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CAPÍTULO III

SUELOS


El término suelo es bastante amplio en ingeniería. Se puede definir como todo material que cubre las rocas de la corteza terrestre. Es un agregado de un conjunto de granos minerales cuyas partículas son de diferentes tamaños, que van desde grandes cantos rodados, hasta minerales microscópicos que son fácilmente separados por acción mecánica, tal como la agitaciónsuave en agua.


3.1. FORMACIÓN DE LOS SUELOS
Las fuerzas naturales (viento, lluvia, etc.) son los principales agentes de formación de los suelos. Bajo este aspecto, los suelos pueden ser:

Residuales
Transportados.

Suelos residuales: Son aquellos en los que el material de que están constituidos, ha estado por largo tiempo a la intemperie. Como resultado de este proceso y debido a la variadaestructura mineral de la roca, las capas superiores normalmente están constituidas por granos finos, relativamente impermeables.

Bajo el material fino se encuentra fácilmente una zona rocosa parcialmente desintegrada, que se desmenuza bajo la acción de una carga o por desgaste posterior. Tiene problemas de drenaje y cimentación, por lo cual no es aconsejable para trabajos de construcción.Suelos transportados: La mayoría de los suelos utilizados en trabajos de construcción son materiales que han sido transportados o depositados en el lugar en que se encuentran. Los agentes transportadores pueden ser el viento, el agua, el hielo, etc.


3.2. CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS
Con respecto al material que se debe excavar y mover, se consideran tres características: densidad, expansióny compresibilidad.

Densidad: Es la relación entre el peso y el volumen. La densidad aproximada del material que se va a mover, es una de las características que debe conocerse para evaluar el rendimiento del equipo.

Por ejemplo, un tractor traílla tiene una capacidad de 20m3 y la hoja de especificaciones determina que el límite del peso de la carga es de 21.250 Kgs.

Si la carga es tierravegetal, se alcanzará la capacidad del volumen cuando aún falta mucho para obtener la capacidad del peso; pero si el material es grava mojada, se sobrepasará la capacidad de peso antes de alcanzar el volumen.

Además de este problema, la densidad también influye en la forma en la cual se carga, se empuja o se esparce.

La densidad influye así mismo, en los virajes, maniobras y acarreo a granvelocidad de las máquinas de movimiento de tierras. En general, entre mayor sea la densidad exceda la capacidad de peso y volumen especificados por el fabricante, el equipo trabaja satisfactoriamente.

Veamos las siguientes definiciones:

Metro cúbico en banco (m3b): un metro cúbico de tierra como se halla en estado natural.

Metro cúbico suelto (m3s): volumen de tierra después de expandirse,como resultado de haberse excavado.

Expansión: Es el aumento de volumen del material cuando se excava del banco. Por ejemplo, la expansión de tierra vegetal es 43%, lo cual significa que un metro cúbico de tierra en estado natural (banco) tendrá un volumen de 1.43 m3 cuando está suelta. Expresando esta relación en una fórmula, se tiene:

m3 sueltos = m3 en banco X (1 + % expansión)

m3suelto = m3 banco X 1.43

o también,

m3b = m3 sueltos ÷ (1 + % expansión)


Ejemplo 3-1: Hallar el volumen en m3b, de 20m3 sueltos, si su expansión es 25%.

m3b = 20 m3 s
1 + 0.25

m3b = 16

Compresibilidad: Es la disminución de volumen que se produce en un m3 al compactarlo y se expresa mediante la relación que tiene con un metro cúbico en banco.

Enocasiones se requiere hallar el volumen de tierra compactada, conociendo el volumen que tenía en estado natural (banco) antes de excavarla para ser utilizada en el relleno.

m3c = m3b x (1-% de compactación)

Ejemplo 3-2: ¿Cuál es el volumen compactado (m3c) de 400 m3b de tierra con un factor de compactación del 20%?

m3c = m3b x (1-% de compactación)
m3c = 400 x (1-0.20)
m3c = 400 x 0.80
m3c =...