Introducción
La clasificación de suelos es un proceso que permite organizar los diferentes tipos de suelo según sus propiedades físicas y mecánicas. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS) es ampliamente utilizado en ingeniería geotécnica, ya que proporciona un método estandarizado basado en la granulometría y la plasticidad del suelo.
El USCS es ampliamente utilizado en diseño de cimentaciones, estabilidad de taludes y construcción de infraestructuras, ya que proporciona información sobre las características del suelo de manera objetiva y replicable. Su aplicación requiere un análisis detallado de las propiedades del suelo y la utilización de ensayos estandarizados para obtener resultados precisos.
Clasificación de suelos según USCS
El USCS divide los suelos en tres categorías principales:
- Suelos gruesos: incluyen arenas y gravas, y su clasificación depende del porcentaje de finos que contienen. Si un suelo grueso tiene menos del 5% de finos, se clasifica según su gradación como bien gradado (GW o SW) o mal gradado (GP o SP). Si contiene entre 5% y 12% de finos, se consideran las propiedades de plasticidad para definir su grupo. Cuando el contenido de finos supera el 12%, la clasificación depende de si los finos son limosos (GM o SM) o arcillosos (GC o SC).
- Suelos finos: incluyen limos y arcillas, y se diferencian según su plasticidad. Para determinar su clasificación, se utilizan los límites de Atterberg, que indican la transición entre diferentes estados de consistencia del suelo. El índice de plasticidad y el límite líquido permiten ubicar el suelo en la gráfica de plasticidad de Casagrande, separando los limos de baja plasticidad (ML), los limos de alta plasticidad (MH), las arcillas de baja plasticidad (CL) y las arcillas de alta plasticidad (CH).
- Suelos orgánicos: También se consideran en el USCS, aunque su clasificación es más cualitativa. Se identifican mediante pruebas visuales y olfativas, además de cambios de volumen al secarse. Los suelos con materia orgánica significativa pueden clasificarse como OL o OH, dependiendo de su plasticidad, mientras que las turbas se identifican con la sigla Pt.
La primera letra de la clasificación indica el tipo de material:
- G: grava
- S: arena
- M: limo
- C: arcilla
- O: orgánico
La segunda letra indica la gradación del material o su plasticidad:
- W: bien graduado
- P: mal graduado
- H: alta plasticidad
- L: baja plasticidad
La clasificación de suelos USCS puede resumirse en la siguiente tabla:
| Grupo | Descripción |
|---|---|
| GW | Grava bien graduada |
| GP | Grava mal graduada |
| GM | Grava con limo |
| GC | Grava con arcilla |
| SW | Arena bien graduada |
| SP | Arena mal graduada |
| SM | Arena con limo |
| SC | Arena con arcilla |
| ML | Limo |
| CL | Limo con arcilla |
| OL | Limo orgánico |
| MH | Arcilla |
| CH | Arcilla con limo |
| OH | Arcilla orgánica |
| PT | Turba |
Procedimiento de clasificación
El proceso de clasificación de suelos según el USCS implica la realización de los siguientes ensayos de laboratorio:
- Granulometría mediante ensayos de tamizado y sedimentación
- Límites de Atterberg para evaluar la plasticidad en suelos finos
Con estos resultados, empezamos la clasificación identificando si la mayor proporción corresponde a suelos gruesos o finos. Para ello, se utiliza el ensayo de tamizado, que separa las partículas del suelo en diferentes tamaños. Si el 50% o más del material pasa por el tamiz No. 200, se clasifica como suelo fino; de lo contrario, se clasifica como suelo grueso.
Material grueso
Si el material es grueso, se procede a clasificarlo como grava o arena. Para ello, se utiliza el tamiz No. 4. Si el 50% o más del material pasa por el tamiz No. 4, se clasifica como arena (S); de lo contrario, se clasifica como grava (G).
Gravas (G)
Arenas (S)
Material fino
En el caso de que el material sea fino, se empieza a clasificar según el valor obtenido para el límite líquido (LL).
En el USCS, los suelos orgánicos de grano fino se identifican cuando el límite líquido (LL) del suelo secado en horno (24 horas a 105°C) es menor al 75% del límite líquido del suelo sin secar en horno.
Por último, para esta clasificación se utiliza la carta de plasticidad de Casagrande, tomando como referencia la línea A.
Límite líquido menor que 50%
Límite líquido mayor que 50%
Referencias
- Germaine, J. T., & Germaine, A. V. (2009). Geotechnical laboratory measurements for engineers.