UNIDAD I suelo y hor. 2023.ppt

MECANICA DE SUELOS
(COMS01)
NELSON VALDÉS MOYA
UNIDAD I CONCEPTOS DE GEOLOGÍA, GEOTÉCNIA Y MECÁNICA
DE SUELOS
UNIDAD II MÉTODOS DE PROSPECCIÓN GEOTECNIA Y SISTEMAS
DE CLASIFICACIÓN
UNIDAD III RESISTENCIA, DEFORMACIÓN, DISEÑO DE
FUNDACIONES Y PAVIMENTO

Nelson Valdés M. 2
UNIDAD I CONCEPTOS DE GEOLOGÍA, GEOTECNIA Y
MECÁNICA DE SUELOS
CONTENIDO
1.1 Estructura interna de la tierra
1.2 Conceptos de geotecnia y propiedades de las rocas
1.3 Tipos de suelos (residuales, sedimentarios, perfil estratigráfico)
1.4 Normas NCh 1508 y 433

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1.1 ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
La estructura de la tierra esta compuesta por un Núcleo, un Manto y una
Corteza.

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Capas que componen la tierra
NÚCLEO
e: 3.500 km
MANTO
e: 2.250 km
CORTEZA
e:650 km

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El núcleo terrestre, empieza a los 2.900km de profundidad y
llega a los 6.400 km app (con un grosor de 3500 km), se
compone de dos partes: núcleo externo y núcleo interno.
El externo es de líquido, debido a la presión y elevada
temperatura que reina a grandes profundidades y el interno
sólido.
Se estima que la composición química de los núcleos es
una aleación de níquel y fierro (NIFE).
La densidad en el límite de los núcleos, externo y interno,
pasa de 12.000 kg/m3 a 15.000 kg/m3, en tanto que en el
centro de la tierra no seria inferior a 18.000 kg/m3.

Nelson Valdés M. 6
El manto, zona intermedia, se extiende bajo la corteza
desde los 650 km hasta una profundidad de 2.900km app.
alcanzando un espesor medio de 2250 km.
Se supone que la parte superior del manto está
constituida por dunita que es una roca mineral principal
(silicatos de hierro y magnesio), y mientras mas profundo
son mas ricas en hierro, lo que hace que la densidad del
manto fluctúe entre 3.320 kg/m3 y 5.570 kg/m3 en la parte
mas profunda, mientras que en el limite con el núcleo
puede alcanzar los 9.740 kg/m3. En el manto terrestre se
encuentran depósitos Magmáticos.

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corteza terrestre
La corteza terrestre, es una especie de revestimiento que
envuelve toda la superficie del planeta, proporcionando una
base sólida sobre la que nosotros mismos caminamos y sobre la
que se asientan, desiertos, bosques, campos y océanos.
Está formada principalmente por rocas de distintas
naturalezas (ígneas, metamórficas y sedimentarias) y su
espesor varía desde los 5 km en un nivel marítimo, hasta los 70
km de profundidad en zonas de relieve y montañas.

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La corteza no es una capa uniforme, sino que se encuentra
divida en partes denominadas placas, que se encuentran en
un estado de flotación permanente, es decir, “flotan” sobre
las capas más internas de la tierra, desplazándose muy
lentamente y de un modo casi imperceptible para el ser
humano.
En algunas ocasiones, se producen movimientos más
bruscos, que dan lugar a terremotos o erupciones
volcánicas, debido al calor y energía liberado en el centro de
la tierra, que hace que las placas se muevan o choquen unas
con otras.

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La corteza terrestre no es una sola capa, sino que existen
dos tipos de corteza terrestre:
•La corteza oceánica, que cubre la parte del planeta sobre la
que se depositan los océanos, dando lugar al fondo marino.
•La corteza continental que cubre el resto de la superficie
terrestre.
Corteza oceánica:
La corteza oceánica ocupa aproximadamente el 60% de la
superficie de la Tierra y está compuesta, en su mayoría, por
rocas de origen volcánico y color oscuro, como basaltos y
gabros (roca ígnea plutónica), oscilando su espesor entre los 5
y 10 km.

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En contra de lo que se creía antiguamente, la corteza
oceánica, al igual que la continental, puede presentar
relieves y accidentes geográficos, existiendo, por lo tanto,
llanuras, montañas, grietas y volcanes submarinos.
De hecho, la corteza oceánica no comienza en la costa, sino a
varios kilómetros de ella, marcada por una fuerte pendiente o
talud.
Las placas oceánicas son mucho más jóvenes que las
continentales debido al proceso de renovación al que se
encuentran sometidas.
(Debido al movimiento de las placas, estas se pueden separar
haciendo que el material fundido del interior ascienda y se
deposite sobre las capas más antiguas, o bien, en lugar de
separarse, las placas se superpongan unas sobre otras
provocando el hundimiento de los materiales de mayor edad).

Corteza continental:
La corteza continental ocupa el 40% de la superficie de la
tierra y está compuesta por rocas de distintos orígenes,
aunque en su mayoría está formada por rocas metamórficas
como el granito y recubierta por rocas sedimentarias como
calizas, areniscas o arcillas.
Su espesor varía entre los 30 km, en las llanuras y los 70 km
en las montañas más altas.
En ella se encuentran variedad de relieves y accidentes
geográficos, originados por el movimiento de las placas. Sin
embargo existen zonas que no han sufrido ningún tipo de
fragmentación o deformación en mucho tiempo,
denominadas cratones.

Los cratones, se suelen encontrar en el interior de los
continentes, constituyendo la parte más antigua y estable de la
corteza terrestre y se dividen en:
•Escudos: cuando el cratón aflora sobre la superficie.
•Plataforma: cuando el cratón se encuentra enterrado bajo
sedimentos.

 TECTÓNICA DE PLACAS
Según esta teoría, la corteza terrestre está compuesta al
menos por una docena de placas rígidas, dichas placas,
separadas por cadenas montañosas o fosas, se mueven
lentamente, chocando o rozándose unas con otras.
Las placas se mueven relativamente entre ellas y en los bordes
o zonas de interacción pueden producirse algunos de los
siguientes fenómenos
Formación de nueva corteza: El desplazamiento del magma,
fundido y muy caliente, que escapa hacia el exterior provoca
volcanes y terremotos de magnitud variable.
Roce entre placas: Al pasar una al lado de la otra se crean
esfuerzos, los cuales se liberan violentamente cuando las rocas
llegan a su punto de fractura. Esta situación produce terremotos.

Choques entre placas: Aquí se pueden dar 3 situaciones:
- Choque de dos placas continentales. Debido a su poca
densidad ninguna se hunde, pero el choque hace que se
arruguen formando una cadena montañosa
- Choque entre una placa oceánica y una placa
continental. Como la corteza oceánica es más densa, la
placa subduce, regresa al manto y forma las grandes fosas
que se han encontrado en los bordes de los océanos. Como
consecuencia del choque se arruga la corteza y se forma
una cadena montañosa
- Choque de dos placas oceánicas. Aquí se hunde la más
delgada o más densa de las dos. También ocurren
terremotos y volcanes y se pueden originar islas volcánicas

Subducción de placas

 ONDAS SISMICAS
[ondas sísmicas; ver https://youtu.be/liDnlvkr_k4]
Son oscilaciones que se propagan desde una fuente (foco o
hipocentro) a través de un material elástico (sólido y líquido)
transportando energía mecánica.
Se clasifican en Corpóreas y Superficiales.
Las Corpóreas o de cuerpo, viajan por el interior de la Tierra y
se clasifican en Primarias (P) y Secundarias (S).
Las Superficiales, como su nombre lo indica, se desplazan
por la superficie del planeta y se dividen en Ondas Love (L) y
Ondas Rayleigh (R).

 AGUAS SUBTERRÁNEAS
Las aguas subterráneas son muy importantes como recurso
hídrico ya que constituyen la mayor reserva de agua dulce
accesible. Su papel en el ecosistema es esencial pues
mantienen manantiales, lagos, lagunas, humedales y caudales
de ríos. Además, regulan el agua dulce y marina en los
acuíferos costeros.
La formación del agua subterránea se da cuando la lluvia cae
al suelo, una parte de esta agua fluye a través de las
corrientes por la superficie terrestre hasta llegar a ríos y lagos,
mientras otra parte de esta precipitación, se filtra en el suelo,
generándose las aguas subterráneas.

Las aguas subterráneas se encuentran bajo la superficie de
la tierra y generalmente se acumulan en acuíferos, que son
formaciones geológicas donde se almacena y circula agua
aprovechando la porosidad, la filtración y la fisuración de la
roca.
Esta agua subterránea, ubicada bajo la superficie terrestre
en espacios de rocas o suelos porosos o en los huecos de
las formaciones rocosas, constituye cerca del 30 por ciento
de toda el agua dulce disponible en el mundo.
(Napa libre-artesiana-ocluida)

1.2 CONCEPTOS DE GEOTECNIA Y PROPIEDADES DE
LAS ROCAS
1.2.1 CONCEPTOS DE GEOTECNIA
El estudio de las propiedades mecánicas, hidráulicas e
ingenieriles de los materiales provenientes del medio
geológico (suelo y roca), aplicadas a las obras civiles,
obras subterráneas y obras ambientales, es fundamental
para garantizar que los proyectos ofrezcan seguridad,
durabilidad y estabilidad a las estructuras.
La Geotecnia debe velar por esta condición,
apoyada en la Geología, Mecánica de Suelos, Mecánica
de Roca y el uso de Modelos y análisis apropiados a los
proyectos (represa, túnel, edificio, caminos, puentes,
etc.).

La Geotecnia, en general, se ocupa de generar
soluciones para el correcto comportamiento de
las estructuras en la superficie terrestre.
Para ello es necesario investigar el suelo y/o la
roca que se encuentran bajo la superficie (perfil
geotécnico), para así determinar sus
características y propiedades con el fin de
especificar el diseño de las estructuras.
Por otra parte, el comportamiento del suelo o de la
roca frente a solicitaciones, depende de varios
factores como la geología, el contenido de humedad o
composición mineralógica del suelo o roca, como
también de la actividad sísmica de la zona.

ENTRADAS SALIDAS
GEOLOGIA APLICADA
GEOTECNIA
OBRAS CIVILES
(edificios, puentes, túneles,
represas, caminos, taludes,
aeropuertos, etc.)
COMPORTAMIENTO
TERRENO
(entender los principios,
modelos matemáticos,
hidráulica, física, químicas, del
comportamiento de los
materiales.
OBRAS SUBTERRANEAS
(aprovechamiento de minas
abandonadas para
almacenamiento de material
radioactivo)
MECANICA DE SUELOS
Aplicación Leyes de la
física y la hidráulica
PROTECCION AMBIENTAL
(depósitos de residuos, flujo de
contaminantes por aguas
subterráneas, degradación,
etc.)
MECANICA DE ROCAS
La relación que existe entre la geotecnia y las distintas disciplinas se nuestra
en el esquema siguiente. Se observan los insumos y las salidas del proceso

“El secreto de la geotecnia es mantener el triangulo equilibrado”
geofísica
Ref.: John B. Burland
J. Burland propone que debe haber un equilibrio entre el conocimiento del
perfil geotécnico del área de estudio, los ensayos de laboratorios destinados
a conocer las propiedades de los materiales y el uso de modelos y análisis
apropiados para el proyecto, bajo la experiencia del geotecnista.

Nelson Valdés M.
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Antecedentes:
- Las catástrofes naturales (sismos) o
artificiales (excavaciones por ejemplo) y
- La urgente necesidad por mejorar la calidad
de vida (construcción de edificios, represas,
carreteras, aeropuertos, túneles, etc.)
….Demandan la necesidad de estudios en el
campo de la GEOTECNIA (Geología,
Mecánica de Rocas, Mecánica de Suelos,
Hidráulica) para soluciones seguras y
economía, que no comprometan vidas
humanas.

y…… QUE ES ….SUELO? …ROCA?
En un sentido muy general se denomina
Suelo al manto de material formado por la
descomposición y desintegración de las
Rocas que forman la corteza terrestre.
La diferencia entre suelo y roca se
establece a partir de las fuerzas que
unen las partículas minerales.

En los suelos, la fuerza de unión de las
partículas es de baja intensidad, permitiendo
una fácil separación;
En las rocas la fuerza de unión de las partículas
son fuertes y permanentes, dificultando su
separación.
La línea divisoria entre suelo y roca definida por
la NCh 433 of 96 queda establecida por la
velocidad de ondas de corte (vs) y la carga
última(qu).
En roca: vs > 900 m/s, qu > 10MPa

1.2.2 PROPIEDADES DE LAS ROCAS
Producto del Big Bang, comienza a formarse la materia, dando origen
al universo que conocemos hoy en día. Se forman las Galaxias, (Vía
láctea), Constelaciones, Estrellas, Planetas, Satélites, Asteroides,
Cometas.
Las Galaxias son acumulaciones de gas, polvo, miles de millones de
estrellas y sus sistemas solares, agrupadas gracias a la gravedad
 Vía Láctea es nuestra galaxia, que es visible a simple
 Constelación es un grupo de estrellas concretas (forman figuras en
el cielo, los barcos las usaban para guiarse)
 Estrellas son cuerpos celestes gigantes, (sol) (esferas de gas,
hidrógeno y helio), producen luz y calor, debido a reacciones nucleares.
 Planetas cuerpos que giran alrededor de una estrella. Hay 8,
Mercurio, Venus, Tierra, Martes(4 sólidos) Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
 Satélites astros que giran alrededor de los planetas (sist. solar 400)
 Asteroides objetos rocosos que orbitan en torno a una estrella (sol).
Cuando su diámetro es menor a 50m se denominan meteoroides.
 Cometas producto de las colisiones de asteroides; dejan una larga cola de
material brillante a medida que se acerca a la estrella, denominándose Cometas.
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EN NUESTRO SISTEMA SOLAR existen 8 planetas de los
cuales 4 están constituido por material sólido (rocoso)
entre ellos la Tierra , y los otros 4 son gaseosos.
ROCA: Material compuesto de uno o varios minerales,
como resultado final de diferentes procesos geológicos.
(mineral: sustancia natural, homogénea, inorgánica y de composición química definida)
En la composición de una roca existen 2 categorías de
minerales:
1) Minerales esenciales o formadores: Son los mas abundantes y
caracterizan la roca.
Ej.: El Granito (roca) contiene cuarzo, feldespato y mica.
2) Minerales accesorios: Son los que aparecen en una proporción menor
al 5% del volumen total
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 TIPOS DE ROCA
Las rocas se pueden clasificar bajo distintas propiedades:
Composición química, Permeabilidad, Dureza, etc., pero el
criterio más usado es el origen, es decir como se formó.
Según su origen:
i) ROCAS ÍGNEAS ó MAGMÁTICAS
ii) ROCAS SEDIMENTARIAS
iii) METAMÓRFICAS

(Calor + presión)
Compactación + cementación
(estratificada)
volcánicas
plutónicas
ORIGEN DE LAS ROCAS

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i) ROCAS ÍGNEAS ó MAGMÁTICAS:
Se originan por la solidificación del MAGMA, masa
mineral fundida que incluye gases.
Este proceso de formación es lento cuando ocurre a
profundidades ó más rápido si ocurre cerca de la
superficie.
- A profundidades se forman las rocas plutónicas ó
intrusivas; son las más abundantes. (El granito, el gabro, la
sienita, la diorita, la peridotita y la tonalita son ejemplos de rocas plutónicas)
- En la superficie se forman las rocas volcánicas ó
extrusivas; cuando el magma llega a la superficie
convertido en lava. (basalto, pumita (piedra pómez), andesita, traquita,
obsidiana)

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ii) ROCAS SEDIMENTARIAS.
Se originan producto de la meteorización y erosión de
las rocas que afloran a la superficie, material que
transportado por el agua, viento o hielo, es depositado
en cuencas (terrestres o marinas) que, más un proceso
de compactación y cementación (diagénesis) dan
origen a la roca sedimentaria. (proceso de miles o
millones de años)
También se consideran rocas sedimentarias a los
depósitos organógenos, como arrecifes de coral,
carbón o petróleo.
Las estructuras de las rocas sedimentarias es
estratificada, debido a la forma en que fue constituida.

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iii) ROCAS METAMÓRFICAS:
En estricto rigor, es cualquier roca que se ha originado
por la evolución de otra anterior al quedar sometida a un
ambiente distinto al de su formación. Ej: mucho calor ó
mucho frío ó grandes presiones.
Cuando esto ocurre, la roca evoluciona hasta alcanzar
las características que la hacen estable en este nuevo
ambiente o condiciones.
Abundan en zonas profundas de la corteza por encima
del zócalo magmático. Se caracterizan por su evolución
de minerales a un aspecto laminar debido a las grandes
presiones. Ej son las Pizarras, los Mármoles o las
Cuarcitas.

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 CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS SEGÚN SU USO
a) ROCAS MINERALES: (ÍGNEAS)
Uso como materia prima de productos usados por la
humanidad. (hierro, cobre, plomo, estaño, aluminio, oro,
plata, etc.)
b) ROCAS ENERGÉTICAS: (SEDIMENTARIAS)
Uso como combustible. Fósiles de carbón, petróleo.
c) ROCAS INDUSTRIALES: (METAMÓRFICAS)
Uso en la construcción. La caliza, yeso, balasto, pizarra,
granito, cuarzo (vidrio) arcilla (cerámico)

DESIGNACIÓN CUALITATIVA DE LA ROCA (RQD)
El índice RQD (Rock Quality Designation) fue desarrollado
entre 1963 -1967 D. U. Deere*.
RQD, es el índice más usado para medir el grado de
fracturación de un macizo rocoso. Nos da idea del número y
condiciones de las fracturas que afectan a los materiales.
Se determina midiendo el porcentaje de recuperación de
testigo en testigos que miden más de 100 mm de longitud. Los
testigos que no estén duros o firmes no deben contarse
aunque midan más de 100 mm de longitud.

TESTIGOS de RECUPERACIÓN

El Índice RQD, permite identificar el grado de unión de la masa
rocosa, es decir, determinar que tan sana o fracturada se
encuentra.
Se calcula haciendo la sumatoria de trozos recuperados de
roca intacta de más de 10 cm de longitud divididos por la
longitud total del tramo perforado

Índice de Calidad
R.Q.D. (%)
Calidad
0 -25 Muy mala
25 – 50 Mala
50 – 75 Regular
75 – 90 Buena
90 - 100 Excelente
 CLASIFICACIÓN DE LA ROCA según RQD
A partir del índice RQD, se puede establecer la calidad de la
roca, como se muestra en la Tabla N°1
Tabla N°1 RQD V/S CALIDAD DE LA ROCA

La medida de este índice se realiza en cada maniobra de
sondeo o en cada cambio litológico, siendo recomendable
que la longitud de maniobra no exceda de 1,5 m. Además, el
diámetro mínimo de los testigos debe ser de 48 mm.
En la actualidad, el índice RQD se utiliza como parámetro
estándar en el registro de testigos de perforación y es un
elemento básico de los principales sistemas de clasificación
de masa: el sistema de clasificación geomecánica de
Bienawiski (RMR) y el sistema Q**.

DESCRIPCIÓN RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE
(Mpa)
MUY ALTA  200
ALTA 100 – 200
MEDIA 50 – 100
BAJA 25 -50
MUY BAJA 10 – 25
3 – 10
1 -3
 RESISTENCIAS DE ROCAS SANAS
Tabla N°2 PARAMETRO DE RESISTENCIA DE ROCA A COMPRESIÓN

Tabla N°3: Resistencia de algunas rocas sanas
TIPO DE ROCA RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE (MPa)
MÍNIMO MÁXIMO MEDIO
Creta 1 2 1,5
Sal 15 29 22
Carbón 13 41 31
Limonita 25 38 32
Esquisto 31 70 43
Pizarra 33 150 70
Arcillita 36 172 95
Arenisca 40 179 95
Marga 52 152 99
Mármol 60 140 112
Caliza 69 180 121
Dolomía 83 165 127

Continuación Tabla N°3, Resistencia de rocas sanas
TIPO DE ROCA RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE (MPa)
MÍNIMO MÁXIMO MEDIO
Andesita 127 138 128
Granito 153 233 188
Gneis 159 256 195
Basalto 168 359 252
Cuarcita 200 304 252
Dolerita 227 319 280
Gabro 290 326 298
Taconita 425 475 450
Sílice 587 683 635

1.3 TIPOS DE SUELOS (residuales, sedimentarios, perfil estratigráfico)
1.3.1 FORMACIÓN DEL SUELO
En el proceso de formación del suelo deben
distinguirse tres factores que, en general, se
encuentran asociados.
i) desintegración: corresponde a agentes
físicos (expansiones, contracciones térmicas,
acción de los hielos, erosión por viento y agua,
etc.)
ii) descomposición: corresponde a los
procesos químicos (oxidación, hidratación,
acción de los ácidos orgánicos, etc.)

iii) transportación: corresponde al traslado
del suelo desde su punto de origen por uno o
más de los siguientes agentes naturales:
gravedad, agua, viento o hielo.
Si el suelo permanece en su lugar de origen,
es decir, no ha sido transportado se denomina
suelo residual, en caso contrario suelo
transportado (suelos sedimentarios).

1.3.2 DENOMINACIÓN DE LOS SUELOS
i) SEGÚN EL AGENTE DE TRANSPORTE:
1) suelos fluviales (acción de las aguas, ríos, arroyos, esteros)
2) suelos eólicos (acción del viento)
3) suelos aluvial /coluviales (finos) (gravedad-agua)
4) suelos glaciales (acción de los glaciares)
5) suelos artificiales ( rellenos antropogénicos)
otro tipo de suelo también originado “in situ” pero clasificado en categoría
distinta son los,
6) suelos orgánicos.

Tipo de material Dimensión
Bloques > 300mm (12”)
Bolones > 80 mm (3”) y < 300 mm (12”)
Gravas o ripios  > 5 mm y < 80 mm (3”)
Arenas  > 0,08 mm y < 5 mm
Limos  > 0,002 mm y < 0,08 mm
Arcillas  < 0,002 mm
ii) SEGÚN SU TAMAÑO

iii) SEGÚN NCH 433 of 96 (fue modificada)
TIPO SUELO DESCRIPCIÓN
I Roca: vs> 900 m/s ; qu > 10MPa
II a) Suelos con vs > 400 m/s, en 10m superiores
b) Grava; DR>75% ó 95%del PM, gd >20KN/m3 (2g/cm3)
c) Arena; DR>75% ó 95%del PM, ó N > 40 (N: Penetración Estándar)
d) Cohesivo: Su >0,10MPa ó qu> 0,20MPa
(espesor mínimo estrato 20 m; si espesor < 20m sobre roca se clasifica como tipo I
III a) Arena: DR entre 55 y 75% ó N>20
b) Grava ó Arena: < 95% PM
c) Cohesivo: Su entre 0,025 y 0,10 MPa ó qu entre 0,05 y 0,20 MPa
d) Arena con N entre 20 y 40
(espesor mínimo estrato 10 m; si espesor < 10m sobre tipo I ó tipo II se clasifica
como tipo II
IV a) Cohesivo saturado Su < 0,025 MPa ó qu< 0,050MPa
(espesor mínimo estrato 10 m; si espesor < 10m sobre tipo I ó tipo II ó tipo III , se
clasifica como tipo III
qu: resistencia compresión
Su: resistencia al corte no drenada

SEGÚN NCH 433 of 96 MODIFICADA SEGÚN DS N° 61 del 02.11.2011
TIPO SUELO Vs 30
(m/s)
RQD qu
(MPa)
(N1)
Golpes/pie)
Su
(MPa)
A Roca, suelo
cementado
≥ 900 > 50% ≥ 10
(εqu < 2%)
B Roca blanda o
fracturada, suelo muy
denso o muy firme
≥ 500 ≥ 0,40
(εqu < 2%)
≥ 50
C Suelo denso o firme ≥ 350 ≥ 0,30
(εqu < 2%)
≥ 40
D Suelo medianamente
denso o firme
≥ 180 ≥ 30 ≥ 0,05
E Suelo de
compacidad, o
consistencia mediana
< 180 ≥ 20 < 0,05
F Suelos especiales
(licuables,
colapsables,
orgánicos, sensitivos,
turba, entre otros)
* * * * *
qu: resistencia compresión
Su: resistencia al corte no drenada
RQD: designación cualitativa de la roca

1.3.3 DESCRIPCIÓN VISUAL DE SUELO IN SITU
La descripción de un suelo es el reconocimiento
que se realiza normalmente en terreno sin apoyo
de equipos.
Poder diferenciar un suelo fino de un suelo
granular, un limo de una arcilla, una arena de
una grava, es vital para entender y relacionar
claramente las diversas características y el
comportamiento de estos suelos.

Los principales términos usados para describir
los suelos son: bolones, grava, arena, limo y
arcilla.
La mayoría de los suelos son una mezcla de
dos o más materiales, y muchos contienen algo
de materias orgánica en un estado de
descomposición parcial o total.
El suelo recibe el nombre del material mas
predominante y los demás componentes se
indican como adjetivos.

Ejemplos:
- Una descripción de suelo como arcilla limosa
indica que tiene las propiedades de una
arcilla pero contiene una cantidad importante
de limo;
- Un limo orgánico está compuesto
principalmente por limo pero contiene una
cantidad significativa de material orgánico.
- Los suelos cuyo diámetro equivalente de
partículas es superior a 0,08 mm (malla Nº
200 ASTM) se clasifica como granular. Bajo
este diámetro se clasifica como suelo fino.

Comparativamente los suelos granulares, bolones,
gravas y arenas, son fácilmente identificables.
Las gravas mayores a 3” (80 mm) y menores de 12”
(300 mm) reciben el nombre de bolones o fragmentos
de roca.
Sobre 12” se denominan bloques, y compete su
estudio a la Mecánica de Rocas.
 Características particulares que deben incluirse en la
descripción de un suelo granular:
•Tamaño máximo de las gravas o bolones en pulgadas.
•% estimado de bolones. Valor estimado, en el pozo y
no en la muestra obtenida.

• En caso de suelos mixtos, la muestra se identifica sobre
la base de la fracción predominante usando los adjetivos
que se señalan para la fracción menos representativa:
- Indicios : 1 - 10%
- Poco : 10 - 20%
- Algo : 20 - 35%
- Abundante : 35 - 50%
•Tamaño de granos dominantes. Indicar si las arenas son
gruesas, medias o finas y las gravas gruesas o finas.
• Forma de los granos. Se emplean los términos
redondeados, sub- redondeado, sub-angulares y angulares.
• % de finos. Es siempre conveniente dar rangos: 10- 15%
de finos.
•Plasticidad de los finos.
•Estado de las partículas: indicar estado de los granos;
sano ó meteorizado, las partículas pueden romperse entre
las manos.

 Ensayes para reconocer si un suelo fino es
limo o arcilla
a) Ensaye de sacudimiento (dilatancia)
Se toman 5 cm3 app de suelo, y se le agrega agua hasta
formar una pasta (bolita).
Se coloca esta pasta en la palma de la mano y se la
sacude horizontalmente golpeándola varias veces
fuertemente con la otra mano.
Si la bolita cambia de forma y muestra agua en su
superficie en muy pocos golpes, se puede asegurar que
se trata de un limo.

Si no hay cambio de forma y el tiempo para
que aparezca agua en la superficie es
bastante, entonces se trata de arcillas.
Reacciones intermedias dejan una
interrogante para la identificación del suelo
por lo que es necesario recurrir al ensaye
siguiente, de amasado
NOTA: aún en el caso que el tipo de suelo fino
se pueda definir sólo con el ensaye de
sacudimiento, es siempre conveniente
continuar con el ensaye de amasado.

b) Ensaye de amasado (tenacidad)
Se toma la pasta ensayada anteriormente y se
amasa entre ambas manos formando un
bastoncito.
Una vez alcanzado un diámetro de 3 mm se
vuelve a reconstruir una bolita y se continúan
repitiendo estas etapas hasta que el bastoncito
se rompa en varias partes al ser amasado.
En los ciclos finales se hace necesario formar la
bolita oprimiendo fuertemente el suelo entre los
dedos.

Existen tres características que deben ser observadas
durante este ensaye:
•Resistencia al amasado
resistencia que opone el suelo a ser amasado cuando está cerca la
de ruptura. La arcilla opone mucho mas resistencia al amasado
que un limo, para éste es baja.
•Plasticidad
El tiempo de amasado nos dice qué suelos tienen mayor capacidad
de retención de agua en estado plástico, cual se comporta mas
plásticamente (plasticidad).
•Brillo
Alcanzada la ruptura del bastoncito se pueden unir sus partes
oprimiendo fuertemente el suelo entre los dedos. Se frota el suelo
contra la uña y se observa el brillo. Las arcillas presentan una
superficie brillante que crece para las arcillas muy plásticas.

c) Prueba de dispersión
Se usa para distinguir los limos de las arcillas y hacer
una estimación de las cantidades relativas de arena,
limo y arcilla en una muestra de suelo.
Se dispersa una cantidad de suelo en una probeta con
agua y se deja reposar. Las partículas más grandes
decantan primero, y las finas permanecen en
suspensión un tiempo mayor.
Las arenas se asientan en un tiempo de 30 a 60
segundos. Los limos emplean en decantar entre 15 a 60
minutos, mientras que las arcillas permanecen en
suspensión por varias horas, e incluso durante varios
días, a menos que se combinen formando grumos o
flóculos.

 Materia orgánica
Cantidades muy pequeñas de materia orgánica
pueden tener influencia importante en las
propiedades físicas de los suelos.
Los suelos orgánicos son más débiles y
compresibles .
La presencia de materia orgánica puede
reconocerse usualmente por el color (gris
oscuro a negro) y por el olor (vegetación
podrida).

Consistencia Valor estimado de
cohesión (c) (kg/cm2)
Apreciación en terreno
Muy blanda < 0,10 Fluye entre los dedos
Blanda 0,25 Moldeable con presión suave
Media 0,50 Moldeable con presión fuerte
Firme 1,00 Ahuellable con la yema del dedo
Dura 2,00 Marcable sólo con la uña
Tenaz > 2,00 No se puede marcar con la uña
Clasificación del suelo según su consistencia

Otros adjetivos
•Color
Colores muy oscuros son muchas veces indicación de
alto contenido orgánico. Colores claros indican suelos
inorgánicos.
•Olor
Las muestras frescas de suelos orgánicos tienen un olor
característico de materias orgánicas descompuestas.
•Estado de humedad
El estado de humedad de un suelo puede ser seco,
húmedo, muy húmedo ó saturado.
•Presencia de otros materiales y/o características
Indicar la existencia de raíces y raicillas, de grava aislada
en un suelo fino, de ladrillo en una grava arenosa.

· Estructura
Si presenta capas alternadas de varios tipos ó colores se
denominará estratificado; si las capas o colores son delgadas
menores a 6 mm será laminado; si hay presencia de agujeros de
raíces o de aberturas porosas se llamará vesicular; etc.
· Cementación
indicar el grado de cementación (ninguna, débil o fuerte).
· Clasificación
Se debe indicar la clasificación probable.
· Nombre local
El uso de nombres típicos como caliche, maicillo, pumacita,
cancagua, etc.
· Nivel freático
Es muy importante indicar el nivel del agua libre (napa) existente in
situ.

Nombre que los lugareños asignan a cada tipo de suelo:
Caliche: depósito endurecido de carbonato de calcio. Éste se sedimenta con otros
materiales, como arena, arcilla, grava y limo
Pumacita ó Pumicita: arena de origen volcánico. Arena limosa de deposición
eólica, color generalmente blanquizco. Se encuentra en la zona de Pudahuel,
Maipú. Región Metropolitana.
Cancagua: Limo fuertemente cementado, arena limosa cementada. Se encuentra
en la Zona Sur, Valdivia
Coquina : Conchuela ( Conglomerado de fósiles marino ) . Arena cementada por
sales generalmente solubles en agua. Se encuentra en la zona Norte . Antofagasta
y Tocopilla.
Mazacote :Arcilla o limo arcilloso, de color gris muy plástica y compresible. Punta
Arenas
Fierillo : Arena o grava limosa de alto peso especifico. Arena gravo limosa,
contiene oxido de fierro, lo que hace que tenga una densidad de partículas sólidas
alta. Se encuentra en la zona de Puerto Montt y de Chiloé
Maicillo : Granito descompuesto. Arena arcillosa ò limosa. Se encuentra en toda la
Cordillera de la Costa, desde la IV Región al Sur
Sebo de Burro: Arcilla de color gris plástica y compresible, se parece al mazacote.
Abunda en la zona central, especialmente en Renca y Quilicura

Tosca : Roca descompuesta, entre el límite de roca y suelo, por ello es muy dura.
Se encuentra en todo el País.
Mallín : Suelo pantanoso orgánico lleno de raíces y trozos. Suelo similar al Gualve,
se encuentra en la zona de Chiloé y de Aysén
Gualve : Pantanoso y orgánico. Suelo altamente orgánico, liviano, parecido al
mallín. Se encuentra en Temuco y Osorno. Color amarillo oscuro.
Bofedal : Pantanoso y orgánico. Suelo altamente orgánico, lleno de raíces en
descomposición. Se ubica en el altiplano de la I Región.
Chuca : Limo arenoso o arena limosa muy fina rica en sales, liviana. No cohesiva.
Se encuentra en la I y III Región.
Trumao: Suelo limoso, liviano y con mucho huecos. Color café en estado, seco
muy resbaladizo en invierno.Se encuentra VI a X Región.
Porotera: Lente de grava uniforme sin finos o arena abundante en los ríos
Mapocho, Maipo, Aconcagua, Cachapoal, etc.
Tertel: Suelo cementado en capas con abundantes conchuelas. Se encuentra en la
IV Región. Coquimbo, La Serena
Tierra Colorada: Estabilizado natural con finos arcilloso. Se encuentra en I Región.

 Modelos de identificación y descripción de suelos
La identificación y descripciones de suelos deben ser
directas y breves. A modo de ejemplo se identifica y
describe un suelo:
• Suelo eólico. Arena fina limpia y uniforme de cantos
redondeados (duna). Color gris claro. Plasticidad nula.
Compacidad media a densa. Incrustaciones de piedras
canto rodado tamaño máximo 3”. Estructura
estratificada laminar, poco estable. Textura granuda
afinada. Los finos bajo malla Nº 200 ASTM entre 2-5%.
Escasa humedad. Clasificación USCS tipo SP

Simbología grafica para descripción de suelos

Terminología para la descripción de suelos granulares

Terminología para la descripción de suelos finos

 Características usadas en la descripción visual
de suelos
i) Graduación, forma y textura
ii) Estructura
iii) Color
iv) Olor
v) Humedad

i) Graduación, forma y textura
Dice relación con el tamaño de las partículas,
su forma (redondeada, angulosa) y textura
(suave, áspera, porosa).
ANALISIS GRANULOMETRICO
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100
ABERTURA DE TAMIZ (mm)
%
de
MATERIAL
QUE
PASA

a) SUELOS BIEN GRADUADOS
b) SUELOS MAL GRADUADOS
c) SUELOS DE GRADUACIÓN UNIFORME
 Graduación

 Forma
 Textura
a) suave b) áspera c) porosa d) lisa

ii) ESTRUCTURA
Se refiere a la forma como están dispuestas las
partícula en la masa de suelo.
a) Estructura externa (identificable a simple vista)
(estratificada, laminar (e<6mm), vesicular (porosa),etc)
b) Estructura interna ( identificable con microscopio)
Dispersa Floculada

iii) COLOR
Es un parámetro que nos ayuda a identificar un suelo, y
además es un indicador de presencia de materia orgánica.
Frente a colores oscuros como pardo oscuro, gris oscuro o
negro, debe sospechase de presencia de materia orgánica
iv) OLOR
Un suelo orgánico tiene un olor característico de materia
orgánica descompuesta
v) HUMEDAD
Identificar el estado de humedad del suelo es muy
importante, pues su comportamiento depende de ello

1.4 NORMAS CHILENAS NCh 1508 y NCh 433
Anexo A (normativo) NCh 1508
Exploración del subsuelo por métodos directos y/o
mecánicos
A.1 Generalidades
A.1.1 La exploración consiste en penetrar el subsuelo con la
finalidad de investigación geotécnica, normalmente
obteniendo muestras del subsuelo, las que se pueden o no
ensayar en laboratorio.
Esta penetración se puede efectuar a través de:
a) calicatas o pozos y zanjas;
b) sondajes.
A.1.2 Un programa de investigación de terreno y laboratorio
debe cumplir lo indicado en 6.2.1.2.

A.2 Cantidad mínima de puntos de exploración
A.2.1 El número de puntos de exploración se determina
según Tablas A.1 y A.2
Tabla A.1:
Número mínimo de puntos de exploración para profundidades de hasta 4,0 m
Superficie a explorar m2 Cantidad de puntos de exploración
Hasta 500 2
De 501 a 1 000 3
De 1 001 a 2 000 4
De 2 001 a 5 000 5
De 5 001 a 10 000 6
De 10 001 a 20 000 8
De 20 001 a 30 000 10
Para más de 30 000 Según lo indicado por el profesional competente, con un
mínimo de 12

Tabla A.2 –
Número mínimo de puntos de exploración para profundidades sobre 4,0 m y hasta 8,0 m
Superficie a explorar m2 Cantidad de puntos de exploración
Hasta 1 000 2
De 1 001 a 4 000 3
De 4 001 a 10 000 4
Más de 10 000 Según lo indicado por el profesional competente, con un mínimo
de 5
A.2.2 En vías urbanas el número mínimo de pozos debe
ser de uno cada 150 m con un mínimo de dos pozos, y en
caminos y carreteras debe ser de un pozo cada 250 m con
un mínimo de dos pozos. La profundidad mínima debe ser
de 1,50 m bajo el nivel de subrasante de proyecto.

A.2.3 El número de calicatas o sondajes debe ser
conforme a lo indicado en Tablas A.1 y A.2 para las
profundidades que resulten de aplicar cláusula A.3.
Si al aplicar cláusula A.3 a algunas estructuras del
proyecto o todo el proyecto requiere exploraciones de
más de 8 m de profundidad, la cantidad de calicatas y/o
sondajes de esa zona se debe determinar por el
profesional competente, sin embargo las otras
estructuras del proyecto fundadas a menor profundidad
deben contar con la cantidad de calicatas y/o sondajes
indicadas en Tablas A.1 y A.2.

A.3 Profundidad mínima a alcanzar en cada punto de
exploración para cargas estáticas
Se entiende como profundidad mínima de exploración
aquélla en que se produce la interacción suelo estructura
de la obra en proyecto.
A.3.1 Fundaciones superficiales
Se determina de la manera siguiente:
Zp ≥ Df + z
en que:
Df = distancia vertical desde la superficie del terreno
hasta el sello de fundación;
z = 1,5 B; siendo B el lado menor de la fundación prevista
de mayor área.
.

A.3.1.1 El valor de z se puede incrementar en función de
la calidad del suelo, de la geología, los antecedentes
sísmicos de la zona y la importancia de la estructura
A.3.1.2 Para el caso de losas de fundación, la
profundidad z queda condicionada a un mínimo de B,
salvo que se justifique una profundidad menor.
A.3.1.3 En ningún caso Zp puede ser menor que 2,5 m,
excepto si se encuentra el basamento rocoso antes de
alcanzar la profundidad Zp.
A.3.1.4 La profundidad de exploración Zp se puede
acortar si se encuentra roca antes de alcanzar dicha
profundidad. En cuyo caso se debe llevar a cabo una
verificación para descartar que no corresponda a un
bolón o clasto aislado o a un estrato cementado de poco
espesor.

A.3.1.5 En caso que la fundación se apoye directamente
en roca, ésta se debe investigar para determinar sus
propiedades geomecánicas
A.3.2 Fundaciones profundas
A.3.2.1 La profundidad mínima de investigación,
corresponde a la longitud enterrada del elemento que
transmite la carga a mayores profundidades (pilote, pilar,
pila, etc.), más la profundidad DE.
Zp ≥ Df + DE
en que:
Df = distancia vertical desde la superficie del terreno
hasta el extremo inferior del elemento o la fundación
profunda (pilote, pilares, pilas, etc.);
DE = como se indica en A.3.2.2 , A.3.2.3 , A.3.2.4 o A.3.2.5
según corresponda.

A.3.2.2 Para fundaciones profundas, tales como
pilotes aislados o pilas de fundación, la exploración se
debe extender bajo el nivel previsto para la punta de los
pilotes, o bajo el sello de fundación de las pilas, un
mínimo de 5 m. Para el caso de cepas o estribos de
puentes, el mínimo debe ser de 7 m.
A.3.2.3 Para edificaciones de menos de 500 m2
construidos, no sean superior a dos niveles o pisos y
tampoco presenten una altura total mayor a 8 m y que
se funden sobre un conjunto de pilotes, en que la menor
distancia libre entre ellos sea menor o igual que 4
diámetros de la punta del pilote, la exploración se debe
extender bajo el extremo inferior en una longitud mínima
de 10 m.

A.3.2.4 Para el resto de las estructuras distintas a las
indicadas en A.3.2.3, que se funden sobre un conjunto de
pilotes, en que la menor distancia libre entre ellos sea
menor o igual que 4 diámetros de la punta del pilote, la
exploración se debe extender bajo el extremo inferior en
una longitud mínima de 10 m, con profundidad de
exploración total no menor a 30 m.
A.3.2.5 En el caso de existir antecedentes de la
presencia de un estrato de suelo resistente, se puede
adoptar para Zp la profundidad del estrato resistente más
una profundidad de verificación, la cual en el caso de
fundaciones profundas no debe ser menor que 5 m. Si se
encuentra roca antes de alcanzar la profundidad Zp, se
debe llevar a cabo una verificación de su calidad, por un
método adecuado, en una longitud mínima de 3 m.

A.4 Cantidad y tipo de muestras a extraer
La cantidad y tipo de muestras a extraer la debe definir el
profesional competente responsable del estudio de
manera de poder determinar en laboratorio los parámetros
necesarios que caractericen el comportamiento
geomecánico del subsuelo.
Se debe tomar al menos una muestra por cada estrato
relevante en la estabilidad de la obra (resistencia,
deformabilidad, flujo de agua, etc.) hasta alcanzar la
profundidad Zp.
A.5 Profundidad mínima a alcanzar para la clasificación
sísmica del sitio
La profundidad mínima a explorar debe satisfacer lo
indicado en las normas sísmicas vigentes para la
clasificación sísmica del suelo de fundación.

FIN
.......GRACIAS

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