Movimiento de Suelos

Movimiento de tierras

OVIMIENTO DE TIERRAS MOVIMIENTO



Es la partida más compleja y costosa dentro de la construcción de carreteras. 





C

C

Sección 2

R

C

Sección 1

Para calcular Volumen total de material a excavar o trasportarse, es necesario identificar en las secciones transversales las áreas de corte y relleno

R

R 



C = Corte (Desmonte) R = Relleno (Terraplén)

OVIMIENTO DE TIERRAS MOVIMIENTO 

La representación de los volúmenes totales a Excavarse o a Rellenarse se representa por medio del Diagrama de Masas o llamado también Curva Masa

VOLUMENES

Gráfica de : Volúmenes (m3) vs. PROGRESIVAS

Progresivas (Hm)

IAGRAMA DE MASAS DIAGRAMA

Para la construcción del diagrama de masas existen diversos métodos: Métodos Gráficos: (Utilización del Planímetro)

Métodos Analíticos:



(Cálculos en base de Formulas)

Método de las Áreas medias


Método de las Áreas Medias

Para aplicar este método es Indispensable contar con los planos de secciones transversales

A2

La Formula es :

V 

Ai  Ai 1

2

D

En el Caso de encontrarnos en zona de puro relleno el volumen Total a una distancia D es :

D

A1

V T 

A1  A2

2

D


Método de las Áreas Medias En el Caso de encontrarnos en zonas de cambio de Relleno a Corte, el Volumen Total se calcula de la siguiente manera: A C3 Prog. 3

A=0

V 1  Prog. 2

AR1  0

2

Pr og 2  Pr og1

0  AC 3 Pr og3  Pr og2 V 2  2

Prog. 1

A R1

V T  V 1  V 2


Método de las Áreas Medias (Calculo por Plantilla) El Calculo de Volúmenes se realiza normalmente utilizando planillas de calculo para que el trabajo no se demasiado tedioso


Compensación Transversal Si desea realizar una compensación transversal, es necesario conocer previamente la densidad del suelo natural y la densidad del terraplén.

CL Compensaci ó n Transver sal C = 4.8 m2

I C 

 T

1 : 2

1 : 2

T 3.1 m2

 E Compensaci ó n Transver sal Transv ersal

= Densidad Proctor del Terraplén E = Densidad Natural del suelo sin Excavar T

I C = Índice de Compactación entre 1.2 para suelos finos y 0.8 para rocas Aprox.

TERRENO NATURAL

C = 2.9 m2 1 : 5 . 1

T 2.1 m2

1 : 5 . 1

TERRENO NATURAL


Compensación Transversal C'3

Ejemplo : C2

C''3 Prog. 3

R2

Prog. 2 AREAS

Prog. 1

R'1

R''1

C'3 C2

CORTE

Para Visualizar mejor como se realiza la compensación transversal utilizaremos un grafico de Áreas

PROGR.

C''

3

R RELLENO

Prog. 3

2

R'' R'

1

1

Prog. 2


Compensación Transversal AREAS

Diagrama de Á reas Acumuladas C3 = C'' + C'3 3 C

2

CORTE RELLENO

I C R1

R1 = R'' + R'1 1

PROGR. R

2

I C R1

Conociendo IC , multiplicamos este valor por las Áreas de relleno con lo cual habremos homogeneizado las cantidad de material necesario para construir la zona de terraplén. De esta manera el grafico esta listo para realizar la compensación transversal.


Compensación Transversal AREAS

Diagrama depurado de Á reas Excedentes C

3

CORTE PROGR. RELLENO

I C R1

Prog. 2

Prog. 3

A continuación se realiza una resta entre las áreas de Relleno y de Corte con lo cual obtenemos el diagrama depurado de áreas excedentes. Este grafico es el resultado de la compensación trasversal realizado entre las progresivas 1 , 2 y 3.


Compensación Transversal El procedimiento de compensación transversal se realiza siempre que los suelos provenientes de la zona de Corte, sean aptos como materiales para la formación del terraplén, de lo contrario deberán eliminarse, ubicándolos en zonas adyacentes o fuera del camino.

Traer material de préstamo para la construcción de terraplenes incrementa ampliamente los trabajos de movimiento de suelos


Interpretación del Diagrama de Masas AREAS CORTE PUNTO DE CAMBIO DE CORTE A RELLENO CORTE

PROGR. Q

RELLENO ALTURA MAXIMA

Q'

RELLENO

VOLUMENES

CORTE

RELLENO PROGR.


Ejemplo: I C = 1 .5


Con las progresivas y Volúmenes Acumulados se grafica la curva masa Curva Masa 100 0

s o d a -100 l u m u -200 c A s e -300 n e m-400 u l o V

0

50

100

130

210

315

420

500

620

700

810

920

1010

Curva Masa

-500 -600

Progresivas


Compensación Longitudinal AREAS

Compensaci ó n Longitudinal

C G2

CORTE

3

PROGR. RELLENO

Prog. 2 G1

Prog. 3

En el diagrama depurado de áreas excedentes podemos identificar claramente 2 zonas. Una donde se debe incorporarse suelo para la formación de terraplenes y la otra donde debe retirarse suelo.

I C R1 Lm

Prog. 1

A diferencia de la compensación transversal, ahora los suelos deben trasladarse en sentido longitudinal a distancias ( Lm ) , que determinan la economía de los trabajos de movimientos de suelos.


Compensación Longitudinal Los trabajos de movimiento de suelo se cobran dependiendo de la cantidad de material (Corte o Relleno) que se quiere transportar. Es decir que el precio de los trabajos de movimiento de suelo, lo rige el Costo del Transporte.

C  K . M

M  V . Lm

Donde: C = Costo de transporte K = Costo del transporte por unidad de peso y unidad de longitud M = Momento de transporte (Obtenido del diagrama de Masas)


Compensación Longitudinal Pero si hablamos que la distancia es el factor que determina el costo de los trabajos de movimientos de suelos es importante definir algunos conceptos de distancia • Distancia Media de Transporte.- Es la distancia comprendida entre el centro de gravedad de la zona de excavación y la zona donde se va a terraplenar. • Distancia Libre de Transporte.- Es la distancia por la cual el transporte de suelo no recibe pago directo, pues su precio se halla incluido en el precio del contrato de movimiento de suelo. Es la distancia de movimiento que necesitan los equipos para realizar la carga de suelo (120 m) • Distancia Excedente de Transporte.- Es la distancia a pagar por los trabajos de movimientos de suelo y resulta de restar la Distancia media de Transporte menos la Distancia Libre d e Transporte. Transporte


Compensación Longitudinal Lm

AREAS

P

CORTE

CG-1

Q

S

PROGR.

T RELLENO

CG-2

Para calcular los momentos de transporte es necesario encontrar en el diagrama de masas zonas de compensación o cámaras por medio del trazo de líneas de distribución

Q' R' VOLUMENES

A

Volumen

T'

CG-1

CG-2

S'

B PROGR.

Por ejemplo la Línea de distribución AB esta compensando la cámara: T’ Q’ S’ que representa el Momento de Transporte.

Lm

Lm 

M

Conociendo M y V del Diagrama de Masas se calcula Lm


Lí neas neas de Distribución Es la línea que nos permite realizar la compensación longitudinal. Es decir definir cámaras dentro del diagrama de masas. VOLUMENES

PROGR. A

B Punto final del poligono

Para exista una compensación Total es necesario que el punto final del polígono este sobre la línea de tierra (AB), si esto no ocurre significa que hay un excedente de Corte o es que falta material para la formación de terraplenes


Lí neas neas de Distribución

En la practica estos son los casos mas comunes:

VOLUMENES VOLUMENES

Punto final del poligono

PROGR. A

B

PROGR. A

B Punto final del poligono

Deposito

Yacimiento

En Caso de exceso de desmonte será necesario ubicar un lugar de deposito, para colocar el material sobrante. En caso de falta de material para la formación de terraplén, será necesario ubicar una zona de préstamo o Yacimiento .


Lí neas neas de Distribución I

VOLUMENES H

L2

D

J

CG-1 L1

A C

G

E

K

B PROGR. D1

B F

CG-D

Para realizar la compensación longitudinal se pueden utilizar mas de una línea de distribución como se puede ver en la figura: L1 y L2

D2

Deposito

La cámara GKH se encuentra sin compensar (Cámara abierta) y existe un exceso de corte que se debe transportar a un Deposito. La Distancia de transporte es igual a D1 + D2


Lí neas neas de Distribución VOLUMENES VOLUMENES

L3 L3

D1

L1

L2

B PROGR.

L2 D1

D2 D2

CG-D

Ineficiente

CG-D

eficiente Deposito

Deposito

Para colocar las líneas de distribución se debe tomar en cuenta que las cámaras abiertas deben quedar lo mas cerca de a los yacimientos y depósitos para que no resulte antieconómico. (La línea de distribución L1 esta demás)


Ejemplo: Se tiene el Diagrama de Masas. Se pide compensar el diagrama y calcular el transporte mínimo a Pagar V o lu m e n e s

2 H m

7 0 0 6 0 0

Y a c . P r o g . 8 6 5 .3 3

5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0

A 3

A 1

L 1 P ro g re s iv a s

1 0 0 2 0 0 A 2

3 0 0

A 6

A 4

4 0 0

L 2

5 0 0

A 5

6 0 0 7 0 0 1 0 0

3 0 0

5 0 0

7 0 0

9 0 0

1 1 0 0

1 3 0 0


Del diagrama de Masas se obtiene los Volúmenes y los Momentos de Transporte (Áreas de cada cámara) Cámara Volumen (m3)

A1

A2

A3

A4

A5

A6

100

800

698

438.9

286.25

351.75

30.56

1472.06

1568.12

196.19

289.16

375.63

Distancia media (Hm)

0.31

1.84

2.25

0.45

1.01

1.07

Distancia Libre (Hm)

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

0.84

1.25

0.01

0.07

Momento de Transporte (Hm m3)

-----

Distancia excedente (Hm)

-----

Distancia a Yac. ó Depos. (Hm)

-----

Distancia de Transporte (Hm)

-----

0.84

1.25

2.45

0.01

0.07

Transporte a Pagar (Hm m3)

-----

672.06

870.12

1073.99

2.91

23.88

-----

-----

0.45 2

-----

Nota: se considero para el ejemplo Distancia libre =100 m, recordar que por reglamento es 120 m

-----

Ejemplo Progresiva 0+300

1 Km Cantera 1000

Trazar la(s) líneas de distribución que hacen eficiente el movimiento de tierras considerando el diagrama y la ubicación de la cantera mostrada

800 600

) 3 400 m ( n 200 e 0 m u l o -200 v

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

-400 -600 -800

progresivas (m)

1100

1200 1300 1400 1500 1600

Movimiento de Suelos

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