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1.GENERALIDADES
El estudio de CBR e identifcar el tipo de suelo en el área de
inuencia del proyecto "Mejoramiento Vial de la Avenida
Los Cipreces Ane!o de Villa #lo Distrito de Mata$#lo
%rovincia de Concepci&n '#n(n" es parte del presente
estudio.
1.1 Introd#cci&n
Los trabajos de mecánica de suelos se han desarrollado con lafnalidad de investigar las características del suelo ue permitan
establecer los criterios de dise!o de la vía" los trabajos se
desarrollaron en tres etapas# inicialmente los trabajos
correspondientes al relevamiento de in$ormaci%n" ejecutados
directamente en el campo# posteriormente los trabajos ue
eval&an las características de los materiales involucrados en el
proyecto# y fnalmente el procesamiento de toda la in$ormaci%nrecopilada ue permita establecer los parámetros de dise!o los
trabajos de campo se orientaron a e'plorar la superfcie de
rodadura y el sub suelo (sub rasante)" mediante la ejecuci%n de
calicatas distribuida en el área en estudio. *e tomaron muestras
disturbadas de cada una de las e'ploraciones ejecutadas" las
mismas ue $ueron remitidas al laboratorio especiali+ado.
Los trabajos en el laboratorio se han orientado a determinar las
características $ísicas y mecánicas de los suelos obtenidos del
muestreo" las ue sirvieron de base para determinar las
características de dise!o.
1.) *+jetivo
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El ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (es$uer+o
cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad
controlada" la ,*- denomina a este ensayo" simplemente
como /Relaci%n de *oporte0 y esta normado con el n&mero
,*- 1 2334564.
*e aplica para evaluaci%n de la calidad relativa de suelos de
subrasante" algunos materiales de sub5bases y bases
granulares" ue contengas solamente una peue!a cantidad de
material ue pasa por el tami+ de 78mm. 9 ue es retenido en
el tami+ :8m. *e recomienda ue la $racci%n no e'ceda del :8
;.
Este ensayo puede reali+arse tanto en laboratorio como en
terreno" aunue este <imo no es muy practicado.
1., Datos -enerales
El proyecto se encuentra ubicado en<
,ne'o< =illa -ulo
1istrito< atahulo
>rovincia< Concepci%n
Regi%n< ?unín
1. Descripci&n de los S#elos Encontrados
*eg&n los estudios y ensayos reali+ados se encontraron suelos
del tipo<
1e C52 con coordenadas @3A3268.73 EA::.3 se
encontraron suelos del tipo ,rena limosa con grava de
plasticidad baja" cementaci%n $uerte" consistencia frme"
color marr%n claro" presencia de raíces" Con 22.6; de
fnos" @o presenta límites de consistencia. @o se encontr%
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la presencia de capa $reática hasta la pro$undidad de
e'cavaci%n. 1e C5: con coordenadas @3A32A6.4 EA:4A4.364 se
encontraron suelos del tipo ,rena arcillosa con grava"
cementaci%n $uerte" consistencia frme color amarillento a
marr%n claro" presencia de raíces esporádicas. @o se
encontr% la presencia de capa $reática hasta la
pro$undidad de e'cavaci%n. 1e C54 con coordenadas @3A32A.22 EA::A.83: se
encontraron suelos del tipo ,rena limosa con grava de
plasticidad baja" cementaci%n $uerte" consistencia frme"
color marr%n claro" presencia de raíces" Con 24.; defnos. @o se encontr% la presencia de capa $reática hasta
la pro$undidad de e'cavaci%n. 1e C5 con coordenadas @3A32A82.72 EA:26A.386 se
encontraron suelos del tipo ,rena limo5arcillosa con grava
de plasticidad baja" cementaci%n $uerte" consistencia
frme" color marr%n claro" presencia de raíces" Con :4.2;
de fnos. @o se encontr% la presencia de capa $reática
hasta la pro$undidad de e'cavaci%n. 1e C57 con coordenadas @3A32766. EA:86.636 se
encontraron suelos del tipo ,rena arcillosa con grava"
cementaci%n $uerte" consistencia frme color amarillento a
marr%n claro" presencia de raíces esporádicas" Con 4:.A;
de fnos. @o se encontr% la presencia de capa $reática
hasta la pro$undidad de e'cavaci%n.
1e C5A con coordenadas @3A3278:.2 EA24.33A seencontraron suelos del tipo Drava limosa con arena"
cementaci%n dbil" consistencia frme" color marr%n claro
a grisáceo" gravas subangulosas. @o se encontr% la
presencia de capa $reática hasta la pro$undidad de
e'cavaci%n.
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1./ Condici&n Estr#ct#ra de la S#per0cie de Rodad#ra
La vía en la actualidad se encuentra bajo las siguientes
condiciones<
La actual vía se encuentra deteriorado" siendo su superfcie de
rodadura de terreno mejorado con material granular" en pocas
de lluvia (meses de 1iciembre a mar+o) se generan baches ue
ocasionan problemas con el tráfco. ,ctualmente esta vía es de
&nico ingreso para el ,ne'o de =illa -ulo.
).ESDI* GE*2CNIC*
).1 ra+ajos de Campo
Con la fnalidad de identifcar y reali+ar la evaluaci%n geotcnica
del suelo de la sub rasante e'istente a lo largo del tra+o" se
llev% a cabo un programa de e'ploraci%n de campo" e'cavaci%n
de calicata y recolecci%n de muestra para ser ensayadas en el
laboratorio. En total se e'cavaron A po+os /a cielo abierto0" los
ue se denominan.
C,LFC,-, C52 C,LFC,-, C5: C,LFC,-, C54 C,LFC,-, C5 C,LFC,-, C57 C,LFC,-, C5A
Estando ubicados con coordenadas cartesianas" la pro$undidad
alcan+ada en las per$oraciones mencionadas es de 2.38 m. por
debajo de la sub rasante proyectada y ubicadas en $orma
alternada (derecha e i+uierda) de la vía en estudio.
En cada calicata se registr% el perfl estratigráfco del suelo de
la sub rasante" clasifcando visualmente los materiales
mediante el procedimiento de campo establecido >or el *istema
Gnifcado de *uelos (*.G.C.*.). Cuando se detect% la presencia
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de cabios de las características de los materiales encontrados
en la e'cavaci%n" se tom% una muestra representativa para la
evaluaci%n e identifcaci%n correspondiente.
1e cada estrato de suelo identifcado" se tomaron muestras
representativas" las ue convenientemente identifcadas" $ueron
empauetadas en bolsas de polietileno y trasladadas al
laboratorio para e$ectuar ensayos de sus características $ísicas
y mecánicas.
*obre la base de la clasifcaci%n visual de los suelos" se elabora
un perfl estratigráfco preliminar del tramo el cual permiti%
determinar secciones de características similares" escogindose
puntos representativos generales y específcos" los generales
para determinar las características de los suelos predominantes
y similares en las calicatas escogidas" y los específcos para
determinar las características mecánicas de los suelos de sub
rasante" las calicatas se reali+aron manualmente con pala y pico
a un costado de la vía en estudio" no ha sido necesario reali+ar
prospecciones a menor distancia dado ue las características
del terreno han permanecidos homogneas.
*e e'trajeron muestras de cada estrato de las calicatas para su
evaluaci%n en laboratorio. Con los resultados obtenidos delos
análisis en laboratorio" se determin% el perfl estratigráfco de la
carretera el cual describe la ubicaci%n de las calicatas
e$ectuadas así como la descripci%n del material encontrado en
cada una de ellas.
).) Ensa3os de La+oratorio
*e reali+an los ensayos por cada variaci%n estratigráfca en
base a los trminos de re$erencia y en con$ormidad con las
especifcaciones dadas en el reglamento ED5:888. Los abajosde laboratorio permitieron avalar las propiedades de los suelos
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mediante ensayos $ísicos y mecánicos de las muestras
disturbadas de suelo" provenientes de cada una de las
e'ploraciones. Las muestras se anali+aron en el laboratorio
D*CED S.A.C bajo la supervisi%n del Fngeniero Especialista de
*uelos y pavimentos" y de tcnicos de laboratorio" cuyos
resultados se presentas en el ane'o.
)., Ensa3os de Mec4nica de S#elos
En el siguiente cuadro se muestran los di$erentes ensayos
reali+ados" describiendo el prop%sito de cada uno.
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). %ropiedades 5(sicas
En cuanto a los ensayos considerados" se puede reali+ar una
breve e'plicaci%n de los ensayos y los objetivos $ísicos
corresponden a auellos ue determinan las propiedades
índices de los suelos y ue permiten su clasifcaci%n.
)..1An4lisis Gran#lom6trico %or ami7ado
La granulometría de la distribuci%n de las partículas de un suelo
de acuerdo a su tama!o" ue se determina mediante el
tami+ado o paso del agregado por mallas de distintos diámetros
hasta el tami+ @H :88 (de diámetro 8.86 milímetros)"
considerándose el material ue pasa dicha malla en $orma
global. >ara conocer su distribuci%n granulomtrica por debajo
de ese tami+ se hace el ensayo de sedimentaci%n. El análisis
granulomtrico deriva de una curva granulomtrica" donde se
plotea el diámetro del tami+ versus porcentaje acumulado ue
pasa o ue retiene el mismo" de acuerdo al uso ue se uiera
dar al agregado.
)..1.1 *8'EIV*S DEL E9%ERIMEN*:
I La determinaci%n cuantitativa de la distribuci%n de
tama!os de partículas de suelo. 1e nuestras A calicatas
I describir el mtodo para determinar los porcentajes de
suelo ue pasan por los distintos tamices de la serie
empleada en el ensayo" hasta el de 6 mm (@H :88).
)..1.) MAERIALES:
I aterial e'traído de las seis calicatas
I Balan+a electr%nica 8.2 gr.
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I Espátulas
I ?uego de -amices seg&n ,*- E522.
I Recipientes
)..1., %R*CEDIMIEN*:
I Reali+a el procedimiento del mtodo del cuarteo para
obtener la muestra representativa
I Reali+ar el tami+ado por las mallas estandari+adas para su
posterior gráfca.
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)..1. C;LCL*S < RESLAD*S:
CALICAA = 1
8.828.282.8828.88288.88
8.8
:8.8
8.8
A8.8
38.8
288.8
CGR=, DR,@GLJE-RFC,
,bertura en (mm)
; ,cumulado ue pasa
CALICAA = )
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8.828.282.8828.88288.88
CGR=, DR,@GLJE-RFC,
,bertura en (mm)
; ,cumulado ue pasa
CALICAA = ,
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CALICAA =
CALICAA > /
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CALICAA = ?
)..)Limite L(@#ido 3 limite %l4stico
*e conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este
de ser moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla ue
contiene el material ue pasa la malla @H :88" porue es este
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material el ue act&a como ligante. Gn material" de acuerdo al
contenido de humedad ue tenga" pasa por tres estados
defnidos< líuidos" plásticos y secos. Cuando el agregado tiene
determinado contenido de humedad en la cual se encuentra
h&medo de modo ue no puede ser moldeable" se dice ue
está en estado semilíuido. Con$orme se le va uitando agua"
llega un momento en el ue el suelo" sin dejar de estar h&medo"
comien+a a aduirir una consistencia ue permite moldearlo o
hacerle trabajable" entonces se dice ue está en estado
plástico" al seguir uitando agua" llega un momento en el ue el
material pierde su trabajabilidad y se cuartea al tratar de
moldearlo" entonces se dice ue está en estado semi seco. El
contenido de humedad es el ue pasa del estado semilíuido al
plástico es el límite líuido (,*- 15423)" y el contenido de
humedad en el ue pasa del estado plástico al semi seco es el
límite plástico (,*- 15423).
)..).1 *8'EIV*S DEL E9%ERIMEN*:
I 1eterminar el límite líuido del suelo
I 1eterminar el límite plástico del suelo
I 1eterminar el índice plástico del suelo
)..).) LIMIE LBID*
El Límite Líuido es el contenido de humedad" a los :7 golpes
cuando la ranura se cierra 28mm.
)..).).1 MAERIALES:
I ortero de porcelana o de madera con pist%n revestidocon goma" de medidas corrientes.
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I -ami+ FR, de :8 micrones(@H 8).
I Espátula de acero e'ible con hoja de 67 a 38 mm de
largo y :8 mm de ancho" con mango de madera
• Copa Casagrande
I ,canalador de bronce o de acero ino'idable
I >esa fltros de vidrio o de aluminio de 8mm de diámetro
y de 48 mm de altura apro'imadamente.
)..).).) %R*CEDIMIEN*:
I >rimero secamos el suelo al aire y hacer pasar por la
malla @H 8.
I El material retenido se coloca en el mortero y se
desmenu+a con el pis%n revestido de goma para
deshacer los grumos de suelos.
I La copa Casagrande debe estar calibrada" los tornillos
ue conectan la cápsula al bra+o estn apretados y uela superfcie de la cápsula no presente e'cesivo
desgaste.
I -omar 78 o A8 gr del material obtenido de acuerdo al
punto />reparaci%n de la muestra0 y se coloca en una
cápsula especifcada.
I *e humedece con agua destilada o potable de buena
calidad" dejándose reposar 2 hora.
I Cuando la pasta aduiera la consistencia tal ue" al ser
dividida en dos porciones" stas comiencen a uir
cuando se golpea la cápsula contra la palma de la mano"
trans$erimos una porci%n de la misma a la cápsula de
bronce del aparato" amaso bien y distribuimos con un
espesor en el centro sea 2 cm.
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I Con el acanalador hacemos una muesca en $orma ue
uede limpio el $ondo de la cápsula.
I ,ccionamos la manivela : vueltas por segundo" y
contamos el n&mero de golpes necesarios para ue se
cierren los bordes in$eriores.
I >rocedemos a retirar una porci%n de la pasta de 28 gr de
la parte donde se produce la uni%n. >esamos y anotamos
el n&mero de identifcaci%n y el n&mero de golpes
reueridos para lograr la uni%n de la pasta.
I Repetimos esta operaci%n dos veces más con contenidoscrecientes de agua" reali+amos golpes mayores y
menores a :7.
)..)., LIMIE %LASIC*
El Límite >lástico" es el contenido de humedad" con el cual un
suelo al ser enrollado en rollitos de 4 mm de diámetro sedesmorona o presenta rajaduras.
)..).,.1 MAERIALES:
I ortero de porcelana o de madera con pis%n.
I Cápsula de porcelana
I Espátula de acero e'ible
I =idrio plano de 48cm ' 48 cm
I -ro+os de alambre galvani+ado
I >esa fltros de vidrio
I >robetas de vidrio
I Balan+a
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I Korno
)..).,.) %R*CEDIMIEN*:
I >rimero secamos el suelo al aire y hacer pasar por la
malla @H 8.
I -omamos 278 o :88 gr del material
I Kumedecemos con agua destilada dejándolo reposar por
una hora
I Continuamos agregando agua en peue!as cantidades ymesclando con la espátula obteniendo una distribuci%n
homognea.
I Reali+amos barritas cilíndricas hasta alcan+ar los 4mm
hasta lograr la uni$ormidad.
I >esamos las barritas cilíndricas en los pesa fltros
llevamos a la estu$a hasta lograr el peso constante a
temperaturas 287HC y 228HC.
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)..). C;LCL*S < RESLAD*S
CALICAA > 1
10.0 100.0
26.0
27.0
28.0
29.0
30.0
31.0
32.0
33.0
34.0CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
CALICAA > )
10.0 100.0
28.0
29.0
30.0
31.0
32.0
33.0
34.0
3*.0
CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
CALICAA > ,
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10.0 100.0
18.0
19.020.0
21.0
22.0
23.0
24.0
2*.0
CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
CALICAA >
10.0 100.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
CALICAA > /
1.0 10.0 100.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
34.0
36.0
38.0
40.0CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
CALICAA > ?
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10.0 100.0
29.0
31.0
33.0
3*.0
37.0
39.0
CURVA DE FLUIDEZ
N° de golpes
Co!e"do de #$%ed&d '()
)..,Contenido de #medad Nat#ral
El contenido de humedad de una muestra indica la cantidad de
agua ue esta contiene" e'presándola como un porcentaje del
peso de agua entre el peso de material seco. En cierto modo
este valor es relativo" porue depende de las condiciones
atmos$ricas ue pueden ser variables.
Entonces lo conveniente es reali+ar este ensayo" para evitar
distorsiones al momento de los cálculos.
)..Clasi0caci&n de S#elos M6todo SCS 3 AAS*
Los di$erentes tipos de suelos son defnidos por el tama!o de laspartículas. *on $recuentemente encontrados en combinaci%n de
dos o más tipos de suelos di$erentes" como por ejemplo< arenas"
gravas" limos" arcillas y limo arcilloso" etc. La determinaci%n del
rango de tama!o de las partículas (gradaci%n) es seg&n la
estabilidad del tipo de ensayo para la determinaci%n de los
límites de consistencia. Gno de los más usuales sistemas de
clasifcaci%n de suelos es el *istema Gnifcado de Clasifcaci%n
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de *uelos (*GC*)" el cual clasifca al suelo en 27 grupos
identifcados por nombre y por trminos simb%licos.
El sistema de clasifcaci%n para Construcci%n de Carreteras
,,*K-J" es tambin usado de manera general. Los suelos
pueden ser tambin clasifcados en grandes grupos" pueden ser
porosos" de grano grueso o grano fno" granular o no granular y
cohesivos y no cohesivos.
-eniendo en cuenta los resultados obtenidos de la clasifcaci%n
*GC* y ,,*K-J" asocia la ubicaci%n" la pro$undidad" las
humedades por estrato y la humedad representativa para la
calicata evaluada.
CADR* DE RESMEN DE SCS < AAS*
)./ %ropiedades Mec4nicas
Los ensayos para defnir las propiedades mecánicas" permiten
determinar la resistencia de los suelos o comportamiento $rente
a las solicitaciones.
)./.1Ensa3o de pr&ctor Modi0cado
El ensayo de pr%ctor se e$ect&a para determinar un %ptimo
contenido de humedad" para la cual se consigue la má'ima
densidad seca del suelo con una compactaci%n determinada.
Este ensayo se debe reali+ar antes de usar el agregado sobre el
terreno" para así saber u cantidad de agua se debe agregar
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para obtener la mejor compactaci%n. Con este procedimiento de
compactaci%n se estudia la inuencia ue ejerce en el proceso
el contenido inicial de agua en el suelo" encontrando ue tal
valor es de $undamental importancia en la compactaci%n
lograda. En e$ecto" se observa ue a contenidos de humedad
creciente" a partir de valores bajos" se obtienes más altos
específcos secos y por lo tanto mejores compactaciones del
suelo" pero ue esta tendencia no se mantiene indefnidamente"
sino ue al pasar la humedad de un cierto valor" los pesos
específcos secos obtenidos disminuían resultando" peores
compactaciones en la muestra. Es decir" para un suelo dado y
empleando el procedimiento descrito" e'iste una humedad
inicial" /optima0" ue produce el má'imo peso específco seco
ue puede lograrse con este procedimiento de compactaci%n.
Lo anterior puede e'plicarse" en trminos generales" teniendo
en cuenta ue" a bajos contenidos de agua" en los suelos fnos"
del tipo de los suelos arcillosos" el agua está en $orma capilar
produciendo compresiones entre las partículas constituyentes
del suelo lo cual tiende a $ormar grumos di$ícilmente
desintegrarles ue difcultan la compactaci%n.
El aumento en contenido de agua disminuye esa tensi%n capilar
en el agua haciendo ue una misma energía de compactaci%n
produ+ca mejores resultados. >ero" si el contenido de agua es
tal ue haya e'ceso de agua libre" el grado de llenar casi los
vacíos del suelo" esta impide una buena compactaci%n" puestoue no puede despla+arse instantáneamente bajo los impuestos
del pis%n.