(gr.)

W

muestra

seca (gr.)

W agua

(gr.)

V muestra

(cc)

V muestra

seca

(cc)

V agua

(cc)

V aire

(cc)

n=

Vv / Vm

G% =

Vw / Vv

e =

Vv / Vs

Calicata I

Superior 802,8 778,2 24,6 381,986 297,826 24,6 59,56 22,032 29,230 0,282

Calicata I

Inferior 743 685,9 57,1 371,065 261,646 57,1 52,32 29,488 52,184 0,418

Calicata II

Superior 779,2 753,1 26,1 371,457 287,957 26,1 57,4 22,479 31,257 0,290

Calicata II

Inferior 1300,4 1188,88 111,52 653,354 451,534 111,52 90,3 30,890 55,257 0,447

77



6. CONCLUSIONES

Se concluye que los ensayos dentro del área de trabajo son parecidos pero no

iguales, esto porque están a una pequeña distancia de separación

Los pesos específicos de la calicata I y II son muy similares siendo estos 2.615

gr/cm3 y 2.62 gr/cm3 en promedio.

El peso específico SIEMPRE será mayor que la densidad.

La relación de vacíos en la parte superior de las calicatas es de 0.282 y 0.290 en

tanto en la parte inferior es de 0.418 y 0.447 respectivamente

Todos los estratos son compresibles debido a que la relación de vacíos es mayor

a 0.25

La porosidad no es ajena a esta similitud siendo en la parte superior 22.032 y

22.479 y en la parte inferior 29.488 y 30.890 de la Calicata I y II

respectivamente.

El grado de saturación en la calicata I es:

o Parte Superior : 29.230%

o Parte Inferior : 52.184%

El grado de saturación en la calicata II es:

o Parte Superior : 31.257%

o Parte Inferior : 55.257%

78



7. RECOMENDACIONES

Es necesario calcular las propiedades de los suelos, ya que los datos obtenidos

nos permitirán proponer soluciones acertadas para diferentes tipos de proyectos.

Es necesario llevar al horno o cocinar nuestra muestra para quitar la humedad a

un 100% y obtener óptimos resultados.

Realizar el trabajo con precaución y responsabilidad para no romper ningún

equipo prestado.

Tener cuidado en el apunte de datos ya que una coma o un numero mal copiado

puede significar el fracaso del ensayo.

79



VIII. ANALISIS

GRANULOMETRICO

80



1. OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERALES:

Determinar en forma cuantitativa y gráfica la distribución de tamaños (granos finos o

gruesos), de las partículas del suelo por medio de la granulometría de cada uno de los

estratos de la calicata realizadas en el terreno privado.

OBJETIVO ESPECÍFICOS:

Determinar las proporciones relativas de las partículas del suelo de acuerdo a sus

diferentes tamaños.

Poder determinar de acuerdo a los datos obtenidos por el ensayo si están conformes con

los requerimientos y límites establecidos en los cálculos y en la curva granulométrica.

2. MARCO TEÓRICO

Los análisis de granulometría tienen como finalidad obtener la distribución por tamaño

de las partículas presentes en una muestra de suelo. El ensayo es importante, ya que

gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub. -

bases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis.

Para obtener la distribución de tamaños se emplean tamices normalizados y numerados,

dispuestos en orden decreciente.

Los resultados del análisis se representan gráficamente bajo la forma de una curva

granulométrica "trazada sobre un diagrama especial". Este diagrama granulométrico

comporta en abscisa el grosor de los granos y en ordenada el porcentaje de tamizados

acumulados. Este porcentaje indica la proporción, en peso, en relación al peso de la

muestra en seco, de granos en los que el grosor es inferior al grosor que aparece en la

abscisa.

ANALISIS GRANULOMETRICO

81



JUEGO DE TAMICES Y SUS ABERTURAS

TAMICES

S

ABERTURAS

(2")

50.00mm

(1,1/2")

38.20mm

(1")

25.40mm

(3/4")

19.10mm

(1/2")

12.70mm

(3/8")

9.525mm

(1/4")

6.300mm

(#4)

4.760mm

(#6)

3.360mm

(*8)

2.380mm

(#10)

2.000mm

(#12)

1.680mm

(#16)

1.190mm

(#20)

0.850mm

(#30)

0.590mm

(#40)

0.420mm

(#50)

0.297mm

(#60)

0.250mm

(#70)

0.210mm

(#80)

O.lSOmm

(#100)

0.149mm

(#200)

0.075mm

82



3. PROCEDIMIENTO:

Secamos una porción de la muestra extraída dependiendo del estrato que se esté

trabajando.

Las muestras son cuarteadas y homogenizadas.

Luego nivelamos la balanza más tara en 0.00 gr.

Se pesa la muestra en un recipiente aproximadamente de una cantidad de:

200 a 500gr. en suelos arenosos y de 1 a 5kg. Para suelos gravosos.

Secamos la muestra y pesamos nuevamente para obtener el peso real antes de

lavado.

Para secar la muestra tenemos que utilizar el horno o la cocina electrónica v

Lavamos con agua la muestra en la malla N° 200, cuidando de no perder

ninguna partícula retenida en la malla, este proceso lo repetimos hasta que el

agua pase completamente limpia.

La muestra que queda en la malla N° 200 y en la tara es secado y pesado para

obtener el peso después del lavado v Se pesa la muestra y la diferencia de peso

antes del lavado y peso seco después del lavado se obtiene el peso de las arcillas

y limos. Se deja enfría el tiempo adecuado.

Esta diferencia se coloca como el fondo de la malla.

Antes de empezar con el tamizado procedemos a pesar cada una de las mallas

independientemente (peso de la malla).

La muestra seca se somete al tamizado, aproximadamente de 10 a 15 minutos.

La muestra retenida en cada malla se pesa (peso de la malla + muestra seca),

Siempre teniendo precaución y cuidado en laboratorio.

83



4. CALCULOS Y RESULTADOS:

De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, se registra los siguientes

datos en la hoja de cálculos:

Porcentaje retenido parcial:

= Peso retenido en cada malla (gr.)

= Peso de la muestra antes del lavado (gr.)

= Porcentaje retenido parcial.

Porcentaje acumulado:

= Porcentaje acumulado.

= Porcentaje retenido parcial.

Porcentaje que pasa:

= Porcentaje que pasa.

= Porcentaje acumulado en cada malla.

84



Determinación de los coeficientes de uniformidad y coeficiente de curvatura.

Coeficiente de uniformidad:

Coeficiente de curvatura:

D10 = tamaño donde pasa el 10 % del material.



85










ENSAYO : ANALISIS GRANULOMETRICO

CALICATA Nº 01 – ESTRATO SUPERIOR

DESCRIPCION DE LA MUESTRA

PESO ANTES DEL LAVADO 527,9

PESO DESPUES DEL LAVADO 179,7

DIFERENCIA 348,2

ERROR 2,2

TAMICES ASTM

ABERTURA mm.

PESO RETENIDO

PESO RETENIDO

CORREGIDO

% RETENIDO PARCIAL

% RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

Nº 4 4,76 0,90 1,10 0,21 0,21 99,79

Nº 8 2,38 1,30 1,50 0,28 0,49 99,51

Nº 10 2,00 0,70 0,90 0,17 0,66 99,34

Nº 16 1,19 2,40 2,60 0,49 1,16 98,84

Nº 20 0,84 3,20 3,40 0,64 1,80 98,20

Nº 30 0,59 4,70 4,90 0,93 2,73 97,27

Nº 40 0,42 6,60 6,80 1,29 4,02 95,98

Nº 50 0,30 13,50 13,70 2,60 6,61 93,39

Nº 100 0,15 43,60 43,80 8,30 14,91 85,09

Nº 200 0,07 42,00 42,20 7,99 22,90 77,10

FONDO 406,80 407,00 77,10 100,00 0,00

TOTAL 525,70 527,90 100,00

86



CURVA GRANULOMETRICA CALICATA Nº. 01 ESTRATO SUPERIOR

87











CALICATA Nº 01 – ESTRATO INFERIOR

TAMICES ASTM

ABERTURA mm.

PESO RETENIDO

PESO RETENIDO

CORREGIDO

% RETENIDO PARCIAL


% QUE PASA

MATERIAL OBTENIDO

Nº 4 4,76 1,70 1,95 0,37 0,37 99,63 ARENA

GRUESA Nº 8 2,38 2,90 3,15 0,60 0,98 99,02

Nº 10 2,00 1,40 1,65 0,32 1,29 98,71

Nº 16 1,19 4,80 5,05 0,97 2,26 97,74 ARENA MEDIA

Nº 20 0,84 7,60 7,85 1,51 3,77 96,23

Nº 30 0,59 12,80 13,05 2,50 6,27 93,73

Nº 40 0,42 18,40 18,65 3,58 9,85 90,15

ARENA FINA

Nº 50 0,30 30,40 30,65 5,88 15,74 84,26

Nº 100 0,15 69,50 69,75 13,39 29,12 70,88

Nº 200 0,07 45,30 45,55 8,74 37,87 62,13

FONDO 323,40 323,65 62,13 100,00 0,00 GRANO

FINO

TOTAL 518,20 520,90 100,00


PESO ANTES DEL LAVADO 520,9


DIFERENCIA 232,1

ERROR 2,7

88



CURVA GRANULOMETRICA CALICATA Nº. 01 ESTRATO INFERIOR

89











CALICATA Nº 02 – ESTRATO SUPERIOR


PESO ANTES DEL LAVADO 510

PESO DESPUES DEL LAVADO 163

DIFERENCIA 347

ERROR 0

TAMICES ASTM

ABERTURA mm.

PESO RETENIDO

PESO RETENIDO

CORREGIDO

% RETENIDO PARCIAL


% QUE PASA

MATERIAL OBTENIDO

Nº 4 4,76 1,50 1,50 0,29 0,29 99,71 ARENA

GRUESA Nº 8 2,38 3,40 3,40 0,67 0,96 99,04

Nº 10 2,00 1,20 1,20 0,24 1,20 98,80

Nº 16 1,19 4,50 4,50 0,88 2,08 97,92 ARENA MEDIA

Nº 20 0,84 5,00 5,00 0,98 3,06 96,94

Nº 30 0,59 12,50 12,50 2,45 5,51 94,49

Nº 40 0,42 13,50 13,50 2,65 8,16 91,84

ARENA FINA

Nº 50 0,30 27,10 27,10 5,31 13,47 86,53

Nº 100 0,15 44,30 44,30 8,69 22,16 77,84

Nº 200 0,07 37,40 37,40 7,33 29,49 70,51

FONDO 359,60 359,60 70,51 100,00 0,00 GRANO

FINO

TOTAL 510,00 510,00 100,00

90



CURVA GRANULOMETRICA CALICATA Nº. 02 ESTRATO SUPERIOR

91











CALICATA Nº 02 – ESTRATO INFERIOR

TAMICES ASTM

ABERTURA mm.

PESO RETENIDO

PESO RETENIDO

CORREGIDO

% RETENIDO PARCIAL


% QUE PASA

MATERIAL OBTENIDO

Nº 4 4,76 5,20 5,20 1,04 1,04 98,96 ARENA

GRUESA Nº 8 2,38 2,90 2,90 0,58 1,61 98,39

Nº 10 2,00 1,40 1,40 0,28 1,89 98,11

Nº 16 1,19 6,20 6,20 1,24 3,13 96,87 ARENA MEDIA

Nº 20 0,84 8,70 8,70 1,73 4,86 95,14

Nº 30 0,59 21,40 21,40 4,26 9,12 90,88

Nº 40 0,42 25,70 25,70 5,12 14,24 85,76

ARENA FINA

Nº 50 0,30 31,90 31,90 6,35 20,60 79,40

Nº 100 0,15 65,10 65,10 12,97 33,57 66,43

Nº 200 0,07 77,50 77,50 15,44 49,00 51,00

FONDO 256,00 256,00 51,00 100,00 0,00 GRANO

FINO

TOTAL 502,00 502,00 100,00


PESO ANTES DEL LAVADO 502


DIFERENCIA 221,7

ERROR 0

92



CURVA GRANULOMETRICA CALICATA Nº. 02 ESTRATO INFERIOR

93



5. CONCLUSIONES:

CALICATA Nº. 01

o Las muestras de la calicata Nº 01 fueron lavadas ya que presentaban una

cantidad significativa de granos finos es decir limos, arcillas o material

orgánico.

o En el lavado paso mas del 60% aproximadamente de las muestra por el

tamiz Nº 200

o En los dos estratos solo ha sido retenido en el tamiz Nº 04 el 0.3%

aproximadamente.

o Se obtiene un 65 % aproximado de granos finos.

o La curva granulométrica no nos permite hallar los valores del coeficiente

de curvatura y de uniformidad, ya que la curva no se extiende mas abajo

del 60% en el eje de los porcentajes de la muestra que pasa por los

tamices.

o Para encontrar los valores de D10, D30 y D60 se tendría que realizar la

prueba del HIDROMETRO.

o Los dos estratos presentan curvas muy similares quiere decir que las

partículas de los dos estratos presentan una misma uniformidad en el

tamaño de sus partículas.

o La presencia de la grava es insignificativa.

94



CALICATA Nº. 02

o Las muestras de la calicata Nº 02 fueron lavadas ya que presentaban una

cantidad significativa de granos finos es decir limos, arcillas o material

orgánico.

o En el lavado paso mas del 50% aproximadamente de las muestra por el

tamiz Nº 200

o En los dos estratos solo ha sido retenido en el tamiz Nº 04 el 0.3% 1 %

aproximadamente.

o Se obtiene un 50 % (estrato superior) y un 70% (estrato inferior) de

granos finos.

o La curva granulométrica no nos permite hallar los valores del coeficiente

de curvatura y de uniformidad, ya que la curva no se extiende mas abajo

del 60% en el eje de los porcentajes de la muestra que pasa por los

tamices.

o Para encontrar los valores de D10, D30 y D60 se tendría que realizar la

prueba del HIDROMETRO.

o Los dos estratos presentan curvas muy similares quiere decir que las

partículas de los dos estratos presentan una misma uniformidad en el

tamaño de sus partículas.

o La presencia de la grava es insignificativa.

95



6. RECOMENDACIONES

Hacer el cuarteo adecuadamente.

Tenemos la tierra de los diversos estratos en sacos, lo recomendable es sacar

una determinada porción de tierra y proceder a cuartearla,

normalmente se realiza 3 o 4 veces, esto nos permite tomar una muestra más

representativa, así poder obtener resultados que más se asemejen a los de la zona

en estudio.

Usar el horno si se tiene la disponibilidad de ello ya que es más eficaz.

Para poder hacer el ensayo de granulometría de nuestra muestra

representativa, esta debe estar completamente seca.

Se recomienda organizarse bien en grupo para no tener complicaciones a la hora

de usar el laboratorio.

El proceso de lavado de la muestra deberá ser realizado cuidadosamente de

modo de no dañar el tamiz o producir perdida de la muestra.

Antes de empezar con el ensayo identificar bien los tamices que se van a utilizar

ya que hay tamices iguales con pesos diferentes.

Después de pasar la muestra por todos los tamices, éstos se deben limpiar ya que

en las diversas mallas siempre queda material (piedras, arenas, limos, arcillas),

pues para el siguiente tamizado podría ser un gran margen de error.

Es recomendable realizar el tamizado de 10 a 15 minutos y evitar en lo posible

la pérdida de material.

Para obtener una gráfica semilogarítmica debemos tener una distribución

razonable de puntos, de acuerdo a los tamices utilizados en el ensayo.

Realizar el trabajo con extrema precaución al momento de manipular el material,

para evitar posibles accidentes en el laboratorio.

96



7. OBSERVACIONES

Cuando más del 12% pasa la malla N° 200 es necesario hacer un análisis

granulométrico utilizando el hidrómetro.

Se realizará lavado del material cuando se encuentre arcillas y limos, sin

embargo el lavado es usualmente innecesario cuando solo 5 a 10% pasa el tamiz

Nº 100.

Un material se puede denominar correctamente graduado, si el coeficiente de

uniformidad es mayor a 4 si se trata de una grava y mayor a 6 para una arena.

Además, el coeficiente de curvatura deberá estar comprendido entre Iy3.

Si la suma de los pesos retenidos parciales difiere en más de un 3% para las

arenas y más de 0,5% para las gravas, con respecto al peso inicial de la muestra

de suelo empleada en cada fracción, el ensayo es insatisfactorio y deberá

repetirse.

97



IX. LIMITES DE

ATTERBERG

98



1. OBJETIVO

Determinar el contenido de humedad de un suelo para evaluar su consistencia.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar la cantidad del contenido de humedad en el ensayo del Limite

Liquido, Limite Plástico y el índice de plasticidad.

Determinar la relación entre el Límite Líquido y el Límite Plástico logrando

como resultado el índice de Plasticidad.

2. MARCO TEÓRICA


Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los

suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados,

dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado

sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla por ejemplo al agregarle

agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado

líquido.

El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro y

en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para

el cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin

romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta cierto límite

sin romperse.

Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos, con que se definen la

plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo.


99



Se nombrara solo los 3 límites más usados o importantes para el estudio de suelos que a

continuación se detallan y son los siguientes:

Límite de Contracción (LC): Se define como el cambio del estado sólido al

estado semisólido o estado no plástico, definido con el contenido de agua con el

que suelo ya no disminuye su volumen al seguir secándose, y cambia de tono

oscuro a más claro.

Límite Plástico (LP): Se define como el cambio entre el estado no plástico y el

estado plástico. Esta mínima cantidad de humedad con la cual el suelo pasa a la

condición de plasticidad.

Límite Líquido (LL): Se define como el cambio del estado plástico al estado

liquido. El límite líquido es el mayor contenido de humedad que puede tener un

suelo sin pasar del estado plástico al estado líquido.

LIMITES

0% => 100%

3. NORMATIVIDAD:

NORMA ASTM D-4318-9

SÓLIDO => SEMI-SÓLIDO => PLASTICO => LIQUIDO

100



4. LIMITE LÍQUIDO

Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como material

plástico.

CALCULO:

Debido a que nuestro tipo de suelo no alcanza el estándar establecido de los 25 golpes,

se procederá a determinar el Límite Líquido a través de la siguiente fórmula la cual se

encuentra establecida en el Manual de Bowles:

DONDE:

= Límite Líquido

= Porcentaje de Humedad

= Número de Golpes

101



MATERIALES Y EQUIPOS

Cazuela de Casagrande el que consiste en una taza (cuchara) de bronce con una

masa de 200 ± 20 grs., montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de

caucho, madera o plástico duro.

Ranurador.

Recipientes o taras.

Tamiz N° 40.

Estufa u horno

Frasco Lavador con agua.

Agua destilada.

Pipeta para proveer cantidades controladas de agua.

Espátula para el mezclado uniforme de la muestra.

Acanalador (mango de calibre de 1 cm. para verificar altura de caída de la

cuchara y para cortar en dos la pasta de suelo en la copa Casagrande).

Horno de secado (Termostáticamente controlado, de preferencia uno de tipo

forzado, capaz de contener una temperatura de 110°C +-5%).

Balanza electrónica, con aproximaciones de 0.01 gr. para muestras de más o

menos 200 gr.

Brocha.

Cápsula de porcelana

Una muestra de suelo y agua

Cucharilla.

102



PROCEDIMIENTO:

Con las muestras obtenidas de los estratos de cada calicata (muestra alterada), se

procede a realizar la extracción de cada una de las muestras hasta obtener una

muestra representativa.

Obtenida la muestra representativa, se toma una porción de suelo de

aproximadamente 60gr, secar la muestra al aire libre para no alterarla, tamizarla

por la malla Nº 40, eliminando el material retenido en ella.

Por otro lado calibrar la altura de la cuchara de Casagrande a 1 cm. Colocar

pequeñas porciones de la muestras en diferentes taras, en seguida le agregamos

agua y con una espátula mezclar hasta que se forme una consistencia suave y

uniforme (consistencia barrosa).

Llenar la copa con mezcla homogénea de suelo con agua, el llenado se hace

hasta que se forme una superficie horizontal, de tal manera que la parte más

gruesa alcance un milímetro de profundidad, mediante el uso de la espátula

trapezoidal.

Ocupar las i partes del volumen de la cuchara Casagrande con nuestra porción

de muestra.

La mayor profundidad del suelo en la copa debe ser igual a la altura de la cabeza

del acanalador ASTM.

Una vez enrasado, con el acanalador se hace una incisión en el centro de la

masa, recta que separe la masa de suelo en dos partes.

Si se presentan desprendimientos de la pasta en el fondo de la taza, se debe

retirar todo el material y reiniciar el procedimiento.

Empezar el canteo del aparato en cero, y girando la manivela, deje golpear la

cazuela hasta que se unan las dos partes o tratar de alcanzar a los 20 a 25 golpes,

se hace rotar la manivela a una velocidad constante de 2 vueltas por segundo.

En este momento las 2 mitades de la masa, de suelo, deben unirse en una

longitud, de 1.5cm aproximadamente, si esto no se logra en el primer intento,

haga una proporción suelo agua hasta conseguirlo (hacer nuevamente).

103



Se cuenta el número de golpes necesarios para cerrar la ranura en una longitud

de 13 mm. Este dato es importante para el cálculo de humedad.

Desde la zona en que se cerró la ranura, se extrae la porción de la muestra para

determinar su humedad, luego se pone en una tara, pesamos y lo llevamos al

horno para así poder hallar el contenido de humedad.

Se realiza más de un ensayo por muestra.

Plasmar nuestros resultados en una tabla para calcular así el contenido de

humedad y número de golpes; dibujamos la gráfica con el contenido de agua,

ésta curva debe considerarse como una recta entre los 6 a los 35 golpes. La

ordenada correspondiente a los 25 golpes será el límite líquido del suelo.

104



5. LIMITE PLÁSTICO

Es el contenido de agua del material en el límite inferior de su estado plástico.

Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sin agrietarse,

producir rebote elástico. Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su

contenido de agua. El Límite Plástico se define por convención como el contenido

humedad para el cual un cilindro de 3 mm. de diámetro comienza a

desmoronarse.

MATERIALES Y EQUIPOS

Recipientes o taras

Tamiz Nº 40 ,

Balanza analítica y estufa

Frasco Lavador con agua

Cápsula de porcelana y Placa de vidrio

Herramientas y accesorios: espátula, brochas etc.

Pedazo de vidrio de superficie rugosa.

Horno o estufa.

105



PROCEDIMIENTO

Para este caso trabajamos con las muestras ya tamizadas en el ensayo de Límite

Líquido, tomando una cantidad de entre 20 a 45 gr., teniendo ya la muestra le

agregamos agua hasta obtener una masa similar a la de Límite Líquido.

Se amasa entre las manos y se hace rodar con la palma de la mano o la base del

pulgar, por sobre la superficie de amasado.

Se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la cual pueda enrollarse sin

que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo continuamente sobre la

placa de vidrio.

Formando un cilindro. Cuando alcance un diámetro aproximado a 3 mm.

Se dobla y amasa nuevamente. Para volver a formar el cilindro. Lo que se repite

hasta que el cilindro se desmorone o desfragmente al llegar al diámetro de 3

mm. En trozos de tamaño de 0.5 a 1 cm de largo y no pueda ser re amasado ni

reconstituido.

Luego de esto, se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se

pesa para determinar el contenido de humedad.

Si no se fragmenta el cilindro, repita nuevamente el ensayo de lo contrario tome

una muestra y páselo a una cápsula para determinar el contenido de humedad.

Esto se repite tres veces.

106



ÍNDICE PLÁSTICO

Se encuentra definido como la diferencia numérica entre el límite líquido y el límite

plástico. El índice de plasticidad indica la cantidad de humedad al cual el suelo se

encuentra en una condición plástica, relacionada con la cantidad de arcilla del suelo.

CALCULOS

Calcular el límite plástico (LP) del suelo, como el promedio de las tres

determinaciones realizadas.

Calcular el índice de plasticidad (IP), mediante la siguiente expresión:

Donde:

LL - Limite Líquido del suelo (%)

LP- Límite plástico del suelo (%)

Con los datos de LP y la humedad natural (W) del suelo. Calcular el índice líquido

(IL) Y el índice de consistencia (IC) del suelo, mediante las siguientes expresiones.

IL = ( W – LP )

IP

IL = ( LL – W )

IP

IP = LL - LP (%)

107










ENSAYO : LIMITES DE ATTEBERG

LIMITE LIQUIDO: CALICATA Nº 01 – ESTRATO SUPERIOR

DESCRIPCION LÍMITE LÍQUIDO

Nº Prueba I II III IV

Nº Tara 1 2 3 4

Nº de golpes 15 20 25 35

Peso tara + suelo húmedo (g) 47.10 50.20 54.90 67.40

Peso tara + suelo seco (g) 42.20 46.80 51.40 62.40

Peso del agua (g) 4.90 3.40 3.50 5.00

Peso de la tara (g) 23.60 33.90 38.20 45.40

Peso del suelo seco (g) 18.60 12.90 13.20 17.00

Contenido de humedad (%) 26.34 26.36 27.70 29.41

LL 27.70%

LP NP

IP NP

108











LIMITE LIQUIDA: CALICATA Nº 01 – ESTRATO INFERIOR



Nº Tara 1 2 3 4




Peso del agua (g) 2.80 3.60 3.20 3.90

Peso de la tara (g) 17.70 23.90 14.40 18.10



LL 23.91%

LP NP

IP NP

109











LIMITE LIQUIDO CALICATA Nº 2 - ESTRATO SUPERIOR



Nº Tara 1 2 3 4




Peso del agua (g) 3.60 2.60 3.10 2.90

Peso de la tara (g) 17.20 17.50 12.00 18.20



LL 23.11%

LP NP

IP NP

110











LIMITE LIQUIDO CALICATA Nº. 2 - ESTRATO INFERIOR



Nº Tara 1 2 3 4




Peso del agua (g) 3.00 2.50 4.20 4.50

Peso de la tara (g) 23.90 17.30 17.40 11.90



LL 23.40%

LP NP

IP NP

111



6. CONCLUSIONES

En la calicata 1, estrato superior obtuvimos un límite liquido de 27.70%, sin limite

plástico, es decir no presenta un índice de plasticidad.

En la calicata 1, estrato inferior obtuvimos un límite liquido de 23.91%, sin límite


En la calicata 2, estrato superior obtuvimos un límite liquido de 23.11%, sin límite


En la calicata 2, estrato inferior obtuvimos un límite liquido de 23.40%, sin límite


Hemos intentado llegar al número de golpes requerido, llegando en la primera

calicata a este objetivo, pero para estar más seguro de nuestro contenido de

humedad, nos fiamos de la grafica.

Se intento realizar el ensayo de límite plástico, pero los rollos no llegaban a los

3mm requeridos.

Se concluye que todo los estratos por no llegar al 50% de limite liquido viene a ser

de baja comprensibilidad

112



7. RECOMENDACIONES

Para realizar el ensayo de límite líquido, es necesario homogenizar la muestra

saturada con el agua (evitamos errores y variaciones).

Se recomendaría hallar primero el límite plástico sobrepasado los 25 golpes ya

que se añade menor cantidad de agua, luego a menos de 25 golpes añadiendo

cada vez más agua.

Realizar el límite plástico en forma paralela a límite líquido, aprovechando la

mezcla de la muestra de suelo con la adición de agua constantemente.

Se recomienda calibrar los equipos antes de realizar los ensayos.

Se debe girar la manecilla de la cuchara de la casa grande de razón de 2 golpes

por segundo para un mejor resultado.

Para evitar posibles variaciones en el momento del pesado de las muestras se

deben hacer de manera rápida, por el simple hecho que las muestras pierden

humedad al estar en contacto con el medio ambiente por evaporación.

Para el ensayo de plasticidad es preferible la utilización de un papel blanco

siendo este mucho más absorbente que el vidrio poroso.

Por último consideramos según datos recopilados que la variación de número de

golpes para el uso de la cuchara Casagrande; debe ser entre 6 y 35 por disminuir

los factores de error, ya que a partir de los 35 golpes la muestra se evapora

excesivamente. Dependiendo del tipo de obra que quiera realizarse deberá

hacerse un estudio minucioso del suelo para que de acuerdo a ello se determine

correctamente los límites líquido y plástico del material.

Se recomienda la utilización de materiales finos para el uso en obras que

requieran óptima permeabilidad.

Para el caso de las arenas, éstas no poseen buena adherencia entre sus partículas,

no son óptimas para obras hidráulicas.

De lo contrario se recomienda el uso de materiales granulares como la arena

para el caso de obras de concreto.

Todo esto se puede determinar conociendo los límites líquidos y plásticos de las

muestras a trabajar.

113



X. CLASIFICACION

DE LOS SUELOS

114



1. INTRODUCCION

Dada la complejidad y prácticamente la infinita variedad con que los suelos se presentan

en la naturaleza, era necesario realizar diversos estudios para encontrar un sistema de

clasificación de los suelos para que satisfaga los distintos campos de aplicación de la

Mecánica de Suelos, dentro de estos estudios destacan los efectuados por el doctor A.

Casagrande. Inicialmente se tenía el Sistema de Clasificación de Aeropuertos, llamado

así porque estaba orientado para uso en aquel tipo de obras, este sistema fue ligeramente

modificado para construir el "Sistema Unificado de “Clasificación de Suelos”, el cual es

ampliamente usado en la actualidad.

2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Determinar las características físicas mecánicas de los suelos.

Definir el perfil estratigráfico de la zona de estudio.

Este sistema de clasificación de los suelos fue desarrollado por

Casa Grande, nos sirve para la identificación y obtención de sus

propiedades físicas.

De acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (ASTMD-2487-69),

establecer el tipo de suelo de cada estrato en estudio.

CLASIFICACION DE LOS SUELOS

115



3. MARCO TEÓRICO:

Este sistema de clasificación de los suelos fue desarrollado por Casa Grande, sirve para

la identificación y obtención de sus propiedades físicas, tiene gran aplicación para

estudios de cimentaciones estabilidad de taludes, etc.

CUADRO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

SUELOS GRUESOS

SUELOS FINOS

El material que se considera suelo grueso

si se retiene más del 50%, en el tamiz Nº

200

La muestra se considera suelo fino si

pasa más del 50% el tamiz Nº 200 según

las normatividad.

GRAVAS

ARENAS

ARCILLAS

LIMOS

Si más del 50% del

suelo grueso queda

retenido en el tamiz

Nº 4

Si más del 50% del

suelo fino pasa el

tamiz Nº 4

Si el índice

plástico es

mayor que 7%

Si el índice

plástico es menor

que 47o

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS

A) SUELOS DE GRANOS FINOS

Los suelos finos se designan con estos símbolos:

PREFIJOS

M

Limo

C

Arcilla

O

Orgánico

__ 1

116



A su vez estos suelos se subdividen según su límite liquido en dos grupos:

Sufijos:

L Baja Plasticidad (LL < 50%) En la carta de plasticidad separadas

por la línea B. Plasticidad (LL > 50%)

Esta clasificación está basada solo en los límites de Atterberg para la fracción que pasa

el T#4, y se obtiene a partir de la llamada CARTA DE PLASTICIDAD.

ARCILLA INORGÁNICA (C).- Si el IP (índice de plasticidad) es mayor que 7.

Si el limite liquido es menor del 50 % va acompañado de la letra L (baja

Plasticidad o de baja compresibilidad).

Si el límite líquido es mayor del 50 % va acompañado de la letra H (Alta

Plasticidad o de alta compresibilidad).

117



LIMO INORGÁNICO (M).- Si el IP (índice de plasticidad) es menor de 4.

Si el límite líquido es menor del 50 % va acompañado de la letra L (baja

Plasticidad o baja compresibilidad).

Si el límite líquido es mayor del 50 % va acompañado de la letra H (Alta

Plasticidad o alta compresibilidad).

Si el IP (índice de plasticidad) está entre el 4 y el 7 el suelo debe tener

clasificación doble tale como CL-ML o CH-MH.

B) SUELOS DE GRANOS GRUESOS

Los suelos granulares se designan con estos símbolos:

A su vez estos suelos se subdividen según:

GRAVA (G)

Si menos del 5 % pasa el tamiz N° 200, calcule los dos coeficientes: Cu y Ce

Si los valores de Cu > 4 y CC igual a 1 y 3 se le asigna W (bien graduado), caso

contrario P (Mal graduado)

Si pasa por el tamiz N° 200 del 5 al 12% de la muestra, se utilizan sufijos dobles

(clase intermedia).

G Grava El 50% o más retenido en el

Tamiz N° 4

S Arena Si más del 50% pasa el Tamiz N°

4

W

Bien graduado

P

Mal graduado

Depende del Cu y Ce

M

Limoso

C

Arcilloso

Depende del LL y IP

118



Si mas del 12 % pasa la malla N°200, se utilizan los sufijos son M o C,

dependiendo del LL e IP.

En las gravas si menos del 5 % pasa el tamiz N° 200, calcule los dos

coeficientes: Cu y Ce

ARENAS (S)

Si menos del 5 % pasa el tamiz N° 200 calcule los dos coeficientes: Cu y Ce .si

los valores de Cu > 6 y CC igual a 1 y 3 se le asigna W (bien graduado), caso

contrario P (Mal graduado).

Si pasa por el tamiz N° 200 del 5 al 12% de la muestra, se utilizan sufijos

Dobles (clase intermedia) como GP-GC.

Si mas del 12 % pasa la malla N°200, se utilizan los sufijos son M o C,

dependiendo del LL e IP.

119



PRINCIPALES SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN

GRUPO

NOMBRES TÍPICOS DEL MATERIAL

GW

Grava bien graduadas, mezclas gravosas, poco o ningún fino

GP

Grava mal graduadas, mezclas grava - arena, poco o ningún fino.

GM

Grava limosa, mezclas grava, arena, limo.

GC

Grava arcillosa, mezclas gravo - arena arcillosas.

SW

Arena bien graduada.

SP

Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino

SM

Arenas limosas, mezclas arena - limo.

SC

Arenas arcillosas, mezclas arena - arcilla.

ML

Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco

plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas.

CL

Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas

arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa)

OL

Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad

MH

Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos

(ambiente marino, naturaleza orgánica silíceo), suelos elásticos.

CH

Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas.

OH

Arcillas orgánicas de plasticidad inedia a alta, limos orgánicos.

PT.

Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos.

120



SIMBOLOGIA DE SUELOS

DIVISIONES MAYORES SIMBOLO

DESCRIPCIONES PREFIJO GRAFICO

SU

EL

OS

GR

AN

UL

AR

ES

GRAVAS Y

SUELOS

GRAVOSOS

GW

GRAVA BIEN GRADUADA

GP

GRAVA MAL GRADUADA

GM

GRAVA LIMOSA

GC

GRAVA ARCILLOSA

ARENAS Y

SUELOS

ARENOSOS

SW

ARENA BIEN GRADUADA

SP

ARENA MAL GRADUADA

SM

ARENA LIMOSA

SC

ARENA ARCILLOSA

SU

EL

OS

GR

AN

UL

AR

ES

LIMO Y

ARCILLAS

(LL<50)

ML

LIMO INORGANICO DE BAJA PLASTICIDAD

CL

ARCILLA INORGANICA DE BAJA PLASTICIDAD

OL

LIMO ORGANICO O ARCILLA ORGANICA DE

BAJA PLASTICIDAD

LIMOS Y

ARCILLA

(LL>50)

MH

LIMO ORGANICO O ARCILLA ORGANICA DE

ALTA PLASTICIDAD

CH

ARCILLA INORGANICA DE ALTA PLASTICIDAD

OH

LIMO ORGANICO O ARCILLAS INORGANICAS DE

ALTA PLASTICIDAD

SUELOS ALTAMENTE

ORGANICOS PT

TURBAS Y OTROS SUELOS ALTAMENTE

ORGANICOS

121



SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (SUCS)

DIVISION

PRINCIPAL SIMB.

CRITERIOS DE

CLASIFICACION

DESCRIPCION

%QUE

PASA

EL

TAMIZ

200

REQUISITOS

SUPLEMENTARIOS

GR

AN

O G

RU

ES

O:

Más

del

50

% e

n p

eso

may

or

que

el t

amiz

20

0 (

0,0

74m

m).

SU

EL

OS

GR

AV

OS

OS

Más

del

50

% d

e la

fra

ccio

n g

rues

a >

tam

iz N

º 4

(4

,76 m

m)

GW

0-5%*

D60/D10>4

D302/(D60*D10)= 1-3

GRAVA BIEN GRADUADA, GRAVA

ARENOSA

GP

CUANDO NO SE

CUMPLEN

LAS CONDICIONES

PARA

GW

GRAVA MAL GRADUADA O

DISCONTINUAS, GRAVAS ARENOSAS.

GM

> 12%*

IP<4 O BAJO LA

LINEA A GRAVA LIMOSAS O LIMO ARENOSAS

GC IP>7 Y SOBRE LA

LINEA A

GRAVAS ARCILLOSAS O ARCOLLO-

ARENOSAS

122



Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)

DIVISION

PRINCIPAL SIMBOLO

CRITERIOS DE

CLASIFICACION

DESCRIPCION %QUE

PASA EL

TAMIZ 200

REQUISITOS

SUPLEMENTARIOS

Más

del

50

% e

n p

eso

may

or

qu

e el

tam

iz 2

00 (

0,0

74 m

m.)

SU

EL

OS

AR

EN

OS

OS

:

Más

del

50

% d

e la

fra

ccio

n g

rues

a <

tam

iz N

º 4

SW

0-5%*

D60/D10>6

D302/(D60*D10)= 1-3

ARENAS BIEN GRADUADA, ARENAS

GRAVOSAS

SP

CUANDO NO SE

CUMPLEN

LAS CONDICIONES

PARA

SW

ARENAS UNIFORMES O CON

GRADUACION DISCONTINUA.

ARENAS GRAVOSAS

SM > 12%* IP<4 O BAJO LA

LINEA A

ARENAS LIMOSAS, ARENAS

LIMOSAS-GRAVOSAS

SC IP>7 Y SOBRE LA

LINEA A

ARENAS ARCILLOSAS, ARENAS

ARCILLOSAS-GRAVOSAS

123




DIVISION

PRINCIPAL SIMB.

CRITERIOS DE

CLASIFICACION DESCRIPCION

REQUISITOS

SUPLEMENTARIOS

GR

AN

O F

INO

:

Más

del

50

% e

n p

eso

men

or

que

el t

amiz

20

0 (

0,0

74 m

m.)

BA

JA C

OM

PR

ES

IBIL

IDA

D

L.L

. <

50

ML BAJO LA LINEA A.

L.L. < 50

LIMOS, ARENAS FINAS, ARENAS FINAS

LIMOSAS O ARCILLOSAS, LIMOS

MICACEOS.

CL SOBRE LA LINEA A.

L.L. < 50

ARCILLAS DE BAJA PLASTICIDAD,

ARCILLAS ARENOSAS O LIMOSAS

OL

BAJO LA LINEA A.

L.L. < 50

OLOR O COLOR A SUSTANCIA

ORGANICA

LIMOS ORGANICOS Y ARCILLAS DE BAJA

PLASTICIDAD

124




DIVISION

PRINCIPAL SIMBOLO

CRITERIOS DE

CLASIFICACION DESCRIPCION

REQUISITOS

SUPLEMENTARIOS

GR

AN

O F

INO

:

Más

del

50

%en

pes

o m

eno

r qu

e el

tam

iz 2

00

(0

,07

4

mm

.)

AL

TA

CO

MP

RE

SIB

ILID

AD

L.L

. >

50

MH BAJO LA LINEA A

L.L. > 50

LIMOS MICÁCEOS.

LIMOS DE DIATOMEAS.

CENIZAS VOLCANICAS

CH SOBRE LA LINEA A

L.L. > 50

ARCILLAS MUY PLASTICAS.

ARCILLAS ARENOSAS

OH

BAJO LA LINEA A

L.L. > 50

OLOR O COLOR A SUSTANCIA

ORGANICA

LIMOS ORGANICOS.

ARCILLAS DE ALTA PLASTICIDAD.

Pt

MATERIA ORGANICA FIBROSA; SE

CARBONIZA,QUEMA O SE PONE

INCANDESCENTE

TURBA.

TURBAS ARENOSAS

TURBAS ARCILLOSAS

125



CLASIFICACION DE LOS SUELOS Y PERFIL ESTRATIGRAFICO

CALICATA I ESTRATO SUPERIOR:

% RETENIDO EN EL TAMIZ Nº 200 7.99% SUELOS GRUESO

% QUE PASA EL TAMIZ Nº 200 77.10% SUELO FINO

% RETENIDO EN EL TAMIZ Nº 4 0.21% GRAVA

% QUE PASA EL TAMIZ Nº 4 99.79% ARENA Y GRANO FINO


CU: NP

CC: NP

LL: 27.7 % (< A 50% BAJA COMPRESIBILIDAD)

LP: NP SE DESCARTA UN GRANO FINO DE ARCILLA

IP: NP

D10: NP

D30: NP

D60: NP

CLASIFICACION: LIMO DE BAJA PLASTICIDAD ML

126




CALICATA I ESTRATO INFERIOR:





% QUE PASA EL TAMIZ Nº 200 62.13% SUELOS FINO

CU: NP

CC: NP



IP: NP

D10: NP

D30: NP

D60: NP

CLASIFICACION: LIMO DE BAJA PLASTICIDAD

ML

127




CALICATA II ESTRATO SUPERIOR:






CU: NP

CC: NP



IP: NP

D10: NP

D30: NP

D60: NP

CLASIFICACION: LIMO DE BAJA PLASTICIDAD

ML

128




CALICATA II ESTRATO INFERIOR:






CU: NP

CC: NP



IP: NP

D10: NP

D30: NP

D60: NP

CLASIFICACION: LIMOS DE BAJA PLASTICIDAD

ML

129



CALICATA I

PROFUNDIDAD SIMBOLOGIA CLASIFICACION CARACTERISTICAS IMAGEN

0

ML

• Tierra de chacra de color beige

oscuro • Tiene un 25 cm.

de raíces • Compacidad

suelta • Esta compuesta por limo de baja

plasticidad.

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-1

-1,1

-1,2

-1,3

-1,4





plasticidad.

-1,5

-1,6

-1,7

-1,8

-1,9

-2

-2,1

-2,2

-2,3

-2,4

-2,5

-2,6

-2,7

130



CALICATA II

PROFUNDIDAD SIMBOLOGIA CLASIFICACION CARACTERISTICAS IMAGEN

0

ML





plasticidad.

-0,1

-0,2

-0,3

-0,4

-0,5

-0,6

-0,7

-0,8

-0,9

-1

-1,1

-1,2

-1,3

-1,4





plasticidad.

-1,5

-1,6

-1,7

-1,8

-1,9

-2

-2,1

-2,2

-2,3

-2,4

-2,5

-2,6

-2,7

131



4. CONCLUSIONES:

CALICATA Nº 01

Según la clasificación de los suelos obtenemos en la calicata Nº 1 limo de

baja plasticidad.

No existe índice de plasticidad

El porcentaje que pasa la malla Nº 200 es mayor al 50% por lo que se deduce

que es un suelo de grano fino.

El suelo no presenta grava.

El porcentaje retenido en la malla Nº 4 es mínimo no supera el 2% de la

muestra.

No se puso obtener el coeficiente de curvatura, el coeficiente de

uniformidad, limite plástico y por consecuencia el índice de plasticidad.

CALICATA Nº 02

Según la clasificación de los suelos obtenemos en la calicata Nº 2 limo de

baja plasticidad.

No existe índice de plasticidad

El porcentaje que pasa la malla Nº 200 es mayor al 50% por lo que se deduce

que es un suelo de grano fino.

El suelo no presenta grava.

El porcentaje retenido en la malla Nº 4 es mínimo no supera el 2% de la

muestra.

No se puso obtener el coeficiente de curvatura, el coeficiente de

uniformidad, limite plástico y por consecuencia el índice de plasticidad.

132



5. RECOMENDACIONES:

Definir los conceptos de clasificación y simbología, de acuerdo al Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos. Ya que esta clasificación se utiliza para

mencionar correctamente los diferentes tipos de suelos

Realizar un correcto análisis granulométrico, debido a que es muy importante al

momento de clasificar los suelos.

Efectuar correctamente la determinación de los límites líquido, plástico y el

índice de plasticidad para la correcta clasificación de los suelos. Pues estos

valores nos indican el tipo de suelo.

Observar claramente la contextura de los suelos para poder definir los

verdaderos estratos que la conforman, a pesar de presentar características

similares.

Es recomendable realizar los ensayos respectivos en laboratorio.

Se recomienda tener cuidado en la clasificación de suelos sobre todo en los

suelos que se encuentran en la zona de frontera.

133



XI. COMPACTACION

DE SUELOS

134



1. INTRODUCCION:

La compactación resulta de la compresión mecánica de partículas de suelo y agregados

(muchas partículas de suelo juntas en un solo grupo o trozo). Se realiza generalmente

por medios mecánicos, produciéndose la expulsión del aire de los poros. La

compactación tiene como resultado el rompimiento de los agregados de suelo más

grandes, y la reducción o eliminación de espacios (o poros) entre las partículas de suelo.

Mientras más grandes y numerosos sean los agregados del suelo, mayores serán los

espacios (poros) dentro del suelo. Esto facilita mayor movimiento de aire y agua,

requerido tanto por las raíces de las plantas como por los organismos vivos en el suelo.


Realizar el ensayo de compactación; para poder trazar nuestra curva.

Establecer la energía de compactación mediante impactos de un pisón.

Conocer los conceptos previos de Compactación para poder realizar nuestro

ensayo adecuadamente.

Determinar la densidad máxima seca; y la humedad Óptima de nuestro suelo en

estudio.


135



3. MARCO TEORICO:

La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo son

obligadas a estar más en contacto las unas con las otras, mediante una reducción de/

índice de vacíos, empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un mejoramiento

de sus propiedades ingenieríles.

CURVA DE COMPACTACION

La importancia de la compactación de suelos estriba en el aumento de la resistencia y

disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a

técnicas convenientes, que aumentan el peso específico seco, disminuyendo sus vacíos.

Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como

cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de

defensas, muelles, pavimentos, etc.

136



COHESION ENTRE PARTICULAS ESFERICAS:

Gracias a la compactación, el suelo aumenta su resistencia y disminuye su capacidad de

deformación, esto mediante diversas técnicas.

Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales

con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la

arena, los métodos vibratorios son los más eficientes, en tanto que en suelos plásticos el

procedimiento de carga estática resulta el mas ventajoso.

CONSTITUIDO POR ESFERAS RIGIDAS DE IGUAL TAMAÑO EN

ARREGLO CUBICO

El agua juega un papel importante en el proceso de compactación de los suelos. El fin

del ensayo de compactación realizado en laboratorio es determinar la cantidad de agua

de amasado que se debe usar cuando se compacte el suelo en terreno y el grado de

compacidad que puede esperarse al compactarse el suelo con un grado de humedad

óptimo.

137



Lo eficiencia de cualquier tipo de compactación depende de varios factores, y para

analizar la influencia particular de cada uno, se requiere realizar procedimientos

estandarizados que reproduzcan en el laboratorio la compactación que se pueda lograr

en campo con el equipo disponible. Los factores más importantes que intervienen en la

compactación son el contenido de agua del suelo, antes de iniciarse el proceso de

compactación y la energía de compactación suministrada al suelo por unidad de

volumen

MODELO DE SUELOS GRANULARES MODELO DE SUELOS ARCILLOSOS

138



4. BENEFICIOS DE LA COMPACTACION:

La compactación, es un proceso artificial por el cual se da la disminución de espacios

vacíos por medios mecánicos, el cual a su vez mejora alguna de sus propiedades como

son:

Aumenta la capacidad para soportar cargas

Impide el hundimiento del suelo

Reduce el escurrimiento del agua

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo

Impide los daños de las heladas

5. NORMATIVIDAD:

Existen diferentes Normas que definen estos ensayos, entre la cuales pueden ser

destacadas las Normas:

ASTMD698-70(estándar)

ASTMD1557-70(modificado)

AASHTOT99-70(estándar)

AASHTOT180-70(modificada)

139



6. EQUIPOS Y MATERIALES:

Molde proctor modificado cilíndrico.

Pisón estándar de 10 lb.

Guía metálica para el pisón.

Regla metálica

Balanza analítica y electrónica.

Taras para contenido de humedad.

Hornos de secado.

Agua.

140



7. PROCEDIMIENTO

Secar al aire la muestra de suelo y retirar de ella todo el material pasante a la

malla Nº 4

Determinamos y registramos los datos del molde Proctor teniendo colocada su

placa de base.

Añadimos a la muestra del suelo 300ml de agua. para obtener una mezcla

ligeramente húmeda. que aún se desmorone cuando se suelte después de ser

apretada en la mano.

Dividimos la muestra en el número requerido de porciones. una por cada capa

que vaya a usarse aproximadamente iguales. que se colocaran en el cilindro.

compactando cada capa con el número de golpes requerido (gravas= 57 golpes y

limos= 25 golpes). dados con el correspondiente pisón.

Cuidadosamente quitamos la extensión del molde y enrasamos la parte superior

del cilindro con la regla metálica.

Determinamos y registramos el peso del cilindro. con la placa de base y el suelo

compactado.

Retiramos la muestra del suelo del molde y procedemos a hallar su contenido de

humedad.

Repetimos el procedimiento anterior cuatro veces mínimo pero añadiendo 50 ml

de agua en cada ensayo. y posteriormente hallando su contenido de humedad de

las muestras.

Con los datos obtenidos realizamos una gráfica que tenga como abscisas. los

diferentes contenidos de humedad y como ordenadas los pesos específicos seco

y de la masa.

141



CALCULOS

142







PROYECTO : Estudio de Suelos SUPERVISION : Ing. Carmen Eleana Ortiz Salas

UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639 ENSAYO : COMPACTACION (DENSIDAD MAXIMA)

CALICATA Nº 01

MOLDE Nº 1,00 VOLUMEN DEL MOLDE 980,55

Nº DE CAPAS 5,00 GOLPES POR CAPA 25,00

peso suelos humedo + molde gr. 5711,00 5826,00 6002,10 6123,00 6117,00

peso del molde gr. 4090,00 4090,00 4090,00 4090,00 4090,00

peso del suelos humedo gr/cc 1621,00 1736,00 1912,10 2033,00 2027,00

densidad del suelo humedo gr/cc 1,65 1,77 1,95 2,07 2,07

MOLDE Nº Nº 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00

suelo humedo + tara gr. 620,60 519,70 434,00 661,80 564,10

peso del suelo seco + tara gr. 602,90 500,00 413,00 614,80 508,80

peso del agua gr. 17,70 19,70 21,00 47,00 55,30

peso de la tara gr. 135,40 75,50 86,10 84,00 97,90

peso del suelo seco gr. 467,50 424,50 326,90 530,80 410,90

% de humedad % 3,79 4,64 6,42 8,85 13,46

densidad del suelo seco 1,59 1,69 1,83 1,90 1,82

143



CURVA DE DENSIDAD SECA - CONTENIDO DE HUMEDAD CALICATA Nº 01

DENSIDAD

MAXIMA SECA

1.91 gr/cc

HUMEDAD

ÓPTIMA

9.8 %

144








UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639 ENSAYO : COMPACTACION (DENSIDAD MAXIMA)

CALICATA Nº 02

MOLDE Nº 1,00 VOLUMEN DEL MOLDE 1093,60 980,55

Nº DE CAPAS 5,00 GOLPES POR CAPA 25,00

peso suelos humedo + molde gr. 6127,00 6244,00 6071,00 6098,00 5994,00

peso del molde gr. 4482,00 4482,00 4107,00 4107,00 4107,00

peso del suelos humedo gr/cc 1645,00 1762,00 1964,00 1991,00 1887,00

densidad del suelo humedo gr/cc 1,50 1,61 2,00 2,03 1,92

MOLDE Nº Nº 1,00 3,00 4,00 5,00 5,00

suelo humedo + tara gr. 522,60 502,80 479,00 508,70 513,50

peso del suelo seco + tara gr. 504,10 480,90 437,70 447,20 431,00

peso del agua gr. 18,50 21,90 41,30 61,50 82,50

peso de la tara gr. 75,30 99,10 75,50 97,80 84,10

peso del suelo seco gr. 428,80 381,80 362,20 349,40 346,90

% de humedad % 4,31 5,74 11,40 17,60 23,78

densidad del suelo seco 1,44 1,52 1,80 1,73 1,55

145



CURVA DE DENSIDAD SECA - CONTENIDO DE HUMEDAD CALICATA Nº 02

DENSIDAD

MAXIMA SECA

1.8 gr/cc

HUMEDAD

ÓPTIMA

11.4 %

146



147



8. CONCLUSIONES:

Se obtuvo de acuerdo al ensayo de compactación por el método del próctor estándar

los siguientes valores: para la primera calicata 1.91 gr/cc y para la segunda 1.8 gr/cc

Se puede mejorar las densidades del suelo pero se debe tener mucho cuidado en el

incremento de agua, cabe resaltar que para cada ensayo de humedad se tomó una

muestra representativa.

El suelo seco tiene menor resistencia que el suelo húmedo.

Los datos obtenidos de densidad máxima seca y contenido de humedad óptimo que

se especifican, son los datos que necesitamos para reali2ar una mejor compactación

en nuestra área de estudio.

Cuando mayor es la energía de compactación, mayor es la densidad y menor el

contenido de humedad.

Con la compactación llegamos a disminuir la relación de vacíos que hay en nuestra

área de estudio.

El porcentaje de humedad óptimo, obtenido de la curva del ensayo de próctor

modificado, nos indica la cantidad de agua que debemos utilizar para compactar

dicho suelo.

Observamos que una manera de verificar nuestro trabajo realizado en

laboratorio es comparando nuestros de resultados de Densidad In situ con la

Densidad Máxima Seca obtenida en laboratorio (Compactación), donde el último

dato debe ser mayor al In situ, por haber sido el terreno sometido a la compactación,

y haberse reducido sus espacios vacíos.

Determinamos que de haber demasiado uso del agua en su aplicación al suelo

generaría una saturación mayor a la deseada, originando así que nuestro Suelo se

torne plástico y a su vez incompactable. Ocasionando una pérdida de tiempo y

dinero.

148



9. RECOMENDACIONES:

El que las muestras tomadas para el contenido de humedad sean representativo del

material compactado.

No devolver la mezcla al recipiente donde se encuentra la muestra total.

Determinar los puntos suficientes para realizar la curva.

Se recomienda para este ensayo iniciar con un suelo relativamente seco,

incorporando agua de distintas porciones del mismo en la proporción necesaria para

alcanzar los contenidos de humedad deseable.

De acuerdo a la clasificación de suelo que se obtenga se usarán los diferentes tipos de

molde.

Se recomienda que la misma persona que comienza un ensayo de compactación siga

hasta que lo termine, para que la energía no varíe.

Se debe de realizar este ensayo de compactación hasta que en la base inferior del

molde pueda observarse pequeñas cantidades de agua sueltas de la muestra

humedecida por efecto de la compactación.

Se recomienda estrictamente que la muestra empleada en laboratorio no sea alterada

físicamente, como puede ser tamizando la muestra o desechando componentes del

mismo terreno como pueden ser así piedras de gran dimensión y aconsejando así se

realice un cuarteo.

Al momento de proceder con los golpes del pistón hacia el molde se debe tener en

cuenta que estos deben ser moderados y correctamente distribuidos, para poder

lograr un mejor acomodamiento de partículas y a su vez una mayor reducción de

vacíos.

Agregar agua en Factores de % del peso de la muestra para que los rangos sean

adecuadas.

149



XII.

PERMEABILIDAD

150



1. INTRODUCCION:

La permeabilidad es la facilidad con la que un fluido se mueve a través de un medio poroso.

Existen diferentes formas de ensayo que pueden agruparse en tres: ensayos de permeabilidad

en calicatas, en sondeos y en pozos. En cualquier caso, se obtiene la permeabilidad media de

la zona afectada por el ensayo. Con determinadas disposiciones de ensayo, es posible

obtener datos que permitan la estimación de estas razones, pero en general es un factor

desconocido en la interpretación del ensayo. Esta presencia de agua en la masa de suelo, es

uno de los factores de mayor importancia que incide en las propiedades ingeníenles del

suelo. Se considera que los suelos y rocas en general tienen una permeabilidad media o

cierto grado de permeabilidad, considerándose a este flujo del agua a través de los poros,

vacíos, discontinuidades o fisuras como laminar, es decir un flujo no turbulento.

2. OBJETIVO ESPECÍFICOS:

El presente ensayo de permeabilidad se realizo con la finalidad de estudiar el flujo

del agua a través de un suelo como medio poroso y determinar la cantidad de

infiltración subterránea.

Aprender a determinar el coeficiente de permeabilidad por los métodos explicados en

clase; (laboratorio y gabinete).

Saber las pautas, procedimientos y/o conceptos previos para desarrollar el

ensayo de permeabilidad, por ser este el más efectivo.

La permeabilidad de los suelos tiene también un efecto decisivo sobre el costo y las

dificultades a encontrar en las construcciones.

PERMEABILIDAD

151



3. MARCO TEORICO

La permeabilidad representa a la velocidad que un fluido que puede pasar a través de los

poros de un sólido. Si el suelo tiene una alta permeabilidad, el agua de lluvia será absorbida

fácilmente. Si la permeabilidad es baja, esta tendera ha acumularse sobre la superficie si

existe un desnivel en la misma.

Tenemos como concepto previo que la permeabilidad es la capacidad de un suelo para

conducir agua cuando se encuentra bajo un gradiente hidráulico. Esta propiedad depende de

la densidad del suelo, del grado de saturación y del tamaño de las partículas. Los suelos de

granos gruesos son altamente permeables y tienen coeficientes altos de permeabilidad; los

suelos de granos finos son un caso contrario

152



CUADRO DE RANGOS PARA LOS VALORES DEL COEFICIENTE DE

PERMEABILIDAD:

La permeabilidad del suelo suele medirse en función de la velocidad del flujo de agua a

través de éste durante un período determinado. Generalmente se expresa o bien como una

tasa de permeabilidad en centímetros por hora (cm/h), milímetros por hora (mm/h), o

centímetros por día (cm/d), o bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por

segundo (m/s) o en centímetros por segundo (cm/s).

Valores De Permeabilidad De Varios Suelos (K = cm/seq.)

Grava limpia 10

Arena limpia mezclada con grava 10-1-10-3 muy permeable

Arena muy fina mezclada con limo 10-3-10-5 poco permeable

Morenas glaciares depósitos de arcilla 10-5-10-7 casi impermeable

Arcillas homogéneas 10-7-10-9 impermeable

TIPOS DE SUELO:

Las siguientes cinco características tienen

influencia sobre la permeabilidad:

Tamaño de Partículas

Relación de vacíos

Composición

Estructura

Grado de Saturación

153



MÉTODOS DIRECTOS:

Permeámetro de carga constante.

Permeámetro de carga variable.

Prueba directa de los suelos en lugar.

MÉTODOS INDIRECTOS:

Cálculos a partir de la curva granulométrica.

Cálculos a partir de la prueba de consolidación.

Cálculo con la prueba horizontal de capilaridad.

154



4. MATERIALES Y EQUIPOS:

1 tubo de 2 pulgadas de diámetro y 1 metro de longitud

Wincha

Cronometro

Libreta de campo

Varilla de madera de 1.5m

Manguera

Balde

Barreta

Pico

Pala

155



5. PROCEDIMIENTO

PRUEBA DIRECTA DE LOS SUELOS EN EL LUGAR

Se realiza la excavación de una calicata con dimensiones 1m x 1m x 1m, esta se debe

ubicar colindantemente a las calicatas hechas al inicio del estudio.

Cumpliendo con este primer paso excavamos un hueco en el fondo de nuestra

calicata de 30 cm de diámetro y 30 cm de profundidad, realizando la limpieza

respectiva.

Se procede ha saturar el terreno durante un periodo de aproximadamente 4 a 8 horas

a más.

Se introduce un tubo de 1m. de largo y de un diámetro de 2” en posición vertical

asentándolo bien en el hoyo de 30 cm. de profundidad de la base de la calicata.

Posteriormente se llena el tubo de agua y por espacio de dos horas más ó menos

esperar que el suelo se sature alrededor del extremo inferior del tubo.

Pasada las dos horas, se inicia el ensayo llenando el tubo completamente y tomando

el tiempo en que desciende el agua en espacios determinados de tiempo, el descenso

del agua se verifica introduciendo una varilla de madera y constatando que el agua

haya filtrado completamente.

Este procedimiento se sigue repitiendo hasta que los tiempos en que demora el

descenso del agua se repita y sea constante, para poder trabajar permeabilidad en

cálculos de gabinete.

156



PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE

Primero elegimos el estrato con el que vamos a trabajar y extraemos la muestra de los

costalillos.

Luego adherimos dicha muestra en el permeámetro (tubo de 2” de diámetro); con

ayuda de un cucharón metálico.

Por la manguera principal del Permeámetro, comenzaremos a vaciar el agua y este

volumen deberá ser constante, con ayuda de un embudo.

Al pasar el caudal por las mangueras secundarias; se esperara unos minutos a que sus

alturas correspondientes sean constantes.

Para finalizar tomaremos los datos de volumen y tiempo; para poder hallar el caudal

que pasó a través del permeámetro de carga constante; con ayuda del recipiente con

medidas conocidas y el cronómetro.

157



6. CALCULOS:

Para la determinación de la permeabilidad de los suelos se requiere de empleo y aplicación

de las siguientes formulas.

Donde

K: coeficiente de permeabilidad

Q: Cc de agua puesta en cada intervalo

R: radio interior del tubo en cm.

H: altura del agua en el tubo.

T: intervalo de observación en segundos.

CALCULO A PARTIR DE LA CURVA GRANULOMETRICA:

Este metodo es basado en la formula clasica de Allen Hazen (1982)

Donde:

K: coeficiente de permeabilidad.

D10: el diámetro efectivo.

158










ENSAYO : Permeabilidad.

GRADO DE PERMEABILIDAD

VALO DE K (cm/seg)

TEXTURA DEL SUELO

Elevada superior a 10- 1 grava media o gruesa

Media 10-1 - 10-3 grava fina, arena media a fina, duras

Baja 10-3 - 10-5 arena muy fina, SM limos a loes

Muy baja 10-5 - 10-7 limos densos, ML, arcillas, CL

Prácticamente impermeable

menor de 10-7 CL a CH homogéneas

159



Min.

Intervalo

de tiempo

(seg.)

cm. volumen

(cm3)

h (cm.)

3 180 97,1 1968,02 100

6 180 94,6 1917,35 100

9 180 92,6 1876,82 100

12 180 90,6 1836,28 100

15 180 88,3 1789,66 100

18 180 85,9 1741,02 100

21 180 83,9 1700,49 100

24 180 81,9 1659,95 100

27 180 79,9 1619,41 100

30 180 77,9 1578,88 100

33 180 75,9 1538,34 100

36 180 73,9 1497,81 100

39 180 72,4 1467,40 100

42 180 71,4 1447,14 100

45 180 69,8 1414,71 100

48 180 68,4 1386,33 100

51 180 66,9 1355,93 100

54 180 65,5 1327,55 100

57 180 64 1297,15 100

60 180 62,7 1270,80 100

63 180 61,4 1244,46 100

66 180 60,2 1220,13 100

69 180 58,9 1193,79 100

72 180 57,7 1169,46 100

75 180 56,4 1143,12 100

78 180 55,2 1118,79 100

81 180 53,8 1090,42 100

84 180 52,6 1066,10 100

87 180 51,4 1041,78 100

90 180 49,9 1011,37 100

93 180 48,8 989,08 100

96 180 47,8 968,81 100

99 180 46,5 942,46 100

102 180 45,3 918,14 100

105 180 43,9 889,77 100

108 180 42,7 865,44 100

111 180 41,3 837,07 100

114 180 40,3 816,80 100

117 180 39,5 800,59 100

120 180 38,5 780,32 100

123 180 37,4 758,02 100

126 180 36,4 737,76 100

129 180 35,7 723,57 100

132 180 34,7 703,30 100

135 180 33,5 678,98 100

138 180 32,6 660,74 100

141 180 31,6 640,47 100

144 180 30,8 624,25 100

147 180 29,8 603,99 100

150 180 28,7 581,69 100

153 180 27,8 563,45 100

156 180 26,8 543,18 100

159 180 26,5 537,10 100

162 180 25,7 520,89 100

165 180 24,9 504,67 100

168 180 23,8 482,38 100

171 180 22,6 458,06 100

174 180 22,5 456,03 100

177 180 22,3 451,98 100

180 180 21,5 435,76 100

183 180 20,5 415,49 100

186 180 19,8 401,31 100

189 180 19,1 387,12 100

192 180 18,5 374,96 100

195 180 17,7 358,74 100

198 180 16,6 336,45 100

201 180 16,3 330,37 100

204 180 15,7 318,21 100

207 180 15 304,02 100

210 180 14,1 285,78 100

213 180 13,5 273,62 100

216 180 12,6 255,38 100

219 180 12 243,22 100

222 180 11,5 233,08 100

225 180 10,9 220,92 100

228 180 9,6 194,57 100

231 180 9,2 186,47 100

234 180 8,9 180,39 100

237 180 8,2 166,20 100

240 180 7,9 160,12 100

243 180 7,4 149,98 100

246 180 7,1 143,90 100

249 180 6,4 129,72 100

252 180 6 121,61 100

255 180 5,5 111,47 100

258 180 5,2 105,39 100

261 180 4,7 95,26 100

264 180 5 101,34 100

160



267 180 3,8 77,02 100

270 180 3,5 70,94 100

273 180 3,1 62,83 100

276 180 2,9 58,78 100

279 180 2,6 52,70 100

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

factor K = 52,6968 = 2,096 * 10-4

cm./seg.

5,5 * 2.54 * 100 * 180

CALCULO DE MAGNITUD DE INFILTRACION:

Q = K * I * A

Donde:

Q: volumen de agua

K: factor de permeabilidad

I: pendiente hidráulico o carga hidráulica

A: área considerada

Q = (2.096 x 10-4

) x (1) x (10000)

Q = 2.096 cm3 / seg.

161



7. CONCLUSIONES:

El ensayo de permeabilidad nos resultó 2,096 x 10-4

cm / seg. Y su clasificación es:

Con respecto al tiempo de filtración para el ensayo de permeabilidad, se opto por

considerar intervalos el tiempo en que totalmente filtraba el agua, esto se realizo

debido a que al principio filtraba en segundos.

El valor hallado en la Magnitud de la Infiltración es de q = 2.096 cm3/seg. lo que

indica que por cada segundo el suelo absorbe 2.096 cm3 de agua.

Al tener este suelo baja permeabilidad, el agua de lluvia tenderá a acumularse o a

correr sobre la superficie una vez saturado, según la pendiente que presente; a

diferencia de un suelo muy permeable que absorberá el agua con mayor facilidad.

Aproximadamente nos tomó 8 horas para lograr saturar el suelo y luego proceder a

realizar las mediciones del ensayo.

La permeabilidad se ve afectada por diversos factores como: la relación de vacíos, la

temperatura del agua y la estructura del suelo.

Baja Permeabilidad

10-3 - 10-5

“Arena muy fina, limos a loes”, sin embargo nuestra clasificación del

suelos pertenece a un suelo limoso de baja plasticidad.

162



8. RECOMENDACIONES:

Se recomienda tener mucho cuidado con los apuntes ya que esto determinara el

éxito de nuestro ensayo.

Es recomendable saturar el terreno con anticipación para que las lecturas se den

de una manera más efectiva; y un mínimo de 8 horas a más.

Utilizar una varilla de madera con el propósito de hacer más exacta ia medición

del descenso del agua.

Tomar el debido cuidado con el ensayo ya que son resultados muy importantes

cuya determinación correcta es fundamental en mecánica de suelos.

Tendrá que mantenerse la temperatura de agua constante ya que se ha

comprobado que al variar las temperaturas pueden existir intercambios en el

ensayo.

Se recomienda saturar el suelo por un tiempo prudencial en la zona de estudio ya

que esto facilitará el ensayo de permeabilidad.

Es recomendable tener más de un cronometro para la toma del tiempo.

Tomar diferentes lecturas en lapsos de tiempos variados, para obtener un

promedio y así trabajar con medidas estándar.

163



XIII. DENSIDAD

MINIMA

164



1. OBJETIVOS:

Determinar el valor de la densidad mínima del suelo a partir de la muestra extraída de la

zona en estudio.

Conocer los métodos comúnmente utilizados para determinar la densidad mínima.

Tener conocimiento teórico y práctico de este ensayo.

2. MATERIALES Y EQUPOS:

Balanza electrónica.

Proctor de diámetro de 4”

Brocha

Varilla enrasadora.

Tara

Regla metálica.

3. PROCEDIMIENTOS:

Primeramente pesamos el molde sin la arena.

Procedimos a llenar el molde con la muestra de cada estrato y luego con una

regla, se debe retirar el exceso de material con el máximo cuidado.

Seguidamente nivelamos la muestra a la altura de molde.

Pesamos el molde más la muestra de cada estrato y con el valor conocido del

volumen del molde determinamos la densidad mínima seca del suelo.

Utilizar la menor densidad obtenida como valor de la densidad mínima del

suelo.

DENSIDAD MINIMA

165



Para calcular la densidad mínima del suelo mínima del suelo utilizaremos la siguiente

formula:

Donde:

Mm = Peso del molde (grs.)

W1= Peso del molde más el suelo (grs.)

Vm= volumen del molde (cc.)

166







PROYECTO : Estudio de Suelos ENSAYO : DENSIDAD MINIMA


CALICATA Nº 01

DENSIDAD MINIMA

PESO DEL MOLDE gr. 4090,00 4090,00 4090,00 4090,00 4090,00

VOLUMEN DEL MOLDE cc. 980,55 980,55 980,55 980,55 980,55

PESO MOLDE + MUESTRA gr. 5159,00 5174,00 5169,00 5175,00 5171,00

PESO DE LA MUESTRA gr. 1069,00 1084,00 1079,00 1085,00 1081,00

DENSIDAD MINIMA gr/cc. 1,09 1,11 1,10 1,11 1,10

PROMEDIO 1,10

167








UBICACIÓN : Av. Bolognesi 1639 ENSAYO : DENSIDAD MINIMA

CALICATA Nº 02

DENSIDAD MINIMA

PESO DEL MOLDE gr. 4482,00 4482,00 4482,00 4482,00 4482,00

VOLUMEN DEL MOLDE cc. 990 990 990 990 990

PESO MOLDE + MUESTRA gr. 5535,00 5545,00 5529,00 5543,00 5534,00

PESO DE LA MUESTRA gr. 1053,00 1063,00 1047,00 1061,00 1052,00

DENSIDAD MINIMA gr/cc. 1,06 1,07 1,06 1,07 1,06

PROMEDIO 1,07

168



4. CONCLUSIONES

Se logró obtener la densidad mínima seca a partir de la muestra extraída sin

mayores dificultades.

Existe una diferencia notoria entre los valores de densidad mínima seca y los

resultados obtenidos en el ensayo de compactación

El resultado depende de que no se le aplique mucha fuerza a la muestra en el

molde.

El valor de la densidad mínima seca en la Calicata 1 fue de 1.1 gr/cc. Y de la

calicata 2 de 1.07 gr/cc lo cual indica que se hizo adecuadamente el ensayo ya

que no tiene que resultar mayor que la densidad en el ensayo de "Densidad in

situ".

El suelo se presenta suelto por el bajo contenido de humedad que presenta y por

el bajo grado de acomodo de sus partículas.

El valor de la densidad Mínima de un suelo, estará dado por el mayor valor

obtenido entre los métodos secos y húmedos.

169



5. RECOMENDACIONES

El molde que se utiliza para este ensayo debe ser el pequeño ya que tenemos

arena limosa y esto ayudara a obtener un mejor resultado.

Cuanto menor sea la altura del añadido de arena limosa en el molde,

obtendremos un resultado de densidad mínima seca menor y así también

obtendremos una mínima compactación.

Usando el cono de densidad se pueden obtener resultados más satisfactorios de

densidad mínima seca.

Se recomienda que para el ensayo de densidad mínima no humedecer la muestra

mantenerlo en su estado natural.

Se recomienda tener todas las herramientas necesarios para realizar un buen

ensayo.

170



XIV. ESFUERZOS

VERTICALES

171



1. INTRODUCCION:

Este ensayo trata acerca del problema de la distribución de los esfuerzos en la superficie

de un suelo a todos los puntos de su masa. Los cálculos nos proporcionarán el orden de

magnitud de los distintos estratos para obtener sus esfuerzos verticales, efectivos y

presión de poros de cada uno de ellos, e interpretar estos datos de cada uno de los

estratos del suelo en el que estamos trabajando.


Calcular y graficar el esfuerzo permisible por metro cuadrado del área de

estudio.

Lograr conocer la presión de poros, si existiera nivel freático; y de esta manera

conocer el esfuerzo efectivo.

Determinar si la zona en estudio; es apta para una construcción; y el numero de

pisos que se podrá elaborar.

ESFUERZOS VERTICALES

172



3. MARCO TEÓRICO:

Para explicar el comportamiento ingenien I de los suelos; es necesario comprender el

concepto de esfuerzos de la masa del suelo, los esfuerzos que actúan sobre el suelo y;

cómo estos se relacionan con los esfuerzos desarrollados dentro de la estructura del

terreno.

ESFUERZO Y DEFORMACIONES EN UNA MASA DE SUELO

Principio de esfuerzo efectivo

Esfuerzo en un punto de una masa de suelo, análisis bidimensional de esfuerzo, circulo

de Mohr. Esfuerzos debidos al propio peso.

Esfuerzo debidos a cargas aplicadas.

Bulbo de esfuerzo. Asentamientos basados en la teoría de elasticidad área rectangular

con cargas uniformes distribuidas. Área circular con carga uniformemente distribuida.

173



4. MATERIALES Y EQUIPOS:

Calculos de densidad in situ.

Alturas de los estratos.

Clasificacion de los estratos.

5. PROCEDIMIENTOS:

Realizar los cálculos respectivos para obtener el esfuerzo vertical y efectivos como

también la presión de poros que es capas de resistir el suelo, mediante las alturas de los

estratos y el peso específico de masa que se obtiene mediante la densidad in situ. Estos

procedimientos se obtienen en gabinete realizando las formulas respectivas para

resolver los estratos de las calicatas.

174



6. ESFUERZOS DE LOS SUELOS:

CALCULO:

Para obtener los esfuerzos verticales y efectivos como también la presión de poros de

cada estrato, los hallamos a través del conocimiento de la densidad de cada uno de los

estratos, los cuales ya hemos hallado en ensayos anteriores, y de las alturas de los

mismos. Utilizamos las siguientes fórmulas:

Pe. : se obtiene de la densidad.

H: a partir de la 0.00 m. hacia abajo.

σv : esfuerzo vertical.,

µ : presión de poros.

γ : densidad.

H : altura.

σe : esfuerzo efectivo.

Los cálculos de esfuerzo se determinaran en gabinete con la siguiente fórmula.

σe = σv - µ

pero como no tenemos nivel freatico NF= 0 por lo tanto la formula se reduce en:

σe = σv

175







PROYECTO : Estudio de Suelos ENSAYO : ESFUERZOS VERTICALES


DENSIDAD DEL

ESTRATO ESFUERZO VERTICAS

PRESION DE POROS

ESFUERZO EFECTIVO

Unidades tn/m3 tn/m

3 tn/m

3 tn/m

3

Formulas Dato conocido σv = γ x h µ = γagua x h σe = σv - µ

CALICATA Nº 01

1,31 σv = 1,31 x 2.7 µ = 1 x 0 σe = (1,31 x 2.7) - 0

UN SOLO ESTRATO σv = 3.537 µ = 0 σe = 3.537

CALICATA Nº 02

1,33 σv = = 1,33 x 2.58 µ = 1 x 0 σe = (1,33 x 2.58) - 0

UN SOLO ESTRATO σv = 3.431 µ = 0 σe = 3.431

176



DIAGRAMAS DE ESFUERZO VERTICAL

CALICATA Nº 01

CALICATA Nº 02

177



7. CONCLUSIONES

El esfuerzo efectivo total del suelos en la calicata 1 es de 3.5 tn/m2.

El esfuerzo efectivo total del suelo en la calicata 2 es de 3.4 tn/m2.

El suelo donde se realizaron las calicatas se tiene un esfuerzo vertical promedio

de 3.5 tn/m2, por lo que es capaz de soportar sin problema construcciones de

hasta 2 pisos (considerando el peso de la construcción de 1.5 tn/m2 de cada

nivel). Este resultado preliminar puede ser utilizado cuando no se cuente con

estudios especializados que garanticen la resistencia verdadera del terreno,

cuando se retire el material del terreno.

El promedio del esfuerzo vertical del suelo analizado es de 3.5 TN/m2, el cual

nos indica la relación de carga que puede soportar como máximo, si excedemos

esta relación podría ocurrir un asentamiento en la construcción y deslizamiento

alrededor del terreno.

Se puede concluir que el esfuerzo vertical es la fuerza máxima que soporta el

terreno, en una determinada área.

Los resultados obtenidos de ambas calicatas tienen resultados similares,

concluyendo que el suelo tiene el mismo esfuerzo vertical.

Ya que no se encontró el Nivel Freático, la presión de poros en ambas calicatas

es CERO, por lo tanto el esfuerzo efectivo es igual al esfuerzo vertical.

El esfuerzo vertical nos ayuda a tener la altura de presión crítica, esto nos

serviría para el diseño de muros de contención o gravedad.

178



8. RECOMENDACIONES

Para obtener buenos resultados de los esfuerzos de cada estrato debemos de

tener mucho cuidado en la toma de datos de cada uno, como la densidad y altura.

En casos donde no se tenga el dato del peso especifico de algún estrato,

podemos utilizar diferentes fórmulas convenientes para poder hallarlo.

Al momento de usar las fórmulas debemos tener en cuenta si nuestro suelo es

saturado o parcialmente saturado.

Es necesario realizar un buen ensayo de densidad In situ ya que el cálculo de

esfuerzos depende mucho de este dato.

Al encontrarse nivel freático debe realizarse correctamente los cálculos puesto

que éste variaría los resultados de esfuerzo vertical del estrato así como el

esfuerzo efectivo.

Realizar siempre un gráfico de altura vs. esfuerzo, ya que te permite entender

mejor la distribución de la fuerza vertical a lo largo de la altura de la calicata.

179



PANEL

FOTOGRAFICO

180



CONO DE DENSIDAD IN SITU

HUECO DE 10 cm DE ALTURA. MUESTRAS EN BOLSAS HERMETICAS

DENSIDAD IN SITU

181



MUESTRAS EN BOLSAS HERMETICAS.

SECADO EN COCINA DE LAS MUESTRAS

PESADO DE LA MUESTRA SECA


MUESTRAS AL HORNO

182



TAMIZADO MALLA Nº 4 PESADO DE LA FIOLA FIOLA CON LA MUESTRA

LLENADO CON AGUA BAÑO MARIA

PROPIEDADES DE LOS SUELOS

183



TAMICES PESO DE CADA TAMIZ

TAMIZADO DE FORMA CIRCULAR

PESADO DEL TAMIZ CON LA MUESTRA

ANALISIS GRANULOMETRICO

184



Ensayo de L.L Muestras para el ensayo Cucharón de Casagrande

Pesado de las muestras húmedas Muestras en el horno muestra L. P.

Ensayo de L.L. Ensayo de L.P.


185



PESADO DEL PROCTOR ALTEREMOS LA HUMEDAD COMPACTAMOS

PESAMOS PROCTOR MUETRA REPRESENTATIBA PESADA Y AL HORNO

CON LA MUESTRA


186



PESADO DEL PROCTOR ENSAYO DE DENSIDAD MINIMA

PROCTOR CON LA MUESTRA PESADO DEL PROCTOR CON LA MUESTRA

DENSIDAD MINIMA

187



SE REALIZA UNA CALICATA DE 1m3

DE VOLUMEN

REALIZACION DEL ENSAYO DE PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

188



PLANOS

Estudio de Mecanica de Suelos(Upt)

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