Conceptos Básicos
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• Las cotas de proyecto de rasante y
subrasante de las obras de pavimentación
establecen la necesidad de modificar el
perfil natural del suelo, siendo necesario en
algunos casos rebajar dichas cotas, y en
otros casos elevarlas.
• En el primer caso corresponde ejecutar un
trabajo de "corte o excavación", y en el
segundo, un trabajo de "relleno o de
terraplén".
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Conceptos Básicos
…..Movimiento de Tierras ?
• Se entiende por Movimiento de
Tierras al conjunto de actuaciones
a realizarse en un terreno para la
ejecución de una obra. Dicho
conjunto de actuaciones puede
realizarse en forma manual o en
forma mecánica.se mueve suelo de
una parte de la superficie de la
tierra, de un lugar a otro, y en su
nueva posición, crear una nueva
forma y condición física deseada al
menor costo posible.
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Proyecto Típico de Movimiento de Tierras
Preparación
del Banco
Requiere
Si
Barrenado
Requiere
Clasificación ?
Si
Zarandeo
y/o
Trituración
Voladura ?
explosivos Voladura
No
No
Ripeo o
Carga con
Excavadora
y/o
Distancia de
Acarreo
Tendido
Mezcla
Cargador
Compactación
Acarreo
Edificación
Pavimentación
Posición Original
Nueva Posición
Cuando un cartucho explota los gases son
aproximadamente 10.000 veces el volumen inicial
del cartucho.
Para que haga el mejor efecto procuraremos que
esté el cartucho lo más encerrado posible.
Para hacer una voladura barrenaremos el terreno, a
continuación llenamos el barreno con explosivo, y
el espacio que quede del barreno sin rellenar
se retaca, es decir, tapar el agujero lo mejor
posible, lo que permitirá una voladura mucho más
efectiva. En caso de no realizar este retacado, la
voladura “pegará bocazo”, es decir, los gases
producidos en la reacción se escaparán por la parte
superior del agujero abierto, con lo cual
perderemos mucha efectividad en la voladura
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Preparación del Banco
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Ripeo o Carga con
Excavadoray/o Cargador
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Unidades de Acarreo o Transporte
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Requiere Clasificación
Zarandeo y/o Trituración
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Tendido Mezcla
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Compactación
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Pavimentación
Edificación
Máquinas para extendido de lechada
bituminosa
Fresadora
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Sistemas de Acarreo y sus distancias más economicas
100 mts.
150 mts.
1,500 mts.
1,600 mts
5,000. mts
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Trabajos en Tierra y en Roca
Factores a tener en cuenta para su mediación y valoración.
Se diferencian dos tipos de trabajos: en tierra y en roca.
Trabajos en Tierra
Características del terreno, tales como: cohesión, densidad, compacidad;
son factores que influyen en el rendimiento de la maquinaria.
Factores intrínsecos del terreno, tales como: asentamientos, niveles
freáticos, zonas plásticas, que pueden incrementar la medición.
Factores externos, tales como factores climáticos, tendidos aéreos o
subterráneos, edificaciones vecinas, tráfico, que pueden hacer que se
paralice la excavación.
Formas de ejecutar las excavaciones, teniendo en cuenta profundidad,
sección, altura, etc.; ésto nos orientará hacia el tipo de maquinaria mas
adecuada a emplear.
.
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Trabajos en Roca
Tendrá en consideración los siguientes ítems:
Características de la roca, su dureza, forma geológica, estratificación,
etc., de estos datos sabremos el precio del metro lineal de barreno, el
número de unidades, cantidad y tipos de explosivos.
Factores externos tales como: edificaciones lindantes, tráfico, etc.;
datos para saber cantidad y tipos de explosivos a utilizar.
Obtener los permisos requeridos con suficiente antelación; aunque las
operaciones con explosivos son realizadas por empresas especializadas,
las mismas deben aportar las autorizaciones requeridas para su ejeución
en tiempo y forma.
La ejecución en roca depende de la dureza de la roca; si esta es blanda,
se puede excavar con máquinas con martillos rompedores o con
explosivos, si son rocas de gran dureza, su escavación solo se logra con
explosivos.
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Concepto -Rendimiento Óptimo
Menor Costo por Hora
Posible ………
M3
Mínimo Costo / hr.
$/M3 = ———————————- Máxima producción
Máxima Producción / hr. por Hora Posible ………
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Características de los Materiales
• Las características y propiedades de los materiales
afectan directamente la producción y el rendimiento de
las máquinas.
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Suelos.
• El suelo es el material procedente de la descomposición físico-
química de las rocas.
• Los suelos están formados por depósitos de rocas desintegradas
que los fenómenos físicos y químicos han descompuesto
lentamente.
• Los fenómenos físicos como son: la congelación y descongelación,
rozamiento, arrastre, transporte por el viento y el agua, etc.
• Las gravas, arenas y limos son producidos por estos fenómenos.
Los fenómenos químicos producen habitualmente las arcillas que
son láminas diminutas y planas de diversos materiales.
• El crecimiento de las plantas contribuye también a la formación
del suelo, sus residuos en forma de materia orgánica constituyen
suelos esponjosos y débiles para soportar estructuras.
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Los suelos están constituidos por mezclas de grava, arena, arcillas,
limos y materia orgánica en proporciones variables y con un
determinado contenido de agua, según la proporción de materiales
tendremos un tipo de suelo distinto.
• Grava: Partículas individuales de tamaño que varía entre 2 y
76,2 milímetros de diámetro y de aspecto redondeado.
• Arena: Rocas o piedras pequeñas o fragmentos minerales de
tamaño inferior a 2 milímetros de diámetro y con aristas
cortantes.
• Limo: Partículas finas de aspecto suave y harinoso en seco.
• Arcilla: Suelos de textura muy fina que forman terrones duros al
secar. La arcilla es la que determina el grado de plasticidad y le
da cohesión a los suelos.
• Materia orgánica: Vegetación descompuesta en parte o materias
vegetales divididas en partículas muy finas.
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Los suelos pueden tener una estructura:
Granular si están constituidos por grano redondos o angulares
individualizados, con bajo contenido de arcilla, como es el caso de las
arenas, por lo que son difíciles de compactar. Requieren máquinas con
vibración para su compresión.
Flocular si están agrupados en forma de racimos o panales, como en el
caso de las arcillas, que dejan espacios huecos entre ellos, por lo que
permiten la compresión del suelo. en estos tiene mayor influencia el
amasado por lo que se requieren máquinas distintas para su
compactación como son los rodillos de pisones.
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Características de los suelos.
Porosidad.
Es el volumen de poros expresado en porcentaje (%) del volumen total,
es decir la relación de dividir el volumen sólido entre el volumen de
sólido más aire más agua que contiene el material.
Contenido de humedad.
Es la relación porcentual (%) del peso del agua al peso sólido. Las arenas
suelen tener entre un 12% y un 36% de humedad, las arcillas pueden
variar entre un 12% y un 325%.
Densidad.
Es la relación del peso por unidad de volumen. La máxima densidad de
un suelo se obtiene si los huecos entre partículas de un diámetro
determinado se rellenan con partículas de diámetro menor.
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Compresibilidad.
Indica el porcentaje de reducción en el volumen del suelo, debido a
perdida de parte del agua entre sus granos, cuando esta sometido a una
presión.
Los materiales arcillosos tienen mayor compresibilidad que los
granulares, por lo que al ser compactadas quedan con menor capilaridad,
son por tanto menos adecuadas para construir bases.
Elasticidad.
Es la tendencia del suelo a recuperar su forma original al quitar la carga
que lo comprime. Un suelo muy elástico es muy difícil de compactar y
requiere técnicas especiales.
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Permeabilidad.
Característica del suelo que indica la facilidad del suelo para permitir el
paso de agua a su través. Depende de su textura, granulometría y grado
de compactación, cuanto mas gruesas sean las partículas mayor será su
permeabilidad.
Plasticidad.
Es la propiedad de deformarse rápidamente el suelo bajo la acción de una
carga, sin llegar a romperse o disgregarse, y sin que se recupere la
deformación al cesar la acción de la carga.
Asentamiento.
Indica la disminución de la cota o altura del nivel del suelo debido a la
consolidación del material de relleno. Generalmente suele ser
consecuencia de una mala compactación.
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Resistencia al cizallamiento.
Es la resistencia que oponen las partículas a deslizarse entre si. Es
consecuencia de la fricción interna y la cohesión del material. cuanta mas
resistencia al cizallamiento más difícil será la compactación.
Esponjamiento.
Capacidad del material para aumentar o disminuir su volumen por la
perdida o acumulación de humedad.
Consistencia.
Es el grado de resistencia de un suelo a fluir o deformarse. Con poca
humedad los suelos se disgregan fácilmente, con más humedad el suelo
se torna más plástico. Las pruebas de Atterburg determinan los limites de
consistencia del suelo que son: Liquido, plástico y sólido, se expresan
generalmente por el contenido de agua.
Limite liquido.
Nos indica el contenido de humedad en que el suelo pasa del estado
plástico al liquido e indica también si el suelo contiene humedad
suficiente para superar la fricción y cohesión interna.
Limite plástico.
Cuando el suelo pasa de semi-sólido a plástico porque contiene
humedad suficiente se dice que ha traspasado su limite plástico. La
resistencia del suelo disminuye rápidamente al aumentar el
contenido de humedad más allá del limite plástico.
Índice de plasticidad.
Refleja la diferencia numérica entre el índice plástico del suelo y el
límite líquido. Permite medir la capacidad de compresión y la
cohesión del suelo.
Límite sólido.
Constituye el límite en el cual el suelo pierde su plasticidad por
secado y aumenta su fragilidad hasta que las partículas quedan en
contacto.
Limite de retracción.
Es el porcentaje de agua que separa el estado semi-sólido del suelo
del estado sólido.
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Propiedades del suelo
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Propiedades del suelo
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Propiedades de los Suelos
• La principal propiedad que afecta el rendimiento de
las máquinas en el movimiento de tierras es la:
– DENSIDAD
• Densidad en Banco y Densidad Suelto.
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DENSIDAD
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Banco
Suelto
Compactado
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1m
1,2m
Densidad
• Densidad = Peso (Kg) / volumen (m3)
•Densidad en el banco = 1.000 Kg/m3
= 1.000 Kg
1m
•Densidad del material suelto = 578 Kg / m3
Densidad del material suelto /Densidad en el banco=Factor de carga
1,2 m
= 1.000 Kg
Factor de carga = 0,578
( Factor Volumétrico )
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Medición de la densidad
Los instrumentos
nucleares para medir la
compactación nos
incluyen datos como:
? % de Compactación
? Contenido de Humedad
? Densidad
Estos instrumentos
miden profundidades
hasta de 30 Cm.
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Factor de Carga
( Factor Volumétrico )
Densidad del material suelto /Densidad en el banco=Factor de carga
• Densidad en Banco x Factor de Carga
=
Densidad del material suelto
1.000 Kg/m3 x 0.578 = 578 Kg/m3
• Volumen en Banco / Factor de Carga =
Volumen del material suelto
1m3 / 0.578 = 1.73 m3
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CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
FACTOR DE CONTRACCIÓN : SE CALCULA DIVIDIENDO LA
DENSIDAD DEL MATERIAL COMPACTADO, ENTRE LA
DENSIDAD DEL METRO CUBICO BANCO.
KG. / M3. COMPACTADO.
FACTOR DE CONTRACCIÓN = ———————————–
KG. / M3. BANCO.
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