DETERMINACION DE SUELOS EXPANSIVOS

DETERMINACIÓN DE SUELOS EXPANSIVOS

I.N.V. E – 132 – 07

1. OBJETO

1.1 Esta norma se refiere a un método para determinar si un suelo es potencialmente expansivo, así como a los métodos para predecir la magnitud

del hinchamiento que se pueda producir.

1.2 Esta norma no pretende considerar todos los problemas de seguridad asociados

con su uso. Es de responsabilidad de quien la emplee, el establecimiento de

prácticas apropiadas de seguridad y salubridad y la aplicabilidad de

limitaciones regulatorias, con anterioridad a su uso.

2. DETECCIÓN DE SUELOS EXPANSIVOS

2.1 El potencial de expansión de un suelo puede determinarse mediante los límites

de Attemberg y la succión natural del suelo.

Empleando los métodos normales del INV se determinan el Límite Líquido

(LL) , norma INV E – 125, el Índice de Plasticidad (IP), norma INV E – 126 y

la succión del suelo con humedad natural ( nat t ), norma INV E – 157. Usando

estas propiedades índice y con la ayuda de la Tabla 1, se puede determinar

cualitativamente el potencial expansivo del suelo.

2.2 Mediante el aparato de expansión desarrollado por Lambe (Ver Figura 1), se

puede medir la presión de expansión máxima desarrollada por un espécimen de

suelo remoldeado y compactado en laboratorio, bajo condiciones

preestablecidas después de 2 horas de inmersión (índice de expansividad), para

predecir en forma preliminar su Potencial de Cambio Volumétrico (PCV),

norma INV E – 120, así:

Tabla 1. Potencial expansivo de los suelos

Figura 1 . Aparato para medir la presión de expansión (según Lambe)

Tabla 2. Alternativas de compactación (Prueba de Lambe)

2.3 El PVC también se puede definir a partir del Índice de Plasticidad y del Límite

de Contracción (ver norma INV E – 127) de acuerdo con los valores de la

Tabla 3 según Holtz y Gibs (1956).

Tabla 3. Límite de consistencia y potencial de cambio volumétrico (PCV)

2.4 Finalmente, se puede obtener indicación del carácter expansivo del suelo, a

partir de la expansión lineal medida en especímenes sumergidos para el

ensayo de CBR (Ver norma INV E – 148).

3. DETERMINACIÓN DE LA MAGNITUD DE EXPANSIÓN

3.1 La magnitud de la expansión que se puede esperar en una capa de suelo, se

determina mediante uno de los métodos que se describen enseguida. Cuando

se requiera una determinación más exacta, se deberá efectuar un ensayo de

expansión con sobrecarga. Debido a lo prolongado del tiempo y a los costos

requeridos para efectuarlo, se podrá emplear también un procedimiento

empírico llamado método del potencial de levantamiento vertical.

3.2 Ensayo de expansión con sobrecarga. Procedimiento de predicción.

3.2.1 Método I – Se prepara una muestra inalterada para el ensayo de consolidación

de acuerdo con el Método INV E – 151, teniendo cuidado de evitar la pérdida

de humedad durante su preparación. De los recortes de la muestra, se

determina la humedad en el terreno y la gravedad específica del suelo.

La humedad natural se determina como un porcentaje del peso del suelo

secado al horno:

La gravedad específica del suelo se determina según la norma INV E-128.

Después de colocada la muestra en el consolidómetro, se le aplica una carga

igual a la sobrecarga existente en el terreno, la cual deberá mantenerse hasta

cuando el dial del extensómetro indique que ha cesado cualquier ajuste por la

carga aplicada.

Durante la aplicación de esta carga y durante el período de ajuste, se debe

tener cuidado de evitar el secamiento. Es extremadamente importante que no

se pierda humedad en la muestra, lo cual se puede lograr cubriendo el

consolidómetro con algodón húmedo. Este procedimiento de carga hace

retornar la muestra, en cuanto es posible, a la relación de vacíos de campo real

y a la condición en el terreno, ya que la extrusión permite que las muestras

inalteradas reboten inmediatamente en forma elástica.

Las condiciones reales en el terreno están definidas por el punto (1) de la

Figura 3. En seguida se inunda la muestra y se le deja alcanzar equilibrio

como se indicó anteriormente. Esta condición se define, entonces, con el

punto (2) en la misma figura. La muestra se descarga luego mediante las

disminuciones de carga normalmente empleadas en el laboratorio, hasta la

presión deseada, obteniéndose en esta forma una curva de expansión desde el

punto (2) hasta el (3). A partir de este último punto, se prosigue con un ensayo

normal de consolidación con rebote (Ver norma INV E-151).

Las curvas de carga -expansión forman aproximadamente líneas rectas en un

gráfico semilogarítmico. La presión que no implica cambio de volumen, se

determina entonces extrapolando las curvas de expansión entre los puntos 2 y

3, hasta intersectar la relación de vacíos en el terreno (ef), representada por el

punto (4). Esta última se determina en la siguiente forma:

3.2.2 Método II – Se presenta este método porque puede ser necesario abreviar el

trabajo; y la sobrecarga existente puede ser tan pequeña, que no tenga

significado alguno obtener directamente curvas de expansión.

Este método se puede emplear únicamente después de ejecutados varios

ensayos mediante el Método I y de verificar que la pendiente de la curva de

rebote, puntos (5) y (6), sea esencialmente la misma que la de expansión,

puntos (2) y (3). El Método II es igual al Método I hasta el punto en el cual se

inunda la muestra y se registra la expansión total. En este punto, se prosigue

con una secuencia de carga de consolidación normal con rebote, hasta obtener

las curvas deseadas. Puesto que las pendientes de las curvas de expansión y

rebote son esencialmente las mismas, se puede obtener la curva de expansión

haciendo pasar una curva a través del punto (2) de la Figura 3, que sea paralela

a la de rebote. La intersección de esta última con la relación de vacíos en el

terreno, corresponde al punto para el cual no hay cambio de volumen, o de

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