12-1 CAPÍTULO 12 GEOTECNIA 12.1. ROCAS 12.1.a

CAPÍTULO 12
GEOTECNIA
12.1. ROCAS
12.1.a. CLASIFICACIÓN
TABLA 12.1. CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
ÁCIDAS
DE GRANO GRUESO
DE GRANO FINO
BÁSICAS
DE GRANO GRUESO
DE GRANO FINO
NO GRANULARES
ÍGNEAS
SEDIMENTARIAS
METAMÓRFICAS
DE GRANO GRUESO
DE GRANO FINO
NO GRANULARES
CRISTALINAS
DE GRANO GRUESO
DE GRANO FINO
NO GRANULARES
-Granito-Diorita
-Andesita-Riolita
-Gabro
-Basalto
-Pedernal-Obsidiana
-Conglomerado-Brecha
-Pudinga
-Arenisca-Ortocuarcita-Arcosa-Grauvaca
-Limolita-Arcillita
-Caliza-Dolomita
-Yeso-Anhidrita
-Gneis
-Pizarra-Esquisto
-Cuarcita-Mármol
12.1.b. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS
TABLA 12.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-MECÁNICAS DE VARIOS TIPOS DE ROCAS
TIPO DE ROCA
Andesita
Arcillita
Arenisca
Basalto
Caliza
Conglomerado
Cuarcita
Dacita
Diabasa
Dolomía
Esquisto
Gabro
Gneis
Granito alterado
Granito sano
Grauvaca
Marga
Mármol
Micacita
Pizarra
Riolita
Traquita
Yeso
RESISTENCIA A
COMPRESIÓN (Kg/cm2)
1.500-2.500
280-800
80-2.000
2.000-4.000
800-1.500
1.400
900-4.700
1200-5000
1.600-2.400
360-5.600
108-2.300
1500-2800
1.500-3.000
108-1.450
800-2.700
2.000-2.500
35-1.970
800-1.500
200-653
2.000-2.500
800-1600
3.300
40-430
DENSIDAD
(Tm /m3)
2,5 a 2,8
2,2 a 2.7
1,6 a 2,9
2.7 a 2,8
1,5 a 2,8
2,0 a 2,7
2,3 a 2,7
2,5 a 2,75
2,8 a 3,1
2,2 a 2,9
2,7 a 2,9
2,8 a 3,1
2,5 a 2,8
2,5 a 2,6
2,5 a 2,8
2,6 a 2,7
2,6 a 2,7
2,6 a 2,8
2,4 a 3,2
2,7 a 2,8
2,45 a 2,6
2,70
2,2 a 2,3
TABLA 12.3. EVALUACIÓN IN SITU DE RESISTENCIA DEL MATERIAL ROCOSO
12-1
DESCRIPCIÓN
Muy blanda
Blanda
Media
Moderadamente dura
Dura
Muy dura
RESISTENCIA COMPRESIÓN
HUELLA Y SONIDO
SIMPLE (Kg/cm2)
El material se disgrega completamente con un golpe del pico
10-15
del martillo y se deshace con navaja.
El material se indenta de 1,5 a 3 mm con el pico del martillo
50-250
y se deshace con la navaja.
El material NO se deshace con la navaja. La muestra soste250-500
nida en la mano se rompe con UN (1) golpe de martillo.
La muestra se rompe con VARIOS golpes de martillo.
500-1000
La muestra depositada en el suelo se rompe con UN (1)
1000-2500
golpe.
La muestra se rompe con dificultad a golpes con el pico del
> 2500
martillo. Sonido MACIZO.
12-2
12.1.c. VALORACIÓN DE ROCAS
TABLA 12.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE ROCAS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DE
PEDRAPLENES
CAPACIDAD
MODIFICACIÓN DE
ALTERABILIDAD
TIPOS DE ROCA
DE CARGA
RESISTENCIA EN
COMPACTABILIDAD
POTENCIAL
OBSERVACIONES
PRESENCIA DE AGUA
Ígneas ácidas de grano
Muy alta
Nula
Difícil
Muy baja
Hay que eliminar zonas meteorizadas
grueso
Ígneas básicas de grano
Muy alta
Nula
Difícil
Muy baja
Hay que eliminar zonas meteorizadas
grueso
Ígneas ácidas de grano
Muy alta
Nula
Difícil
Muy baja
Hay que eliminar zonas meteorizadas
fino
Ígneas básicas de grano
Muy alta
Nula
Difícil
Muy baja
Hay que eliminar zonas meteorizadas
fino
Ígneas no granulares
Alta
Nula
Muy difícil
Baja
Difíciles de excavar, rasantear y compactar
Sedimentarias de grano
Alta
Muy baja
Media
Baja
Su capacidad de carga depende mucho del grado
grueso
de cementación
Sedimentarias de grano
Alta
Media a baja
Media a fácil
Media
Suelen ser peligrosas si se presentan en capas
fino
alternadas con arcilla ó si tienen poca cohesión
Sedimentarias no granuMuy alta
Baja
Media a fácil
Baja
Conviene analizar que no presenten oquedades y
lares
cuevas
Sedimentarias cristalinas
Baja
Muy alta
Irregular
Muy alta
Solubles, muy peligrosas
Metamórficas de grano
Alta
Nula
Difícil
Baja
Hay que eliminar zonas meteorizadas
grueso
Metamórficas de grano
Alta a media
Media a baja
Difícil a media
Alta
Pueden deslizar por los planos de estratificafino
ción, si éstos son inclinados
Metamórficas no granuMuy alta
Nula
Difícil
Muy baja
Muy difícil de excavar, rasantear y compactar
lares
12.2.SUELOS
12-3
12.2.a.CLASIFICACIÓN SUELOS SUCS
TABLA 12.5.
GP
Gravas pobremente graduadas,mezclas de
grava y arena, poco ó ningún fino
Amplio margen de variación del grano y cantidades
importantes de todos los tamaños intermedios de los
granos
Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando
algunos tamaños intermedios
Gravas limosas, mezclas de grava, arena y
limo
Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedimiento de identificación ver grupo ML)
GC
Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena
y arcilla
Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver
grupo CL)
SW
Arenas bien graduadas, arenas con grava,
poco ó ningún fino
SP
Arenas pobremente graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún fino
Amplio margen de variación del grano y cantidades
importantes de todos los tamaños intermedios de los
granos
Predomina un tamaño ó una serie de tamaños faltando
algunos tamaños intermedios
SM
Gravas con
finos (apreciable cantidad)
GM
SC
Arenas limosas, mezclas de arena y limo
Finos no plásticos ó con baja plasticidad (para procedimiento de identificación ver grupo ML)
Arenas arcillosas, mezcla de arena y
arcilla
Finos plásticos (para procedimiento de identificación ver
grupo CL)
Limos y arcillas.
Límite líquido menor que 50
Suelos altamente orgánicos
ML
Limos inorgánicos de baja compresibilidad
Resistencia a la rotura
Dilatancia
Plasticidad
Ninguna a ligera
Rápida a lenta
Ninguna
Media a alta
Ninguna a muy
lenta
Media
Arcillas inorgánicas de baja a media
compresibilidad arcillas con gravas, arcillas
arenosas, arcillas limosas
Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad
Ligera a media
Lenta
Ligera
MH
Limos inorgánicos de alta compresibilidad
Ligera a media
Lenta a
ninguna
Ligera a
media
CH
Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad
Arcillas y limos orgánicos de media a alta
compresibilidad.
Alta a muy alta
Ninguna
Alta
Media a alta
Ninguna a muy
lenta
Ligera a
media
CL
OL
OH
Pt
Turba y otros suelos altamente orgánicos
Fácilmente identificable por el color,olor,tacto esponjoso
y a menudo textura fibrosa
TABLA 12.6. PROCESO DE CLASIFICACIÓN SUCS
12-4
Clasificación de laboratorio
6
Determinar los%de grava y arena después de la curva granulométrica y
después el % de finos(fracción menor que el tamiz nº200)
Gravas bien graduadas, mezclas de grava
y arena, poco ó ningún fino
Gravas limpias
(poco ó ningún
fino)
GW
Arenas limpias
(poco ó ningún
fino)
4
Método de identificación en campo excluyendo partículas mayores de 75 mm
5
Arenas con
finos (apreciable cantidad)
Para clasificación visual el tamiz nº4 equivale a 5 mm
Nombre clásico
Método de identificación en la fracción menor de tamiz
nº40 (0.4 mm)
Limos y arcillas.
Límite líquido mayor que 50
ARENAS
Más de la mitad de los gruesos es
< 5 mm
GRAVAS
Más de la mitad de los gruesos es
> 5mm
2
El tamaño del tamiz nº200 es aproximadamente la menor partícula visible a simple vista
Suelos de grano fino
Más de la mitad del material es menor que el t. nº200
Suelos de grano grueso
Más de la mitad del material es mayor que el t. nº200
1
Símbolo
del grupo
3
Usar la curva granulométrica para identificar las fracciones
Divisiones principales
Cu =
( D30) 2
<3
D10 × D60
1 < Cc =
Los límites de Atterberg bajo
la línea A ó IP < 4
Los límites de Atterberg sobre
la línea A ó IP > 7
D60
>6
D10
Los límites que caen en la zona rayada,
con IP entre 4 y 7,son casos límite que
requieren doble símbolo
D60
>4
D10
( D30 )2
1 < Cc =
<3
D10 × D60
Cu =
Los límites de Atterberg bajo la
línea A ó IP< 4
Los límites de Atterberg sobre
la línea A ó IP> 7
Los límites que caen en la zona rayada,
con IP entre 4 y 7,son casos límite que
requieren doble símbolo
12-5
12.2.b. CLASIFICACIÓN SUELOS AASHTO
TABLA 12.7.
12-6
TABLA 12.8. CÁLCULO DEL ÍNDICE DE GRUPO
12-7
12.2.c. VALORACIÓN SUELOS SUCS
TABLA 12.9.
Gravas y suelos con grava
Nombre
Valor como
subbase
3
Valor como
terreno de
apoyo
4
2
GW
Gravas bien graduadas, mezclas de grava
y arena, poco ó ningún fino
Excelente
Excelente
GP
Gravas pobremente graduadas,mezclas de
grava y arena, poco ó ningún fino
Bueno a
excelente
Bueno
Gravas limosas, mezclas de grava, arena y
limo
G
M
u
Gravas arcillosas, mezclas de grava, arena
y arcilla
GC
Arenas y suelos arenosos
SW
Suelos
altam.
orgánicos
Mediano
Bueno
Mediano
Bueno
Mediano a
bueno
Mediano a
bueno
SC
Arenas arcillosas, mezcla de arena y
arcilla
Mediano
Pobre a
mediano
ML
Limos inorgánicos
CL
S
M
u
Compresibilidad
y expansión
Características de
drenaje
Equipo de compactación
7
8
9
10
Ninguna a muy
ligera
Casi ninguna
Excelente
Ninguna a muy
ligera
Casi ninguna
Excelente
Ligera a media
Muy ligera
Pobre a mediano
Ligera a media
Ligera
Ligera a media
Ligera
Pobre a práctic amente impermeable
Pobre a práctic amente impermeable
Casi ninguna
Excelente
Pobre a no conveniente
Ninguna a muy
ligera
Ninguna a muy
ligera
Casi ninguna
Excelente
Pobre
Ligera a alta
Muy ligera
Pobre a mediano
Ligera a alta
Ligera a media
Ligera a alta
Ligera a media
Pobre a práctic amente impermeable
Pobre a práctic amente impermeable
Bueno
Regular a bueno
Bueno
Arenas limosas, mezclas de arena y limo
d
Acción potencial
de la helada
Peso
unitario en
seco en
Tm/m3
11
CBR
12
Módulo k en
Tm/m3 y en
lb/pulg3
13
Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos, rodillo con ruedas de acero
2,00-2,24
40-80
5536-8304
200-300
Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos, rodillo con ruedas de acero
1,76-2,24
30-60
5536-8304
200-300
2,00-2,32
40-60
1,84-2,16
20-30
2,08-2,32
20-40
1,76-2,08
20-40
1,68-2,16
10-40
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
1,92-2,16
15-40
1,60-2,08
10-20
1,60-2,16
5-20
5536-8304
200-300
2768-5536
100-200
2768-8304
100-300
6
Bueno
Mediano a
bueno
Valor como base
5
Bueno a
excelente
Arenas bien graduadas, arenas con grava,
poco ó ningún fino
Arenas pobremente graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún fino
SP
Limos y arcillas
Suelos de grano fino
Letra
d
Limos y arcillas
Suelos de grano grueso
Principales
divisiones
1
Mediano
Mediano a
bueno
Pobre a
mediano
Regular a bueno
Pobre a no conveniente
Pobre a no conveniente
Pobre
No conveniente
No conveniente
Pobre
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos
Tractor tipo oruga, rodillo de neumáticos
5536-8304
200-300
2768-8304
100-300
2768-5536
100-200
5536-8304
200-300
5536-8304
200-300
Pobre a
mediano
No conveniente
No conveniente
Media a muy alta
Ligera a media
Pobre a mediano
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
1,44-2,08
15 ó
menos
2768-5536
100-200
Arcillas inorgánicas de baja a media
compresibilidad arcillas con gravas, arcillas
arenosas, arcillas limosas
Pobre a
mediano
No conveniente
No conveniente
Media a alta
Media
Prácticamente
impermeable
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
1,44-2,08
15 ó
menos
1384-5536
50-200
Limos orgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja compresibilidad
Pobre
No conveniente
No conveniente
OL
Media a alta
Media a alta
Pobre
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
5ó
menos
1384-2768
50-100
MH
Limos inorgánicos de alta compresibilidad
Pobre
No conveniente
Media a muy alta
Alta
Pobre a mediano
CH
Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad
Arcillas y limos orgánicos de media a alta
compresibilidad
Turba y otros suelos altamente orgánicos
Pobre a
mediano
Pobre a
muy pobre
No conveniente
No conveniente
No conveniente
No conveniente
No conveniente
No conveniente
Media
Alta
No conveniente
Media
Alta
No conveniente
Ligera
Muy alta
Prácticamente
impermeable
Prácticamente
impermeable
Pobre a mediano
10 ó
menos
15 ó
menos
5ó
menos
___
1384-2768
50-100
1384-5536
50-200
692-2768
25-100
___
OH
Pt
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
Rodillo de neumáticos, rodillo de pata
de cabra
No se practica la compactación
1,44-1,68
1,28-1,68
1,44-1,84
1,28-1,76
___
NOTAS. 1. Columna 2. La división de los grupos GM y SM en las subdivisiones d y u se basa en los límites de Atterberg, el sufijo d se usará cuando el límite líquido es 25 ó menor y el índice de plasticidad es 5 ó menor ; el sufijo u en caso
contrario. 2. Columna 11. Los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad en el esfuerzo requerido por el Proctor modificado.
TABLA 12.10.
12-9
Principales
divisiones
1
Letra
2
Símbolo
dibujo color
3
rojo
GM
amarillo
Gravas y suelos con grava
GP
GC
rojo
SW
SP
SM
SC
amarillo
Arenas y suelos arenosos
Suelos de grano grueso
GW
Suelos altamente
orgánicos
verde
CL
OL
MH
CH
azul
Limos y arcillas LL < 50
Limos y arcillas LL> 50
Suelos de grano fino
ML
OH
Pt
Permeabilidad
cm/seg
6
Máximo peso
unitario Tm/m3
7
Valor como cimentaciones
8
K > 10-2
2,00-2,16
Buen apoyo
Razonablemente estable, revestimientos permeables
de diques y presas
K > 10-2
1,84-2,00
Buen apoyo
Gravas limosas, mezclas de grava,
arena y limo
Razonablemente estable, particularmente no conveniente para revestimientos, pero puede usarse para
núcleos impermeables ó capas aislantes
10-3 < K <10-6
1,92-2,16
Buen apoyo
Trinchera en la línea de base
aguas abajo a ninguno
Gravas arcillosas, mezclas de
grava, arena y arcilla
Arenas bien graduadas, arenas con
grava, poco ó ningún fino
Medianamente estable puede usarse como núcleo
impermeable
Muy estable, secciones permeables, necesita protección de los taludes
10-6 < K <10-8
1,84-2,08
Buen apoyo
Ninguno
K > 10-3
1,76-2,08
Buen apoyo
Capa aislante de revestimiento
aguas arriba y drenaje en la base
de la presa
Arenas pobremente graduadas,
arenas con grava, poco ó ningún
fino
Razonablemente estable, puede usarse en secciones
de diques con taludes muy tendidos
K > 10-3
1,76-1,92
Apoyo de bueno a pobre en
función de la densidad
Capa aislante de revestimiento
aguas arriba y drenaje en la base
de la presa
Arenas limosas, mezclas de arena
y limo
Razonablemente estable, particularmente no conveniente para revestimientos, pero puede usarse para
núcleos impermeables ó diques
10-3 < K <10-6
1,76-2,00
Apoyo de bueno a pobre en
función de la densidad
Capa aislante de revestimiento
aguas arriba y drenaje en la base
de la presa
Arenas arcillosas, mezcla de arena
y arcilla
Medianamente estable, se emplea en núcleos
impermeables para control de la corriente a través
de las estructuras
10-6 < K <10-8
1,68-1,92
Apoyo de bueno a pobre
Ninguno
Limos inorgánicos
Escasa estabilidad, puede usarse en terraplenes con
el debido control
10-3 < K <10-6
1,52-1,92
Muy pobre, susceptible de
sifonamiento
Trinchera en la línea de base
aguas abajo a ninguno
Estable en núcleos impermeables y capas aislantes
10-6 < K <10-8
1,52-1,92
Apoyo de bueno a pobre
Ninguno
Nombre
4
Gravas bien graduadas, mezclas de
grava y arena, poco ó ningún fino
Valor como terraplenes
5
Muy estable, revestimientos permeables de diques y
presas
Gravas pobremente graduadas,
mezclas de grava y arena, poco ó
ningún fino
Arcillas inorgánicas de baja a
media compresibilidad arcillas con
gravas, arcillas arenosas, arcillas
limosas
Limos orgánicos y arcillas limosas
orgánicas de baja compresibilidad
No conveniente para terraplenes
Limos inorgánicos de alta compresibilidad
Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad
Escasa estabilidad, núcleos de los terraplenes para
presas hidráulicas, no conveniente en la construcción
de terraplenes compactados
Estabilidad regular, taludes tendidos, núcleos de poco
espesor, capas aislantes y secciones de diques
Arcillas y limos orgánicos de media
a alta compresibilidad.
naranja
Turba y otros suelos altamente
orgánicos
No conveniente para terraplenes
No conveniente para terraplenes
Requisitos para controlar las
filtraciones
9
Necesita interruptor de la filtración
Necesita interruptor de la filtración
10-4 < K <10-6
1,44-1,60
Apoyo regular a pobre,puede
tener asientos excesivos
Ninguno
10-4 < K <10-6
1,12-1,52
Apoyo pobre
Ninguno
10-6 < K <10-8
1,20-1,68
Apoyo de regular a pobre
Ninguno
10-6 < K <10-8
1,04-1,60
Apoya muy pobre
Ninguno
_
_
Eliminarlo de las cimentaciones
_
NOTAS. 1.-Los valores de las columnas 5 y 8 se dan solamente como orientación. 2.-En la columna 7 los pesos unitarios en seco son para suelos compactados al óptimo contenido de humedad y con el esfuerzo de compactación
Proctor normal
12-10
TABLA 12.11. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRINCIPALES TIPOS DE SUELOS EN CUANTO A APTITUD PARA CIMIENTOS Ó PARA FORMAR PARTE DE
TERRAPLENES
CAPACIDAD
RIESGO DE
MODIFICACIÓN DE
RIESGO DE
SÍMBOLO
TIPO DE SUELO
DE CARGA
ASIENTOS
RESISTENCIA POR CAMBIOS COMPACTABILIDAD
DESLIZAMIENTO
DE HUMEDAD
DE TALUDES
GW
Gravas limpias bien graMuy alta
Bajísimo
Muy baja
Muy buena
Muy bajo
duadas
GP
Gravas limpias mal graduaAlta
Muy bajo
Muy baja
Buena
Bajo
das
SW
Arenas limpias bien graMuy alta
Bajísimo
Muy baja
Muy buena
Muy bajo
duadas
SP
Arenas limpias mal graduaAlta
Muy bajo
Muy baja
Buena
Bajo
das
GC
Gravas arcillosas
Alta
Bajo
Baja a media
Buena a media
Muy bajo
SC
Arenas arcillosas
Alta o media
Bajo
Baja a media
Buena a media
Bajo
GM
Gravas limosas
Alta
Bajo
Baja
Media
Bajo
SM
Arenas limosas
Alta a media
Bajo
Baja
Media
Bajo a medio
ML
Limos de baja plasticidad
Media a baja
Medio
Media a alta
Mala
Medio
CL
Arcillas de baja plasticidad
Baja
Medio
Media a alta
Media a mala
Medio a alto
MH
Limos de alta plasticidad
Baja
Alto
Alta
Muy mala
Medio a alto
CH
Arcillas de alta plasticidad
Muy baja
Muy alto
Alta
Mala
Alto
O
Suelos orgánicos
Bajísima
Altísimo
Altísima
Muy mala
-
12-11
12.2.d. VALORACIÓN DE LOS SUELOS AASHTO
TABLA 12.12.
Clasificación
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
A-8
Composición del material Permeabilidad
Mezcla de grava, arena,
limo y arcilla, en cantidades bien proporcionadas
Mezcla mal proporcionada de grava, arena, limo
y arcilla. Tiene limo o
arcilla en exceso
Arena o mezcla de grava
y arena, con poco o nada
de material fino
Material limoso sin
grava, ni arena gruesa.
Contiene algo de arena
fina y mediana. Su
contenido de arcilla no es
elevado
Material limoso semejante a A-4 pero con
cierta cantidad de mica ó
diatomáceas que le da
elasticidad
Terreno arcilloso sin
material grueso. Poca
arena fina. Rico en
material coloidal
Terreno arcilloso semejante a A-6, pero no tan
rico en material coloidal.
Presenta propiedades
elásticas
Terreno turboso, suave y
esponjoso. Puede
contener arena y material fino en cantidades
variables
Capilaridad
Elasticidad
Cambios de
volumen
Baja
Baja
Casi nula
Muy pequeños
Excelente
Bueno a
excele nte
Bueno a
excelente
Bueno a excelente
Excelente
Baja a
mediana
Baja a
mediana. A
veces perjudicial
Casi nula
A veces perjudiciales cuando son
plásticos
Regular a
bueno
Regular a
excelente
Regular a
excelente
Regular a bueno
Bueno
Mediana
a elevada
Baja
Casi nula
Baja a
mediana
Muy elevada
perjudicial
Baja
Baja
Regular a
elevada
Elevada
perjudicial
Prácticamente
impermeable
Baja
Muy
permeable
Regular a
elevada
Baja
Regular a
elevada
Elevada a
perjudicial
Muy elevada
perjudicial
Muy elevada
perjudicial
Muy pequeños
Regulares a
grandes. Perjudiciales en época
de heladas
Regulares a
grandes. A veces
perjudiciales
cuando llueve
Grandes. Pueden
ser perjudiciales
en época de
lluvia
Grandes. Pueden
ser perjudiciales
en época de
lluvia
Grandes perjudiciales
Para capa
de rodadura
Para
base
Para
subbase
Para terraplenes
>de 15m
Para terraplenes
<de 15m
Comportamiento después
de compactado
Fallos que presenta el terreno
Excelente. Estable en
tiempo seco y húmedo
Bueno a excelente. Estable
en tiempo seco. A veces
polvoriento. Se reblandece
en tiempo húmedo
Prácticamente ninguno
Malo a
regular
Regular a
excelente
Regular a
excelente
Regular a bueno
Bueno
Bueno a excelente. Es más
estable en condiciones
húmedas
Malo a
pésimo
Malo a
regular
Malo a regular
Malo a bueno
Malo a bueno
Regular en tiempo seco.
Inestable en tiempo húmedo
Pésimo
Malo
Malo
Pésimo
Malo a pésimo
Semejante al A-4
Malo a
pésimo
Regular a
pésimo
Pésimo a
regular
Malo a
pésimo
Regular a
pésimo
Regular a
pésimo
Pésimo
Pésimo
12-12
Pésimo
Regular a malo
Malo a pésimo
Malo a pésimo
Pésimo
Malo a pésimo
Pésimo
Regular a bueno en tiempo
seco. Malo en tiempo
lluvioso
Regular a bueno en tiempo
seco. Malo en tiempo
lluvioso
El material debe retirarse.Compactándolo no se
obtiene resultado satisfactorio alguno
Se reblandece cuando llueve.
En tiempo seco se vuelve
sucio y polvoriento
Es inestable cuando se halla
seco. Tiende a deslizarse
cuando no está debidamente
confinado. No tiene suficiente
cohesión
Absorbe agua rápidamente
perdiendo estabilidad. Susceptible de erosiones y
lavados en época de lluvia.
Posibilidad de hinchamientos
de terreno
Presenta además una elastic idad perjudicial que impide una
buena compactación
En épocas de lluvia se pone
resbaladizo y los pavimentos
fallan por falta de base
firme.Cuando se humedece o
seca sufre hinchamientos y
contracciones perjudiciales
Los mismos inconvenientes
que A-6.Presenta además una
clasificación perjudicial que
impide una buena compactación
Pésimo material para emplearlo en construcción. Su
valor soporte es casi nulo
12.2.e. ENSAYOS DE SUELOS
12.2.e.(1). Tipos de muestras
12.2.e.(1).(a). Muestras alteradas
Se toman con pala, barrena ó cualquier otra herramienta de mano ; ó con cualquier herramienta mecánica en las cuales no
se mantienen en parte las propiedades físicas del suelo en el terreno. Se colocan en bolsas de plástico ó sacos terreros ó
en recipientes herméticos, que se sellan para evitar pérdidas de humedad por evaporación cuando se requiera para hallar
el contenido de humedad.
12.2.e.(1).(b). Muestras inalteradas
Consiste en una porción del suelo, que se separa y empaqueta con la menor alteración posible. Se corta el terreno de la
forma del recipiente que va a utilizarse, se cubre con éste y, a continuación, se corta la tierra por la base. Se sella para que
la humedad natural no se altere. Estas muestras pueden tomarse con caja cúbica de madera ó con latas cilíndricas de
conservas ó directamente con el molde del ensayo CBR.
12.2.e.(2). Registro y numeración de muestras
12.2.e.(2).(a). Reconocimiento
Cada calicata, perforación ó zanja, se señala en el plano del camino refiriendo su distancia al eje del mismo, utilizando
un símbolo para cada tipo de excavación utilizado. Los utilizados son los siguientes:
TIPO
Calicata
Perforación
Zanja
ABREVIATURA
C
P
Z
SÍMBOLO
Ο
12.2.e.(2).(b). Numeración
Cada muestra se identifica por los datos siguientes:
• Número ó abreviatura que designa la obra determinada. CV camino cinco, por ejemplo.
• Número de la excavación. P3 ó C3, perforación ó calicata nº3.
• Número de la muestra, que es el orden en que han sido tomadas.
Todos estos datos se consignan en una etiqueta que se ata a la muestra.
12.2.e.(3). Cantidades de las muestras
• Identificación de suelos: Máximo 1000 g.
• Contenido de humedad: Aproximadamente 100 g.
• Límites de Atterberg (LL y LP): Aproximadamente 1000 g.
• Análisis granulométrico
TABLA 12.13. CANTIDAD NECESARIA PARA EL ENSAYO GRANULOMÉTRICO
TAMAÑO MÁXIMO DEL ÁRIDO (mm)
10
20
25
40
50
80
• Compactación
• Proctor Normal: 12500 g.
• Proctor Modificado: 25000 g.
• CBR: 15000 g.
12.2.f. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS
12-13
CANTIDAD (g)
1000
2000
4000
6000
8000
10000
TABLA 12.14.
TABLA 12.15. PROPIEDADES FÍSICAS COMUNES DE SUELOS
Material
Compacidad
GW: Gravas bien
graduadas, mezclas
de grava y arena
GP: Gravas mal
graduadas, mezclas
de grava y arena
SW: Arenas bien
graduadas, arenas
con grava
SP: Arenas mal
graduadas, arenas
con grava
SM: Arenas limosas
Densa
Medianamente densa
Suelta
Densa
Medianamente densa
Suelta
Densa
Medianamente densa
Suelta
Densa
Medianamente densa
Suelta
Densa
Medianamente densa
Suelta
Densa
Medianamente densa
Suelta
Dr(%)
(1)
75
50
25
75
50
25
75
50
25
75
50
25
75
50
25
75
50
25
N
(2)
90
55
<28
70
50
<20
65
35
<15
50
30
<10
45
25
<8
35
20
<4
30-2
(3)
30-2
(3)
30-2
(3)
ML: Limos inorgánicos, arenas muy
finas
CL: Arcillas baja
plasticidad
MH: Limos alta
plasticidad
CH: Arcillas alta
plasticidad
(1).Dr es densidad relativa ó índice de densidad.
(2) N es el número de golpes por 30 cm de penetración en el SPT.
12-14
Densidad seca
(gr/cm3)
2.21
2.08
1.97
2.04
1.92
1.83
1.89
1.79
1.70
1.76
1.67
1.59
1.65
1.55
1.49
1.49
1.41
1.35
2,15-1,5
(4)
2,15-1,5
(4)
2,15-1,5
(4)
Índice de
poros (e)
0.22
0.28
0.36
0.33
0.39
0.47
0.43
0.49
0.57
0.52
0.60
0.65
0.62
0.74
0.80
0.80
0.90
1.00
Ángulo de rozamiento interno
40
36
32
38
35
32
37
34
30
36
33
29
35
32
29
33
31
27
28-25
25-22
20-17
(3) Estos valores dependen del estado de consistencia y varían directamente proporcional
(4) Estos valores son de peso unitario natural ó aparente, dependiendo del estado de consistencia y variando directamente proporcional
TABLA 12.16. VALORES DE LA COHESIÓN PARA ARCILLAS SEGÚN SU CONSISTENCIA
CONSISTENCIA
IDENTIFICACIÓN EN CAMPO
Muy blanda
Blanda
Media
Fácilmente penetrable varios cms. con el puño
Fácilmente penetrable varios cms. con el pulgar
Se requiere un esfuerzo moderado para penetrarlo varios cms.
con el pulgar
Indentable fácilmente con el pulgar
Indentable fácilmente con la uña del pulgar
Difícil de indentar con la uña del pulgar
Rígida
Muy rígida
Dura
COHESIÓN
kg / cm2
< 0.125
0.125-0.25
0.25-0.5
0.5-1
1-2
2
12.3. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS
12.3.a. ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS Y SUELOS
Fig.12.1.
A. UTENSILIOS. B. APRECIACIÓN DEL TAMAÑO DE LOS GRANOS CON ESTIMACIÓN DE LOS
PORCENTAJES DE CADA FRACCIÓN Y SEDIMENTACIÓN. C. RESISTENCIA A ROTURA. D. PLASTICIDAD. E.
DILATANCIA. F. CORTE CON NAVAJA. G. APRECIACIÓN FRACTURA DE ROCAS. H. APRECIACIÓN
ALTERABILIDAD DE ROCAS POR INMERSIÓN EN H2O2.
TABLA 12.17. ENSAYO DE SEDIMENTACIÓN
Tiempo estimado de sedimentación
No más de...
1 a 2 s.
30 a 40 s.
10 a 12 min.
1 hora
Diámetro de partículas
Clase
Hasta 5 mm.
Hasta 0,08 mm.
Partículas de limo.
Partículas de arcilla.
Arena gruesa
Arena fina
Limo
Arcilla
12-15
12.3.b. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE ROCAS
TABLA 12.18. IDENTIFICACIÓN DE ROCAS POR ENSAYOS EN CAMPO
RESISTENCIA A LA
ROTURA
Alta a media
FRACTURA
COLOR
EXFOLIACIÓN
INMERSIÓN H2O2
Granular irregular
TEXTURA
ASPECTO
Muy áspera
Claro
No
Inalterables
Alta a media
Granular irregular
Muy áspera
Oscuro
No
Inalterables
Alta
Granular regular
Poco áspera
Claro
No
Inalterables
Alta
Granular regular
Poco áspera
Oscuro
No
Inalterables
Media ó baja
Concoidea
Media
Granular irregular
Media ó baja
Media ó alta
Baja
Granular irregular
Lisa irregular
ó concoidea
Laminar
Alta a media
Granular
Áspero, veteado
Claro
Poco frecuente
Media a Baja
Laminar
Suave. Estratificadas
Variable
Muy frecuente
Alta a media
Lisa regular
Poco áspera aspecto
masivo
Variable
No
Vítrea cortante
Multicolores
No
Áspera aspecto de
masa de gravas. EstraVariable
No
tificadas
Áspera aspecto arenoSuelen desmoronarso. Estratificadas
Variable
se
Lisa aspecto masivo.
Variable
Estratificadas
claro
Frecuente
Cristalino liso
Claro
Muy frecuente
12.3.c. PROCESO DE IDENTIFICACIÓN DE SUELOS.
12-16
Inalterables
Alterabilidad
baja-media
Alterabilidad
media-alta
Alterabilidad
baja-media
Alterabilidad
alta
Alterabilidad
baja ó nula
Alterabilidad
media a alta
Inalterables ó poco
alterables
TIPO DE ROCA
CLASES
Ígneas ácidas de
Granito
grano grueso
Diorita
Ígneas básicas de
Gabro
grano grueso
Ígneas ácidas de
Riolita
grano fino
Andesita
Ígneas básicas de
Basalto
grano fino
Ígneas no granulares Pedernal Obsidiana
Sedimentarias de
Conglomerados
grano grueso
Pudingas
Sedimentarias de
grano fino
Sedimentarias no
granulares
Sedimentarias cristalinas
Metamórficas de
grano grueso
Metamórficas de
grano fino
Metamórficas no
granulares
Areniscas
Calizas
Dolomías
Yesos, Sales,
Anhídritas
Gneis
Esquistos Pizarras
Cuarcita
Mármol
TABLA 12.19. IDENTIFICACIÓN DE SUELOS POR ENSAYOS EN CAMPO
RESISTENCIA A LA
ROTURA
Grado
Aspecto
Fracción
>25mm
Variable
GRANULOMETRÍA
Fracción
Fracción
25-5mm.
5-0,08mm
>45% ó 7/16
<50% ó 1/2
Fracción
<0,08mm
<5% ó 1/16
Variable
>70% ó 11/16
<25% ó 1/4
<5% ó 1/16
-
No
<45% ó 7/16
>50% ó 1/2
<5% ó 1/16
-
No
<25% ó 1/4
>70% ó 11/16
<5% ó 1/16
-
Variable
>38% ó 3/8
<50% ó 1/2
>12% ó 1/8
<38% ó 3/8
>50% ó 1/2
>12% ó 1/8
Variable
>38% ó 3/8
<50% ó 1/2
>12% ó 1/8
No
<38% ó 3/8
>50% ó 1/2
>12% ó 1/8
No
<5% ó 1/16
<45% ó 7/16
>50% ó 1/2
No
<5% ó 1/16
<45% ó 7/16
>50% ó 1/2
No
<5% ó 1/16
<25% ó 1/4
>70% ó 11/16
No
<5% ó 1/16
<25% ó 1/4
>70% ó 11/16
No
Variable
Variable
Variable
No
-
Los finos
como CL
y CH
Los finos
como CL
y CH
Los finos
como ML
y MH
Los finos
como ML
y MH
Bajo a
medio
Medio a
alto
Medio a
alto
Alto
Medio a
alto
Granular
grueso
Granular
grueso
Granular
fino
Granular
fino
Granular
grueso
CORTE CON
NAVAJA
Resistencia
Brillo
PLASTICIDAD
DILATANCIA
OLOR
TIPO DE
SUELO
SÍMBOLO
-
-
-
-
No
-
-
-
-
No
-
-
-
-
No
-
-
-
-
No
Los finos
como CL y
CH
Los finos
como CL y
CH
Los finos
como ML y
MH
Los finos
como ML y
MH
Alta a media
Los finos
como CL y
CH
Los finos
como CL y
CH
Los finos
como ML y
MH
Los finos
como ML y
MH
Mate
Los finos como
CL y CH
Los finos como CL
y CH
No
Gravas limpias
bien graduadas
Gravas limpias
mal graduadas
Arenas limpias
bien graduadas
Arenas limpias
mal graduadas
Gravas arcillosas
Los finos como
CL y CH
Los finos como CL
y CH
No
Arenas arcillosas SC
Los finos como
ML y MH
Los finos como
ML y MH
No
Gravas limosas
GM
Los finos como
ML y MH
Los finos como
ML y MH
No
Arenas limosas
SM
Nula
Rápida
No
Limos de baja
plasticidad
ML
Media a baja
Brillante
Baja a media
Lenta a media
No
CL
Barro liso
Media a baja
Baja a media
Nula a lenta
No
Barro muy
liso y fino
Fibroso
Baja
Poco brillante
Muy brillante
-
Alta
Nula
No
Media
Nula
Sí
Arcillas de baja
plasticidad
Limos de alta
plasticidad
Arcillas de alta
plasticidad
Suelos orgánicos
Granular
fino
Granular
grueso
Granular
fino
Barro no
granular
áspero
Barro liso
-
12-17
GW
GP
SW
SP
GC
MH
CH
O
12.4. TENSIONES EN LA MASA DEL SUELO
12.4.a. TENSIÓN NORMAL
Sobre una superficie A del terreno en el punto considerado m, normal al plano de la figura 12.2.
N P q
σ= = +
A A A
σ es tensión normal
• P/A corresponde al peso de una columna de suelo, de superficie unitaria A y altura z correspondiente a la cota en que
se halla situado el punto m:
P=V×γ=A×z×γ
P=z×γ
γ el peso específico natural ó aparente.
• q/A se obtiene por la aplicación de las fórmulas de reparto de cargas en el terreno.
Fig.12.2.
12.4.b. TENSIONES INTERGRANULAR Y NEUTRA. PRINCIPIO DE TERZAGHI
La tensión normal σ que actúa sobre un punto del terreno, es la suma de las tensiones intergranular (efectiva) σ´, y
neutra u (intersticial ó de poros) existentes en dicho punto para suelos saturados.
σ = σ´+u , ó, σ´= σ-u
12.4.c. TENSIONES VERTICALES EN VARIOS CASOS
12.4.c.(1). Tensión vertical de un terreno homogéneo en un punto
Siendo γ el peso específico del suelo y h la profundidad:
Fig.12.3.
1
×
( 1 × h)γ = γ × h
σ=
1× 1
12.4.c.(2). Tensiones en terreno con nivel freático intermedio
Nivel freático intermedio situado a una profundidad z. Por encima del nivel freático:
u=0
σ = σ´ = γ×z
Fig.12.4.
12-18
Por debajo del nivel freático, a profundidad z + h, son:
σ = z×γ + h×γsat
u = h×γw
σ´ = σ - u = z×γ + h×γsat - h×γw = z×γ + h (γsat - γw ) = z×γ + h×γ´
12.4.c.(3). Tensiones verticales con agua en movimiento ó presiones de filtración
12.4.c.(3).(a). Agua en sentido descendente
En el plano X-X son:
σ = z×γw + L×γsat
u = (L+z - h)×γw
σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - (L+z - h)×γw = γ´×L + h×γw
Flujo hacia abajo en la muestra, la tensión intergranular aumenta en h×γw = presión de filtración ejercida por el agua que
circula. Fig.12.5.(a).
12.4.c.(3).(b). Agua en sentido ascendente
Fig.12.5.
En el plano X-X son:
σ = z×γw + L×γsat
u = γw (L+z+h)
σ´ = σ - u = z×γw + L×γsat - γw (L+z+h) = L×γ´-h×γw
Flujo hacia arriba en la muestra, la tensión intergranular decrece en h×γw = presión de filtración. Fig.12.5.(b).
12.4.c.(3).(c). Sifonamiento
Situación tal que σ´=0.
12.4.d. DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN MASA DE SUELOS DEBIDO A SOBRECARGAS
12.4.d.(1). Tensiones verticales debido a una carga vertical aislada
En el punto x, debido a una carga puntual Q en superficie:
5

2


3Q 
1

σ=
×
2
2

2πz
r
 1 +   
 z 

Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q:
σ=
3Q 1
×
2π z 2
12-19
Fig.12.6.
12.4.d.(2). Tensiones verticales debido a una carga lineal
En el punto x, debido a una carga lineal Q/ml en superficie:
σ=
2Q
z3
×
2
π
( x 2 + z2 )
Cuando el punto x se sitúa en la vertical de la carga Q/ml:
σ=
2Q 1
×
π
z
Fig.12.7.
12.4.d.(3). Tensiones verticales debido a una carga rectangular
Carga total Q transmitida a la superficie del terreno por un cimiento rectangular de dimensiones, b y L y a la profundidad
z:
Q
σ=
( b + z) * ( L + z)
Para un cimiento cuadrado:
Q
σ=
2
( L + z)
Fig.12.8.
12.4.d.(4). Tensiones verticales debido a una carga circular
A profundidad z bajo el centro de un área circular de radio R con presión superficial de contacto q:
12-20
3


2


 
 
 
1
 
σ = q * 1 −
2 

  1 +  R  
 
 
 z  


siendo q=P/A, P=carga total trasmitida al terreno y A=área circular.
12.5. RESISTENCIA DEL TERRENO
TABLA 12.20. PRESIONES ADMISIBLES PARA EL PROYECTO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES
TIPO DE TERRENO
PRESIONES
ADMISIBLES Kg./cm2
Roca sana dura no estratificada
30-60
Roca sana dura estratificada
10-20
Roca blanda
8,5-10,8
Arcilla dura descansando sobre roca
10,8-13
Grava compacta y yacimientos de grava-canto rodado, grava arenosa muy compacta
10,8
Grava suelta y grava arenosa, arena compacta y arena gravosa, suelos arena-limo inorgá5,4-6,4
nicos muy compactos
Arcilla seca consolidada, dura
4
Arena gruesa o media suelta, arena fina media compacta
4,3
Suelos compactos de arena y arcilla
3,2
Arena fina suelta, suelos inorgánico de arena y limo medio compacto
2,1
Arcilla semidura
2
Suelos de arena y arcilla sueltos saturados, arcilla blanda
1
Arcilla fluida
0,5
(1) Para rocas meteorizadas ó muy meteorizadas, las tensiones se reducirán prudentemente.
(2) Cuando el nivel freático diste de la superficie de apoyo menos de su anchura, los valores de la tabla se multiplican
por 0.8.
(3) Los valores indicados corresponden a una anchura de cimiento igual ó superior a 1 m. En caso de anchuras inferiores, la presión se multiplicará por la anchura del cimiento expresada en metros.
12.6. TALUDES
12.6.a. DE DESMONTE
12.6.a.(1). En roca
Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.21.
TABLA 12.21. ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS DE MACIZO ROCOSO
TIPO DE ROCA
INCLINACIÓN (H/V)
Igneas: granito, basalto
0,25-0,50:1
Metamórficas: gneis
0,25-0,50:1
Sedimentarias-metamórficas:
macizos de areniscas y calizas
0,25-0,50:1
capas alternantes de areniscas, esquistos, calizas.
0,50-0,75:1
margas
0,75-1,00:1
pizarras
0,50-0,75:1
Los valores de 0,25:1 pueden llegar a vertical en determinados casos.
12.6.a.(2). En suelos
Realizar observación directa de taludes en la zona ó valores aproximados según tabla 12.22.
12-21
TABLA 12.22. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V)
ALTURA DEL DESMONTE en metros.
TIPO DE TERRENO
H<3
3≤H≤6
Gravas y zahorras
Granular
Arenas gruesas y medias, no limosas
1,5:1
1,5:1
Arenas finas limosas uniformes
1,5:1
1,75:1
Limos y limos arenosos
1,5:1
1,5:1
Arcillas arenosas y limos arcillosos de IP de 10 a 20
Coherente
1,25:1
1,25:1
Arcillas de IP de 20 a 30
1,25:1
1,5:1
1,25:1
1,25:1
Arcillas de IP > 30
En taludes para ajardinar conviene tomar pendiente única de 1,5:1.
12.6.b. DE TERRAPLÉN
AASHTO
A-1
A-3
A-2-4
A-2-5
A-2-6, A-2-7
A-4, A-5
A-6, A-7
A-8
TABLA 12.23. VALORES DE ÁNGULOS DE TALUD APROXIMADOS (H/V)
CONDICIONES DE SITUACIÓN
No sujeto a inundación
Sujeto a inundación
SUCS
Altura terraplén en
Pendiente del
Altura terraplén
Pendiente del
m.
talud (H/V)
en m.
talud (H/V)
GW, GP, SW
NO CRÍTICA
1,5:1
NO CRÍTICA
2:1
SP
NO CRÍTICA
1,5:1
NO CRÍTICA
2:1
GM, SM
2:1
3:1
< 15
< 10
3:1
3 < H < 10
GC, SC
2:1
3:1
< 15
< 15
ML, MH
2:1
3:1
< 15
< 15
CL, CH
2:1
3:1
< 15
< 15
Pt, OL, OH
NO CONVENIENTES
12.7. EMPUJES DEL TERRENO
12.7.a. TIPOS DE EMPUJE
• Empuje activo: Se efectúa una pequeña deformación entre muro y terreno. Se aplica a estructuras de contención cimentadas sobre tierra.
• Empuje en reposo: No se efectúa ninguna deformación entre muro y terreno permitiendo una pequeña expansión del
terreno. Se aplica a estructuras de contención cimentadas en roca.
• Empuje pasivo: Se efectúa una aplicación de fuerzas a la estructura de forma que ésta empuje al relleno. Se aplica en
estructuras con una longitud importante de empotramiento.
12.7.b. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
γ = peso unitario del terreno.
ϕ = ángulo de rozamiento interno del relleno = φ.
c = cohesión.
Los valores aproximados están dados en las tablas 12.15. y 12.16. Si no se determina c directamente aplicar c = 0.
12.7.c. ROZAMIENTO ENTRE TERRENO Y MURO
Tomar δ entre 2/3×ϕ y 0º.
δ = Ángulo de rozamiento entre el terreno y muro.
12.7.d. CÁLCULO EMPUJE ACTIVO
12-22
12.7.d.(1). Caso 1
Dados γ, ϕ, α(ángulo trasdós -horizontal), β(ángulo coronación relleno-horizontal), δ.
Presión P a una profundidad z.
Ph = γ×z×λ h
λΗ =
Pv = γ×z×λ v
sen 2 (α + φ)

sen(φ + δ )sen(φ − β ) 
sen 2 α1 +

sen(α − δ )sen(α + β) 

2
λ v = λ h×cot(α - δ)
P = PH + PV
Empuje total E a una altura H por unidad longitudinal de muro.
2
2
Eh = 1/2×γ×λ h×H2
Ev = 1/2×γ×λ v×H2
E = E H 2 + EV 2
El punto de aplicación es y = 2/3×H
Fig.12.9.
12.7.d.(2). Caso 2
Dados γ, ϕ, α = 90º, β = 0º, δ = 0º, z y H.
λh =
1 − sen φ
1 + sen φ
λv = 0
E = Eh = 1/2×γ×λ h×H2
El punto de aplicación es y = 2/3×H
12.7.d.(3). Caso 3
Dados γ, ϕ, α, β, δ, q (carga repartida), z y H.
Ph =  γ × z + q ×

sen α 
 × λh
sen( α + β) 
sen α 
Pv = 
 × λv
γ × z+q×
sen( α + β ) 

12-23
Eh =  1 / 2 × γ × H 2 + q × H ×
sen α 
 × λh
sen( α + β) 
Ev =  1 / 2 × γ × H 2 + q × H ×
sen α 
 × λv
sen( α + β) 


El punto de aplicación es
sen α
sen( α + β )
y=H×
sen α
3× γ ×H+ 6×q×
sen (α + β )
2×γ ×H+3×q
Fig.12.10.
12.7.d.(4). Caso 4
Dada una carga puntual N, se sustituye por un empuje horizontal de valor En = λ h×N y situado a una altura como la
representada en la figura 12.11.
Fig.12.11.
12.7.d.(5). Caso 5
Con nivel freático intermedio a una distancia z0 de la coronación de la estructura.

sen α 
Ph =  γ ′ × ( z − z 0 ) + γ × z0 + q ×
 × λh + γw × ( z − z 0 ) × sen α
sen( α + β) 


sen α 
Pv =  γ ′ × ( z − z 0 ) + γ × z0 + q ×
 × λv + γ w × ( z − z0 ) × cos α
sen ( α + β ) 

γ ′ = γ − γw
12-24
Fig.12.12.
12.7.e. CÁLCULO EMPUJE EN REPOSO
Ph = K 0 × γ × H + K 0 × q ×
sen α
sen( α + β )
K 0 = 1 − sen φ
sen α
1
2
E = Ko × γ × H + Ko × q × H ×
sen ( α + β )
2
12.7.f. CÁLCULO EMPUJE PASIVO
P = Kp × γ × z
1 + sen φ
Kp =
1 − sen φ
1
E = × Kp × γ × H 2
2
12.8. TRANSITABILIDAD (TRAFICABILIDAD)
12.8.a. GRADOS DE TRANSITABILIDAD
a. Buena. El terreno admite más de 50 pasadas sin deterioro.
b. Mediocre. El terreno admite tráfico limitado, a menudo no soportará 50 pasadas.
c. Mala. El terrero normalmente no soportará 50 pasadas. A menudo no soportará una sola.
d. Muy mala. Normalmente el terreno no soportará una pasada.
12.8.b. PROCEDIMIENTOS DE OBTENCIÓN DE TRANSITABILIDAD
• Medida del índice de cono relativo
• Clasificación de suelos
• Mapa temático de aptitud del terreno a los movimientos motorizados (transitabilidad)
12.8.c. ÍNDICE DE CONO RELATIVO (ICR)
ICR = IC×IR representa la capacidad de un suelo para soportar un tráfico bajo cargas repetidas. Este valor se compara
con el índice de cono del vehículo (ICV); si ICR > ICV, este tipo de vehículo puede pasar sobre el terreno.
12.8.d. ÍNDICE DE CONO (IC)
Índice de la resistencia al corte de un suelo obtenido con un penetrómetro de cono. El valor es el de la capa crítica como
media aritmética del valor superior e inferior de la capa crítica.
12.8.e. ÍNDICE DE REMOLDEO (IR)
Es la relación de la resistencia del suelo remoldeado a su resistencia original.
Los valores del IR varía entre valores de 0,25 a 1,35. Cuando por escasez de tiempo no se puede realizar la prueba de
remoldeo, se le atribuye por precaución el valor de 0,80 como IR.
12.8.f. CAPA CRÍTICA
Capa del suelo que soporta el peso de un vehículo dado y en la que el índice de cono relativo se considera como una
medida significativa de su traficabilidad. Tabla 12.24.
TABLA 12.24. VARIACIONES DE LA PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA CON EL TIPO DE VEHÍCULO Y
PESO (pulgadas / centímetros)
PROFUNDIDAD DE LA CAPA CRÍTICA (pulg/cm)
12-25
TIPO DE
VEHÍCULO
1 PASADA
SUELOS
SUELOS
FINOS
GRUESOS
0a6
3a9
vehículos de cadena con presión de
0 a 15’24
7’62 a 22’8
contacto menor de 0,3 kg/cm2
3a9
vehículos con carga por rueda
7’62 a 22’8
hasta 900 kg.
vehículos con carga por rueda de
900 kg. hasta 4500 kg.
vehículos con carga por rueda
superior a 4500 kg.
vehículos de cadenas hasta 45000
kg.
vehículos de cadenas superior a
45000 kg.
6 a 12
15’24 a
30’4
9 a 15
22’8 a 38’1
6 a 12
15’24 a
30’4
50 PASADAS
SUELOS
SUELOS
FINOS
GRUESOS
0a6
3a9
0 a 15’24
7’62 a 22’8
0a6
0 a 15’24
3a9
7’62 a 22’8
0a6
0 a 15’24
0a6
0 a 15’24
6 a 12
15’24 a 30’4
0a6
0 a 15’24
0a6
0 a 15’24
9 a 15
22’8 a 38’1
0a6
0 a 15’24
0a6
0 a 15’24
6 a 12
15’24 a 30’4
0a6
0 a 15’24
0a6
0 a 15’24
9 a 15
22’8 a 38’1
0a6
0 a 15’24
9 a 15
22’8 a 38’1
12.8.g. ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV)
El índice de cono del vehículo es un índice asignado a un vehículo dado, que indica la mínima resistencia del suelo, expresada en índice de cono relativo necesarios para permitir 1 ó 50 pasadas del vehículo.
Los vehículos militares pueden dividirse en dos grupos según sus características de tracción:
Vehículos autopropulsados de cadenas.
Vehículos autopropulsados de ruedas.
Asimismo, los vehículos militares se dividen en siete categorías según los requerimientos mínimos del índice de cono
(ICV1 y ICV50). La escala de valores de ICV1 y ICV50 para cada y el tipo de vehículo comprendido están reflejados en la
tabla 12.25.
CATEGORÍA
1
2
3
4
5
6
7
TABLA 12.25. CATEGORÍA DE VEHÍCULOS MILITARES Y VALORES DE ICV
ICV1
ICV50
VEHÍCULOS
12 ó menor 29 ó menor Vehículos ligeros con bajas presiones de contacto (menos de 0,15
kg/cm2)
Tractores de Ingenieros de cadenas anchas y bajas presiones de contacto
12-21
30-49
Tractores de Ingenieros con bajas presiones de contacto, carros de combate de baja presión de contacto y algunos remolques con baja presión de
21-26
50-59
contacto
La mayoría de los carros de combate medios, tractores de Ingenieros con
altas presiones de contacto y los camiones con tracción total y remol26-30
60-69
ques con baja presión de contacto
La mayoría de los camiones con tracción total, un gran número de remolques y carros de combate pesados
31-35
70-79
Gran número de camiones con tracción total y los de tracción a ruedas
traseras y remolques proyectados para carreteras
35-44
80-99
Vehículos con tracción a ruedas traseras y otros no diseñados para ope44 ó mayor 100 ó mayor rar campo a través, especialmente en suelos húmedos
12.8.h. ÍNDICE DE MOVILIDAD (IM)
Número sin dimensiones que se obtiene aplicando ciertas características del vehículo a fórmulas empíricas.
El índice de movilidad se aplica a la curva de la fig. 12.13 para determinar el índice de cono del vehículo.
12.8.h.(1). Vehículos autopropulsados de cadenas
factor
factor
12-26
presión x peso
contacto
factor factor
factor
factor
Índice de movilidad = {  + bogie - espacio } x motor x transmisión
factor
factor
libre
cadenas x adherencia
donde:
factor
Peso total en kg.
presión =  x 6’4516
contacto
Área cadenas en contacto
con suelo en cm2
factor
peso
- menos de 22.680 Kg.
- entre 22.680 Kg. y 31.749 Kg.
- entre 31.750 Kg. y 45.360 Kg.
- más de 45.360 Kg.
1
1’2
1’4
1’8
ancho cadena en cm.
factor cadenas = 
254
- menos de 3’7 cm. en altura
1
factor adherencia
- más de 3’7 cm.
1’1
Peso total en Kg.
factor bogie =  x 0’1414
Número total de bogies sobre cadenas x área de una
en contacto con el suelo
zapata en cm2
factor
Espacio libre en cm.
espacio = 
libre
25’4
- 10 o más HP por Tm de peso del vehículo
1
- menos de 10 HP por Tm de peso del vehículo
1’05
factor motor
- Hidráulica
1
factor transmisión
- Mecánica
1’05
Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente.
12.8.h.(2). Vehículos autopropulsados de ruedas
12.8.h.(2).(a). Tracción a las cuatro ruedas
factor
factor
presión x peso
contacto
carga
factor
factor
factor
Índice de movilidad= {  + por - espacio } x motor x transmisión
factor x factor
rueda libre
cubierta adherencia
Donde:
factor
Peso total en Kg.
presión = - x 14’14
12-27
contacto
diámetro rueda (cm.)
Ancho cubierta (cm.) x  x nº de ruedas
2
factor
peso
Escala de valores de pesos (kg)*
menor que 907907 a 6124
6125 a 9072
mayor que 9072
Ecuaciones de factor de peso
y=0.533x
y=0.033x + 1,05
y=0.142 - 0,42
y=0.278x - 3,115
peso total del vehículo en kg. x 2,2
x= Peso total en t x 2,2 / número de ejes
*peso= 
y= factor peso
número de ejes
10+0.394 x ancho de cubierta en cm.
factor cubierta = 
100
- Con cadenas
1’05
- Sin cadenas
1
factor adherencia
Peso total en t
carga por rueda = 
Nº de ruedas x 0’4536
Factor espacio libre, factor motor y factor transmisión igual que en 12.8.h.(1).
Para hallar el ICV, se utiliza la figura 12.13. conociendo el índice de movilidad (IM) calculado anteriormente.
Fig.12.13. Gráfico de relación IM-ICV.
12.8.h.(2).(b). Tracción a ruedas traseras
ICV se calcula con la fórmula para vehículos con tracción a todas las ruedas, multiplicándolo por 1,4.
12.8.i. APLICACIÓN DE LOS PROCEDIMIENTOS PARA SUELOS FINOS Y ARENAS CON FINOS
12-28
Cuando el ICR de una zona ≥ ICV para 1 ó 50 pasadas (ICV1 ó ICV50) del vehículo seleccionado, el suelo soportará 1 ó
50 pasadas del mismo tipo de vehículo (ó vehículos con un menor ICV1 ó ICV50) maniobrando a bajas velocidades, por
la misma huella (en el caso de 50 pasadas), en línea recta y en terreno horizontal, y para permitir y reanudar el movimiento si fuera necesario.
12.8.j. LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS Y LA TRANSITABILIDAD
Las formaciones geológicas de suelos y rocas se clasifican en siete categorías de transitabilidad, que se representan con
una letra.
TABLA 12.26. GRADOS DE TRANSITABILIDAD SEGÚN SUCS
GRUPO
MATERIALES PREDOMINANTES
R
A
Rocas
GW, GP
A1
SW, SP
B
CH
TRANSITABILIDAD EN
TIEMPO SECO
Buena
Buena
Mala para vehículos con neumáticos normales, buena en
caso contrario
Buena
C
D
E
GC, SC, CL
GM, SM, ML, CL, ML, MH, OL, OH
Fangos, turberas, suelos pantanosos
Buena
Buena a mediocre
Muy mala
TRANSITABILIDAD EN
TIEMPO HÚMEDO
Buena
Buena
Mediocre para vehículos con
neumáticos normales, buena en
caso contrario
Mediocre, peligro de deslizamiento
Mediocre. Localmente mala
Mala. Localmente muy mala
Muy mala
TABLA 12.27. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS
SÍMBOLO
DEL TIPO
DE SUELO
GW,GP
SW,SP
SP-SM
GM
SM
CH
GC
SC
MH
CL
SM-SC
ML
CL-ML
VALORES PROBABLES DE
MEDIDAS RESISTENTES
IC
125241
130224
167217
127231
151211
123211
147185
118224
IR
1.192.17
0.771.83
0.841.10
0.720.98
0.321.00
0.590.95
0.471.13
0.461.02
ICR
196316
137287
158210
104208
64-160
82-180
65-211
67-189
54-136
ICR
MEDIO
256
230
212
184
165
156
112
131
138
128
95
EFECTOS DE
DESLIZAMIEN
TO
ninguno
ninguno
ninguno
ninguno
ninguno
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
12-29
ADHERENC
IA
ninguno
ninguno
ninguno
ninguno
ninguno
moderado
ligero
ligero
ligero
ligero
ninguno
ninguno
ninguno
CONDICIONES
RELIEVEHUMEDAD
Ondulado,
estación húmeda
GW,GP
SW,SP
SP-SM
CH
GC
SC
SM-SC
MH
GM
SM
CL
ML
CL-ML
OL
OH
Pt
GW,GP
SW,SP
CH
GC
SC
SM-SC
MH
CL
SP-SM
GM
SM
ML
CL-ML
OL
OH
Pt
111209
300
98-194
97-257
160216
94-170
109217
90-188
102200
85-165
95-135
64-164
76-90
69-167
150182
83-151
71-165
81-183
81-171
71-155
87
42-132
76-90
0.440.72
0.94
0.741.14
0.591.21
0.451.31
0.510.99
0.291.03
0.460.88
0.270.81
0.310.69
0.380.74
0.320.78
0.450.67
0.641.02
0.450.63
0.460.92
0.420.80
0.150.87
0.260.60
0.270.53
0.56
0.260.66
0.450.61
282
81-193
61-255
72-208
48-162
34-188
46-146
34-134
34-96
41-89
14-110
41-51
282
137
130
158
140
105
125
111
96
84
65
65
62
46
ninguno
ninguno
ninguno
severo
moderado
moderado
ligero
severo
ligero
ligero
moderado
moderado
moderado
moderado
moderado
moderado
ninguno
ninguno
ninguno
severo
moderado
moderado
ninguno
48-146
66-98
43-123
39-117
12-126
22-88
26-66
49
21-49
41-51
97
90
88
82
83
78
74
72
69
55
46
49
35
46
ninguno
ninguno
severo
severo
severo
moderado
severo
severo
ligero
ligero
ligero
severo
severo
moderado
severo
severo
ninguno
ninguno
severo
moderado
moderado
ligero
severo
moderado
ninguno
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
Suave,
estación húmeda
ninguno
ninguno
moderado
ligero
ligero
ligero
ligero
ligero
Suave,
saturación
TABLA 12.28. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN CONDICIONES SECO-HÚMEDO EN
SUELOS GRANULARES (ARENAS)
12-30
SUELO GRANULAR
ZONA
ORIGEN
Playa
Silicio
Playa
Coral
Playa
Volcánico
Desierto
Silicio
ÍNDICE DE CONO DE VEHÍCULO (ICV)
Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100%
Buena
75% ≤ Pr < 90%
Media 50% ≤ Pr < 75%
Pobre 0% ≤ Pr < 50%
TABLA 12.29. VALORACIÓN DE LA TRANSITABILIDAD EN TÉRMINOS SUCS
12-31
SÍMBOLO
TIPO
DE SUELO
DEL
GW,GP
SW,SP
SP-SM
GM
SM
CH
GC
SC
MH
CL
SM-SC
ML
CL-ML
GW,GP
SW,SP
SP-SM
CH
GC
SC
SM-SC
MH
GM
SM
CL
ML
CL-ML
OL
OH
Pt
GW,GP
SW,SP
CH
GC
SC
SM-SC
MH
CL
SP-SM
GM
SM
ML
CL-ML
OL
OH
Pt
PROBABILIDAD DE TRAVESÍA DE 1 ó 50 VEHÍCULOS SOBRE UN TERRENO LLANO
Excelente 90% ≤ Pr ≤ 100%
Media 50% ≤ Pr < 75%
Buena
75% ≤ Pr < 90%
Pobre 0% ≤ Pr < 50%
12-32