Sistema de Clasificacíon de suelos

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Numerosos sistemas de clasificación se han propuesto para establecer un lenguaje común

en la identificación de los suelos. La gran mayoría se basan en los antecedentes

granulométricos y de plasticidad. Los más empleados en la actualidad son el Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos USCS y el sistema de clasificación AASHTO.

El sistema AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials),

fue desarrollado con el objeto de establecer la conveniencia de un material para su

utilización en la construcción de carreteras.

El sistema unificado fue desarrollado por Casagrande con el objeto de utilizarlo en la

construcción de aeropuertos. Actualmente, es el método estándar de clasificación de

suelos para propósitos de construcción.

Las tablas de clasificación empleadas en ambos sistemas se presentan a continuación.

Sistema de clasificación USCS

Este sistema clasifica a los suelos en dos amplias categorías. De acuerdo con la

distribución granulométrica de las partículas del material que pasa el tamiz de 80 mm, el

suelo se clasifica como suelo granular si más del 50% es retenido por el tamiz Nº200. En

cuyo caso los símbolos de grupo comienzan con un prefijo G (grava) o S (arena).

En el caso que el 50% o más del material pase el tamiz Nº200, se trata de suelos finos. En

este caso, los símbolos de grupo comienzan con un prefijo M (limo inorgánico), C (arcilla

inorgánica) u O (limos y arcillas orgánicas).

Otros símbolos empleados en esta clasificación, tienen relación con la graduación del

material, W (bien graduado) o P (mal graduado), y con la plasticidad del material fino, L

(baja plasticidad, LL < 50) o H (alta plasticidad, LL > 50).

Descripción del Método:

• Porcentaje de grava, es decir, la fracción que pasa la malla de 80 mm y es

retenida en la malla Nº4.

• Porcentaje de arena, es decir, la fracción que pasa la malla Nº4 y es retenida en la

malla Nº200.

• Porcentaje de limo y arcilla, es decir, la fracción de finos que pasa la malla Nº200.

• Límite líquido e índice de plasticidad de la porción de suelo que pasa la malla

Nº40.

• Coeficiente de uniformidad (Cu) y coeficiente de curvatura (Cc).

• Determinación de cantidad de Finos 5% < % Finos < 12% Se determina Cu y Cc.

Si % Finos > 12% se determina LL, IP para determinar tipo de Fino presente en la

muestra de suelo.

Determinación de contenido de Materia Orgánica: LLh≤0,75LLe

Recordar:

Una muestra de suelo es bien graduados cuando Cu > 4 para gravas o Cu > 6

para arenas, y Cc se encuentra comprendido entre 1 y 3.

Tabla utilizada en la Clasificación mediante sistema USCS:

Sistema de Clasificación ASSHTO

El procedimiento consiste en comparar los datos del suelo con los requisitos exigidos, lo

cual se aplica de izquierda a derecha. Por un proceso de eliminación, el primer grupo que

cumpla siguiendo dicho orden con todas y cada una de las exigencias, corresponderá a

la clasificación correcta.

Para la evaluación de la calidad de un suelo como material de subrasante de carreteras,

se debe incorporar el índice de grupo junto con los grupos y subgrupos del suelo. Este

número se escribe en paréntesis después de la designación del grupo o subgrupo. El

índice de grupo se calcula con la fórmula:

Dónde:

F: Porcentaje del suelo que pasa por la malla Nº200, expresado como número entero

LL: Límite líquido

IP: Índice de plasticidad

Consideraciones en la determinación del índice de grupo:

• El índice de grupo siempre se indica aproximándolo al número entero más

cercano.

• Cuando el valor calculado sea negativo, el índice de grupo se indica como cero.

• No existe límite superior para el índice de grupo.

Este sistema de clasificación se basa en los siguientes criterios:

ü Tamaño del grano:

• Grava: Fracción que pasa la malla de 80 mm y es retenida en la malla Nº4.

• Arena: Fracción que pasa la malla Nº4 y es retenida en la Nº200.

• Limo y arcilla: Fracción que pasa la malla Nº200.

ü Plasticidad:

• El término limoso se aplica cuando las fracciones de finos del suelo tienen un

índice de plasticidad de 10 o menor.

ü Sobre-tamaño:

• En caso de encontrar material con tamaño sobre 80 mm, se deben excluir de

la porción de la muestra de suelo que se está clasificando. Sin embargo, el

porcentaje de tal materia se registra.

Tabla que se emplea para la clasificación del Suelo:

Ejemplos de Clasificación de Suelos:

Tamiz % que Pasa

Malla ASTM Abertura (mm) Suelo A Suelo B Suelo C

3" 75 - - - 2" 50,8 100 100 -

1 ½" 38,1 94 93 - 1" 25,4 83 - - ¾" 19,1 79 62 - ½" 12,7 73 57 100 ⅜" 0,95 - - 92

N°4 4,76 63 32 63 N°10 2,00 51 24 44 N°40 0,42 49 12 27

N°200 0,074 20 3 9 % LLh 20 Np 51 % LLe % Lp 10 Np 35

Suelo A, Método USCS:

% que pasa la malla N°200 → 20%, por lo tanto es un Suelo Granular

% que pasa la malla N°4 → 63%, por lo tanto corresponde a una arena.

Distribución General:

37% Gravas; 43% Arena; 20% Finos

Si % Finos es mayor a un 12%, determinar LL, IP.

LL= 20; LP=10, por lo tanto IP=10 (identificar a que corresponde dentro de la Carta de

Plasticidad)

Por lo tanto el Suelo analizado es SC (fracción fina corresponde a CL)

Suelo A, Método AASTHO:

• N°10: 51%; N°40: 49%; N°200: 20%; LL: 20%; IP: 10%

• IG: (20-35) * (0,2 + 0,005 * (20-40)) + 0,01 * (20-15) * (10 – 10) = -1,5, por lo tanto se

utiliza un IG = 0.

Analizando mediante la Tabla la Clasificación es A-2-4 (0).-

Suelo B, Método USCS:

% que pasa la malla N°200 → 3%, por lo tanto es un Suelo Granular

% que pasa la malla N°4 → 32%, por lo tanto corresponde a una grava.



Si % Finos es menor a un 5%, determinar Cu, Cc.

Debido a que los porcentajes 60%, 30% y 10% no están en la tabla, estos se deben

determinar mediante el proceso de interpolación Lineal:

Abertura (mm)

% que Pasa

Abertura (mm)

% que Pasa

Abertura (mm)

% que Pasa

19,1 62 4,76 32 0,42 12 D60 60 D30 30 D10 10 12,7 57 2 24 0,074 3

D60: !"!!"!"!!"

= !",!!!!"!!"!!",!

por lo tanto D60 = 16,54 mm

D30: !"!!"!"!!"

= !,!"!!!"!!"!!,!


D10: !"!!"!"!!

= !,!"!!!"!!"!!,!"#


Calculo de Cu y Cc:

Cu: !",!"!,!"

por lo tanto Cu = 48,64, Cu>4 Cumple.

Cc: !,!"!

!,!"×!",!" por lo tanto Cc = 2,945, Cc<3 Cumple.

Por lo anterior es un Suelo Bien Graduado.

Por lo tanto el Suelo analizado es GW.

Suelo B, Método AASTHO:

• N°10: 24%; N°40: 12%; N°200: 3%; LL: NP; IP: NP

• Por lo tanto se utiliza un IG = 0.

Analizando mediante la Tabla la Clasificación es A-1-a (0).-

Suelo C, Método USCS:

% que pasa la malla N°200 → 9%, por lo tanto es un Suelo

Granular

% que pasa la malla N°4 → 63%, por lo tanto corresponde a una Arena.



Si % Finos entre 5% < % Finos <12%, determinar Cu, Cc.

Debido a que los porcentajes 60%, 30% y 10% no están en la tabla, estos se deben

determinar mediante el proceso de interpolación Lineal:

Abertura (mm)

% que Pasa

Abertura (mm)

% que Pasa

Abertura (mm)

% que Pasa

4,76 63 2,0 44 0,42 27 D60 60 D30 30 D10 10 2,0 44 0,42 27 0,074 9

D60: !"!!"!"!!!

= !,!"!!!"!!"!!,!


D30: !!!!"!"!!"

= !,!!!!"!!"!!,!"


D10: !"!!"!"!!

= !,!"!!!"!!"!!,!"#


Calculo de Cu y Cc:

Cu: !,!"!,!"

por lo tanto Cu = 48,64, Cu>4 Cumple.

Cc: !,!!

!,!"×!,!" por lo tanto Cc = 1,26, Cc<3 Cumple.

Por lo anterior es un Suelo Bien Graduado.

Análisis de la fracción fina:

Presencia de materia Orgánica cuando se cumple que: LLh≤0,75LLe

Por lo tanto 51≤ 0,75 * 60 = 45 lo que implica que no existe materia orgánica.

LLh= 51; LP= 35; IP=16, corresponde a MH

Por lo tanto el Suelo analizado es SM – SW.

Suelo C, Método AASTHO:

• N°10: 44%; N°40: 27%; N°200: 9%; LL: 51; IP: 16

• IG: (9-35) * (0,2 + 0,005 * (51-40)) + 0,01 * (9-15) * (16 – 10) = -6,99, por lo tanto se

utiliza un IG = 0.

Analizando mediante la Tabla la Clasificación es A-2-7 (0).-

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