Estudio de sistematización de datos geotécnicos (página 2)

Existen diferentes métodos, dependiendo de la mayor proporción de tamaños que existen en la muestra que se va a analizar. Para las partículas gruesas, el procedimiento utilizado es el método mecánico o granulometría por tamizado directo o por método de lavado; y para las partículas finas, por la dificultad del tamizado, se utiliza el Método del Sifoneado o el Método del Hidrómetro, basados en la Ley de Stokes.

• Límites de Atterberg o límites de consistencia.- Se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. El nombre de estos es debido al científico sueco Albert Mauritz Atterberg. (1846-1916). Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg.



LA FOTOGRAFIA ILUSTRA LA REALIZACION DE LOS LIMITES DE ATTERBERG EN EL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

• Siguiendo estos procedimientos se definen tres límites:

• Límite líquido (según ASTM D-423-66).- Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la determinación de este límite se utiliza el aparato de Casagrande.

• Límite plástico (según ASTM D-424-59).- Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe un rollito de suelo realizado con la palma de la mano cuando llega a un diámetro igual a 3 mm.

• Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder su humedad.

Relacionados con estos límites, se definen los siguientes índices:

• Índice de plasticidad: Ip ó IP = Ll – Lp

• Índice de fluidez: If = Pendiente de la curva de fluidez

• Índice de tenacidad: It = Ip/If

• Índice de liquidez (IL ó IL), también conocida como Relación humedad-plasticidad (B):

IL = (wn – Lp) / (Ip) donde: wn = humedad natural del suelo

• Determinación del Angulo de fricción interna.- La constante de proporcionalidad tg f, fue definida por Coulomb en términos de un ángulo al que denominó ángulo de fricción interna. Analizando la ecuación se deduce que para s = 0 es = 0. Pero Coulomb observó que existían materiales que sin presiones normales aplicadas sobre el plano de corte presentaban una cierta resistencia al cizallamiento. Para estos suelos consideró una nueva constante a la que denominó cohesión = c. Como, en general, los suelos presentan un comportamiento mixto, Coulomb  determinó que la resistencia de los suelos debía expresarse como la suma de ambos comportamientos: la resistencia debida a la fricción interna y la resistencia debida a la cohesión. Así estableció lo que hoy se denomina Ley de Coulomb.   

• Clasificación de suelos según Normas ASTM D-2487-69.- Consiste en agrupar suelos por la semejanza en sus características y comportamientos físico-mecánicos, correlacionar propiedades con los grupos de un sistema de clasificación, aunque sea un proceso empírico, permite resolver multitud de problemas sencillos.

Para este trabajo de investigación, se ha utilizado el sistema de clasificación según normas ASTM D-2487-69, que es equivalente al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

Para realizar la clasificación del suelo de acuerdo a las normas indicadas, se utilizó el siguiente cuadro:



• Nivel freático.- Nivel superior de la zona de saturación en las rocas permeables o suelos. Este nivel varía estacionalmente en función de la precipitación, aunque también influyen otros factores como la evapotranspiración y la cantidad de agua infiltrada a través del suelo.

La pendiente del nivel freático es inversamente proporcional a la permeabilidad del acuífero. Cuando un nivel freático alcanza la superficie terrestre puede dar lugar a afluentes, infiltraciones, pantanos o lagos.

Ensayos de laboratorio de mecánica de suelos más usuales de acuerdo a la norma SUCS:

Nº

Ensayo

AASHTO

ASTM

1

Muestreo de suelo inalterado

—

D 1587

2

Preparación de la muestra para los ensayos de suelos

—

D 421-85

3

Contenido de humedad mediante la cocinilla

—

D 2216-95

4

Contenido de humedad, método nuclear

T 239

D 3017-88

5

Contenido de humedad, método del carburo de calcio

T 217

D 4944-89

6

Límites de consistencia Límite líquido

T 90

D 423-66

7

Límites de consistencia Límite plástico

T 90

D 424-59

8

Análisis granulométrico vía seca

D 421

D 2217-85

9

Análisis granulométrico vía húmeda o por tamizado

T 88

D 422-63

10

Análisis granulométrico por medio del hidrometro

T 88

D 422-63

11

Contenido de materia orgánica por oxidación en el suelo

T 087

D 2974-87

12

Contenido de carbonatos en los suelos

—

D 4373-84

13

Gravedad específica de los sólidos

T 100

D 854-92

14

Proctor estándar (Humedad óptima de compactación, peso unitario seco máximo)

T 99

D 698-91

15

Proctor modificado (Humedad óptima de compactación, peso unitario seco máximo)

T 180

D 1557-91

16

Permeabilidad con carga constante Coeficiente de permeabilidad

T 125

D 2434-68

17

Consolidación

T 216

D 2435-90

18

Corte directo Cohesión, ángulo de fricción interna, peso unitario ensayo

—

D 3080-90

19

Compresión no confinada Cohesión no drenada, peso unitario

T 208

D 2166-91

20

Triaxial consolidado y sin drenaje

T 234

D 2850-95

21

Equivalente de arena

T 176

D 2419-90

22

Relación de Soporte California de laboratorio (CBR)

T 193

D 1883-94

 

• TRABAJO DE GABINETE

El trabajo de gabinete, después de realizadas las actividades de campo, laboratorio y análisis de toda la información obtenida, se resumen los resultados para llegar al correcto diagnóstico geotécnico de la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, y poder identificar la variación de los suelos existentes tomando en cuenta los perfiles geotécnicos definitivos obtenidos de los estudios realizados en las diferentes zonas y unidades vecinales que conforman la ciudad de Santa Cruz.

Estas identificaciones basadas en los registros del subsuelo y parámetros geotécnicos obtenidos, nos permitieron identificar y correlacionar los suelos con estratigrafías y características geotécnicas similares que existen en la ciudad de Santa Cruz, las mismas nos permitieron zonificar geotécnicamente los suelos existentes y plasmar en un plano las formaciones geológicas que conforman el área de influencia de la ciudad.

CAPITULO IV

Geología y geotecnia de la mancha urbana de Santa Cruz

La mancha urbana correspondiente a la ciudad de Santa Cruz de la Sierra esta fundada en diferentes niveles topográficos y estratigráficos, correspondientes a la Unidad determinada como la llanura Chaco beniana, por lo tanto, presenta características geológicas y geotécnicas propias de ésta unidad, ampliamente desarrollada en el territorio nacional por cuanto representa una enorme cuenca de sedimentación de naturaleza continental, que abarca gran parte de los departamentos de Pando, Beni, Santa Cruz y Tarija por citar algunos.

Geomorfológicamente la mancha urbana correspondiente a la ciudad de Santa Cruz se caracteriza por adoptar un relieve llano, con ondulaciones topográficas muy pequeñas.

Esta zona llana de relieve suave, está constituida por superficies topográficas bajas que corresponden a una cuenca de sedimentación continental de naturaleza aluvial rellenada principalmente por suelos de naturaleza fina, donde predominan, una secuencia de arena que gradualmente para a conformar un limo, donde esporádicamente se determinan diferentes niveles de arcilla inorgánica de plasticidad variable, generalmente poco expansivas.

Hidrológicamente en líneas generales y considerando la topografía de la mancha urbana, es definida la presencia de una divisoria de aguas que sirve de límite natural de dos sub cuencas determinadas como:

Cuenca Oeste, cuyas aguas drenan hacia la cuenca del río Piraí, que constituye el nivel de base de los procesos de erosión y sedimentación del sector Cuenca Este, cuyas aguas vierten su caudal hacia el río grande o Guapay, que es un colector mayor de las aguas del río Piraí. Estructuralmente representados por estratos generalmente lenticulares o acuñados en ambos sentidos, donde predominan ángulos cercanos a la horizontalidad, característica estratigráfica y estructural que habla por si sola de la juventud de esta cuenca, por cuanto no existieron eventos geológicos o geotectónicos registrados en la columna estratigráfica, razón por la cual no se perciben plegamientos o fracturamientos tectónicos.

El análisis cronoestratigráfico, sobre la base de cuatro perfiles de correlación, realizados mediante la composición de perfiles geotécnicos menores nos permitirán líneas abajo, esbozar una primera aproximación geológica estructural objeto del presente numeral.

Los perfiles de correlación estratigráfica preparados, adoptan la siguiente simbología:

1.- Perfil 1 Norte – Sur (Desde las lagunas de oxidación 3 y 4 al Norte, pasando por el Casco Central, hasta la urbanización 107 al Sur)

2.- Perfil 2 Este – Oeste (Desde la UV 140 al Este, pasando por el Casco Central, hasta el parque Urbano Piraí al Oeste)

3.- Perfil 3 Sur Oeste – Nor Este (Desde la UV 120 al Sur Oeste, pasando por el Casco Central, hasta la Avenida Mutualista al Nor – Este)

4.- Perfil 4 Sur Este – Nor Oeste (Desde la UV 105 al Sur Este, pasando por el Casco Central, hasta la UV 58 hacia el río Piraí al Nor – Oeste)

Este análisis crono estratigráfico, sintetiza los siguientes aspectos:

1.- Se confirma la presencia de una cuenca sedimentaria de naturaleza continental y edad Cuaternaria, representada por una espesa secuencia de suelos de naturaleza granular fina representada por arena con diferente grado de compactación y plasticidad también variable desde arenas limosas no plásticas hasta arenas en una matriz arcillosa con diferente grado de plasticidad y compacidad también variable. (Sector inferior de la fotografía)



2.- En éste paquete sedimentario arenoso de espesor considerable. Interdigitan estratos lenticulares de arcillas inorgánicas de plasticidad muy variable (desde suelos de tipo CL, hasta suelos o arcillas inorgánicas de alta plasticidad de tipo CH) todas con diferente grado de consolidación.

3.- Estos estratos lenticulares de arcilla se encuentran a diferentes niveles topográficos, o lo que es lo mismo a diferentes profundidades y se caracterizan por no presentar una continuidad física regular, disposición esta que confirma la naturaleza lenticular limitada de éstos estratos (sector superior de la fotografía).

4.- Existe naturalmente una gradación transicional desde las arenas finas hacia suelos mas finos representados por limo (tipo ML o MH, en menor proporción) dispuestos lenticularmente.

5.- Comparando los cuatro cuadrantes cardinales, existe una manifiesta preponderancia en términos de presencia porcentual de arcilla en el cuadrante Sud Este, disposición que permite afirmar la influencia de los sedimentos limo-arcillosos provenientes de la formación Chaco, como fuente de origen de éstos materiales, naturalmente transportados por acción fluvial durante el sistema Cuaternario.

6.- Los materiales granulares representados por arena tiene como fuente de origen a las diferentes unidades o Formaciones geológicas representadas por areniscas pertenecientes al sistema o Unidad geomorfológico determinada como es Sistema Sub andino que conforma el marco geológico del sector Sud Oeste principalmente.

7.- Esta cuenca de origen aluvial es constantemente modificada por la fuerte incidencia de los materiales arenosos que conforman la playa aluvial del río Piraí, las cuales mediante transporte eólico con fuertes corrientes de rumbo Noreste Sud este forman los depósitos eólicos representados por las típicas dunas y médanos de arena, paisaje muy singular de una parte de la geología deposicional de la ciudad de Santa cruz de la Sierra.

Enviado por:

Ing.+Lic. Yunior Andrés Castillo S.

"NO A LA CULTURA DEL SECRETO, SI A LA LIBERTAD DE INFORMACION"®

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Santiago de los Caballeros,

República Dominicana,

2015.

"DIOS, JUAN PABLO DUARTE Y JUAN BOSCH – POR SIEMPRE"®