MOVIMIENTO DE TIERRA

C u r s o de de Movim ient o de t ierras BASICO

Fundamentos de Movimientos de Tierras

Objetivo • Revis Revisar ar los los con conce cepto ptoss para para esti estimar mar el ren rendi dimi mien ento to de una una máqu máquin inaa o flota de máquinas • Disc Discut utir ir los los fac facto tore ress que que afec afecta tann el dese desemp mpeñ eñoo de las las máq máqui uina nass

Conceptos Básicos

Conceptos Básicos CONCEPTOS BÁSICOS

¿QUÉ ES MOVIMIENTO DE TIERRAS?

Movimientos de Tierras • Son los movimientos 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.

Proyecto Típico de Movimiento de Tierras Preparación del Banco

Requiere Voladura ?

Si

Si

Requiere Clasificación?

Barrenaciónexplosivos / Voladura

Cribado y/o Trituración

No

No Ripeo o Carga con Exc./ Cargador

Tendido Mezcla

Distancia de Acarreo Compactación

Acarreo Edificación

Posición Original

Pavimentación

Nueva Posición

Concepto - Desempeño Ideal Ide

3 m

$/m3

Mínimo Costo / h = Máxima Producción ión / h

Menor Costo por Hora Posible

Máxima producción por Hora Posible

Sistemas de Acarreo en sus distancias mas económicas

100 m.

150 m.

1.500 m.

1.600 m 5.000 m

Materiales Rocas

Tierras

Mezclas

Características de los Materiales • Las características y propiedades de los materiales afectan directamente la producción y el desempeño de las máquinas.

Características de los Materiales GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES Cantos Rodados : 76 mm y más (3") Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " )

Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " ) Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " ) Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " )

Características de los Materiales GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES Cantos Rodados : 76 mm y más (3") Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " )

Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " )

Granular no-cohesivo

Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " ) Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " )

Cohesivo

Suelos Cohesivos - Arcilla • Absorbe agua • Estructura Microscópica “plaquetas” • La cantidad de agua es crítica para la compactación • Importancia de la “manipulación” para compactar ÍNDICE DE UMIDADE

Densidade Máxima a c e S e d a d i s n e D

Umidade Ótima Índice de Umidade

Propiedad de los Suelos Físicas : Densidad, Granulometría, Contenido de Humedad... Mecánicas : Resistencia, Deformación, Permeabilidad...

Tipos de Suelos & Compactación

Propiedad de los Suelos • La principal propiedad que afecta el rendimiento de las máquinas: - DENSIDAD

• Densidad en Banco y Densidad Suelta

Características de los Materiales

Densidad Es el peso del material por unidad de volumen: kg/m3

Densidad en banco Es el peso del material en su estado natural: kg/m3 en banco

Densidad del material suelto Es el peso del material fuera de su estado natural: kg/m3 suelto

Volumen del Material

m3 en Banco

m3 Compactado

Banco

m3 Suelto

Suelto Compactado

Volumen del Material VOLUMEN DEL MATERIAL. m3 en Banco m3 Suelto Banco

1 m3

1,2 m3 ABULTAMIENTO

Suelto

Volumen del Material Abultamiento & Factor de Carga

Abult. 22%

1m3b

Arcilla lecho natural

Factor carga = .82 1,22 m3s X 0,82 = 1,0 m3b 1,0 m3b / 0,82 = 1.22 m3s

1,22m 3s

Volumen del Material FACTOR DE CONTRACIÓN CALCULA DIVIDIENDOSE LA DENSIDAD DEL MATERIAL COMPACTADO POR SU DENSIDADE EN BANCO

FACTOR DE CONTRACIÓN =

kg / m3 COMPACTADO kg / m3 BANCO

Abultamiento & Compactación

1m3

1,2m 3

?

Pregunta

Pregunta En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca?

Pregunta En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca?

Arena mojada

=

2080 kg/m3b

Arena seca

=

1600 kg/m3b

Diferencia

=

480 kg PH35 Pg. 27-4

Pregunta

Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural:

Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta

Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta • Banco

Pregunta Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural: • Suelta • Banco

= 1660 kg/m3s = 2020 kg/m3b

PH35 Pg 27-4

Densidad de los Materiales

PH35 Pg 27-4

Den s i dad / Pe Pes o de d el Mat er i al

m3s 1510 kg

m3b 1900 kg

Tierra ierr a api apiso sonada nada y seca

1900kg X .80 F.C. = 1520kg 1510kg

Den s i dad / Pe Pes o de d el Mat er i al

m3s 1510 kg

m3b 1900 kg

Tierra ierr a api apiso sonada nada y seca

1900kg X .80 F.C. = 1520kg 1510kg

Pregunta

Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84.

Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84. ¿Cuántos metros cúbicos serán movidos?

Pregunta Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84. ¿Cuántos metros cúbicos serán movidos?

250.000 m3b / 0,84 = 297.619 m 3s

Abultamiento

PH35 Pg. 27-1

Pregunta

Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad.

Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3.

Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios para acarrear el material de la producción diaria?

Pregunta Un contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad. El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios para acarrear el material de la producción diaria??

Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b


Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto


Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s


Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas


Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas 1406 m3s / 12 m3s =


Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto 1125 m3b / .80 = 1406 m3s Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas 1406 m3s / 12 m3s = 117 camionadas

“ m3 Banco” e “ m3 Sueltos” • La mayoría de las obras son ... – Licitadas en m 3 banco

– Pagas en m3 banco

– Operadas en m 3 sueltos

Cálculos de Producción La producción de las máquinas se puede expresar en:

Metros Cúbicos en Banco por Hora (m3b/hr). Metros Cúbicos Sueltos por Hora ( m 3s/hr) Metros Cúbicos Compactados por Hora (m3c/hr) Toneladas Métricas por Hora ( ton/hr )

Cálculos de Producción • La CARGA y Producción de las máquinas se puede medir de las siguientes formas: 1- Pesándola

2- Calculándola en función de la máquina

3- Midiendo o Volumen

Pesando

Pesando

Midiendo

Cálculos de Producción En función de la capacidad de la máquina. Producción Teórica por Hora =

Capacidad da Máquina m3 / Ciclo X Números de Ciclos / h

Cálculos de Producción Producción Real por Hora =

Capacidad de la Máquina m3/ciclo X Números de Ciclos / h X Fatores de Corrección

* Factor de Llenado. * Eficiencias. * Disponibilidad Mecánica. * Otros factores.

Capacidad del Cucharón

Capacidad del Cucharón (SAE) • Capacidad al ras – volumen contenido en el cucharón después de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la parte trasera del cucharón

• Capacidad colmada: – Es la capacidad a ras más la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo. 2 : 1

Factor de Llenado • Factor de llenado: % de la capacidad colmada

2 : 1

• Capacidad colmada: – Es la capacidad a ras más la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo. 2 : 1

Ejemplos de Factor de Llenado

A C

B

A-

100 – 110% Arcilla Húmida

B-

95 – 110% Arena y Grava

C-

80 – 90% Arcilla dura e compactada. 60 – 75% Roca bien fragmentada por voladura y material de río. 40 – 50% Roca mal fragmentada por voladura

Características de los Materiales FACTORES DE LLENADO DE ACUERDO AL TAMAÑO DE LOS MATERIALES PARA CARGADORES DE RUEDAS. MATERIAIS PARA CARREGADEIRAS DE RODAS. MATERIALES SUELTOS AGREGADOS HUMEDOS MEZCLADOS AG. HUMEDOS UNIF. HASTA 3mm(1/8") AG. 3 @ 9mm. (1/8 @ 3/8 ") AG. 12 @ 20 mm ( 1/2 @ 3/4 " ) AG. 24 mm (1") y mas grandes ROCA DE VOLADURA BIEN FRAGMENTADA FRAGMENTACION MEDIANA MAL FRAGMENTADA VARIOS MEZCLA DE TIERRA Y ROCAS LIMO HUMEDO SUELO,PIEDRA Y RAICES MATERIALES CEMENTADOS

% F. LL. 95-100 95-100 90-95 85-90 85-90

80-95 % 75-90 % 60-75 % < 100 % < 110 % 80-100 85-90

Pregunta

Pregunta Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm.

Pregunta Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) y cual será el peso en el cucharón?

Pregunta

PH35

pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4

Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm.

PH35

pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4

Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón?

PH35

pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4

Pregunta Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm. Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón? Respuesta: FLL = 85-90% Carga = 2.8 m3 X .87 BFF = 2.44 m3s Peso = 2.44 m3s x 1540 kg/m3s = 3757,6 kg PH35

pg 27-1 or 12-70/71 pg 27-4

Factores que Afectan el Factor de Llenado • Características de los materiales • Diseño del Cucharón • Habilidades del Operador • Diseño del Banco • Fuerza de Desprendimiento.

Ciclo Ciclo: Es un viaje completo de ida y regreso para completar un pase de trabajo .

Regreso

Carga Descarga

Acarreo

Ciclo Tiempos Fijos y Variables:

Retorno (Variable)

Carga (Fijo) Descarga (Fijo)

Acarreo (Variable)

Ciclo Espera, maniobras, demoras,

Retorno (Variable)

Carga (Fijo) Descarga (Fijo)

Acarreo

(Variable)

Ciclos por Hora

60 minutos / h

• Ciclos / h = ---------------------------------------------

Tiempo promedio de ciclo ( ,xx minutos / ciclo)

NO son segundos SON centésimas de minuto

Ciclos por Hora

Segundos

1/100Min

60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50

1 0,98 0,97 0,95 0,93 0,92 0,90 0,88 0,87 0,85 0,83

60 Segundos ……….. 1 Minuto 20 Segundos …….>> 0,XX Min 20 X 1 X = ----------------- = 0,33 Min 60

Ciclos por Hora = 60 min/h. / 0.33 min/ciclo = 181 ciclos/h

Ciclo básico (Tractor)

Retorno

C o r t e

Descarga Acarreo Acarre Acarr Transporte

Resistencia a la Rodadura • Resistencia a la rodadura • Pendientes: resistencia/asistencia

Soma = Resistencia Total

Resistencia a la Rodadura

Penetración de los Neumáticos

PH35: 27-1

Resistencia a la Rodadura Resistencia a la Rodadura • Es la fuerza necesaria para que una rueda gire en el suelo • 2% del peso bruto da máquina, + 0,6% del peso bruto por cm de penetración de los neumáticos

Resistencia a la Rodadura

PH35 pg 27-1

Resistencia/Asistencia

Resistencia

+ 4%

Asistencia

– 4%

Resistencia/Asistencia Acarreo • Resist. Rodadura = 6% • Pendiente = 4% ______ • Resist. Total = 10%

Retorno • Resist. Rodadura = 6% • Pendiente = -4% ______ • Resist. Total = 2%

Factores de Correción

PH35: 12-70

Eficiencias

Eficiencia en la Obra Minutos Efectivos trabajados por Hora 60 minutos por Hora Ejemplo : 50/60 = 0,83 = 83

%

Disponibilidad Mecánica Horas reales trabajadas por ano Disponibilidad = x 100 Mecánica Horas Programadas por ano

Factores que afectan la disponibilidad mecánica ¤ Calidad del equipo ¤ Vida Económica / Número de horas de servicio ¤ Asistencia Técnica ( Partes y Servicio) ¤ Prácticas de Mantenimiento/Herramientas ¤ Estandarización ¤ Relaciones Humanas

Ejemplo : •

Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con: Cucharón de 3,1 m3 Factor de llenado = .90 Tiempo de ciclo = 30 Segundos Eficiencia en la Obra = 50 min h Disponibilidad Mecánica = .95

Ejemplo : •

Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con: Cucharón de 3,1 m3 Factor de llenado = .90 Tiempo de ciclo = 30 Segundos Eficiencia en la Obra = 50 min h Disponibilidad Mecánica = .95

Producción / h = 3,1 x 0,90 x 120 x 0,83 x 0,95 = 264 m3 / h.

PREGUNTAS ?

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