Subido por Julito Góngora

Estudio de Suelos

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS
FACULTAD DE ARQUITECTURA
INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN
ARQ. JORGE ROSALES
TAREA NO. 1
ESTUDIO DE SUELOS - ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
ABNER OTONIEL NORIEGA TÚN
CAMILA VILLANUEVA JUAREZ
JAQUELINE JANETH LOPEZ POCÓN
JULIO E. GÓNGORA CORONADO
LUIS PABLO ROSALES GUZMAN
2015 01248
2015 00982
2015 01380
2015 13250
2015 01173
1
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................... 2
OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 2
MARCO TEÓRICO ................................................................................................................................. 3
PRÁCTICA............................................................................................................................................. 6
CONCLUSIÓN ....................................................................................................................................... 9
RECOMENDACIONES ........................................................................................................................... 9
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................................... 10
TAREA NO. 1 | ESTUDIO DE SUELOS - ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
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ESTUDIO DE SUELOS
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
INTRODUCCIÓN
El análisis granulométrico es un proceso de laboratorio que permite conocer las
propiedades del suelo, por medio de una muestra tomada en el sitio del cual se trabajará el
análisis, obteniendo la información necesaria tanto de la permeabilidad del suelo como para
la elección y uso de los materiales y el tipo de cimentación que se utilizará en el proyecto.
Este análisis se realizará mediante ensayos en el laboratorio con tamices de
diferente enumeración, dependiendo de la separación de los cuadros de la maya. Los granos
que pasen o se queden en el tamiz tienen sus características ya determinadas. Cabe resalar
que este tipo de análisis es recomendable cuando se trabaja con suelos de granulometría
gruesa ya que para los granos finos existen otros tipos de análisis.
El reporte que a continuación se presenta contiene una descripción del
procedimiento del análisis granulométrico mostrando a detalle los pasos a seguir para la
correcta realización de dicho proceso. Adicional a lo descrito anteriormente este informe
contiene una serie de recomendaciones útiles para llevar a cabo este proceso de una
manera eficaz.
OBJETIVOS







Entender la función de un Análisis Granulométrico.
Determinar el tipo de arena que ha predominado en un terreno o en la cantidad de
muestra a trabajar.
Conocer las características propias de un tipo de Arena y de tal forma poder
clasificarlas o identificarlas en el grupo de arena al que pertenece.
Verificar si el suelo puede ser utilizado en la construcción de proyectos
arquitectónicos.
Saber cuáles han de ser los factores a tomar en cuenta a la hora de construir debido
a las características positivas o negativas que el tipo de suelo demanda tomar en
consideración.
Definir ciertas características importantes como: permeabilidad, facilidad de
drenajes, resistencia, humedad.
Conocer los tipos de instrumentos y el equipo que se necesita para realizar una
práctica de Análisis Granulométrico.
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MARCO TEÓRICO
Realizar un análisis de suelo es imprescindible en el campo de la construcción, ya
que este es la superficie sobre la que descansarán las cargas de cualquier edificación. Por
esto, es lógico que estudiemos las propiedades del suelo, para conocer datos importantes
como su valor soporte, los componentes que lo conforman, su pH, su permeabilidad, entre
otros. Un dato que es de suma importancia conocer, es el tamaño de las partículas que
conforman el suelo sobre el que estamos trabajando. En general, dependiendo del tamaño
de las partículas predominantes en la composición de un suelo, este puede ser llamado
grava, arena, limo o arcilla. Según el Dr. Braja M. Das, estos pueden definirse como:




Grava: son fragmentos de roca ocasionalmente con partículas de cuarzo y feldespato.
Arena: partículas formadas principalmente por cuarzo y feldespato.
Limo: fracciones microscópicas de suelo (…) granos finos de cuarzo y fragmentos de
minerales micáceos.
Arcilla: principalmente partículas submicroscópicas en forma de escamas de mica.
(Das, 2001)
Para poder etiquetar un suelo como grava, arenoso, limoso o arcilloso, se debe llevar
a cabo un análisis granulométrico.
Análisis Granulométrico
“Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en
una muestra de suelo” (Jaramillo, 2008). Para esto, existen dos métodos: análisis por
cribado y análisis hidrométrico.
Análisis por Cribado: este consiste en atravesar la muestra por un conjunto de
mallas con aberturas progresivamente más pequeñas. Para lograrlo, se debe hace vibrar la
muestra con una máquina conocida como vibrador de mallas. Generalmente, antes de
hacer esto la muestra debe ser secada en un horno para disgregar sus partículas. Puede ser
que la muestra forme grumos y por lo tanto no atraviese las mallas, en cuyo caso se
procederá a mezclar a muestra con agua para formar una lechada, que se lava a través de
las mallas; de ser este el caso, se recolectarán las porciones retenidas en la malla por
separado y se secarán en un horno individualmente. Luego de esto se procede a determinar
la cantidad de la muestra que fue retenida en cada malla. Los resultados se expresan como
un porcentaje de la muestra total. A continuación, se presenta una tabla que explica los
cálculos que se efectúan en el análisis por cribado, extraído del libro “Fundamentos de
Ingeniería Geotécnica”.
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Imagen 1. Análisis por medio de mallas (masa de muestra de suelo seco = 450g).
(Das, 2001)
Imagen 2. Horno para el secado de
muestras de suelo.
Imagen 3. Conjunto de mallas en un
vibrador de mallas.
Análisis Hidrométrico: el procedimiento consiste en mezclar una cantidad de suelo
(50 grs.) con agua destilada más 125 ml. de un agente dispersante (también denominado
agente dispersor), el que neutraliza las cargas eléctricas sobre las partículas más pequeñas
del suelo que a menudo tienen carga negativa y se atraen entre sí con fuerza suficiente para
permanecer unidos, creando así unidades mayores que funcionan como partículas. Según
Das, como agente dispersor se usa generalmente hexametafosfato de sodio.
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A continuación, se agita la solución dentro de una mezcladora y se vacía a otra
probeta de 1000 cc. de capacidad. Accionar el cronómetro, introducir el hidrómetro y el
termómetro. Con las lecturas del hidrómetro con su s respectivas temperaturas, calcular el
peso de los sólidos en suspensión para poder estimar el diámetro de las partículas. Se utiliza
para ello la siguiente ecuación, que está basada en la Ley de Stokes.
(Jaramillo, 2008)
(
)=
30
1
( )
(mi)
Donde, D(mm) = diámetro de partícula del suelo
µ = viscosidad del agua
L(cm) = distancia
(Das, 2001)
t(mi) = tiempo
Imagen 4. Secuencia de análisis hidrométrico.
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PRÁCTICA
Para llevar a cabo un análisis granulométrico, es necesario tomar una muestra desde
distintos puntos del terreno determinado.
Materiales:







Bandeja que contenga la muestra de suelo
Bolsa plástica grande
Espátula
Lunas de reloj
Balanza electrónica
Nido de cedazo o tamices (contienen diferentes diámetros de abertura de malla)
Ro- tap
Procedimiento:
1. Se vierte la muestra sobre la bolsa plástica y se procede a realizar un
homogenizado con la técnica de pandeo, que consiste en tomar las diagonales
de la bolsa plástica y transportar la muestra de un extremo al otro.
2. Se procede a la técnica de cuarteo
en la cual se corta la muestra
previamente homogenizada en
cuatro partes con ayuda de la
espátula. Se extraen dos de los
cuadrantes opuestos de la
muestra (II- III) y se colocan en una
bandeja para guardarlo como
contra muestra.
(Técnica de Pandeo y Cuarteo, Métodos de muestreo);
Figueroa Juan (Julio, 2010) www.wikiteka .com
3. Se realiza nuevamente otro cuarteo en el cual se retiran los otros dos cuadrantes
opuestos de la muestra (I- IV) y se almacenan en la bandeja.
4. A continuación, se debe pesar la muestra en una luna de reloj y anotar el dato.
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5. Se introduce la muestra en el nido de tamices y se coloca posteriormente en el
Ro- tap para transmitir vibraciones por unos minutos.
6. Dejando un tiempo de residencia, se extraen los tamices de la máquina.
7. Las muestras de cada tamiz deben ser pesadas individualmente, desde el tamiz
más grueso hasta el más fino, anotando la información pertinente.
8. No se debe olvidar pesar el contenido de la bandeja inferior que cuenta como
un último tamiz.
Teoría (Cálculos):
1. Se realizan los cuadros para determinar la clasificación del tipo de arena
(ejemplo):
No. Tamiz (ASTM)
Abertura de Tamiz
(mm)
4
10
30
50
100
200
4.700
2.000
0.590
0.297
0.149
0.074
Clases de Arena
Arena Gruesa
Arena Media
Arena fina
(Cuadro No. 1, Clasificación de Tipo de Arena); Portilla, Hans
(Octubre, 2014). www.youtube.com
2. Se suman todas las masas para obtener un total.
3. Determinar el porcentaje retenido de cada masa. (Masa/ total) * 100= %
4. Posteriormente, sumar todos los porcentajes para corroborar que sea 100%.
5. Definir el porcentaje retenido acumulado anotando el primer valor, luego
anotando el siguiente sumado por el resultado anterior y así sucesivamente.
6. Calcular el porcentaje pasante acumulado, restando a cada valor la diferencia de
100. (100 - % retenido acumulado) = PPA
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No. Tamiz
(ASTM)
4
10
30
50
100
200
-200
Peso Retenido
(g)
0.55
3.64
6.60
0.65
22.66
7.90
14.13
Total:
% Retenido
0.98
6.47
11.90
1.16
40.31
14.05
25.13
56.22
% Retenido
Acumulado
% Pasante
Acumulado
0.98
7.45
19.35
20.51
60.82
74.87
100
100
99.02
93.54
80.65
79.49
39.18
25.13
0
(Cuadro No. 2, Clasificación de Tipo de Arena); Portilla, Hans
(Octubre, 2014). www.youtube.com
Para determinar qué tipo de arena ha predominado en la muestra se debe ver cuál
es el mayor porcentaje retenido y a que tamiz corresponde. Determinar el diámetro de
abertura de malla y así averiguar a qué clase de arena corresponde. Como lo muestra el
cuadro no. 1.
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CONCLUSIÓN
Es importante tomar en cuenta cada uno de los pasos anteriormente descritos
para obtener información veraz acerca del suelo que se está analizando, tanto en el
proceso de recolección de muestras como al momento de trabajar los cálculos.
En el video pudimos darnos cuenta la importancia de utilizar adecuadamente cada
uno de los instrumentos con los que se trabaja, ya que de esta manera podemos evitarnos
contratiempos y datos erróneos en la obtención de los resultados del análisis.
El conocimiento acerca de cómo utilizar los datos obtenidos en el laboratorio son
parte fundamental para conocer la información del suelo, la granulometría, la
permeabilidad y la cohesión, entre otros datos que también son importantes.
RECOMENDACIONES








Tomar en cuenta la utilización de muestra en distintos puntos del terreno a utilizar
o analizar.
Las muestras deben de estar secas para el Análisis Granulométrico.
En la distribución de la muestra se debe de hacer lo más exacto posible.
Al introducir la muestra en los tamices, realizarlo con cuidado para no dañar la
malla del tamiz.
El equipo de pesaje debe de estar bien calibrado antes de realizar la práctica.
Al pesar las muestras en la luna de reloj, realizarlo con el mayor cuidado posible.
Al comenzar con los cálculos, siempre corroborar sus resultados.
Al obtener los porcentajes retenidos de cada masa, sumar todos y verificar que el
resultado sea 100.
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BIBLIOGRAFÍA
Das, B. M. (2001). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica . (B. Cole, Trad.) México , México :
Internacional Thomson Editores. Recuperado el 12 de Junio de 2016, de
http://es.slideshare.net/ralvmrz/fundamentos-de-ingeniera-geotcnica-braja-m-das
Jaramillo, I. (2008). Manual de Laboratorio, Análisis Granulométrico. Laboratorio, Pontificia
Universidad Católica de Valparaíso, Grupo de Geotecnia de la Escuela de Ingeniería en
Construcción, Valparaíso, Chile . Recuperado el 12 de Junio de 2016, de
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/granulometr
ia.pdf
Portilla, H. (15 de Octubre de 2014). Canal Tu Ciencia. Recuperado el 10 de Junio de 2016, de You
Tube: https://www.youtube.com/watch?v=rUfs6YR175o
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