Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría CUJAE · A mi familia y amigos les debo...

Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría

CUJAE

ANÁLISIS Y CLASIFICACIÓNGEOTÉCNICA DE LA

FORMACIÓN VILLARROJA

Bianca Hernández García

http://revistas.mes.edu.cu/

Tesis de Maestría

Página Legal

Análisis y clasificación geotécnica de la formación villarroja. – La Habana : InstitutoSuperior Politécnico José Antonio Echeverría (CUJAE), 2012. – Tesis (Maestría).

Dewey: 624 - Ingeniería civil.Registro No.: Maestria1095 CUJAE.

(cc) Bianca Hernández García, 2012.Licencia: Creative Commons de tipo Reconocimiento, Sin Obra Derivada.En acceso perpetuo: http://www.e-libro.com/titulos

http://www.e-libro.com/titulos

http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/deed.es

Facultad de Ingeniería Civil.

Departamento de Ingeniería Civil.

Maestría en Ingeniería Civil – Mención Geotecnia.

Titulo: Análisis y Clasificación Geotécnica de la

Formación Villarroja.

Autor: Ing. Bianca Hernández García.

Tutor: MSc. Ing. Eddy Hernández Hernández.

Co - Tutor: MSc Lic. Carlos Alberto García Fernández.

Empresa Nacional de Investigaciones Aplicadas

Unidad de investigaciones para la Construcción

Ciudad Habana

®

Ciudad Habana 2011.

MAESTRIA EN INGENIERIA CIVIL

MENCION GEOTECNIA

AGRADECIMIENTOS:

A mi familia y amigos les debo mucho en esta aventura académica pues vivieron

conmigo las alegrías y angustias de esta maestría y siempre me dieron el mejor ánimo,

quiero agradecer la valiosa orientación y el tiempo dedicado por mi tutor, así como a

todos los profesores que impartieron clases en esta maestría durante estos tres años.

A mis compañeros de la ENIA quienes siempre colaboraron en las distintas etapas de

mi trabajo, asimismo agradezco de todo corazón el constante y decidido apoyo de mis

compañeros de maestría.

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Análisis y Clasificación Geotécnica de la Formación Villarroja


MENCION GEOTECNIA

INTRODUCCIÓN:

La formación es la unidad estratigráfica fundamental en la clasificación de los suelos y

las rocas.

Una formación es una unidad genética y representa una respuesta al medioambiente, o

a series de eventos, relacionados con el entorno; estos entornos deben estar limitados,

tanto geográficamente, como en tiempo. O sea, existen límites para la extensión

geográfica de las formaciones y el mismo nombre deberá ser usado solamente en el

área en la cual la litología mantenga un determinado grado de unidad.

La unidad estratigráfica formación, en Geología, es un lecho geológico, o una

combinación de lechos o estratos sucesivos, lo suficientemente distintos unos de otros

como para poderse considerar como una unidad diferente.

Una formación es una determinada secuencia o apilamiento natural de estratos,

constituidos por materiales que ofrecen características semejantes a la que se suele

denominar por una determinada localidad ubicada en ella, generalmente por la primera

localidad donde fue descrita o donde su desarrollo es más completo.

En este trabajo se presentan las características físico – mecánicas de la formación

Villarroja, su extensión geográfica en las provincias occidentales, así como su

clasificación geotécnica.

La formación Villarroja, representada por arcillas arenosas, arenas (de color rojo –

amarillento a violáceo) con gravillas, gravas y a veces cantos rodados, del período

Cuaternario, edad Pleistoceno medio superior, estratificación horizontal no clara;

presenta perdigones redepositados. La formación está distribuida en todas las

provincias de Cuba, ocupando las áreas más amplias en la provincia de la Habana y

Matanzas. En la provincia de Pinar del Río, se desarrolla en forma de mantos pequeños

y poco potentes de forma muy local en la parte Este de la Península de

Guanahacabibes, en el Cayuco y en los límites con la llanura Habana-Matanzas. A

partir de estos límites estas arcillas penetran en toda la llanura sur de Habana-

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MENCION GEOTECNIA

Matanzas y parte de la llanura central de La Habana.

Ella constituye llanuras enormes, destacándose la llanura costera del sur de Cuba

desde los límites orientales de Pinar del Río hasta la parte occidental de la provincia

Villa Clara; que buza bajo el mar y se elevan hasta cotas de 200 m y más, Sus

sedimentos rojos se encuentran descansando tanto sobre la formación Guevara como

sobre calizas del Mioceno.

Según Serie Geológica No 26 (8) Descripción de Algunas Formaciones Geológicas del

sistema Cuaternario de Cuba, La Habana 1976, en estos suelos predomina la mezcla

de caolinita-esmectita, pero puede encontrarse también impurezas de caolinita y

metahalloysita. El pigmento rojo de los sedimentos está constituido por la unión

roentgenoamorfa de hierro y goethita.

Estos sedimentos se encuentran dentro de los límites de la mayor parte de las llanuras

de Cuba y en la depresión ínter montañosa de Sumidero-Viñales, provincia de Pinar del

Río.

Las áreas estudiadas para la confección de esta tesis corresponden a la provincia

Habana, fundamentalmente los Municipios San José, Güira de Melena y Bejucal,

donde se seleccionaron investigaciones ingeniero geológicas que presentaban una

buena caracterización de los suelos de esta formación geológica desde el punto de

vista de sus propiedades físicas y mecánicas, que nos permitió confeccionar una base

de datos de 268 muestras.

Se realizó el tratamiento estadístico de cada parámetro y se clasificaron

geotécnicamente los suelos de esta formación. De la valoración estadística se

desprende la importancia del diseño de experimento.

� Situación problémica:

En la actualidad las investigaciones ingeniero geológicas que se realizan en las

provincias habaneras donde se encuentra esta formación, se ejecutan sin tener en

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MENCION GEOTECNIA

cuenta el gran volumen de información existente, por lo que son tratadas de forma muy

local o aislada.

Es por esto que en la presente tesis realizaremos un estudio de los parámetros físicos y

mecánicos de estos suelos, para pronosticar el comportamiento geotécnico de los

mismos en la etapa final del proyecto.

� Objetivos de la investigación:

1. Estimar mediante técnicas estadísticas los parámetros físicos y mecánicos de los

suelos de la formación Villarroja mediante el uso de los ensayos de humedad, peso

específico de la masa de suelo, peso específico de los sólidos, límite líquido, límite

plástico, contenido de arcilla, cortante directo, triaxial rápido y edométrico.

2. Clasificar y caracterizar geotécnicamente los suelos de esta formación geológica

mediante la carta de plasticidad, el índice de consistencia y la actividad coloidal.

� Hipótesis de la Investigación:

1. Los suelos de la formación Villarroja se consideran como un solo tipo de elemento

ingeniero geológico.

2. Los suelos de la Formación Villarroja clasifican como CH y de alta plasticidad en el

sistema unificado de clasificación de los suelos (SUCS).

� Metodología de la investigación:

En la realización de la presente investigación se ejecutaron las siguientes actividades

para dar cumplimiento a los objetivos planteados; para ello se definieron las siguientes

etapas:

Etapa 1. Diseño metodológico y estado del arte.

Recopilación bibliográfica preliminar, definición y aprobación del proyecto de

investigación y su plan de trabajo. Incluyó el diseño del experimento con la definición de

los trabajos a realizar; estudio y análisis de los últimos adelantos científicos

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MENCION GEOTECNIA

relacionados con el tema.

Etapa 2. Creación de la base de datos digital disponible.

Etapa 3. Tratamiento estadístico de cada parámetro.

Etapa 4. Clasificar geotécnicamente los suelos, según el Sistema Unificado de

Clasificación de los Suelos (SUCS).

Etapa 5 Analizar la información obtenida.

Etapa 6 Elaboración del informe de la Tesis de Maestría.

� Aporte Práctico del Trabajo:

El pronóstico del comportamiento geotécnico de los suelos en la región permite

optimizar las investigaciones geotécnicas, enfocando el trabajo hacia los aspectos más

relevantes, contrastar los resultados obtenidos en las investigaciones de las obras y

contribuir, de esta forma, al mejor conocimiento de los suelos cubanos.

� Campo de aplicación:

Los resultados de esta Tesis se aplican de inmediato en las investigaciones

geotécnicas que se realicen en la región. Pone a disposición de los investigadores

herramientas teóricas, analíticas y prácticas que posibilitan la aplicación de soluciones

ingenieriles, integradas en una metodología para el estudio geotécnico de estos suelos.

Los resultados son de especial interés para el Ministerio de la Construcción de la

República de Cuba, en particular para la Empresa Nacional de Investigaciones

Aplicadas o cualquier otra empresa u organismo que pueda realizar investigaciones

geotécnicas; así como para las empresas de proyectos estructurales, hidráulicas o de

obras viales.

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MENCION GEOTECNIA

CAPITULO I. ESTADO DEL ARTE.

En este capítulo se presenta inicialmente una visión general del estado del

conocimiento sobre las valoraciones geotécnicas realizadas a las arcillas rojas del

Cuaternario y de forma simplificada las principales características y propiedades de los

suelos de la formación Villarroja. Se recogen además estudios sobre el origen eluvial de

las arcillas rojas en Cuba; trabajos de investigación realizados por la Unidad de

Investigaciones para la Construcción de la ENIA en las provincias habaneras, desde los

años 1968 hasta la actualidad; resultados parciales de investigaciones científicas; así

como los últimos adelantos científicos relacionados con el tema.

1.1 Diferentes métodos de valoración geotécnica de los suelos arcillosos.

Son múltiples los estudios que existen sobre métodos de valoración geotécnica de los

suelos arcillosos; en este capítulo daremos a conocer de forma sintetizada algunos de

los trabajos, con el fin de tener un panorama general sobre el estado del conocimiento

del tema. Autores internacionales como Ventayol, A., Palau, J. y Roca, A (18), González

Ramos, Encarnación (7)Apolonia Gasparre (3) entre otros, se destacan por la amplitud

con que evalúan el comportamiento de los suelos arcillosos.

Los autores VENTAYOL, A.; PALAU, J. Y ROCA, A. (18): en “El Contexto Geotécnico

de la Ciudad de Barcelona”, realizan una valoración geotécnica y geológica de las

arcillas rojas de la ciudad de Barcelona:

«Los sedimentos pleistocenos de Barcelona presentan una morfología en pendiente

suave con dirección al mar. Este hecho, juntamente con las aceptables características

geotécnicas de los materiales, como se verá a continuación, hace que en general pueda

clasificarse este sector como muy favorable para las intervenciones arquitectónicas y de

ingeniería civil. De hecho, en este terreno es que se ha desarrollado históricamente la

ciudad. Por su importancia, se detallan a continuación los valores aproximados de los

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MENCION GEOTECNIA

parámetros geotécnicos de cada nivel.»

«La granulometría de las arcillas rojas de la ciudad de Barcelona indica que se trata de

sedimentos de grano fino, en los cuales generalmente el porcentaje que pasa por el

tamiz Nº 200 es superior al 80%. Sin embargo, frecuentemente hay intercalaciones

detríticas de gravas, o bien nódulos calcáreos, que provocan un aumento de los clastos

hasta proporciones del 50%.» VENTAYOL, A.; PALAU, J. Y ROCA, A. (18)

«La humedad es relativamente baja, del orden del 12 % al 20 %, y en general es inferior

al límite plástico. Así pues, el índice de consistencia es ligeramente superior a la unidad,

lo que indica un estado sólido. Son arcillas que no muestran un comportamiento

expansivo. Generalmente, son suelos no saturados, con grados de saturación

comprendidos entre 0,5-0,8. La densidad natural es del orden de 1,95 a 2,10 ton/m3.»

«La plasticidad es de tipo medio, con valores del límite líquido comprendidos entre 30 �

LL � 45, límite plástico entre15 � LP � 20, e índices de plasticidad entre 15 � IP � 25. En

consecuencia, el suelo se clasifica como CL según la tabla de Casagrande.»

«La resistencia a la compresión simple está generalmente comprendida entre 2.5

kg/cm2 � qu � 5,0 kg/cm2. En ensayos de corte directo, consolidado y drenado, con

saturación de la muestra, se obtienen los siguientes parámetros de resistencia al corte:

• Cohesión, 0,2 kg/cm 2 � c � 0,5 kg/cm 2

• Ángulo de fricción, � = 28º»

«El módulo de deformación se puede valorar entre 300 y 500 kg/cm 2»

«En los ensayos edométricos se obtienen índices de poro del orden de e = 0.6, y

coeficientes de compresibilidad de Cc = 0,1. De todas formas son suelos claramente

preconsolidados, probablemente por desecación y por carbonatación, cosa que los

hace poco deformables. La preconsolidación implica que hasta que el terreno no

experimenta presiones superiores a la de preconsolidación, que puede ser diversas

veces la litostática, no empieza a deformarse significativamente. En consecuencia los

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MENCION GEOTECNIA

asentamientos son reducidos y tolerables, incluso con cargas relativamente

importantes.»

«Las cargas admisibles oscilan entre padm = 2,5 a 4,0 kg/cm2, con un factor de

seguridad de FS = 3 ya incluido, si bien con frecuencia hay que reducirlas por la

presencia de niveles inferiores limosos, más débiles.»

«Las arcillas rojas no presentan dificultades de excavación por los métodos

convencionales, en ellas se pueden conseguir alturas de 8-10 m en taludes verticales

temporales, si bien la presencia de edificaciones vecinas, viales, etc., hacen reducir

notablemente estos valores.»

Como consecuencia de todo lo expuesto por los autores de esta investigación Ventayol,

A.; Palau, J. y Roca, A. (18), las arcillas rojas son un material favorable para

cimentaciones directas mediante zapatas.

Tesina Final de Carrera - Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos

“Caracterización Geotécnica del subsuelo en la zona del nuevo Hospital de la

Santa creu i sant pau “. (2005)Cataluña.

En esta tesina, Encarnación González Ramos (7) realiza una caracterización en detalle

de las propiedades geotécnicas del subsuelo en la zona del nuevo Hospital de la Santa

Creu i Sant Pau Cataluña, Barcelona, España.

«En esta zona podemos encontrar las pizarras, esquistos y granito con capacidad de

carga muy elevada. Los terrenos constituidos por las arcillas rojas de Barcelona

presentan la morfología propia de los depósitos de piedemonte, es decir una suave

pendiente que va de montaña hacia el mar. Este hecho, junto con las aceptables

características geotécnicas de los materiales, hace que en general pueda catalogarse

este sector como favorable para construir sobre él».

«Para la realización de esta caracterización geotécnica se realizan diversos ensayos de

laboratorio sobre muestras bloque tomadas in situ en la fase de excavación de los

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MENCION GEOTECNIA

sótanos. Los ensayos realizados han sido:

- Análisis granulométrico

- Ensayo de sedimentación

- Límites de Atterberg

- Ensayo triaxial

- Ensayo triaxial de columna resonante»

«Las arcillas rojas presentan unos parámetros geotécnicos buenos, que aumentan con

la consistencia del suelo. Las principales características de este material son las

siguientes:

- Granulometría. Material que pasa por el tamiz nº 200: El porcentaje de partículas finas

oscila entre 57,1 – 80,9 %.

- Límites de Atterberg: LL entre 31,2 y 38,8 e IP entre 13,8 y 19,4. Se clasifica como CL

en la tabla S.U.C.S. (Sistema Unificado Clasificación de Suelos).

- Humedad: baja a media (10<�<20). Dadas las restantes propiedades del suelo, esto

viene a suponer índices de saturación entre el 40 y el 80%. El índice de consistencia

está frecuentemente cerca de la unidad o es superior.

- Cohesión y ángulo de fricción: acostumbran a presentar valores tipo en torno a los

siguientes:

C = 0.5 kg/cm2

�= 25º

- Contenido de otras sustancias: los sulfatos son inapreciables (0,07%), y tampoco es

significativa la presencia de materia orgánica (0,50 – 1,07%).»

«Son arcillas muy compactas a duras, con valor de compresión simple superior a

2,5kg/cm2, y frecuentemente superiores a 4,0 kg/cm2, en ensayos “in situ”

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MENCION GEOTECNIA

Con penetrómetro SOILTEST, y entre 0,99 a 5,61 kg/cm2 en los ensayos de laboratorio.

Los valores más bajos obtenidos en el laboratorio se interpretan como roturas

prematuras, debidas al alto porcentaje detrítico de las arcillas, y en consecuencia, no se

consideran casi representativos.»

Apolonia Gasparre (3), presenta en su Tesis de Doctorado una amplia valoración de las

arcillas de Londres y cinco unidades litológicas formadas cronológicamente durante los

procesos de elevación y subsidencia del fondo marino. En su tesis doctoral Apolonia

Gasparre evalúa las características geológicas, estructurales, mineralógicas, litológicas

y físicas de estas arcillas; además evalúa el comportamiento de las mismas, tanto las

que presentan pequeñas deformaciones como las que presentan elevadas

deformaciones, así como evalúa la influencia que tiene en los suelos su reciente historia

geológica (o tensional).

«La disponibilidad de equipos precisos de laboratorio y de suficientes recursos

financieros en las investigaciones de importantes obras a cimentar en estos suelos,

posibilitó la adquisición de los imprescindibles datos primarios.»

«Las arcillas de Londres, están constituidas por arcillas, arcillas limosas y lentes de

arena fina con limo y arcilla. El espesor total actual de esta formación varía entre 50 m y

150 m, se reconoce que entre 150 m y 300 m del espesor original de la formación se

erosionó, siendo la causa fundamental de la sobreconsolidación de estos suelos.»

«La zona intemperizada de estos suelos varían entre 3 m y 6 m dependiendo de la

litología de cada lugar, ésta provoca la alteración de los suelos. El agua con abundante

oxígeno transforma el hierro en óxido férrico, además de provocar cambios de

coloración en la arcilla del azul al carmelita. En su composición mineralógica intervienen

la montmorillonita, esmectita, caolinita, ilita, y clorita; predominando la ilita esmectita.»

«La humedad varía entre 22.4 % y 25.8 %, el límite líquido entre 59 % y 74 %, el límite

plástico entre 21 % y 32 %, la actividad coloidal entre 0.67 y 0.86 y la fracción arcillosa

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MENCION GEOTECNIA

(menor de 2 �m) entre 42 % y 60 %. Los ensayos edométricos se realizaron con

presiones verticales de hasta 12800 kPa y se muestra que el cambio de compresibilidad

se produce a partir de 2000 kPa.»

1.2 Estudio de las características geológicas, estructurales, mineralógicas, litológicas y físicas de la formación Villarroja.

Criterios sobre el origen de las arcillas rojas en Cuba.

Andrade Henríquez, J. D (2), en su trabajo investigativo titulado “Otros datos a favor del

origen eluvial de las arcillas rojas en Cuba occidental” brinda la forma de ocurrencia y

distribución de las arcillas rojas en calas y perfiles y su correlación con las arcillas que

afloran en la superficie terrestre.

Como es conocido, durante las investigaciones realizadas por Kartashov et al (8), fueron

encontradas arcillas rojas en la plataforma insular, Este hecho fue utilizado por el autor,

como un criterio más a favor de su hipótesis acerca del origen marino de dichas arcillas.

Según Kartashov et al (8), «El argumento más sólido a favor del origen marino de la

formación Villarroja es la ausencia de ésta en la llanura costera meridional de Pinar del

Río», argumentando que dicha llanura constituyó una porción relativamente elevada en

la época de esta trasgresión. Frente a este criterio, Andrade Henríquez, J. D (2), se

apoya en las características hidrográficas de esta llanura para justificar la no aparición

de Villarroja en el perfil de formación del suelo.

«Andrade Henríquez, J. D (2), plantea en su publicación, determinar la edad de los

depósitos de la Fm. Villarroja principalmente mediante exclusiones, ya que hasta ahora

no se logran hallar pruebas paleontológicas directas e incontrovertibles. Igual que en los

depósitos de la Fm. Guevara, en los de la Fm. Villarroja se logró hallar una fauna de

foraminíferos que no permiten juzgar acerca de la edad u origen de los depósitos. Esta

fauna está representada, según conclusión de A. de la Torre, por un número de

especies, la inmensa mayoría de las cuales se redepositó de formaciones del

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MENCION GEOTECNIA

Cenozoico Inferior».

« Kartashov, et al (8) al evaluar la composición mineralógica de los “suelos rojos” se

refleja que en la misma hay feldespatos, minerales ferruginosos, óxido de hierro y

aluminio, silicatos, cuarzo, etc., que ellos consideran no pueden derivarse de las rocas

calizas subyacentes, ya que estas calizas presentan un contenido de carbonato de

calcio superior al 90% y las impurezas ferruginosas, cuarzo, etc., no exceden de 2% del

peso total. Esto implicaría, como ya ha sido señalado, grandes volúmenes de disolución

para poder dejar residuales que dieron origen a estos suelos, mientras que la posición

geomorfológica de las superficies de planación del relieve en que se desarrollan no

justifica la edad requerida para este proceso. No obstante, algunas superficies elevadas

durante las fluctuaciones glacioeustáticas pleistocénicas pasaron por procesos de

carsificación y se originaron infiltraciones de los depósitos intemperizados de estas

formaciones cuaternarias a través del sistema cársico. Esto explica que muchas de

estas rocas pueden originar en algunos casos suelos rojos, como han señalado otros

autores, pero destacando que el material arcilloso y ferruginoso no es producto

propiamente de las calizas, sino de intercalaciones y rellenos de grietas durante el

desarrollo del relieve pleistocénico».

Específicamente, al evaluar la Formación. Villarroja, estos autores, Kartashov, et al (8),

señalan que…¨los procesos edafogenéticos representados por la oxidación,

humificación y carbonatación, la lixiviación o el lavado sobre estos depósitos, dan lugar

a la transformación y redistribución de los minerales en los horizontes superiores y

constituyen los suelos rojos típicos de nuestras llanuras cársicas (Matanzas, Artemisa,

Gavilán, Natalia y Perico).¨

Kartashov y sus colaboradores no contabilizaron áreas para determinar si Villarroja

estaba en el 49% del área sobre calizas directamente y en el 51% sobre Guevara.

Además, eso no representa nada desde el punto de vista genético. Es suficiente con

que se observe la sobreyacencia en algunos lugares para que proporcione un valor

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MENCION GEOTECNIA

estratigráfico extraordinario. Así, de los trabajos de campo efectuados en La Habana y

Matanzas entre 1975 y 1980, se obtuvieron muchas zonas y no observaciones

puntuales, en las cuales se observa la yacencia de Villarroja sobre Guevara (Rancho

Boyeros; proximidades de Cuatro Caminos; Jamaica-Guayabal; Catalina de Güines;

Central R. Martínez Villena, Melena del Sur, Máximo Gómez, este de Jagüey Grande,

Amarillas y otras zonas).

Andrade Henríquez, J. D (2), y Kartashov, et al (8) consideraron tres regiones donde se

desarrollaban verdaderos suelos rojos: región de La Asunción (próximo a Punta de

Maisí); región de Alegría de Pío (próximo a Cabo Cruz, Granma) y zona de Pipián, al

sur de Madruga. Dentro de la Fm. Villarroja no se incluyen las zonas ubicadas al norte

de Holguín, Pinar del Río y Villa Clara.

« Según Kartashov et al (8) no deben confundirse las formaciones Villarroja y Guevara,

ambas son muy diferentes las características mineralógicas son diferentes y el grado

de afectación diagenética es distinto, como se puede apreciar en las características

generales de cada una de ellas. Lógicamente, al coincidir ambas en el mismo tipo de

llanura, ya que son transgresiones marinas las dos, ocurre este tipo de sobreyacencia.

Además, no debe olvidarse que la fuente de alimentación principal de la Fm. Villarroja

fue precisamente la Formación Guevara. Si fuese un proceso normal de formación de

suelos, en toda la llanura que tiene la misma situación orográfica y climatológica y el

mismo tipo de roca, se produciría la sobreyacencia constantemente.»

1.3. Características geológicas, estructurales, mineralógicas, litológicas y físicas de la formación Villarroja.

Los estudios sobre la Geología del Cuaternario en Cuba solo han alcanzado una

sistematicidad en los últimos 40 años. Sin embargo, ya desde la época en que

Humboldt realizó sus viajes a Cuba, se conocen de algunas reseñas sobre la existencia

de estos depósitos.

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MENCION GEOTECNIA

Albear, F,. et al (1), quienes realizaron el Levantamiento Geológico de las provincias

habaneras a escalas 1: 250 000, describieron las formaciones Vedado y Jaimanitas en

la costa norte y los depósitos terrígenos de las formaciones Guane, Guevara y

Villarroja, con lo que se aplicaba, por primera vez en una región cubana, el esquema de

subdivisión estratigráfica para el Cuaternario en Cuba, que en aquella fecha se estaba

elaborando . En ésta región se reconocieron también depósitos aluviales, marinos y

palustres de edad holocénica.

Piotrowska et al. (14), describieron en la provincia de Matanzas, donde realizaron el

Levantamiento Geológico a escala 1: 250 000, los depósitos correspondientes a la Fm.

Jaimanitas, tanto en la costa Norte como en la Ciénaga de Zapata. Realizaron muchas

precisiones acerca de lo que en la actualidad se reconoce como Fm La Cabaña del

Pleistoceno Superior tardío. Estudiaron y separaron los depósitos palustres de los

depósitos biogénicos en Zapata, así como reconocieron algunas secuencias terrígenas

hoy incluidas en las formaciones Guane, Guevara y Villarroja, en la zona central de esta

provincia.

Oponencia etapa II proyecto-258.“Informe correspondiente a la etapa II del

proyecto del mapa digital de los depósitos cuaternarios del archipiélago cubano a

escala 1:250 000”.

En este proyecto, Leandro. L. P, Delgado. R, Rodríguez. L (9) toman como referencia

original la descripción de algunas formaciones geológicas del Sistema Cuaternario de

Cuba, reconocidas recientemente». Inst. Geol. Paleont. Acad. Cienc. Cuba, La Habana,

Ser. Geol., 26: 1-6.1976.

«Distribución Geográfica de la Formación Villarroja según Leandro. L. P, Delgado. R,

Rodríguez. L (9):

En la provincia de Pinar del Río se desarrolla en forma de mantos pequeños y poco

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MENCION GEOTECNIA

potentes de forma muy local en la parte este de la Península de Guanahacabibes, en el

Cayuco y en los límites con la llanura Habana-Matanzas. A partir de estos límites estas

arcillas penetran en toda la llanura sur de Habana-Matanzas y parte de la llanura central

de La Habana.

«Litología: Según Leandro Luís Peñalver, Rayza Delgado y Luisa Rodríguez (9) la

Litología está representada por Arcillas arenosas, arenas y fragmentos más gruesos,

con un predominio absoluto del cuarzo. Color rojo. En las arcillas predomina la mezcla

de caolinita-esmectita, pero puede encontrarse también impurezas de caolinita y

Metahalloysita . El pigmento rojo de los sedimentos está constituido por la unión

roentgenoamorfa de hierro y goethita. La estratificación es poco discernible, localmente

lenticular».

«La estructura y la composición del material arcilloso de la Fm. Villarroja se mantienen

en enormes extensiones. Para la estructura de las arcillas de la formación son

característicos los fragmentos rodados de arcillas endurecidas de color oscuro, con

tamaño que oscila entre 0,2 a 0,5 mm, densamente pigmentados por hidróxidos de

hierro y cementados con material arcilloso más claro, de estructura colomórfica. A

veces, en los rodados más grandes, por la estructura y la coloración característica

pueden identificarse fragmentos de rocas arcillosas abigarradas pertenecientes,

probablemente, a la Fm. Guevara o, quizás, a la Fm. Guane».

«En la región Habana-Matanzas existen varias zonas, como son Rancho Boyeros,

Bauta, alrededores de Managua-Cuatro Caminos, Jamaica, central Rubén Martínez

Villena, Carlos Rojas, Máximo Gómez y Jagüey Grande, donde se observa la

sobreyacencia de la Formación. Villarroja sobre la Fm. Guevara. »

«La zona de Artemisa, donde se describió el holoestratotipo de la Fm. Villarroja, es

también una zona de contacto de Villarroja sobre Guevara. Precisamente hasta allí

llegan las secuencias superficiales de la Fm. Guevara que ocupan toda la llanura sur de

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MENCION GEOTECNIA

Pinar del Río, las que se sumergen bajo los depósitos de la Fm. Villarroja. A partir de

Artemisa, tanto el norte como el este, sólo se distingue la Fm Villarroja sobre las calizas

del Neógeno hasta la zona de Melena del Sur, en que se vuelve a observar el contacto

de ambas secuencias terrígenas. La monotonía de arcillas rojas en la superficie de la

llanura sur Habana-Matanzas solo es interrumpida en dos o tres ocasiones al este de

Batabanó, hasta que vuelve a observarse la Fm. Villarroja sobre la Fm. Guevara en la

ya mencionada área de Jagüey Grande».

«Kartashov, et al. (8), ampliando las características generales de la Fm Villarroja

señalaron que en los sedimentos de esta formación se destacan de modo bastante

claro tres variedades de facies. En dos regiones, al sur de Guane (provincia de Pinar

del Río) y al oeste de Cienfuegos (provincias de Cienfuegos y Matanzas), se

encuentran las arenas arcillosas y las arenas con guijarros, rojas, con predominio

absoluto del cuarzo. En la periferia de los macizos de rocas básicas y ultrabásicas, la

formación está constituida, predominantemente, por arcillas ocres pesadas y sueltas, de

color rojo oscuro y rojo-púrpura, con una masa de fragmentos rodados de lateritas

ferruginosas, a veces de rocas silíceas y de serpentinitas silicificadas; los fragmentos,

por su dimensión, pueden ser guijarros y gravas, y a veces bloques rodados. La más

extendida es la tercera variedad facial de los sedimentos de la formación, constituida

por arenas arcillosas y las arcillas de color rojo con intercalaciones y lentes de material

areno-gravoso, en el cual, conjuntamente con el cuarzo, siempre están presentes, y a

veces predominan las pisolitas y las olitas ferruginosas, originadas en corazas

lateríticas destruidas, que se desarrollaron en depósitos más antiguos. »

«Estos sedimentos se encuentran dentro de los límites de la mayor parte de las llanuras

de Cuba y en la depresión ínter montañosa del Sumidero-Viñales, provincia de Pinar del

Río.

En la composición del material arcilloso de las tres variedades de facies predominan las

caolinita-esmectitas y se registra la presencia, ordinariamente insignificante, de caolinita

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MENCION GEOTECNIA

mal cristalizada y metahalloysita. El pigmento está representado por hidróxidos de

hierro roentgenoamórfico y por goethita. En los depósitos que se distinguen por el

predominio de cuarzo, el material arcilloso de color rojo contiene, en calidad de

impurezas insignificantes, cantidad de hidromicas y micas-esmectitas de capas mixtas.

Para las arcillas ocres de color rojo oscuro es característico el predominio de los

hidróxidos de hierro roentgenoamorfos y de la goethita mal cristalizada. En el material

arcilloso de las muestras aisladas de los depósitos de la Fm. Villarroja, colectados en

las más variadas regiones de Cuba, se logró detectar por el método roentgenográfico la

presencia de gibbsita dispersa, en calidad de impureza insignificante, conjuntamente

con la cual rara vez se encuentra bohemita dispersa. »

«Con mucha frecuencia, quizás en la mayor parte de los casos, los depósitos de la

Formación Villarroja yacen directamente sobre los de la Formación Guevara, estos

últimos, a menudo rellenan las irregularidades del relieve cársico de las calizas

infrayacentes y no forman una cubierta contigua que separe la Formación Villarroja de

las formaciones más antiguas. Precisamente, tal carácter de la yacencia de la

Formación Guevara puede observarse en las localidades tipo y cotipo de la Formación

Villarroja. »

«Relaciones Estratigráficas: Yace discordantemente sobre las formaciones Arabos,

Cantabria, Cojímar, Colón, Crucero, Contramaestre, Guevara, Güines, Mataguá, Paso

Real, Presa Jimaguayú, Vedado, Vertientes, el grupo Remedios y los cuerpos de

granitoides. Su límite superior es erosivo. »

«Correlación: Se correlaciona con las formaciones Guanabo y Versalles de Cuba

Occidental. ».

Correlación, Concepto: Descripción o explicación de un fenómeno geológico con

respecto a otro.

Todo rasgo geológico, en cierto modo depende o está asociado con otros rasgos

16



MENCION GEOTECNIA

geológicos, y esta dependencia o asociación la establece el geólogo en el campo. Esto

es lo que se entiende por correlación.

La correlación estratigráfica consiste en establecer la equivalencia de una unidad

estratigráfica, según la finalidad del trabajo, puede ser de tres tipos: Correlación de

unidades litológicas (en base a comparar, características petrográficas, mineralógicas);

correlación de unidades bioestratigráficas, (según la fauna o la flora), y correlación de

tiempo estratigráfico (estudio complejo de toda la datación con la finalidad de obtener

una comparación en tiempos absolutos).

«Conjunto faunístico: Los fósiles reportados, al parecer corresponden a redepositados

de las rocas miocénicas infrayacentes».

Espesor: Oscila entre 2 y 40 m. »

«Edad: Por su posición estratigráfica se le ha asignado una edad de Pleistoceno Medio-

Superior.»

1.4 Estado del conocimiento sobre las características geotécnicas de los suelos de la formación Villarroja.

El conocimiento del marco geotécnico en el que se va a desarrollar una obra es

fundamental para su correcta planificación y ejecución, desde la programación de la

siempre necesaria campaña de sondeos, hasta las etapas de revisión del

correspondiente estudio geotécnico.

Los suelos de la Formación Villarroja, se han valorado localmente para las soluciones

de cimentación, de las obras construidas en cada territorio mediante el estudio de sus

propiedades físicas y mecánicas de forma individual.

Fuentes de información y parámetros evaluados.

Fueron consultadas investigaciones ingeniero geológicas con diferentes fines

ingenieriles, (desde Centro de investigaciones hasta Lagunas de Oxidación), que

17



MENCION GEOTECNIA

cubren una extensa región de la provincia de La Habana, fundamentalmente los

Municipios de San José, Güira de Melena y Bejucal, seleccionándose las

investigaciones que presentaban una buena caracterización de esta formación

geológica (Formación Villarroja) desde el punto de vista de sus propiedades físicas y

mecánicas. Además fueron consultadas obras del resto de los Municipios que fueron

ejecutadas desde 1968 hasta 2006, tales como Alquizar, Caimito, Güines y Boyeros.

De este grupo de obras se seleccionaron las que presentan ensayos físicos y

mecánicos completos, con un grupo elevado de muestras. Los ensayos seleccionados

para la evaluación que caracterizan las condiciones naturales del suelo son: Humedad,

Peso específico natural y seco, Relación de vacío, Saturación y los Límites de

Atterberg, además el Peso Específico de los minerales, el Indice de consistencia y la

Actividad coloidal de las arcillas.

Las muestras ensayadas fueron tomadas en el lugar, mediante muestreadores de

paredes delgadas o con simple tubo de gran diámetro. Una gran parte de las muestras

de las obras CENSA y Plan de Viviendas de Güira de Melena fueron monolitos de gran

tamaño tomados in situ, lo que garantiza un alto grado de representatividad de las

magnitudes obtenidas.

En Junio de 1993 se presenta un trabajo científico titulado “Caracterización Geotécnica

de las Formaciones Guevara y Villarroja” por los Ing. Fonseca. G. W, González. L. R,

Padrón . J. C (5); este trabajo constituye una primera aproximación a las características

físicas de estos suelos, vistos ahora como dos Formaciones geológicas independientes:

Formación Guevara y Formación Villarroja, del Cuaternario; por lo que responde al

objetivo de divulgar la nomenclatura geológica y las propiedades físicas asociadas a

estas formaciones geológicas que tienden a confundirse, dadas sus características de

yacencia. En este trabajo los autores no comparan el coeficiente de variación con el

recomendado en la literatura y utilizan los ensayos de laboratorio que se encontraban

en la base de datos solo hasta el año 1993.

18



MENCION GEOTECNIA

«Características físicas de la Formación Villarroja;

Peso específico de las partículas minerales (Gs) = 2.76

Composición granulométrica:

Grava = 0%

Arena = 19%

Limo = 8%

Arcilla = 73%

Humedad natural (�) = 33.0%

Peso específico del suelo en estado natural (�f) = 16.7 kN/m3

Peso específico del suelo en estado seco (�d) = 12.6 kN/m3

Relación de vacíos (e) = 1.20

Saturación (S) = 76%

Límite Líquido (LL) = 62%

Límite Plástico (LP) = 32%

Índice Plástico (IP) = 30%

Índice de Consistencia (Ic) = 0.97

Actividad coloidal (A) = 0.41

Características físicas de la Formación Guevara.

Peso específico de las partículas minerales (Gs) = 2.81 Composición granulométrica:

Grava = 0%

Arena = 25%

19



MENCION GEOTECNIA

Limo = 10%

Arcilla = 65%

Humedad natural (�) = 33.0%

Peso específico del suelo en estado natural (�f) = 18.8 Kg/cm2

Peso específico del suelo en estado seco (�d) = 14.1 Kg/cm2

Relación de Vacíos (e) = 0.98

Saturación (S) = 95%

Límite Liquido (LL) = 72%

Límite Plástico (LP) = 36%

Índice Plástico (IP) = 36%

Índice de Consistencia (Ic) = 1.09

Actividad coloidal (A) = 0.56

1.5 Sobre la evaluación estadística de los datos.

La valoración de las propiedades físicas que caracterizan un determinado tipo de suelo

y el establecimiento de sus fronteras, requiere del empleo de técnicas estadísticas

para el análisis de los resultados de los ensayos. La gran heterogeneidad de los

suelos, especialmente en su estado natural, hace difícil su división en capas de

similares propiedades geotécnicas y la obtención de los parámetros de cálculo para el

diseño de las estructuras. En muchas investigaciones no se emplean técnicas

estadísticas por falta de suficientes datos.

Las propiedades de los suelos arcillosos que se suelen tratar estadísticamente son

aquellas obtenidas directamente de ensayos de laboratorio y que intervienen en la

definición del elemento ingeniero geológico, tales como el peso específico de los

sólidos, peso específico natural, humedad natural, límite líquido y límite plástico y la

granulometría. Otras propiedades que caracterizan el comportamiento de los suelos

ante la aplicación de las cargas como la cohesión, la fricción y el módulo de

20



MENCION GEOTECNIA

deformación, también se pueden tratar estadísticamente, si la cantidad de valores

obtenidos lo permite.

Los estadígrafos a determinar son la media aritmética, la desviación estándar, la

varianza, la curtosis, la asimetría, el rango, el coeficiente de variación, el intervalo de

confianza de la media y otros, que suelen ser utilizados en la comprobación de la

normalidad de la muestra, como la desviación media absoluta muestral (�), el error

cuadrático medio de la amplitud (SA), el error cuadrático medio del exceso sobre la

curtosis (SE). Los criterios a utilizar permiten comprobar la normalidad de las

distribuciones, la homogeneidad individual y general de los elementos y el rechazo de

valores dudosos (León González, Miguel; 1977) (10).

El criterio fundamental para valorar la normalidad de la distribución se basa en la

comparación del exceso sobre la curtosis (E) y la asimetría (A) de la distribución normal

con aquella que estamos evaluando; así se tiene que en la distribución normal E y A

oman valores de 0 y se alejan de este valor cuando la curtosis es poco esbelta o muy

esbelta y la asimetría es unilateral.

En el artículo “Tratamiento estadístico de las propiedades físico-mecánicas de los

suelos”, Miguel León González ofrece los pasos a seguir para el tratamiento estadístico

de las propiedades físicas y mecánicas de los suelos y comprobar la división en

elementos en un área determinada.

� Hacer una división inicial de los suelos en estratos.

� Hallar la cantidad mínima de determinaciones que se deben tener para

establecer los valores de norma y diseño.

� Determinar para propiedad física las siguientes magnitudes media, valores

extremos, desviación estándar, varianza, simetría y curtosis.

� Comprobar que tipo de distribución sigue cada propiedad.

� Determinar los valores dudosos de cada propiedad.

� Analizar los valores rechazados e investigar los motivos (ensayos defectuosos,

21



MENCION GEOTECNIA

�

� posibilidad de pertenecer a otro estrato, etc.).

� Valorar la homogeneidad individual del estrato para cada propiedad y la

homogeneidad general del mismo y, en caso de no ser homogéneo, analizar

una nueva división de estratos.

� Analizar la posibilidad de unión de elementos geológicos contiguos.

� Determinar los valores de norma y diseño de cada propiedad.

22



MENCION GEOTECNIA

CAPITULO II ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS PARÁMETROS FÍSICOS.

Introducción.

Un problema realmente difícil es tener que pronosticar las propiedades físicas y mecánicas

de un estrato de suelo, debido, en primer lugar, a la necesidad de definir los límites del

estrato en sí, y segundo, a la gran variabilidad de las propiedades dentro de estos límites,

especialmente en estado natural.

Las propiedades físicas del suelo que serán tratadas estadísticamente en este capitulo son

las siguientes:

Peso Específico (Gs)

Peso Específico húmedo de la masa de suelo (�f)

Humedad Natural (�)

Límite Plástico (LP)

Límite Líquido (LL)

% de Arcilla (< 0.002 mm)

El procesamiento estadístico de los datos se realizó con el programa STATGRAPHICS

Plus 5.1, el cual permite determinar los valores atípicos en una muestra, comprobar qué

tipo de distribución sigue cada propiedad y determinar para cada propiedad física las

siguientes magnitudes media, valores extremos, desviación estándar, varianza,

coeficiente de asimetría y curtosis.

Cada característica se evalúa estadísticamente, eliminando cuidadosamente los valores

dudosos, ya que la muestra de suelo ensayada puede pertenecer a otro elemento

geológico, el ensayo realizado puedo ser defectuoso, la muestra estar afectada por

desecación del suelo por pérdida de humedad mal parafinado de la misma, o

incorporación de humedad al suelo durante la extracción de la muestra.

23



MENCION GEOTECNIA

Se valoró la homogeneidad individual del estrato para cada propiedad y la

homogeneidad general del mismo teniendo en cuenta la metodología empleada por el

Ingeniero León González, M. (10) en su artículo de la revista de Ciencia y Técnica

Ingeniería Estructural ISPJAE. 1978 basada en normas soviéticas.

La homogeneidad de cada parámetro del suelo se evalúa mediante el coeficiente de

variación (CV), comparando el valor calculado con los valores recomendados en la

metodología; el estrato se considera homogéneo, para una propiedad determinada, si

los coeficientes de variación (CV) no superan los valores expuestos en la tabla que se

presenta a continuación. Si son superados estos valores, se deberán eliminar las

magnitudes extremas de la muestra o analizar la posibilidad de subdividir el elemento

geológico. En la tabla que aparece a continuación se muestran los valores límites

recomendados por León González, M. (10) del coeficiente de variación y precisión de la

estimación para cada parámetro físico.

Nombre de la propiedad del

suelo

Coeficiente de variación

(CV)

Coeficiente de precisión de

la estimación (�)

Peso específico 0.01 0.004

Peso específico natural 0.05 0.015

Límite líquido 0.15 0.05

Límite Plástico 0.15 0.05

Humedad Natural. 0.15 0.05

Tabla1.Valores recomendados del coeficiente de variación (CV) y el coeficiente de

precisión de la estimación (�) León González, M. (10)

24



MENCION GEOTECNIA

2.1. Estadística de los parámetros Físicos por obras.

El área que abarca este estudio corresponde con el territorio actual de la provincia de

La Habana y Ciudad de la Habana. La ubicación de las obras incluidas cubre

prácticamente todo el territorio mencionado. El territorio comprende la Llanura Sur

Habana-Matanzas y la Llanura Central de La Habana, regiones con un potencial

agrícola muy elevado y donde se han asentado poblaciones cuyo sustento fundamental

es el cultivo de la tierra.

La evaluación se realizó en las obras con una cantidad de muestras de suelo que

permitieran un tratamiento estadístico representativo de las condiciones locales del

suelo. Para ello se seleccionaron las obras CENSA, Instituto de Riego y Drenaje, Esbur

600, Combinado de viviendas Calderón, Combinado de viviendas Cantón.

1. Área del CENSA.

La investigación para el diseño de la cimentación del CENSA (de la Torre, T.1971) (18)

, ubicado en el municipio San José de las Lajas, de la provincia de La Habana, se realizó

mediante la perforación de calas, el empleo del SPT y la obtención, en trincheras, de

muestras grandes inalteradas de suelo. Se ensayaron 97 muestras de suelos de 16

calas y dos calicatas. A continuación se brinda el tratamiento estadístico de los

parámetros físicos que caracterizan estos suelos.

25



MENCION GEOTECNIA

CENSA

Pesoespecificorelativo de los sólidos

Humedad(%)

% de arcilla

(<0.002mm)

Pesoespecíficonatural kN/m3

Límiteliquido

%

Límiteplastico

%

n 92 36 15 24 21 25

Desviación estándar 0,04 3,37 12,5 0,56 3,30 1,9

Varianza de la muestra 0,001 11,4 11,11 0,32 10,91 3,9

Curtosis -0,36 0,05 -0,47 -1,26 -0,90 -1,04

Coeficiente de asimetría -1,78 0,18 0,45 -0,12 0,42 -0,66

Rango 0,18 13,8 35,0 1,81 11,0 6,7

Mínimo 2,82 26,4 37,0 16,7 54,0 30,1

Máximo 2,64 40,2 65,0 18.5 65,0 36,8

Media de la muestra 2,74 33,1 49 17,6 59,40 34,0

Coeficiente de variación 0.007 0.10 _ 0.05 0.08 0.08

Tabla 2. Valores estadísticos de las características físicas del suelo en el área del

CENSA.

2. Área del Instituto de Riego y Drenaje.

Ubicado en el municipio San José de las Lajas, de la provincia de La Habana, la

investigación para el diseño de la cimentación del Instituto de Riego y Drenaje

(Ganchev, T. 1981) (6) se realizó mediante la perforación de calas. Se ensayaron 100

muestras de suelo de 32 calas. A continuación se brinda el tratamiento estadístico de

los parámetros físicos que caracterizan los suelos.

26



MENCION GEOTECNIA

Instituto de riego y drenaje

Peso especifico relativo de los

sólidos

Humedad(%)

% de arcilla (<0.002mm)


Límiteliquido %

Límiteplastico %

n 9 17 10 23 21 21 Desviación estándar 0,02 5,51 10,5 0,68 5,83 2,80 Varianza de la muestra 0,04 30,3 11,11 0,47 11 7,88 Curtosis 0,06 -0,26 -0,59 -0,69 -1,0 -0,15 Coeficiente de asimetría -1,26 -0,29 0,547 1,36 -0,6 0,62 Rango 0,06 19,8 31,0 2,29 6,7 11,0 Mínimo 2,68 26,7 36,0 16,8 58,0 31,0 Máximo 2,74 46,5 67,0 19,09 78.3 42,0 Media de la muestra 2,72 36,7 48,6 17,7 69 35,8 Coeficiente de variación 0.010 0.15 _ 0.02 0.09 0.07

Tabla 3. Valores estadísticos de las características físicas del suelo en el área del

Instituto de Riego y Drenaje.

3. Área Esbur 600.

Ubicado en el municipio Güines, de la provincia de La Habana, la investigación para el

diseño de la cimentación del Esbur 600 (Wilson, E 1977) (20).se realizó mediante la

perforación de calas. Se ensayaron 62 muestras de suelo de 21 calas. A continuación

se brinda el tratamiento estadístico de los parámetros físicos que caracterizan los

suelos.

27



MENCION GEOTECNIA

Esbur 600 Peso especifico relativo de los

sólidos

Humedad(%)



Límiteliquido %

Límiteplastico %

n 20 19 10 22 7 7

Desviación estándar 0,05 3,7 8,5 0,82 1,84 3,05

Varianza de la muestra 0,002 14,2 10,9 0,67 3,41 9,33

Curtosis -0,85 -0,77 -0,57 -0,46 -0,50 -0,49

Coeficiente de asimetría 0,22 0,59 0,55 -1,04 -1,11 -0,85

Rango 0,18 12,2 33,0 3,01 4,4 8,1

Mínimo 2,64 32,0 34,0 15,6 62,9 26,1

Máximo 2,82 44,2 63,0 18,6 67,3 34,2

Media de la muestra 2,72 37,0 48,5 17,3 65,6 30,8

Coeficiente de variación 0.010 0.11 _ 0.04 0.13 0.11

Tabla 4. Valores estadísticos de las características físicas del suelo en el área Esbur

600.

4. Área Combinado de Viviendas Calderón.

La investigación para el diseño de la cimentación del Combinado de Viviendas

Calderón (Padrón, J. C.1992) (13), ubicado en el municipio Alquizar, de la provincia de

La Habana, se realizó mediante la perforación de calas y se ensayaron 50 muestras de

suelos de 30 calas. A continuación se brinda el tratamiento estadístico de los

parámetros físicos que caracterizan estos suelos.

28



MENCION GEOTECNIA

Combinado de viviendas calderón.


sólidos

Humedad(%)



Límiteliquido %

Límiteplastico %

n 6 12 10 9 12 12 Desviación estándar 0,01 0,98 3,33 0,14 8,20 2,17 Varianza de la muestra 0,03 0,96 11,1 0,02 67,2 4,72 Curtosis -0,47 -0,02 -0,49 -0,12 0.62 0,03 Coeficiente de asimetría -0,39 -0,78 -0,29 0,96 1,02 1,44 Rango 0,05 3,5 9,0 0,45 22,0 6,0 Mínimo 2,72 29,8 86,0 18,7 74,0 30,0 Máximo 2,77 33,3 95,0 19,2 96,0 36,0 Media de la muestra 2,74 31,7 91,0 18,9 82,2 32,0 Coeficiente de variación 0.006 0.09 _ 0.02 0.11 0.06

Tabla 5. Valores estadísticos de las características físicas del suelo en el área

Combinado de Viviendas Calderón.

5. Área Combinado de Viviendas Cantón.

Ubicado en el municipio Melena del Sur, de la provincia de La Habana, la investigación

para el diseño de la cimentación del Combinado de Viviendas Cantón (Medina, N.

1992) (11) se realizó mediante la perforación de calas y se ensayaron 45 muestras de

suelo de 27 calas. A continuación se brinda el tratamiento estadístico de los parámetros

físicos que caracterizan estos suelos.

29



MENCION GEOTECNIA

Combinado de viviendas cantón.


sólidos

Humedad(%)



Límiteliquido %

Límiteplastico %

n 10 6 10 24 9 9 Desviación estándar 0,04 2,2 3,2 0,56 8,08 2,87 Varianza de la muestra 0,22 5,18 11 0,32 65,3 8,25 Curtosis -1,06 0,47 -0,47 -1,26 -0,42 -0,89 Coeficiente de asimetría -0,73 -0,31 -0,25 -0,12 -0,20 -0,07 Rango 0,12 6,8 7,0 1,81 25,4 7,6 Mínimo 2,64 26,4 83,0 16,7 48,9 24,0 Máximo 2,76 33,2 90,0 18,5 74,3 31,6 Media de la muestra 2,71 30,0 86,5 17,6 61,9 27,5 Coeficiente de variación 0.010 0.10 _ 0.01 0.13 0.10

Tabla 6. Valores estadísticos de las características físicas del suelo en el área

Combinado de Viviendas Cantón.

Valor del coeficiente de variación por Obras.

Como se aprecia en la Tabla 7. los coeficientes de variación analizados para los

parámetros físicos del suelo no superan los valores recomendados en el artículo de

Miguel León González (10), los parámetros físicos del suelo analizado por obra se

comporta uniformemente.

Obra Gs �% �f, kN/m3 LL,% LP,% CENSA 0.007 0.10 0.05 0.08 0.08 Com. Calderón 0.006 0.09 0.02 0.11 0.06 Com. Cantón 0.010 0.10 0.01 0.13 0.10 Instituto de Riego y drenaje 0.010 0.15 0.02 0.09 0.07 Esbur 600 0.010 0.11 0.04 0.13 0.11 Valores Recomendados

(León González, Miguel; 1978). 0.010 0.15 0.05 0.15 0.15

Tabla 7. Coeficiente de variación de los parámetros físicos del suelo en las

investigaciones de las obras estudiadas.

30



MENCION GEOTECNIA

2.2 Evaluación de las propiedades físicas generales.

En esta parte del capítulo se evalúan las características físicas de la formación,

utilizando como muestra todos los resultados de los ensayos recopilados en la base de

datos. Cada característica se evalúa estadísticamente utilizando el programa

STATGRAPHICS Plus, se identificaron valores atípicos utilizando los test de Gubbs y

Dixon, que en este caso pueden estar relacionados con otro tipo de suelo, desecación

del suelo por pérdida de humedad o incorporación de humedad durante la extracción

de la muestra de suelo. Posteriormente se determinaron los valores de la media,

desviación estándar, varianza de la muestra, curtosis, asimetría, rango, valores

mínimos y valores máximos, coeficiente de variación y precisión de la estimación. En el

programa se ofrecen criterios sobre la normalidad de la distribución de los datos

mediante la evaluación de la curtosis y asimetría normalizadas. Valores de ambos

estadísticos fuera del rango de -2 a +2 indican alejamiento importante de la distribución

normal.

Estadística para la humedad.

Los valores que aparecen en la Tabla 8 se obtuvieron de los ensayos de humedad

después eliminar 9 valores atípicos. Los valores eliminados corresponden con

muestras de suelo muy húmedas o muy secas, lo que sugiere alteración en el

muestreo o en su manipulación posterior.

31



MENCION GEOTECNIA

Características. Humedad (%) n 306 Desviación estándar 2,62 Varianza de la muestra 6,60 Curtosis 1,26 Coeficiente de asimetría 1,18 Rango 12,7 Mínimo 25,1 Máximo 37,8 Media de la muestra 32 Coeficiente de variación 0,11

Tabla 8. Características estadísticas de la humedad (%).

CENSA

Calderon

Cantón

ESBUR 600

I. R y Drenaje

Gráfico de Cajas y Bigotes

28 30 32 34 36 38 40

HumedadHumedad (%)

Gráfico 1. Gráfico de caja y bigotes de la humedad.

En el gráfico 1 se aprecia la distribución de los valores de humedad las obras

analizadas. La humedad de estos suelos varía en un amplio rango, por el valor de la

curtosis estandarizada y la asimetría los datos presentan una distribución normal. Se

obtuvo un coeficiente de variación de 0.10 el cual es inferior al valor límite recomendado

(León González, Miguel; 1977)10.

32



MENCION GEOTECNIA

Estadística para el Contenido de arcilla.

La variación del contenido de arcilla de estos suelos se muestra en la Tabla 8. Aquí

aparecen todos los valores de la muestra estadística. El análisis de los datos no mostró

valores atípicos.

Características. % de arcilla (<0.002mm)n 48 Desviación estándar 11,2 Varianza de la muestra 12,1 Curtosis -1,26 Coeficiente de asimetría -1,93 Rango 34,0 Mínimo 51,0 Máximo 85,0 Media de la muestra 72,3

Tabla 9. Características el % de arcilla.

Calderón

Cantón

ESBUR 600

I R Drenaje

clinico 3000Hab


0 20 40 60 80 100

% Arcilla

Gráfico 2. Gráfico de caja y bigotes para el contenido de arcilla.

En el Gráfico 2 se aprecia la distribución de los valores del % de arcilla de las obras

33



MENCION GEOTECNIA

analizadas. La media para el contenido de arcilla de los suelos es mayor del 50 por

ciento en la mayoría de las muestras analizadas. El contenido de arcilla presenta un

amplio rango. Las variaciones granulométricas de los suelos pueden estar influenciadas

por los procesos de sedimentación locales, durante la formación de los mismos.

Estadística para el Peso específico natural de la masa de suelo.

Los valores que aparecen en la Tabla 9 se obtuvieron de los ensayos de peso

específico natural de la masa de suelo después de eliminar 7 valores atípicos.

Características. Peso específico natural kN/m3

n 196 Desviación estándar 0,54 Varianza de la muestra 0,29 Curtosis 1,06 Coeficiente de asimetría 0,69 Rango 3,01 Mínimo 15,89 Máximo 18,9 Media de la muestra 17,3 Coeficiente de variación 0.01

CENSA

Calde

Tabla 10. Características para el Peso específico natural de la masa de suelo.

34

rón

Can n

ESBUR 6 0

I R Drenaje


15 16 17 18 19

nsidad

Obr

a

tó

0

De Peso específico natural de la masa de suelo (kN/m3)

Gráfico 3. Gráfico de caja y bigotes para el peso específico natural de la masa de suelo



MENCION GEOTECNIA

En el Gráfico 3 se aprecia la distribución de los valores de las obras analizadas. La

variación de los valores de medida de tendencia central del peso específico natural de la

masa de suelo, se concentran entre 17,3 kN/m3 y 17.8 kN/m3. Los valores de los

coeficientes de variación para estas obras cumplen con los valores recomendados.

Estadística para el Límite Líquido.

Los valores que aparecen en la Tabla 10 se obtuvieron de los ensayos de Peso

especifico natural después de eliminar 5 valor atípico. Los valores eliminados

corresponden con muestras de suelo de muy alto límite líquido.

35

CE

Tabla 11. Características para el Límite Líquido

Características. Límite líquido % n 167 Desviación estándar 6,51 Varianza de la muestra 42,4 Curtosis -1,25 Coeficiente de asimetría 1,89 Rango 27,3 Mínimo 51,0 Máximo 78,3 Media de la muestra 62,3 Coeficiente de variación 0.13

NSA

Calderón

Ca tón

ESBUR 00

I R Dre aje


54 57 60 63 66 69

Límite Líquido

Obr

a

n

6

n

Gráfico 4. Gráfico de caja y bigotes para el Límite Líquido (%). (%)



MENCION GEOTECNIA

En el Gráfico 4. Se aprecia la distribución de los valores de las obras analizadas. Los

valores de medida de la tendencia central de la muestra están dentro del rango

esperado para este tipo de suelo que sigue una distribución normal y se comporta de

manera uniforme.

Estadística para el Límite Plástico.

Los valores que aparecen en la Tabla 11 se obtuvieron de los ensayos de límite líquido

después de eliminar 5 valor atípico.

Características. Límite plástico % n 167 Desviación estándar 3,23 Varianza de la muestra 10,4 Curtosis 1,35 Coeficiente de asimetría 1,42 Rango 18,1 Mínimo 24,2 Máximo 42,3 Media de la muestra 32,1 Coeficiente de variación 0.10

Tabla 12. Características para el Límite Plástico.

36

CENSA

Calderón

Cantón

ESBUR 600

I R Drenaje


28 30 32 34

Límite P36

Obr

a

Límite Plástico (%)

Gráfico 5. Gráfico de caja y bigotes para el Límite Plástico (%).

En el Gráfico 5. se aprecia la distribución de los valores de todas las obras analizadas.



MENCION GEOTECNIA

Los valores de medida de la tendencia central de la muestra están entre un 30% y 32%

con un comportamiento uniforme.

Estadística para el Peso específico relativo de los sólidos.

Para el análisis de este parámetro físico se seleccionaron las obras con mayor cantidad

de datos, se aprecia la distribución de los valores de todas las obras analizadas, en el

valor del peso específico de los sólidos influye el contenido de nódulos ferríticos en el

suelo.

Características. Peso especifico relativo de los sólidos

n 92 Desviación estándar 0,041 Varianza de la muestra 0.016 Curtosis _0,36 Coeficiente de asimetría _1,78 Rango 0,8 Mínimo 2,64 Máximo 2,82 Media de la muestra 2,74 Coeficiente de variación 0.01

Tabla 13. Características para el Peso específico relativo de los sólidos.

37

CENSA

Calderón

Cantón

ESBUR 600

I R Drenaje


2,6 2,64 2,68 2,72 2,76 2,8 2,84

Peso específico

Obr

a

Peso específico de los sólidos

Gráfico 6. Gráfico de caja y bigotes para el Peso específico relativo de los sólidos.



MENCION GEOTECNIA

2.3 Características a partir de los Límites de consistencia.

El índice de consistencia (Ic)

IPLLIc ��

00.107.30

3237.62

�Ic

Los suelos de esta formación, de acuerdo a sus características físicas, clasifican como

suelos de consistencia dura. Norma Cubana, NC 59:2000. Geotecnia. Clasificación

geotécnica de los suelos (12).

Otra de las características que se pueden determinar a partir de los límites de

consistencia del suelo es la actividad coloidal (A), que es la relación entre el Índice de

plasticidad y el porcentaje del tamaño de los granos de arcilla (más finos que 0.002

mm).

mm 0.002 %IPA

Donde:

IP = Índice de Plasticidad.

% < 0.002 mm = % en peso de tamaño de partícula < 0.002 mm.

La actividad expresa la magnitud de los cambios de volumen del suelo con sus cambios

de humedad, que en su mayor parte depende de los minerales arcillosos que forman la

partícula y es una medida de la habilidad de los suelos para retener el agua.

Según los autores G.B. Sowers, G.F. Sowers (15), si la arcilla es una caolinita es de baja

actividad (A < 0.75), una montmorillonita es de alta actividad (A > 4) y una illita es de

una actividad intermedia.

Para los suelos de la Fm Villarroja la actividad coloidal es igual a 0.41 lo que refleja un

contenido de los minerales arcillosos del tipo caolinítico.

38



MENCION GEOTECNIA

Estos suelos presentan un Limite Líquido de 62.37 %, un Limite Plástico de 32.3% y un

Índice de Plasticidad de 30.07 %, según su caracterización estadística; presentan más

del 50% en peso más fino que el tamiz No 200, por lo que clasifican como suelos de

grano fino.

Los suelos de grano fino se dividen en tres grupos genéricos:

Limo inorgánico, de símbolo M.

Arcilla inorgánica, de símbolo C.

Arcillas y limos orgánicos, de símbolo O.

Como indica la Carta de Plasticidad, para la clasificación de los suelos de grano fino la

Formación Villarroja clasifica como un suelo CH.

Los suelos CH corresponden a la zona encima de la línea A y están definidos por un

Límite Líquido mayor del 50 %.

39



MENCION GEOTECNIA

CAPITULO III CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS.

En este capítulo se evalúan los resultados de los ensayos edométrico, triaxial rápido

(UU) y cortante directo, realizados a los suelos en las obras incluidas en la base de

datos.

3.1. Análisis del Ensayo Edométrico.

En el ensayo edométrico se procesaron 64 consolidaciones de las cuales 29

consolidaciones llegaron a la presión de 800 kPa, 14 muestras hasta la presión de 1600

kPa y 6 hasta la presión de 3200 kPa; se muestran en la tabla 13 la variación de la

relación de vacíos promedio, máxima y mínima.

Relación de vacíos e0 e50 e100 e200 e400 e800 e1600 e3200

Media 0.981 1.18 1.17 1.13 1.08 0.95 0.80 0.80

Mínimo 0.702 0.82 0.795 0.793 0.704 0.694 0.692 0.631

Máximo 1.400 1.400 1.392 1.392 1.386 1.150 1.012 0.969

Tabla 14. Valores promedio de la relación de vacíos.

Grafico de Consolidación

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

0.1 1 10 100

Presión

Rel

ació

n de

Vac

ios

PromedioMaximo

Mínimo

Exponencial (Maximo)Exponencial (Promedio)

Exponencial (Mínimo)

Gráfico 7: Gráfico resumen de las consolidaciones analizadas.

40



MENCION GEOTECNIA

Como se ha expresado anteriormente los ensayos de consolidación realizados se

llevaron hasta la carga de 800KPa en todos los casos. Sin embargo no se logró

alcanzar la parte virgen de la curva de consolidación lo que infiere que las presiones de

preconsolidación sean aun mayores.

Terzaghi y Peck han obtenido una expresión para la compresibilidad de las arcillas

normalmente consolidadas; del trabajo de Skempton:

Cc = 0.009 ( LL- 10 )

G.B. Sowers y G.F. Sowers (15) plantean que es posible reconocer las arcillas

preconsolidadas porque su humedad es generalmente muy inferior al límite líquido, que

en nuestro caso la humedad presenta un valor de 32% y el límite líquido un valor de 62

%, por lo que podemos, basado en esta afirmación, definir que estas arcillas de la

Formación Villarroja son preconsolidadas y, siguiendo la hipótesis de estos autores

antes mencionados (G.B. Sowers y G.F. Sowers (15)), los índices de compresión Cc (por

encima de la carga de preconsolidación) se pueden determinar empleando la misma

relación que se usa para las arcillas normalmente consolidadas (Cc = 0.009 ( LL- 10 )).

En el caso de la Formación Villarroja el Cc calculado por la fórmula de Skempton es de

Cc = 0,47

De las curvas del laboratorio se calcularon los valores del índice de recarga Cr, en la

siguiente tabla presentamos los resultados de los valores de los distintos ensayos

realizados a presiones máximas de 800, 1600 y 3200 KPa.

Se determinaron las pendientes del final de las curvas de Relación de Vacíos contra

Logaritmo de Presión, obteniéndose para cada caso los siguientes valores:

Cr8.0 Cr16.0 Cr32.0

Índice de recarga 0.22 0.16 0.17

Tabla 15. Valoración del índice de recarga Cr.

41



MENCION GEOTECNIA

De los valores hallados en la tabla anterior y comparándolos con el valor del Cc antes

calculado podemos inferir que con la presión de 3200 Kpa, hasta la cual se realizaron

los ensayos, no se ha podido alcanzar aún la curva virgen.

3.2. Análisis del Ensayo Triaxial Rápido (UU).

En este epígrafe se muestran los resultados del análisis realizado a los ensayos de Triaxial;

para este análisis se tomaron 142 especimenes ensayados con presiones de cámara entre

50 kPa y 300 kPa y saturaciones promedio de 94 %. El ensayo realizado en todos los

casos fue rápido, no consolidado y no drenado.

Tabla 17 Valores de las características estadísticas del esfuerzo desviador para cada

presión de cámara. kPa

Características estadisticas 50kPa 100kPa 150kPa 200kPa 300kPa Media 1,747 2,67 3,67 3,22 2,99 Error típico 0,127 0,27 0,87 0,30 1,15 Mediana 1,520 2,11 2,86 2,81 2,11 Desviación estándar 0,657 1,15 1,20 1,12 0,93 Varianza de la muestra 0,432 2,13 13,64 1,97 5,27 Curtosis 0,206 2,54 1,34 0,97 2,06 Coeficiente de asimetría 0,904 1,70 2,26 1,04 1,75 Rango 2,484 5,87 16,02 5,63 4,98 Mínimo 1,006 1,22 1,08 1,38 1,37 Máximo 3,490 7,09 17,10 7,01 6,35 Suma 47,2 77,51 65,99 70,81 11,94 Cuenta 27 29 18 22 4 Nivel de confianza(95.0%) 0,260 0,56 1,84 0,62 3,65 CV 0,38 0,43 0,33 0,35 0,31

El comportamiento de los suelos en los ensayos triaxiales se corresponde con las

propiedades evaluadas anteriormente (suelos de consistencia dura). Presenta una

deformación unitaria entre un 4% y 9% en la mayoría de los ensayos.

42



MENCION GEOTECNIA

Gráfico 9 Envolvente de falla de los promedios de los ensayos de Triaxial Rápido (UU).

Como se observa en el gráfico 9 estos suelos presentan una cohesión promedio de

120 kPa y un ángulo de fricción interna de 8 grados.

3.3. Análisis del Ensayo Cortante Directo.

En el análisis de los ensayos de cortante directo se tomaron 100 especímenes, realizados

con presiones entre 50 kPa y 400 kPa, la saturación promedio es de 92.3%,

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1 2 3 4 5

) Gráfico Ensayo Cortante Simple � Vs �

resión Normal � (Kg / cm2 )

43

Esfu

erzo

tang

enci

al �

( K

g/cm

2

P

Ensayo de Cortante directo

E

sfue

rzo

Tang

enci

al k

Pa /

Presión Normal (kPa/100)

Gráfico 9: Resultados de los ensayos de Cortante Directo.



MENCION GEOTECNIA

44

Gráfico Ensayo Cortante Simple � Vs � y = 0.2506x + 0.9072

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 1 2 3 4 5

Presión Normal � (Kg / cm2

( K

g/cm

2)

)

Esfu

erzo

tang

enci

al �

Ensayo de Cortante directo

Esfu

erzo

Tan

genc

ial

Presión Normal (kPa/100)

Gráfico 10. Envolvente de falla de los promedios de los ensayos de Cortante Directo.

Y = 0.2506 X + 0.9072 (ecuación de la recta).

El comportamiento de los suelos de la Fm Villarroja en el ensayo de cortante directo se

corresponde con los suelos de consistencia dura según la norma cubana NC 59.

2000(12), presentando un ángulo de fricción interna de � =15 o y una cohesión c = 91

kPa. A continuación se brinda el criterio de clasificación sobre la base de la resistencia a

cortante no drenada de los suelos arcillosos según la NC 59. 2000. Geotecnia.

Clasificación geotécnica de los suelos:

Resistencia Resistencia Cortante no drenada

( KPa)

Muy blanda Cu < 20

Blanda 20��Cu <�40

Media �40��Cu <�75

Dura 75��Cu <�150

Muy Dura Cu ��150

Tabla 18. Criterio para la clasificación de la Resistencia de los suelos.



MENCION GEOTECNIA

CONCLUSIONES.

Como resultado final de esta tesis, se presenta una caracterización geotécnica de los

suelos de la Formación Villarroja.

1er Objetivo: Estimar mediante técnicas estadísticas los parámetros físicos y mecánicos

de los suelos de la formación Villarroja, mediante el uso de los ensayos de humedad,

peso específico de la masa de suelo, peso específico de los sólidos, límite líquido, límite

plástico, contenido de arcilla, cortante directo, triaxial rápido y edométrico.

Se estimaron los parámetros físicos que caracterizan los suelos de la formación

Villarroja, evaluando su comportamiento local (por obra) y de forma general (regional).

Se utilizó como estadígrafo de comparación el Coeficiente de Variación, sobre el que

existen criterios de análisis recogidos en la literatura consultada.

Según la caracterización estadística los valores promedios de los parámetros físicos

son los siguientes:

Peso específico de las partículas minerales (Gs) = 2.75

Humedad natural (�) =32 %

Peso específico del suelo en estado natural (�f) =17.3 kN/m3

Límite Líquido (LL) = 62.37%

Límite Plástico (LP) = 32.3 %

Índice Plástico (IP) = 30.07 %

Los coeficientes de variación analizados para los parámetros físicos no superan los

valores recomendados en el artículo de Miguel León González (10), lo que indica que el

estrato es homogéneo.

45



MENCION GEOTECNIA

Propiedad CV CV recomendado por la

literatura consultada

Humedad natural 0.11 0.15

Peso Específico Natural 0.05 0.05

Límite Líquido 0.11 0.15

Límite Plástico 0.11 0.15

Peso específico de los sólidos 0.01 0.01

2do Objetivo: Clasificar y caracterizar geotécnicamente los suelos de esta formación

geológica mediante la carta de plasticidad, el índice de consistencia y la actividad

coloidal.

Como indica la carta de plasticidad, para la clasificación de los suelos de grano fino, los

suelos de esta formación clasifican como CH.

Los suelos de la formación Villarroja, de acuerdo a su índice de consistencia (Ic) = 1.00,

se describen como suelos de consistencia dura.

La actividad coloidal para los suelos de esta formación es igual a 0.41, lo que refleja un

contenido de los minerales arcillosos del tipo caolinítico.

Ensayo Triaxial Rápido: cohesión de 120 kPa y ángulo de fricción interna de 8 grados.

El comportamiento de los suelos de la Fm Villarroja, en el ensayo de cortante directo

presentan un ángulo de fricción interna de � =15 o, y una cohesión C = 91 KPa.

46



MENCION GEOTECNIA

RECOMENDACIONES.

1. Continuar la evaluación de la preconsolidación de los suelos realizando ensayos

edométricos a presiones mayores de 3200 kPa para definir adecuadamente la parte

virgen de la curva de consolidación.

2. Realizar ensayos según las normas ASTM D2325 y D5298 para determinar la

succión de estos suelos y su variación con la humedad (curva característica) y

generalizar su estudio como suelo no saturado.

47



MENCION GEOTECNIA

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

1. Albear F. et al. Levantamiento geológico de las Provincias Habaneras escala

1:250000, 1977.

2. Andrade Henríquez, J. D. Otros Datos a favor del origen eluvial de las arcillas rojas

en Cuba occidental, Revista Ciencias de la Tierra y el Espacio No 1/2000.

3. Apolonia Gasparre, Department of Civil and Environmental Engineering Imperial

College London Thesis submitted to University of London in partial fulfillment for the

degree of Doctor of Philosophy and for the Diploma of Imperial College London

(Julio de 2005).

4. Bowles, J. E., Physical and Geotechnical Properties of Soils. McGraw-Hill Book

Company. 1978.

5. Fonseca. Glez. W. - González L. R. – Padrón G. J .C. Caracterización Geotécnica

de las Formaciones Guevara y Villarroja. Fórum de Ciencia y Técnica. ENIA Ciudad

Habana, 1993.

6. Gaucheu, T. Informe Ingeniero – Geológico Instituto de Riego y Drenaje, 1981.

7. González Ramos, E. Caracterización Geotécnica del subsuelo en la zona del

nuevo Hospital de la Santa Creu i Sant Pau. Tesina Final de Carrera - Ingeniería de

Caminos, Canales y Puertos

(2005).www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-1222103-092523

(16/09/07).

8. Kartashov,I.P. Mayo,N.A. Cherniajovski,A.G. Peñalver, L.L. Descripción de algunas

formaciones geológicas del Sistema Cuaternario de Cuba, reconocidas

recientemente. Instituto de Geología y Paleontología. Academia de Ciencias de

Cuba. La Habana, Ser. Geol, 26: 1-6. 1976.

9. Leandro. L. P, Delgado. R, Rodríguez. L .Oponencia etapa ii proyecto-258 “Informe

correspondiente a la etapa ii del proyecto del mapa digital de los depósitos

cuaternarios del archipiélago cubano a escala 1: 250 000” .

48



MENCION GEOTECNIA

10. León González, M. Tratamiento estadístico de las propiedades físico - mecánicas

de los suelos. Revista de Ciencia y Técnica Ingeniería Estructural. Instituto

Superior Politecnico José Antonio Echeverría, 1978 La Habana Cuba.

11. Medina, N. Informe Ingeniero – Geológico Comunidad Cantón. Melena del Sur.

Provincia Habana. Archivo ENIA Habana, 1992.

12. Norma Cubana, NC 59. 2000. Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos.

13. Padrón, J. C. Informe Ingeniero – Geológico Comunidad de Viviendas Calderón,

1992.

14. Piotrowska et al. Levantamiento Geológico de la Provincia Matanzas escala 1.

250000, Academia de ciencias 1981.

15. Sower, G.B. – Sower G.F. Introducción a la Mecánica de Suelos y Cimentaciones

Instituto Cubano del Libro, 1976.

16. Serie Geológica No 26 Descripción de Algunas Formaciones Geológicas del

sistema Cuaternario de Cuba, reconocido recientemente, La Habana 1976.

17. de la Torre, Tomás de la. Informe Ingeniero – Geológico CENSA. San José de las

Lajas. Provincia Habana. Archivo ENIA Habana, 1971.

18. Ventayol, A - Palau, J. - Roca, A. en “El Contexto Geotécnico de la Ciudad de

Barcelona”. Ingeniería del Terreno. IngeoTer 1. U.D. Proyectos E.T.S.I. Minas.

U.P.M. Madrid,2002. www.boschiventayol.com/pdf (14/09/07).

19. Wilson, E. Informe Ingeniero – Geológico Escuela Secundaria Básica Urbana 600.

Güines. Provincia Habana. Archivo ENIA Habana, 1977

49



MENCION GEOTECNIA

BIBLIOGRAFÍA.

1. Abalo Macias, Miguel; et al. Aplicación de la Mecánica teórica del suelo.

Universidad de la Habana, La Habana 1968.

2. Acosta, Josefina. Informe Ingeniero Geológico Hotel Artemisa. ENIA, 1976.

3. Álcela, Alberto. Geotecnia para Ingenieros Civiles y Arquitectos.

http://hdl.handle.net/2099.1/3337 (15/09/07).

4. Álvarez Ávila, Eduardo G., Estudio de agrietamiento y retracción de las arcillas,

aplicación a las arcillas de Bogotá, Tesis doctoral (Noviembre 2004).

5. Armas Novoa, R. y Horta Mestas, E. Presas de Tierra. Editorial ISPJAE. Cuba,

1987.

6. ARONOFF, S. Geographic Information Systems: A management perspective.

Ottawa: WDL Publications. 1989.

7. ASTINI, R. Facies rojas con influencia de mareas y exposición subaérea en...

www.sedimentologia.org.ar/ras/VII%20RAS. (14/09/07)

8. Barrera Bucio, Mauricio. Estudio experimental del comportamiento hidromecánico

de suelos colapsables. Publicación Técnica No 266 Sanfandía, Querétaro, México,

2004.

9. Bermúdez, H. A.; Allison, R. V. Los suelos de Cuba. La Habana Instituto Cubano

del Libro, 375 pp. 1928, reedición 1972.

10. Bermúdez, Pedro J. Las Formaciones Geológicas de Cuba. La Habana Instituto

50



MENCION GEOTECNIA

11. Cubano de Recursos Minerales, 177 pp, 1 mapa. 1963.

12. BLIGHT, G.E. “Flow of Air Through Soils” en Journal of the Soil Mechanics and

Foundations Divisions, Proceedings of the American Society of Civil Engineers,

Vol. 97, SM4. pp. 607-624. 1967.

13. Bochs Montoro, M.A. Camacho, E. García-Navarro y F.M. Alonso-Chaves

Departamento de Geodinámico y Paleontología. Geogaceta, 39, “Características

geotécnicas de los suelos en la ciudad de Huelva: Parámetros de identificación y

ensayos de consolidación”. 2006.

14. Bolaños, Elsa. Informe Ingeniero Geológico Puente Bejucal. ENIA, 1983.

15. BOLZON, G.; SCHREFLER, A. y ZIENCKIEWICZ, C. “Elastoplastic soil constitutive laws

generalized to partially saturated states” en Geotechnique, Vol. 46. pp. 279-289.

1996.

16. Braja, M. Das. Principios de Ingeniería de Cimentaciones. Internacional Thomson

Editores, Mexico. 2001.

17. Briel, Juana R. Informe Ingeniero Geológico Laguna de oxidación Wagenes. ENIA,

1992.

18. de la Torre, Tomás. Plan de clases de Mecánica de suelos 1, Capitulo 2,3 y 5.

Facultad de construcciones, ISPJAE, 1967.

19. Delgado Martínez, Domingo. Arcillas expansivas. Tesis de Doctorado, Universidad

Central de Villaclara. 2005.

20. DELGADO VARGAS, M. Ingeniería de cimentaciones. Fundamentos e introducción al

análisis geotécnico. Colombia: Editorial Es. Colombiana. 2da edición. 541 p. 1999.

21. Díaz, Jesús. Informe Ingeniero Geológico Plan de Viviendas Guira de Melena.

51



MENCION GEOTECNIA

22. Feitosa da Luz, Katharina, 2000, U.F.do Rio Grande, Brasil, SI, bivalvos ... Arcillas rojas, fangos calcáreos y fangos silíceos.

...www.ege.fcen.uba.ar/programas/posgrado/Plancton_bentos_marino.doc (15/9/07).

23. González Fonseca, Wilfredo; González López, Ramiro; Padrón Julio Cesar,

Caracterización Geotécnica de las Formaciones Guevara y Villarroja. ENIA, 1999.

24. García, Maritza. Informe Ingeniero Geológico Planta de Bioplaguicidas Labiofam.

ENIA, 2002.

25. Geotecnia. Clasificación geotécnica de los suelos NC 59. 2000.

26. GOLDCHTEIN, M.N. Propiedades mecánicas de los suelos. Moscú: Stroizdat. 375 p.

1973.

27. González de Vallejo, L.I.; Ferrer, M., Ortuño; L., Oteo, C. Ingeniería Geológica.

Pearson Education, Madrid, 715 p. 2002.

28. González López, Ramiro. Informe Ingeniero Geológico Tanque Comunidad Santa

Clara. ENIA, 1991.

29. González López, Ramiro. Informe Ingeniero Geológico Comunidad La Coubre.

ENIA, 1991.

30. González López, Ramiro. Informe Ingeniero Geológico Laguna de Oxidación

Marqueti. ENIA, 1993.

31. González López, Ramiro. Informe Ingeniero Geológico Tanque elevado Wagenes.

ENIA, 1993.

52



MENCION GEOTECNIA

32. González López, Ramiro; Medina, Ninoska. Informe Ingeniero Geológico Laguna

33. de Oxidación Aranguito. ENIA, 1993.

34. González Ramos, Encarnación. “Caracterización Geotécnica del subsuelo en la

zona del nuevo Hospital de la Santa Creu i sant pau “Tesina Final de Carrera -

Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos (2005). www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-1222103-092523 (16/09/07).

35. Gorshkov, G. ; A. Yukushova. Geología General, Editorial Mir, Moscú, 1970.

36. GRIM, R.E. “Physico-Chemical Properties of Soils: Clay Minerals” en Journal of the

Soil Mechanics and Foundations Division, A.S.C.E., Vol. 85, No SM2. pp. 1- 17.

1959.

37. Hernández, Bianca; Formación Villarroja, Análisis y Clasificación geotécnica de la

formación Villa Roja. Tesis de Maestría en preparación. ISPJAE, 2010.

38. Hernández, Hector. Informe Ingeniero Geológico Policlínico 3000 habitantes. ENIA,

1989.

39. Iñiguez, Adrián M. La influencia de la composición mineralógica de las arcillas en

las propiedades físicas de los suelos. Instituto Cubano de Recursos Minerales, La

Habana 1975.

40. Iturralde-Vinent, M. A. y otros. Contribución a la Geología de la provincia de La

Habana y Ciudad de la Habana. Editorial Científico Técnica. Cuba. 1982.

41. Jiménez Salas, J.A y J.L de Justo Aplanes. Geotecnia y Cimientos Mecánica de

Suelos y Roca. España, 1976.

53



MENCION GEOTECNIA

42. JIMÉNEZ SALAS, J.A.; JUSTO ALPAÑÉS, J.L. y SERRANO, A.A. Geotecnia y cimientos II.

43. Mecánica del suelo y de las rocas. Madrid: Editorial Rueda. 1188 p. 1980.

44. Juarez Badillo, E.; Rico Rodríguez, A. Mecánica de suelos Tomo I, II, III, Editorial

Limusa. México. 1975.

45. Kezdi, A. Handbook of Soil Mechanics. Soil Physics. Akadémiai Kiadó. Budapest.

1974.

46. KUMBEIN – GRAYBILL .Introduction to Statistical Model in Geology Editorial Mc

Graw – Hill. 1965.

47. LAMBE, T.W. y WHITMAN, R. V. Mecánica de suelos. México: Editorial Limusa. 2da

edición. 582 p. 1999.

48. López Jimeno, Carlos. Ingeniería del Terreno. Edición Enero/2000

http://wwwgeotecnia2000.com/public/publicfrm.htm.(16/09/07)

49. Medina, Ninoska. Informe Ingeniero Geológico Comunidad Cantón. ENIA, 1992.

50. MITCHELL, J.K. Fundamentals of Soil Behaviour. University of California, Berkeley.

2da edición. 436 p. 1993.

51. Morales, Domingo. Informe Ingeniero Geológico Taller Hidroeconomía. ENIA,

1983.

52. Morráz, H.J. Mineralogía de arcillas de los suelos de islas del Paraná medio.

www.sedimentologia.org.ar/ras/VII%20RAS. (14/09/07)

53. Mustelier, Marta. Informe Ingeniero Geológico Laguna La Esperanza. ENIA, 1992.

54. Mustelier, Marta. Informe Ingeniero Geológico Laguna Majagual. ENIA, 1992.

54



MENCION GEOTECNIA

55. Mustelier, Marta. Informe Ingeniero Geológico Laguna Naranjal. ENIA, 1992.

56. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad Agrícola Barnet.

ENIA, 1991.

57. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad Fructuoso

Rodríguez. ENIA, 1991.

58. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad La Julia. ENIA,

1991.

59. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Laguna Plaza. ENIA, 1991.

60. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Tanque elevado Santa Rita.

ENIA, 1991.

61. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad Calderón. ENIA,

1992.

62. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad La Esperanza.

ENIA, 1992.

63. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Comunidad Novedades. ENIA,

1992.

64. Padrón, Julio Cesar. Informe Ingeniero Geológico Tanque Fructuoso Rodríguez.

ENIA, 1992.

65. Palau A. J, Y Roca, A.: en “El Contexto Geotécnico de la Ciudad de Barcelona”.

Ingeniería del Terreno. IngeoTer 1. U.D. Proyectos. E.T.S.I. Minas. U.P.M. Madrid.

2002.

55



MENCION GEOTECNIA

66. Peñalver et al. Informe final del Proyecto Cambios Climáticos en Cuba durante el

Cuaternario. 2001.

67. Pintado, Llurba, Xavier, Caracterización del comportamiento termo-hidro-Mecánico

de arcillas expansivas...Organización: UPC TDX-0228103-101013,

www.tesisenxarxa.net/TDX-0228103-101013/

68. QUEVEDO, G.; LIMA, R. y MAURY, C. “Métodos para el cálculo de la tensión de

preconsolidación en los suelos” en Ingeniería Estructural (septiembre-diciembre).

pp 302-308. 1982.

69. Ralph, E. Clay Mineralogy. Editorial Mc Hill.

70. Rojas Fonquinos, Juan J. Arcillas y Lutitas expansivas del norte y nororiente

Peruano. www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/a_4s (14/9/07).

71. Román Valdez, Mario. Informe Ingeniero Geológico Comunidad las Flores. ENIA,

1992.

72. SÁEZ AUÑÓN, J. “Factores físico químicos mineralógicos que intervienen en el

hinchamiento de las arcillas” en Ingeniería Civil, Madrid, Vol. 78 (enero-febrero-

marzo). pp. 73-83. 1991.

73. Sánchez Barbery, Ramón; et al. Mecánica de suelos. Editorial Pueblo y Educación,

Ciudad de la Habana 1982.

74. Sánchez, Leonardo. Informe Ingeniero Geológico Comunidad el Guayabo. ENIA,

1992.

75. Serie Geológica No 26 Descripción de Algunas Formaciones Geológicas del

sistema Cuaternario de Cuba, reconocido recientemente, La Habana 1976.

56



MENCION GEOTECNIA


57

76. SOETERS, R. “Clays Properties and Behaviour” en Principles of Engineering

Geology (conferencias sobre Ingeniería Geológica), Holland. pp. 22-31 y 146-153.

1995.

77. SOWER, B. G., and SOWER, B. F. Introductory Soil Mechanics and Foundations,

Macmillan, Nueva Cork. 1951.

78. SWAN, C. C. 2002. “Foundations on Difficult Soils” en Internet

http://css.engineering.uiowa.edu/~swan/courses /53139/difficult.pdf (12/08/07).

79. Terzaghi y Peck. Mecánica de suelos en la ingeniería práctica. Editorial el Ateneo,

1968.

80. Tornero Trigueros, Emilio. Las arcillas rojas de Morella, estudio de las

características geotécnicas e hidrogeológicas. www.upct.es/dimgc/documentos/ (15/9/07).

81. Varela 1999, Título del artículo:Arcillas caoliniticas en el departamento de Cauca www.ifeanet.org/biblioteca/fiche.php?codigo=REV00009590 ( 14/09/07)

82. Ventayol, A.; Palau, J. Y Roca, A. (2002): en “El Contexto Geotécnico de la

Ciudad de Barcelona”. Ingeniería del Terreno. IngeoTer 1. U.D. Proyectos. E.T.S.I.

Minas. U.P.M. Madrid. www.boschiventayol.com/pdf (14/09/07).

83. Vitier, Víctor. Informe Ingeniero Geológico Paso Superior Est. 722 + 80. ENIA,

1981.

84. Wilson, Edilberto. Informe Ingeniero Geológico Esbur 600. ENIA, 1977.

85. ZEPEDA GARRIDO, J. A. “Expansión y compresibilidad de arcillas parcialmente

saturadas” en Alternativas Tecnológicas 29, Academia Mexicana de Ingeniería,

Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, México, pp. 39-84. 1989.

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MENCION GEOTECNIA

Análisis y Clasificación Geotécnica de la Formación Villarroja 60

Anexo 2. Carta de plasticidad para clasificar suelos de grano fino según NC 59:

2000 Geotecnia Clasificación geotécnica de los suelos (12).


MENCION GEOTECNIA


Anexo 3. Tabla Criterios de Clasificación. 59: 2000 Geotecnia Clasificación geotécnica

de los suelos (12).


MENCION GEOTECNIA


Anexo 4. Tabla Criterios para describir la consistencia de los suelos arcillosos. 59: 2000

Geotecnia Clasificación geotécnica de los suelos(12)..

INDICE

AGRADECIMIENTOS: ................................................................................. 0

INTRODUCCIÓN:.......................................................................................... 1

CAPITULO I. ESTADO DEL ARTE............................................................. 5

1.1 Diferentes métodos de valoración geotécnica de los

suelos arcillosos. ....................................................................................5

1.2 Estudio de las características geológicas,

estructurales, mineralógicas, litológicas y físicas de la

formación Villarroja.............................................................................10

1.3. Características geológicas, estructurales,

mineralógicas, litológicas y físicas de la formación

Villarroja. .............................................................................................12

1.4 Estado del conocimiento sobre las características

geotécnicas de los suelos de la formación Villarroja...........................17

1.5 Sobre la evaluación estadística de los datos. .................................20

CAPITULO II ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS

PARÁMETROS FÍSICOS. ........................................................................... 23

Introducción..........................................................................................23

2.1. Estadística de los parámetros Físicos por obras. .........................25

2.2 Evaluación de las propiedades físicas generales. ..........................31

2.3 Características a partir de los Límites de

consistencia. .........................................................................................38

CAPITULO III CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LAS

ARCILLAS DE LA FORMACION VILLARROJA……………. ............... 40

3.1. Análisis del Ensayo Edométrico. ...................................................40

3.2. Análisis del Ensayo Triaxial Rápido (UU)....................................42

3.3. Análisis del Ensayo Cortante Directo. ..........................................43

CONCLUSIONES......................................................................................... 45

RECOMENDACIONES. .............................................................................. 47

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS......................................................... 48

Anexos…………………….. ......................................................................... 58

Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría CUJAE · A mi familia y amigos les debo...

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