Otras clasificaciones de material, utilizan las siguientes categorizaciones: Material tipo - A.- Es un material blando o suelto que puede ser excavado con escrepa de capacidad adecuada para ser jalada con tractor de orugas. Este tipo de materiales considera suelos poco o nada cementados. Los materiales más comúnmente clasificados de este tipo son los suelos agrícolas, los limos y las arenas. Material tipo - B.- Es el material que por su dificultad de extracción y carga solo puede ser excavado eficientemente por tractor de orugas con cuchilla de inclinación variable o con pala mecánica sin el uso de explosivos. Los materiales más comúnmente clasificados son las rocas muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates. Material tipo - C.- Es el material que por su dificultad de extracción solo puede ser excavado mediante el empleo de explosivos. Entre los materiales clasificados se encuentran las rocas basálticas, las areniscas, conglomerados fuertemente cementados, calizas, riolitas, granitos y andesitas sanas. Existen también algunas correlaciones con respecto a la prueba de penetración estándar, pero no son representativas cuando hay presencia de gravas y boleos. Otra clasificación se basa en pruebas de campo por el método de penetración estándar. Los porcentajes en que intervienen las distintas clasificaciones, dentro de una profundidad de suelo definida, se determine con escalas numéricas construidas a partir de pruebas hechas en campo dependiendo de las características físicas mencionadas. A continuación se presentan los tipos de material en cuanto a esta clasificación: MATERIAL “A” I: Un material blando o muy suelto es 100% material “A”, cuando su cimentación (cohesión) medida en prueba de penetración estándar sea igual o menor a 25 golpes necesarios para hincar 300 cm. Dentro del suelo un saca muestras normalizado. Por lo general se considera como material “A” los suelos de cultivo, los limos y las arenas y los suelos poco o nada cementados con componentes de 7.5 cm. de tamaño. MATERIAL “B” II: Un material de consistencia sólida es 100% material “B” cuando su cimentación (cohesión) medida en prueba de penetración estándar sea igual a 60 golpes necesarios para hincar 30 cm. dentro del suelo un saca muestras normalizado. Además se considera como material “B” el formado por piedras sueltas comprendidas entre (75) setenta y cinco y (7.5) siete punto cinco cm., rocas muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates.
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MATERIAL “C” III: Un material es 100% material “C” cuando el número de golpes sea igual o mayor a 160 golpes en prueba de penetración estándar necesarios para hincar 30 cm. dentro del material un saca muestras normalizado. El material “C” incluye rocas basálticas, areniscas y conglomerados fuertemente cementados, calizas, riolitas, granitos y andesitas sanas, las piedras sueltas mayores de (75) setenta y cinco cm. o que para ser extraído se necesite emplear explosivos. Además de estas clasificaciones, se pueden establecer otras dos intermedias según la requiera el caso y según el número de golpes que nos indiquen las graficas en pruebas de penetración estándar. La clasificación de materiales de acuerdo a las Especificaciones Generales de Construcción del Libro Parte Segunda (Secretaria de Obras Publicas, 1976), es la siguiente: Material A es el blando o suelto, que puede ser eficientemente excavado con escrepa de capacidad adecuada para ser jalada con tractor de orugas, de noventa (90) a ciento diez (110) caballos de potencia en la barra, sin ayuda de arados o tractores empujadores, aunque ambos se utilicen para obtener mayores rendimientos. Además, se consideran como Material A, los suelos poco o nada cementados, con partículas de hasta siete punto cinco (7.5) centímetros (3”). Los materiales más comúnmente clasificables como Material A, son los suelos agrícolas, los limos y las arenas. Material B es el que, por la dificultad de extracción y carga, solo puede ser excavado eficientemente por tractor de orugas con cuchilla de inclinación variable, de ciento cuarenta (140) a ciento sesenta (160) caballos de potencia en la barra, o con pala mecánica de capacidad minima de un (1) metro cúbico, sin el uso de explosivos, aunque por conveniencia se utilicen estos para aumentar el rendimiento, o bien, que pueda ser aflojado con arado de seis (6) toneladas jalado con tractor de orugas, de ciento cuarenta (140) a ciento sesenta (160) caballos de potencia en la barra. Además, se consideran como Material B, las piedras sueltas menores de setenta y cinco (75) centímetros y mayores de siete punto cinco (7.5) centímetros (3”). Los materiales más comúnmente clasificables como Material B, son las rocas muy alteradas, conglomerados medianamente cementados, areniscas blandas y tepetates. Material C es que, por su dificultad de extracción, solo puede ser excavado mediante empleo de explosivos, además, también se consideran como Material C, las piedras sueltas con una dimensión mayor de setenta y cinco (75) centímetros. Entre los materiales clasificables como Material C, se encuentran en las rocas basálticas, las
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areniscas y conglomerados fuertemente cementados, calizas, riolitas, granitos y andesitas sanas. A los materiales que presenten mayor dificultad de extracción que los descritos como Material A, pero menor que los descritos como Material B y a los que presenten mayor dificultad de extracción que los descritos como Material B, pero menor que los descritos como Material C, se les fijara una clasificación intermedia, de acuerdo con la dificultad que hayan presentado para su extracción y carga, asignando porcentajes de Material A y B o B y C respectivamente, en proporción con las características medias del material de que se trate. También de acuerdo a las Especificaciones Generales de Construcción del Libro Parte Segunda (Secretaria de Obras Publicas, 1976), se observaran las siguientes disposiciones: A) Para clasificar un material se tomara en cuenta la dificultad que haya presentado para su extracción y carga, asimilándolo al que corresponda de los Materiales A, B o C. Siempre se mencionaran los tres (3) tipos de Material, para determinar claramente de cual se trata; así por ejemplo, un suelo poco o nada cementado, con partículas menores de siete punto cinco (7.5) centímetros, se clasificara 100-0-0, correspondiendo la primera cifra al Material A y los ceros a los Materiales B y C. Para un material que presente mayor dificultad de extracción que el Material A, pero menor que el Material B, deberá apreciarse la clasificación intermedia que le corresponda, asignándole el porcentaje de Materiales A y B de acuerdo con su menor o mayor dificultad de extracción y carga; así por ejemplo, un material precisamente intermedio se clasificara 50-50-0. Un material que en condiciones semejantes se encontrara entre los Materiales B y C, se clasificara 0-50-50. B) Si el corte por clasificar está compuesto por materiales de diferente grado de dificultad para su extracción cuando muestren separación definida, cada material se clasificara por separado, tomando en cuenta los volúmenes parciales; posteriormente se computara la clasificación general resultante para el volumen total, considerando siempre los tres (3) tipos de Material A, B y C. Así, por ejemplo, una capa de Material A que corresponde a una clasificación 100-0-0, con volumen equivalente al treinta por ciento (30%) del total, colocada sobre un material que represente una clasificación en el promedio entre B y C, o sea 0-5050, el volumen total se clasificara 30-35-35. Si en el mismo caso, el material inferior es C, o sea 0-0-100, la clasificación general resultante será 30-0-70 y si es B, o sea 0-100-0, se clasificara el volumen total 30-70-0.
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C) Cuando no sea posible hacer la clasificación separada de cada uno de los materiales encontrados, se fijara a todo el volumen del corte una clasificación representativa de la dificultad de extracción y carga, considerando siempre los tres (3) Materiales A, B y C, aun cuando para alguno de ellos corresponda cero (0). Cuando el corte por clasificar este formado por Material C, alternado en capas o con bolsas de otros de menos clasificación, en proporción tal que el Material C constituya por lo menos el setenta y cinco por ciento (75%) del volumen total, el conjunto se considerara como Material C. En aquellos casos en que la disposición de los materiales y el espesor de sus capas sea tal que permita atacarlos con eficiencia aisladamente, los distintos volúmenes se clasificaran por separado, aun cuando el volumen del Material C sea igual o mayor que el setenta y cinco por ciento (75%) del volumen total del corte por clasificar. Al hacer los cortes, particularmente cuando se empleen explosivos, se evitara hasta donde sea posible aflojar el material en los taludes más allá de la superficie teórica fijada en el proyecto. En caso de no ser así o de que existan defectos de construcción, todo el material que se derrumbe o se encuentre inestable en los taludes será removido y reparada la obra. (Especificaciones Generales de Construcción del Libro Parte Segunda (Secretaria de Obras Publicas, 1976)) En los cortes en Material C y cuando lo fije el proyecto en los que se realicen en Materiales A y/o B, la excavación se hará hasta una profundidad media de treinta (30) centímetros debajo de la sub-rasante de proyecto, para formar la cama, no debiendo quedar salientes de roca a menos de quince (15) centímetros debajo de la sub-rasante; en casos especiales, la Secretaría podrá aumentar y/o disminuir la profundidad media de la sobre-excavación. Todo el material proveniente de la excavación adicional debajo de la sub-rasante, deberá acarrearse fuera del corte y depositarse en el lugar que indique el proyecto. (Secretaria de Obras Publicas, 1976). Frecuentemente nos encontramos con materiales naturales que, por su consistencia y/o dureza, dudamos si es necesario explotarlos con explosivos o directamente con el equipo. En este caso conviene realizar una investigación geofísica con el objeto de ver la forma más económica de atacar estos bancos. Existe una posibilidad intermedia para el ataque a ese tipo de materiales que es el arado o desgarrador. La condición de la roca o suelo determina la facilidad con que puede romperse su estructura con el arado; las rocas sedimentarias son las que más fácilmente pueden atacarse y por contraste las volcánicas y metamórficas ofrecen más dificultades, aunque
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granitos descompuestos y otras rocas volcánicas o metamórficas sometidas a la acción de los elementos suelen ser atacadas por el arado a bajo costo, sobre todo si se le compara con la alternativa de excavar mediante explosivos. Como la dureza y consistencia del material es el punto importante a considerar para definir si este método puede utilizarse o no, y la observación del material a atacar no es fácil, pues se requeriría hacer numerosas pruebas en el banco para definir si es utilizable o no el arado y que tipo de arado y de tractor debe emplear, requerimos usar métodos indirectos para definir la atacabilidad de los materiales. El método más común es correlacionar el tipo de roca o suelo con la velocidad sísmica, que es bastante seguro y económico. En materiales con velocidad sísmica mayor de 6000 ft/seg (1830 m/s) o mayor, con el DIIR, y 4,000 ft/seg (1220 m/s) o mayor, con el DIIOR, D9R y D8R, se deben reducir las cifras de producción. Hay que mantener en mente que la velocidad de refracción sísmica es únicamente un indicador aproximado de escarificabilidad, gran parte depende también de las condiciones específicas del lugar y la habilidad y experiencia del operador. Sismógrafo de Refracción: Desde fines de los 50's surgió la idea de utilizar sismógrafos de refacción para definir la arabilidad, desgarrabilidad o escarificabilidad de los materiales a excavar. En general éste método mide desde la superficie la velocidad de las ondas sísmicas a profundidad, indicando la consolidación, dureza, estratificación y meteorización, y relacionando ésta velocidad y tipo de material a atacar con su atacabilidad mediante arado. Se determina la velocidad de la onda sísmica como se indica en la Grafica No. 1 generando una onda y midiendo el tiempo en que llega a varios aparatos de registro denominados geófonos. Con los datos de la llegada de las ondas y la distancia puede obtenerse la velocidad de las mismas en cada capa, ya que las ondas se reflejan y se refractan en las soluciones de continuidad que separan capas diferentes. Un ingeniero geofísico o un ingeniero especializado apoyado en una prospección geológica, puede separar las capas y darnos las velocidades de transporte de las ondas en cada capa, dándonos además la profundidad de las capas y el tipo de roca o suelo, con lo que tenemos todos los datos para definir el método de ataque.
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Grafica No. 1 En la Grafica No. 1 vemos la disposición del emisor de ondas, los geófonos y las trayectorias de las ondas ocasionadas por la refracción y reflexión de las soluciones de continuidad. Con éstos datos y el tipo de roca o suelo de que se trate, los fabricantes de tractores y arados han preparado tablas de rendimiento que correlacionan el tipo de suelo y roca, las velocidades de la onda sísmica y los umbrales donde separan la roca atacable, la dudosa y la que no puede romperse con arado económicamente y requiere de explosivos. Existen desde luego tablas similares con diferentes criterios y factores de rendimiento y eficiencia. Los valores de las tablas son generalmente afectados por factores de eficiencia cuando el equipo no es nuevo, debido a que aun cuando se haya puesto esmero en el cuidado y operación, y las máquinas se encuentren en condiciones aceptables y capaces de continuar trabajando, están sujetas a ciertas limitaciones, especialmente en lo que respeta a su eficiencia, potencia y por ende, productividad y operación económica por lo que indudablemente, se encontrará disminuida su eficiencia con respecto a equipo nuevo. Una obra cualquiera puede ser ejecutada mediante diversos procedimientos de construcción y empleando diferentes equipos; lógicamente, para ejecutar determinado trabajo siempre existirá algún procedimiento y determinado equipo, por medio de los cuales las operaciones del contratista sean realizadas en forma óptima desde el punto de vista de la economía. Por otra parte, el mercado de la construcción ofrece una nutrida variedad de maquinaria de diferentes marcas, modelos, capacidades y especificaciones de calidad.
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Deberán por tanto realizarse estudios cuidadosos, a fin de determinar cuál es la maquinaria más conveniente para la óptima ejecución de la obra u obras en que se compromete la organización constructora. El tiempo de utilización del equipo en relación con factores de tipo económico, han generado los conceptos de vida útil y vida económica.
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