Subrasantes

MODULO II: SUELOS Y SUBRASANTES Y DRENAJES

2.1 Origen y formación de los suelos

2.2 Clasificaciones y tipos comunes de suelos

2.3 Propiedades básicas de los suelos

2.3.1 Contenido de humedad

2.3.2 Gravedad específica

2.3.3 Peso unitario

2.3.4 Relación de vacíos

2.3.5 Permeabilidad

2.3.6 Capilaridad

2.3.7 Contracción-Hinchamiento

2.3.8 Compresibilidad

2.3.9 Elasticidad

2.3.10 Resistencia al corte

2.4 Clasificación de los suelos para propósitos de vías

2.4.1 Generalidades

2.4.2 Granulometría de los suelos

2.4.3 Límites de Atterberg

2.4.4 Sistemas de clasificación de Bureau of Public Roads

2.4.5 Sistemas de clasificación de la AASHO

2.4.6 Sistema unificado de clasificación de los suelos

2.4.7 Relaciones entre los sistemas AASHO y SUCS

2.5 El suelo como material de construcción

2.5.1 Análisis de calidad

2.5.2 Accesibilidad

2.5.3 Facilidad de explotación

2.5.4 Volumen

2.6 Tipos de suelos en el Ecuador

2.6.1 Generalidades

2.6.2 Suelos en la sierra

2.6.3 Suelos en la costa

2.6.4 Suelos en el Oriente

2.6.5 Suelos en la región insular

2.7 Subrasante

2.7.1 Definición

2.7.2 Movimientos de tierras

2.7.3 Construcción de la subrasante

2.7.3.1 Limpieza y desbroce

2.7.3.2 Excavación para la plataforma del camino

2.7.3.3 Excavación ordinaria

2.7.3.4 Excavación a media ladera

2.7.3.5 Rellenos compensados

2.7.3.6 Limpieza de derrumbes

2.7.3.7 Terraplenes con préstamo lateral

2.7.3.8 Construcción sobre pantanos

2.7.3.9 Excavación en roca a cielo abierto

2.7.3.10 Excavación en túneles

2.7.3.11 Rellenos y terraplenes

2.7.3.12 Terminación (conformación y compactación)

2.8 Mejoramiento de la subrasante

2.8.1 Cambio de material

2.8.2 Drenaje

2.8.3 Compactación

2.8.4 Estabilización con cal

2.8.5 Estabilización con cemento

2.8.6 Estabilización con arena y limo

2.8.7 Estabilización con cloruro de sodio

2.8.8 Estabilización de arcillas expansivas con el sistema consolid

2.8.9 Otros Mètodos

2.8.10 Geotextiles

2.8.11 Material de mejoramiento

2.8.11.1 Funciones

2.8.11.2 Especificaciones

2.8.11.3 Obtención

2.8.11.4 Compactación

2.8.11.5 Mejoramiento del terraplén bajo la subrasante

2.9 Drenaje

2.9.1 Generalidades

2.9.2 Drenaje superficial

2.9.2.1 Inclinación de la vía

2.9.2.2 Cunetas de coronación

2.9.2.3 Cunetas laterales

2.9.2.4 Canales

2.9.2.5 Alcantarillas

2.9.3 Breves nociones para diseñar drenajes superficiales

2.9.4 Subdrenajes

2.9.5 Drenes Horizontales

2.9.6 Drenaje de ciudades

2.9.7 Obras especiales

2.9.7.1 Puentes

2.9.7.2 Túneles

* Problema de diseño de cunetas

2.10. Erosión del suelo

2.11. Laterización de Suelos

2.1 ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS

Básicamente, los suelos son conjuntos de partículas minerales, producto de la desintegración mecánica o de la descomposición química de las rocas preexistentes.

De acuerdo a la situación los suelos pueden ser:

1. SUELOS RESIDUALES. Aquellos que se encuentran sobre o cerca del material del cual provienen o de su origen. Son generalmente inestables (figura 2.1.a)

2. SUELOS TRANSPORTADOS. Aquellos que han sido cambiados de lugar por agentes externos de transporte viento, agua y glaciares (figura 2.1.b)

En base a esto los suelos transportados se subdividen en:

a) SUELOS EOLICOS. Son los suelos transportados por acción del viento

b) SUELOS GLACIARES. Son suelos con partículas de diferente tamaño, movidos o afectados por glaciares.

c) SUELOS SEDIMENTARIOS. Son aquellos formados por la acción del agua, son muy importantes, y ejemplos de ellos tenemos a los depósitos de partículas en mares, lagos y ríos.

En general, un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico, en el que se resalta la secuencia de colocación y el espesor de sus estratos.

En lo que respecta a los suelos residuales, existen dos conceptos que juegan un papel muy importante, y son:

1. El perfil de meteorización, que es la secuencia de materiales con diferentes propiedades, que se han formado en el lugar donde se lo encuentra y que no sobrepase la roca no meterorizada (roca madre); se forma tanto por ataque mecánico como por descomposición química, y varía de un punto a otro, por razones locales de estructura de la roca, clima, erosión, agua, etc.

2. El conjunto de estructuras heredadas: que consisten en juntas, grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestran el suelo como herencia de los que tenía la roca original. Su influencia es tal que, frecuentemente las propiedades mecánicas de una muestra intacta del material no pueden considerarse en absoluto representativas de las propiedades del conjunto.

Los suelos pueden ser divididos en términos de su contenido de materia orgánica. Aquellos donde predominan las partículas minerales se denominan suelos inorgánicos. Aquellos que tienen un mayor porcentaje de materia orgánica se denominan suelos orgánicos. Los suelos orgánicos son desechables.

ORIGEN DE LOS SUELOS

Origen Proceso de formación Naturaleza de los Granulometría típica

Geológico depósitos

Residual Suelo itemperizado en el Casi invariable, con la profundidad llega El producto de intemperización

lugar de la roca madre a ser más compacto y menos intemperizado. completa es arcilla, cuyo tipo

con poca o ninguna Pueden tener capas alternadas duras y depende del proceso de

alteración por transporte blandas o estratificación de la roza madre intemperización y de la roca madre,

si la intemperización es incompleta. además de la cantidad de partículas

de sílice resistente.

El suelo en etapa intermedia refleja

La composición de la roca madre.

Aluvial Materiales transportados Generalmente con estratificación Rango de arcilla lacustre

y redepositados por la pronunciada. Los depósitos de río trpicos o marina muy fina a

acción del agua. consisten en material fino de origen grava muy gruesa,

Reciente sobreyaciendo en un estrato cantos rodados y boleos

de material grueso de la etapa joven en abanico aluvial o

de desarrollo del río. depósito de terraza.

Glacial Materiales transportados La estratificación varía mucho de acuerdo TiII y morrena tienen

y redepositados por hielo Con el depósito, de morrenas típicamente

glacial o agua de heterogéneas a Hill finamente estratificado granulometría amplia de

glaciares. limo (varvado) y arcilla en laQo Qlaciares. arcilla a boleos.

Loésico Suelo transportado por En el loes, la estratificación horizontal La granulometría es más uniforme

viento sin redepositación no se distingue o no existe excepto en estos suelos. El rango del loes

subsecuente si hay horizontes intemperizado. es de limo arcilloso a arena fina limosa.

Frecuentemente tienen estructuras Las arenas de las dunas generalmente

Secundarias de grietas verticales Tienen limo y arcilla de medianas

juntas y perforaciones de raíces. a finos.

Materiales transportables Materiales arenosos y arena limosos con Son de granulometría muy uniforme

Origen geológico secundario por el viento y estratificación cruzada depositados en y color pardo: tienen en algunos

redepositados Regiones desérticas, semidesérticas casos, espesores considerables

y en el litoral.

Suelos orgánicos Los depósitos de turba se forman en Las turbas finas son

formados en el lugar por Depresiones correspondientes a zonas de producto de la materia

crecimiento y asentamiento o de topografía irregular, orgánica en presencia

putrefacción de plantas deltas, antiguos cauces, esteras, planicies del aire. La turba fibrosa

De inundación fluvial y bordes de lagos. ha estado siempre

En ellos no se define estratificación. sumergida. Son

generalmente de color oscuro.

Cenizas y pómez Frecuentemente Son de tamaño de limo

depositadas por acción asociadas con flujos de con partículas volcánicas

volcánica. lava y Iodo o quizá más grandes. La

mezclados con intermperización y

sedimentos no redepositación producen

volcánicos arcilla altamente plástica.

Materiales precipitados o Incluye algunas variedades de Pueden formar suelos

evaporados de precipitado de calcio en aguas marinas o cementados o rocas

soluciones

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