•
•
• Movimiento Movimiento
Movimiento d e Tierras
de Tierras Tierras
ÍNDICE
3.1.1- CONCEPTO CONCEPTO
32
3.1.2- FACTORES FACTORES
32
3.2- EFICIENCIA EFICIENCIA
HORARIA HORARIA
CAPITULO 1:
36
3.3.23.3.2- FORMULA FORMULA 1 1- FL MOVIMIE MOVIMIENTO NTO
DE TIERRAS TIERRAS
7
1.2- OBJETO DEL CAPITULO
8
DE VOLUMEN VOLUMEN
1.41.4- ESPONJ ESPONJAMI AMIENT ENTO O
Y FACTO FACTOR R
1.5- CONSOLIDACION
y
1.61.6- VALO VALORES RES
37
DE LA PRODUCC PRODUCCION ION
3.43.4- CALC CALCUL ULO O
DEL DEL COST COSTE E DE LA UNID UNIDAD AD
3.53.5- CONTROL CONTROL
DE COSTES COSTES
37
DE OBRA OBRA
39
8
DE ESPONJA ESPONJAMIE MIENTO NTO
11
COMPACTACION
DEL ESPONJ ESPONJAMI AMIENT ENTO O
1.71.7- CONSID CONSIDERA ERACIO CIONES NES
36
3.3.1- CONCEPTO CONCEPTO
CAMBIOS DE VOLUMEN EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS
1.3- CAMBIOS CAMBIOS
33
3.33.3- CICLO CICLO DE TRABAJO TRABAJO
13
Y SU FACT FACTOR OR
PRACTI PRACTICAS CAS
EN EL EXTEND EXTENDIDO IDO
DE CAPAS CAPAS
CAPITULO CAPITULO 4:
15
CLASIFICACION
17
EXCAVACION 4.14.1- SIGNIF SIGNIFICA ICADO DO
CAPITULO CAPITULO 2:
DEL MOVI MOVIMIE MIENTO NTO
4.2- CONSTITUCION
ECUACION DEL MOVIMIENTO
TIPOS TIPOS DE MAQUINAS MAQUINAS DE MOVIMIEN MOVIMIENTO TO DE TIERRAS TIERRAS Y
y
DE SUELOS.
DE TIER TIERRA RA
41
TIPOS DE EXCA VACION
43
4.3- TIPOS DE EXCAVACIONES
44
2.1- OBJETO OBJETO DEL CAPITULO CAPITULO
19
4.3.1- EXCAVACION
2.2- ESFUERZO ESFUERZO
19
4.3.2- EXCAVACIONES
SUBTERRÁNEAS
45
19
4.3.3- EXCAVACIONES
SUBACUATICAS
45
TRACTOR TRACTOR
2.2.1- TRACCIO TRACCION N
DISPONIBLE DISPONIBLE
2.2.2- TRACCIO TRACCION N
UTILIZABLE UTILIZABLE
2.32.3- BALANC BALANCE E
ENTRE ENTRE TRACCI TRACCION ON
2.42.4- RESISTEN RESISTENCIA CIA
20
DISPON DISPONIBL IBLE E
y UTILIZABLE
A LA TRACC1 TRACC10N 0N
2.4.12.4.1- RESISTENC RESISTENCIA IA
A LA RODADU RODADURA RA
4.4- CLASIFICACION
y
A CIELO ABIERTO
TIPOS DE MAQUINARIA
23
4.4.14.4.1- MAQUIN MAQUINA A
24
4.4. 4.4.22- MAQU MAQUIN INAS AS
QUE QUE EXCA EXCAVA VAN N
24
4.4.3- MAQUINAS
ESPECIALES
S QUE QUE EXCAVA EXCAVAN N
2.4.22.4.2- RESISTENC RESISTENCIA IA
A LA PENDIE PENDIENTE NTE
26
4.54.5- CLASIF CLASIFICA ICACIO CION N
2.4.3- RESISTENCI RESISTENCIA A
A LA ACELERACI ACELERACION ON
27
4.5.14.5.1- INDICE INDICES S
2.4.42.4.4- RESISTE RESISTENCI NCIA A
AL AIRE AIRE
28
4.5.2- CLASIFICACION
2.5- ECUACI ECUACION ON
DEL MOVIMIENTO MOVIMIENTO
29
CAPITULO CAPITULO 3: y
COSTE
3.1- DEFINIC DEFINICION ION Juan Chemé Taritonte Taritonte A n d ré ré s G o n zá zá l ez ez A g u il a r
DE LA PRODUCCI PRODUCCION ON
D E L AS AS D IS IS TI TI NT NT AS AS
4.7- ELECCION
DE LA MAQUINARIA
Juan Cherné
Tarilonte Tarilonte
Andrés Andrés González González Aguilar ar
46
47 y
MUFTUOGLU
47 50
M AQ AQ UI UI NA NA S
52 53
DE UNA OBRA
4 .9 .9 - N EU EU MA MA TI TI C CO O S EN EN L AS AS M AQ AQ UI UI NA NA S
Construcciones Construcciones Industriales Industriales 5° Ingenierí Ingeniería Industrial Industrial
lE, DE SCOBL SCOBLE, E,
DE FRANK.LIN
Y L IM IM IIT T AC AC IO IO NE NE S
4.9.2- DURACION DURACION
46
FIJAS FIJAS SIN SIN DESPL DESPLAZ AZAR ARSE SE
A LA EXCA EXCAV V ABILID ABILIDAD AD
4 .6 - V EN EN TA TAJ AS AS
32
SITU SITUAD ADAS AS
LA CARGA
47
ATENDI ATENDIEND ENDO O
4.9.1- CAPACIDAD
46
y TRASLADAN
DE EXCA EXCAVAB VABILI ILIDAD DAD,,
4.8- MECANIZACION
DETERMINACION DE LA PRODUCCION PRODUCCION
44
54 D E M OV OV IM IM IIE E NT NT O
D E T IE IE RR RR AS AS
Y RENDIMIENTO
54 54
y FACTORES
55 Construcciones 5° Ingeniería Ingeniería
Industriales Industrial Industrial
,.
.,. M o v im i en en t o
CAI'ITULO CAI'ITULO
de
•
Ticrr~s
Movimiento e nto
4.9.34.9.3- DIBUJO DIBUJO
56
4.9.44.9.4- DENOMINACI DENOMINACION ON
56
4.9.54.9.5- CONCEPT CONCEPTO O
57
T.V.H. T.V.H.
5.4 EXCA EXCA VACIONES
ESPECIALES ESPECIALES
5.4. 5.4. I EXCA EXCA VACI6N VACI6N
M A Q lJ lJ I NA NA I UA UA
E N E L M O V IM IM I E NT NT O
84
5.4.1. 5.4.1.A. A . EXCAVA EXCAVACiÓ CiÓN N
A MANO. MANO.
84
5.4. 5.4. lB. EXCAVACI EXCAVACI6N 6N
MECÁNI MECÁNICA. CA.
85
EN POZO POZO Y VACI VACIADO ADO..
87
S.42 S.42A A
D E TI TI E RR RR A S
84
EN ZANJA. ZANJA.
5.4.2 5.4.2 EXCAVAC EXCAVACION IONES ES
5:
de Tierras Tierras
EXCA EXCAVA VACI CI6N 6N
87
EN POZO POZO..
5.4.2.13 VACIADO. 5.1 ESFUER ESFUERZO ZO
DE TRACCI TRACCI6N 6N
y RESI RESISTE STENCI NCIA A
5.1. 5.1. I LAS CURVAS CURVAS
CARACT CARACTERÍ ERÍSTI STICAS CAS
5.1.2 5.1.2 RESIST RESISTENC ENCIA IA
A LA LA RODADUR RODADURA. A.
51.3 INFLUE INFLUENCI NCIA A 5.2 Pi{O Pi{OBLE BLEMÁT MÁTICA ICA 5.3 EXCAVA EXCAVACI6 CI6N N
DE RAMP RAMPAS AS
AL MOVIMIE MOVIMIENTO NTO
59
DE LA TRACCI TRACCI6N. 6N.
Y PENDIE PENDIENTE NTES. S.
EN DESMON DESMONTE TE
5.3.1 5.3.1 CARAC CARACTER TERIZA IZACI6 CI6N N 5.3.2 5.3.2 EXCA VACl6 VACl6N N
DE LA LA ACTIVI ACTIVIDAD DAD..
POR MEDIOS MEDIOS
MECÁNI MECÁNICOS COS..
A. EL BULLDOZER. BULLDOZER.
5.4.3.13 AGOTAMIENTOS.
DE EXCA EXCA VACI6 VACI6N N
ESFUER ESFUERZO ZO
y TRANSP TRANSPORT ORTE. E.
DE EXCA EXCAVAC VACI6N I6N
A. I.3. CICLO CICLO DE TRABA TRABAJO JO 1\.2. 2 . ACTIVI ACTIVIDAD DAD
PILOTO PILOTO
88 90 91
Y PEDRAP PEDRAPLENES. LENES.
91
62
5.S.I.A 5.S.I.A EQUIPOS EQUIPOS
DE EXTEND EXTENDIDO. IDO.
91
62
S.5I.B
DE COMPACTACI COMPACTACIÓN. ÓN.
62
S.S.I. S.S.I.C MEDICI6 MEDICI6N N
EQUIPOS EQUIPOS
92
y ABONO ABONO..
94
5.5.2 VOLADURAS.
95
5.S.2. 5.S.2.A CARACTER CARACTERIZA IZACI6 CI6N N
63
5.5.2.13 13 LA PERFORACIÓ PERFORACIÓN. N.
64
S.S.2. S.S.2.e. e . DETERM DETERMINA INACI6 CI6N N
DEL FREN FRENTE TE DE CANTER CANTERA. A.
95 95
DE LA CARGA CARGA EN LOS LOS BARRE BARRENOS NOS..
97
65
DE RIPADO RIPADO..
66
B. TRAILLAS.
68
DE EXCA EXCA VACI6N. VACI6N.
B.2. B.2. RENDIMIE RENDIMIENTO NTO
88
Y PEDRA.PLEN PEDRA.PLENADO ADO
5.5. I TERRAP TERRAPLENES LENES
63
A.1.2. 2. RENDIMIENTO RENDIMIENTO
B.I. B.I. ESFUER ESFUERZO ZO
5.5 TERRAPLENA TERRAPLENADO DO
62
A.I. A.I. ACTIVI ACTIVIDAD DAD A.l.l. . l.
5.4.3.A ENTIBACIONES.
59
61
Y EXPLAN EXPLANACI ACI6N. 6N.
Y AGOTAMIENT AGOTAMIENTOS. OS.
59
60
DE LA ADHERE ADHERENCI NCIA. A.
5.4.3 ENTIBAC ENTIBACIONES IONES
88
CAl'lTUL06:
EXTENDIDO EXTENDIDO
Y COMI'ACTAC COMI'ACTAClON lON
69
6.1 EL PROC PROCESO ESO
72
6.2 DENSIDADES
102
D. CAMI CAMIONE ONES S
75
6.3 ENERGÍA ENERGÍA
104
80
6.4 LA COMPAC COMPACTAC TACION ION
Y DUMP DUMPERS ERS..
E. EXCAVA EXCAVACIÓ CIÓN N 5.33 5.33 SISTEMAS SISTEMAS
DE LAS LAS TRAILLAS TRAILLAS..
A MANO MANO..
ORGANI ORGANIZAT ZATIVO IVOS S
GENERA GENERALES LES..
DE EA'TENDID T ENDIDO O
100
69
e. PALAS EXCAVA EXCAVA DORAS DORAS Y CARGA CARGADOR DORAS. AS.
y COMPACTA COMPACTACIO CION N
DE COMPACTAC COMPACTACION ION SEGUN SEGUN LA ESTR ESTRUCT UCTURA URA
FÍSICA FÍSICA Y
80
PARAME PARAMETRO TROS S
A. LA PRODUCCI6N. PRODUCCI6N.
81
6.4. I SUELOS SUELOS PERMEABLES PERMEABLES
106
B. EL COSTE. COSTE.
81
6.4.2 SUELOS SUELOS
106
e. ORGA ORGANIZ NIZACI ACI6N 6N
105
IMPERMEABLE IMPERMEABLES S
81
6.5 TERRAPLENES
107
D. LA UTILI UTILIZAC ZACIÓN IÓN
DE LA MAQUIN MAQUINARI ARIA. A.
82
6.6 FINOS
¡0 8
E. CONFIG CONFIGURA URACI6 CI6N N
DEL COSTE COSTE TOTAL. TOTAL.
83
Juan Cheme Tarilont Tarilontee Andn!:s Andn!:s Gonzálcz c z Aguijar Aguijar
DE LOS TAJOS. TAJOS.
DE LOS SUELOS SUELOS
Construcciones
5° Ingenieri Ingenieria
Industriales
Industria Industriall
6.6. 6.6. I IDENTI IDENTIFIC FICACI ACION ON Juan Cheme
Tarilontc o ntc Aguijar
Andrcs Gonzalez
108
DE FINOS FINOS Construcciones
5'-'lngcnicria
Industr:alcs J
ndustrial
,.
.,. M o v im i en en t o
CAI'ITULO CAI'ITULO
de
•
Ticrr~s
Movimiento e nto
4.9.34.9.3- DIBUJO DIBUJO
56
4.9.44.9.4- DENOMINACI DENOMINACION ON
56
4.9.54.9.5- CONCEPT CONCEPTO O
57
T.V.H. T.V.H.
5.4 EXCA EXCA VACIONES
ESPECIALES ESPECIALES
5.4. 5.4. I EXCA EXCA VACI6N VACI6N
M A Q lJ lJ I NA NA I UA UA
E N E L M O V IM IM I E NT NT O
84
5.4.1. 5.4.1.A. A . EXCAVA EXCAVACiÓ CiÓN N
A MANO. MANO.
84
5.4. 5.4. lB. EXCAVACI EXCAVACI6N 6N
MECÁNI MECÁNICA. CA.
85
EN POZO POZO Y VACI VACIADO ADO..
87
S.42 S.42A A
D E TI TI E RR RR A S
84
EN ZANJA. ZANJA.
5.4.2 5.4.2 EXCAVAC EXCAVACION IONES ES
5:
de Tierras Tierras
EXCA EXCAVA VACI CI6N 6N
87
EN POZO POZO..
5.4.2.13 VACIADO. 5.1 ESFUER ESFUERZO ZO
DE TRACCI TRACCI6N 6N
y RESI RESISTE STENCI NCIA A
5.1. 5.1. I LAS CURVAS CURVAS
CARACT CARACTERÍ ERÍSTI STICAS CAS
5.1.2 5.1.2 RESIST RESISTENC ENCIA IA
A LA LA RODADUR RODADURA. A.
51.3 INFLUE INFLUENCI NCIA A 5.2 Pi{O Pi{OBLE BLEMÁT MÁTICA ICA 5.3 EXCAVA EXCAVACI6 CI6N N
DE RAMP RAMPAS AS
AL MOVIMIE MOVIMIENTO NTO
59
DE LA TRACCI TRACCI6N. 6N.
Y PENDIE PENDIENTE NTES. S.
EN DESMON DESMONTE TE
5.3.1 5.3.1 CARAC CARACTER TERIZA IZACI6 CI6N N 5.3.2 5.3.2 EXCA VACl6 VACl6N N
DE LA LA ACTIVI ACTIVIDAD DAD..
POR MEDIOS MEDIOS
MECÁNI MECÁNICOS COS..
A. EL BULLDOZER. BULLDOZER.
5.4.3.13 AGOTAMIENTOS.
DE EXCA EXCA VACI6 VACI6N N
ESFUER ESFUERZO ZO
y TRANSP TRANSPORT ORTE. E.
DE EXCA EXCAVAC VACI6N I6N
A. I.3. CICLO CICLO DE TRABA TRABAJO JO 1\.2. 2 . ACTIVI ACTIVIDAD DAD
PILOTO PILOTO
88 90 91
Y PEDRAP PEDRAPLENES. LENES.
91
62
5.S.I.A 5.S.I.A EQUIPOS EQUIPOS
DE EXTEND EXTENDIDO. IDO.
91
62
S.5I.B
DE COMPACTACI COMPACTACIÓN. ÓN.
62
S.S.I. S.S.I.C MEDICI6 MEDICI6N N
EQUIPOS EQUIPOS
92
y ABONO ABONO..
94
5.5.2 VOLADURAS.
95
5.S.2. 5.S.2.A CARACTER CARACTERIZA IZACI6 CI6N N
63
5.5.2.13 13 LA PERFORACIÓ PERFORACIÓN. N.
64
S.S.2. S.S.2.e. e . DETERM DETERMINA INACI6 CI6N N
DEL FREN FRENTE TE DE CANTER CANTERA. A.
95 95
DE LA CARGA CARGA EN LOS LOS BARRE BARRENOS NOS..
97
65
DE RIPADO RIPADO..
66
B. TRAILLAS.
68
DE EXCA EXCA VACI6N. VACI6N.
B.2. B.2. RENDIMIE RENDIMIENTO NTO
88
Y PEDRA.PLEN PEDRA.PLENADO ADO
5.5. I TERRAP TERRAPLENES LENES
63
A.1.2. 2. RENDIMIENTO RENDIMIENTO
B.I. B.I. ESFUER ESFUERZO ZO
5.5 TERRAPLENA TERRAPLENADO DO
62
A.I. A.I. ACTIVI ACTIVIDAD DAD A.l.l. . l.
5.4.3.A ENTIBACIONES.
59
61
Y EXPLAN EXPLANACI ACI6N. 6N.
Y AGOTAMIENT AGOTAMIENTOS. OS.
59
60
DE LA ADHERE ADHERENCI NCIA. A.
5.4.3 ENTIBAC ENTIBACIONES IONES
88
CAl'lTUL06:
EXTENDIDO EXTENDIDO
Y COMI'ACTAC COMI'ACTAClON lON
69
6.1 EL PROC PROCESO ESO
72
6.2 DENSIDADES
102
D. CAMI CAMIONE ONES S
75
6.3 ENERGÍA ENERGÍA
104
80
6.4 LA COMPAC COMPACTAC TACION ION
Y DUMP DUMPERS ERS..
E. EXCAVA EXCAVACIÓ CIÓN N 5.33 5.33 SISTEMAS SISTEMAS
DE LAS LAS TRAILLAS TRAILLAS..
A MANO MANO..
ORGANI ORGANIZAT ZATIVO IVOS S
GENERA GENERALES LES..
DE EA'TENDID T ENDIDO O
100
69
e. PALAS EXCAVA EXCAVA DORAS DORAS Y CARGA CARGADOR DORAS. AS.
y COMPACTA COMPACTACIO CION N
DE COMPACTAC COMPACTACION ION SEGUN SEGUN LA ESTR ESTRUCT UCTURA URA
FÍSICA FÍSICA Y
80
PARAME PARAMETRO TROS S
A. LA PRODUCCI6N. PRODUCCI6N.
81
6.4. I SUELOS SUELOS PERMEABLES PERMEABLES
106
B. EL COSTE. COSTE.
81
6.4.2 SUELOS SUELOS
106
e. ORGA ORGANIZ NIZACI ACI6N 6N
105
IMPERMEABLE IMPERMEABLES S
81
6.5 TERRAPLENES
107
D. LA UTILI UTILIZAC ZACIÓN IÓN
DE LA MAQUIN MAQUINARI ARIA. A.
82
6.6 FINOS
¡0 8
E. CONFIG CONFIGURA URACI6 CI6N N
DEL COSTE COSTE TOTAL. TOTAL.
83
Juan Cheme Tarilont Tarilontee Andn!:s Andn!:s Gonzálcz c z Aguijar Aguijar
DE LOS TAJOS. TAJOS.
DE LOS SUELOS SUELOS
Construcciones
5° Ingenieri Ingenieria
Industriales
Industria Industriall
6.6. 6.6. I IDENTI IDENTIFIC FICACI ACION ON Juan Cheme
Tarilontc o ntc Aguijar
Andrcs Gonzalez
108
DE FINOS FINOS Construcciones
5'-'lngcnicria
Industr:alcs J
ndustrial
• Movimiento Movimiento
6.62 ANALISIS
de Tierra Tierrass
Movimiento Movimiento
DE DE LA PARTE FINA DE UN MATERIAL
109
6.6.3 SUELOS PLASTlCOS 6. 66..4 C OL OL AP APSO
DE DE T ER ER RA RAP LE LE NE NE S
6.7 COMPACTADORES
D E SU EL EL OS OS C OH OH ES ESI VO VO S
DE SUELOS PLASTICOS
6 .7 .1 C OM OM PA PA CT CT AD AD OR OR ES ES
D E A LT LT A VE VE LO LO CI CI DA DA D, D,
P AT AT A D E C AB AB RA RA
112
7.5.2 7.5.2 SEGURI SEGURIDAD DAD
134
112
7.5.3 7.5.3 ORGANI ORGANIZAC ZACIÓN IÓN
P AT ATA DE CABRA
113
LISOS
114
TODO UNO DEL FIRME
8.2 ALTERA ALTERACIO CIONES NES
DEL COMP COMPACT ACTADO ADOR R
DE NEUM NEUMA A TlCOS
y EL
DE
VIBRATORIOS
6. 13 PRESAS DE MATERIALES
DE LAS LAS ACTUACI ACTUACIONE ONES S TEMPOR TEMPORALE ALES S
GEOMOR GEOMORFOL FOLÓGI ÓGICAS CAS
DURANT DURANTE E
SUELTOS
121
6.132 ESCOLLERA
123
6.14 1 4 RANG RANGO O DE ESPE ESPESO SORE RES S
DE MATE MATERI RIAL ALES ES,,
6.15 6.15 RANGO RANGO DE ESPESO ESPESORES RES
Y METO METODO DO
137
LA FASE FASE DE OBRAS OBRAS
138
.~
-~.-
14 0
141
DENS DENSID IDAD ADES ES,,
HUME HUMEDA DADE DES S
DE TIERRAS
SOIL SOIL AND ASPHAL ASPHAL T COMP COMPACT ACTlON lON
(BOMAG (BOMAG))
144
123 123
125 D E L A P RO RO DU DU CC CC IO IO N
DE COMP COMPAC ACTA TACI CION ON
Y EQUIVALENCIA
ANEXOS:
DE COMPAC COMPACTAC TACION ION
6 .1 6 T RA RA MO MO DE DE P RU RU EB EB A Y D ET ET ER ER MI MI NA NA CI CI ON ON
CONT CONTIN INUO UO
BIBLIOGRAFÍA
INTERNET
l21
6.2 NORMAS
DE TIER TIERRA RAS S
120
6.13.1 TIERRAS
6.1 6.1 CONT CONTRO ROL L
EN LAS LAS OBR OBRAS AS DE MOVI MOVIMI MIEN ENTO TO
118 119
APENDICE
AMBI AMBIEN ENTA TAL L
8.1 PROTEC PROTECCIO CION N
120
APEN APENDI DICE CE
135
8:
EL IMP IMPAC ACTO TO
118
6.11.2 OTRAS CAPAS SUPERIORES
EN MOVIMIENTO
CAPI CAPITU TULO LO
116
6.11.1 EXPLANADA
TAMBORES
DE LA LA OBRA OBRA
115
6.9 PEDRAPLENES
6.12 6.12 UTlLIZ UTlLIZACI ACION ON
EN LAS LAS MAQUI MAQUINA NA S
1 12 12
VIBRATORIOS
6.11 PAQUETE
134 134
VIBRATORIOS
6.10 MATERIAL
7.5 CASO CASO DE OBRAS OBRAS A CIELO CIELO ABIERT ABIERTO O 7.5.1 LINEAS ELECTRICAS ELECTRICAS
6.7.3 COMPACTADORES
DE SUELOS GRANULARES
de Tierras Tierras
110
6.7.2 COMPACTADORES
6.8 COMPACTADORES
CAPI CAPITU TULO LO
•
•
(MET (METOD ODOF OFRA RANC NCES ES))
DE D E UNIDADES
1 25 25
128 128 130
7:
LA SEGU SEGURI RIDA DAD D
YSAL YSALUD UD
EN EL EL MOVI MOVIMI MIEN ENTO TO
DE TIE TIERR RRAS AS
7.1 PREVENC10N
132
7.2 OBRAS DE TUNEL
132
7.3 CASO DE VACIADO 7.4 7.4 EXCA EXCAVA VACI CION ONES ES Juan Chemé Tarilonte o nte Andrés González Aguijar Aguijar
DE SOLARES
SOBR SOBRE E COND CONDUC UCCI CION ONES ES
133 DE GAS GAS Y ELEC ELECTR TRIC ICID IDAD AD
133 133
Construccion Construcciones es Industriales Industriales 5° Ingeniería Ingeniería Industrial r ial
Juan Cherné Tarilonte Tarilonte Andrés Andrés González González AguiJar AguiJar
6
Construccione Construccioness Industriales r iales 5° Ingenierí Ingenieríaa Industrial Industrial
.J ~
,-,.
\ -
Movimiento
.
•
de Tierras
Movimiento
CAPITULO 1
de Tierras
De acuerdo con la función que van a desempeñar las construcciones naturales aportados, es indispensable un comportamiento
CAMBIOS DE VOLUMEN EN MOVIMIENTOS
DE TIERRAS.
hechas con ,.Ios terrenos
mecánico adecuado, una protección frente a
la humedad, etc. Estos objetivos se consiguen mediante la operación llamada compactación,
que
debido a un apisonado enérgico del material consigue las cualidades indicadas.
1.1 EL MOVIMIENTO
A través de los sucesivos capitulas del libro se expondrán las distintas operaciones que comporta el
DE TIERRAS.
movimiento de tierras, prestando atención a la maquinaria que actualmente se emplea, sus ciclos de Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los tcrrenos
trabajo y producciones, con ejercicios y casos prácticos.
naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras públicas, mineria
O
industria. 1.2 OBJETO DEL CAPITULO.
Las operaciones del movimiento de tierras en el caso más general son: • Excavación o arranque.
El cstudio de los cambios de volumen tiene interés porque en el proyecto de ejecución dc una obra
• Carga.
de movimicnto de tierras, los planos están con sus magnitudes geométricas, y todas las medicion::s son
• Acarreo.
cubicaciones de m' en perfil y no pcsos, ya que las densidades no sc conocen exactamente.
• Descarga.
terraplenes se abonan por m' medidos sobre los planos de los perfiles transversales.
Los
• Extendido. • Humectación o desecación. Compactación.
Los materiales provienen de industrias transformadoras, graveras, canteras, eentrales de mezclas, o
• Servicios auxiliares (refinos, sancos, etc.).
de la propia naturaleza. En este caso el material ha sufrido transformaciones, y ha pasado de un cstado natural en banco o yacimiento a un perfil, mediante las operaciones citadas anteriormente.
Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones de muy diverso tipo, que se denominan bancos, en perl1l cuando están en la traza de una carretera, y en préstamos fuera de clla. La excavación consiste en extraer o scparar del banco porciones de su material. Cada terreno presenta
En las cxcavaciones hay un aumento de volumen a tcner en cuneta cn el acarreo, y uua consolidación y compactación en la colocación cn el perlil.
distinta dificultad a su excavabilidad y por ello en cada caso se precisan medios diferentes para En los medios de acarreo hay que considerar la capacidad de la caja en volumen y en toneladas, y
afrontar con éxito su excavación.
elegir la menor de acuerdo con la densidad. Los productos de excavación se colocan en un medio de transpone mediante la operación de carga. Una vez llegado a su destino, el material es dcpositado mediante la operación de descarga. Esta puede 1.3 CAMBIOS DE VOLUMEN.
hacerse sobre el propio terreno, en tolvas dispuestas a tal efecto, etc.
Para su aplicación en obras públicas, es frecuente formar, con el material aportado, capas de espesor
Los terrenos, ya sean sucios o rocas mas o menos fragmentadas, están constituidos por la agregación de partículas de tamaños muy variados. Entre estas partículas quedan huecos, ocupados por
aproximadamente uniforme, mediante la operación de extendido.
aire yagua. Juan Cherne Tarilonte Andrés
González
Aguilar
Construcciones 5° Ingeniería
Industriales Industrial
Juan Cherné Tarilontc Andrés
González
Aguilar
Construcciones Industriales 5° lngcnicria Industrial
•
•
• Movimie nto
de Tierras
Movimiento
,
-
de Tierras
Si mediante una acción mecánica variamos la ordenación de esas partículas, modificaremos as! mismo el volumen de huecos. r-:::- :::-\.,
Es decir, el volumen de una porción de material no es fijo, sino que depende de las acciones
1
liJ
mecánicas a que lo sometamos. El volumen que ocupa en una situación dada se llama volumen aparente.
M aterial en banco
M aterial co mpaclado
M aterial suelto
Por esta razón, se habla también de densidad aparente, como cociente entre la masa de una porción de terreno, y su volumen aparente: da
M
Va da .
densidad aparente.
Va :
volumen aparente.
Fig.1.1 ...'!¡~.
M:
g
masa de las part!culas más masa de agua. VOLUMENES EXCAVACION
El movimiento de tierras se lleva a cabo fundamentalmente mediante acciones mecánicas sobre los terrenos. Se causa así un cambio de volumen aparente, unas veces como efecto secundario (aumento del volumen aparente mediante la excavación) y otras como objetivo intermedio para conseguir la
CARGA
APARENTES CO~jPACTACION
TRANSPORTE
,.
z;oo
0 « :
PISAJ)A
He::
u e::
mejora del comportamiento mecánico (disminución mediante apisonado).
<~
COM,P.'\CTADA
>t-4
« :'"
u
X Z ~¡,¡
La figura 1.1presenta esquemáticamente la operación de cambio de volumen.
.-~ 0,95
VOI.UM EN
En la práctica se toma como referencia I m) de material en banco y los volúmenes aparentes en las diferentes fases se expresan con referencia a ese m) inicial de terreno en banco.
<:: EN ü 0 0 ) c ::-< : c:: zt.:.!
PRIMARIO
~
OEH Z
La figura 1.2 representa la evolución del volumen aparente (tomando como referencia I m) de
u<
>
~o~
< z
material en banco), durante las diferentes fases del movimiento de tierras.
\ ,o MACHi\QtiEO
H~\NC'6
U~
VOLADA 2,0
f i 1.25
>-:
~
a.
_1, SO
\
lRITUR/.C\ON
~30 ;.I,40~ '
; : y : } ; ~ : : . ' •. l,,2"O
a
t, 30
Fig. 1.2
Juan Cherné Tarilonte Andrés González
Aguilar
Construcciones Industriales 5° Ingeniería
Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
10
Construccio nes Industriale s 5° Ingeniería Industrial
--=-
'
•
Movimie nto
•
de Tierras
Movimiento
•
de Tierras
Mientras no se produzcan pérdidas o adición de agua, una porción de suelo o rocas mantendrá constante el producto de su densidad aparentc por su volumen aparente, siendo esta constante la masa de la porción de terreno que se manipula.
En todo momento se debe saber si los volúmenes de material que se manejan corresponden al material en banco (Banco, bank, B) o al material ya excavado (Suelto, loose, S).
Vuxd u
~ M
Se denomina factor de esponjamiento (Swell Facial') a la relación de volúmcnes antes y después de En el movimiento de tierras esta limitación se satisface muy pocas veces (evaporación, expulsión de
la excavación.
agua durante el apisonado, adición de agua para facilitar el apisonado, etc.), por lo que la ecuación
:!3..
VI I
I~ I' = V :,
anterior no es de aplicación general. En adelante se entenderá que los conceptos de volumen y densidad se refieren a volumen aparente y densidad aparente, aunque se omita el adjetivo aparente. La Figura 1.3 indica variaciones en vulúmenes y densidades en las operaeiunes del movimiento de tierras comentados en el apartad u l. I
d H
Fw:
factor de esponjamiento (swell)
Vil:
volumen que ocupa el material en banco
V s.
volumen que ocupa el material suelto
dll
densidad en banco
:
as:
densidad del material suelto.
Se tiene que: 0-1 Voimm;n
en
,/
M~dsxV.,~dllxVn
f'
h,HlCO
.
J ~2 EXG~\;'-1ción () voladunl
2.,] Carg;1
c p . : ~ = - _._.
I
)-ú
El factor de esponjamiento es menor que 1. Sin embargo si en otro texto figura otra tabla con
~~.
.)..~ iAff,lrfCI"}
::\tcniJ¡dl'
D(';Sl..~;_lrl.!.a .. ..
Fir.. 1..~ VllltJrncn~:s.
••.•••• _ _• ••~
_--~ :.. "'1-,.-._;--,. '~ ¡J , '. 1" < . :•..•.:. ./
factores mayores que 1, quiere decir que están tomando la inversa, o sea
,
----1 Jcn"iÜ;nk:--
t:H
d
tn\~,Vi!.llj,l,."IHO
ti:.:
F'
V.~. Vil
'0
Ysi se dcsean
emplear las fórmulas expuestas aqui, deben invertirse. Otra relación
interesante
es la que se conoce
COI"I'I,O
porccnt~~c de esponjamiento
..Se denomina
asi al
incremento de volumen que experimenta el material respecto al que tenía cn el banco, o sea:
l¡:.~rras.
S.
= V :, -VA x lO O V
11
n
1.4 ESPONJAMIENTO Y FACTOR DE ESPONJAMIENTO. Sil':
% de esponjamiento
Al excavar el material en banco, éste resulta removido con lo que se provoca un aumento de volumen.
o en función de las densidades: d/l
- d,
SII'=---;¡;-
Este h~eho ha de ser tenido en cuenta para calcular la producción de excavación y dimensionar
x lO O
adecuadamente los medios de transporte necesarios. Juan Chcrné Tarilontc ¡\Ildrl~$Gunzoilcz Aguilur
11
Construcciones
Industriales
5" Ingcnicrju Industrial
Juan Chcrné Tarilonlc
Andrés Gonzú!c.z AguiJar
12
COllstruccio ncs S° Ingcnicl'ía
Industriales Industrial
•
•
• Movimiento de Tierras
Movimiento de Tierras
Son frecuentes tablas en las que aparece el valor del esponjamiento para diferentes materiales al ser
F
_ V B 1 1
Ve
excavados. Conviene por ello deducir la relación entre volúmenes o densidades en banco y en material suelto. Para volúmenes se tiene: v:
s
=(~+I)XV 100
F h: factor de consolidación (Shrinkage). B
Ve:
volumen de material compactado.
Si en el proceso de compactación y consolidación no ha habido pérdida ni adición de agua (lo que
Para densidades resulta: d B
=
es poco frecuente), el factor de consolidación puede expresarse según Va X da
" ,+ ) xd s 1 ( S100
F
=
•
M de la forma:
=
de d .
El porcentaje de esponjamiento y el factor de esponjamiento están relacionados: d
F h: factor de consolidación (Shrinkage).
I
d s
F " , = d : = ( :~ ~ + I } d
s
d B
S", +1 100
:
" ; " " : ¡ , " r
densidad del material en banco.
. , . ~, 1 1
,
y por consiguiente conociendo el
%
de esponjamiento de un material se conoce su factor de
esponjamiento, y viceversa, sin más que operar en la expresión anterior.
que representa la variación de volumen del material en banco al material compactado, ;;;pecto al volumen del material en banco, multiplicada por 100: S
=
"
En la tabla 1.1aparecen los valores de Fw y Sw característicos de distintos materiales frecuentes en
V. -Ve
." x100
V B
movimiento de tierras. : 1' , .
Con ello la relación entre volumen en banco y volumen del material compactado queda: 1
V =-S-xVe
~.
B
1.5 CONSOLIDACION
y COMPACTACION.
1---"lOO
Las obras realizadas con tierras han de ser apisonadas enérgicamente para conseguir un Sh .
comportamiento mecánico acorde con el uso al que están destinadas. Este proceso se conoce
% de consolidación.
genéricamente como compactación y consolidación del material (Shrinkage).
La compactación ocasiona una disminución de volumen que ha de tenerse en cuenta para calcular la
Si en el proceso de compactación y consolidación no hay pérdida ni adición de agua (lo que no es frecuente) es de aplicación la expresión V;,x
cantidad de material necesaria para construir una obra de tierras de volumen conocido.
da
=
M Yel porcentaje de consolidación puede expresarse
como: Se denomina factor de consolidación a la relación entre el volumen del materia! en banco y el
S.
de-dBxlOO =
d-,
volumen que ocupa una vez compactado. Juan Cherné Tarilonte A n d r és G o n zá l e z A g u il a r
13
Construcciones Industriales 5° Ingeniería
Industria l
Juan Cherné Tarilonte A n d r és G o n zá l ez A g u iJ a r
14
Construcciones Industriale s 5° Ingeniería Industrial
•
• Movimie nto
S" :
•
de TielTil s
Movimie nto
% de consolidación.
d H =I-iO ( S , ,Q) x"
d Grava
En cualquier caso, de las expresiones del factor de consolidación
y
el porcentaje de consolidación se
1,51
1,90
25
1,60
2,02
26
Barro
1,25
1,54
23
0,81
Granito Fragmentado
1 V .= S -x V c 1 --!!.-
100
Arena
0,79
1,66
2,73
64
0,61
Natural
1,93
2,17
13
0,89
Seca
1,51
1,69
13
0,89
Mojada
2,02
2,26
13
0,89
1,60
2,02
26
0,79
Yeso Fragmentado
1,81
3,17
75
0,57
Arenisca
1,5\
2,52
67
0,60
Seca
1,42
1,60
13
Húmeda
1,69
1,90
13
0,89 ~ 0,89
I
Empapada
1,84
2,08
13
0,39
~
Seca
1,72
1,93
13
Húmeda
2,02
2,23
10
0,89~ 0,91
Tierra Vegetal
0,95
1,37
44
0,69
Arena y Arcilla
deduce que estos están relacionados por la expresión:
0,80
Seca Húmeda
Tierra
En este caso la relación entre densidades es:
de Tie rras
; -1
1.6 VALORES DEL ESPONJAMIENTO
Tierra y Grava
Y SU FACTOR.
En cada caso concreto conviene cstudiar los valores de Fw, Sw, para poder calcular con exactitud
Basaltos ó Diabasas Fragmentadas
los cambios de volumen que va a experimentar el material en las distintas operaciones. A falta de un estudio particular. pueden adoptarse los valore.sque aparecen en la tabla 1.1.
y
-
Húmeda
1,75
2,61
49
0,67
0,13
---
---
..-
0,52
-- -
-- -
-- -
T••bla 1.1 Densidades del material en banco y suelto, para los casos m<Ísfrecuentes del
MATERIAL
dI.(l/m')
dn(l/m')
S",(%)
F",
Caliza
1,54
2,61
70
0,59
Estado natural
1,66
2,02
22
0,83
Al dimensionar los medios de transporte habrá de tenerse en cuenta no solo la capacidad (m') que
Seca
1,48
1,84
25
0,81
cada vehículo tiene, sino considerar su carga máxima. Para no sobrepasarla es necesario conocer la
Húmeda
1,66
2,08
25
0,80
densidad del material que se transporta.
Seca
1,42
1,66
17
0,86
Húmeda
1,54
1,84
20
0,84
En la tabla 1.1 se exponen las densidades del material en banco y suelto, para los casos más
75% Roca - 25% Tierra
\,96
2,79
43
0,70
50% Roca. 50% Tierra
1,72
2,28
33
0,75
frecuentes del movllllÍento de fierras. Respecto al transporte, ha de considerarse la densidad del material suelto.
25% Roca. 75% Ticrra
1,57
1,06
25
0,80
Arcilla
Arcilla
Nieve
Seca
~
Grava
Roca Alterada
Juan Chcrnc Tarilo ntc Andrés Gonzále z AguiJar
15
ConstrucCIones Industr iales 5° Ingeniería Industr ial
movimiento de fierras
Juan Cheme Tarilo ntc Andrcs Gonzálcz Aguilaf
16
ConsirUCCloncs Industn alcs 5° Ingcnicria
Industr ial
• 1.7 CONSIDERACIONES
Movimiento
PRACTICAS EN
de Tierras
EL EXTENDIOO
•
• DE
Movimiento
de Tierras
CAPAS. Se denomina disminución de espesor a la relación entre la diferencia de espesor producida por la
La compactación en obra se realiza sobre capas de material, previamente extendido, que se conocen
compactación y el espesor inicial, multiplicada por 100:
con el nombre de tongadas.
S = h [ - hc x 100
,
h[
El efecto de la compactación sobre la tongada se refleja exclusivamente en la disminución de
S,: % de disminución de espesor (en obra es denominado impropiamente esponjamiento).
altura, puesto que sus dimensiones horizontales apenas varían.
hL
En la figura 1.4 se observa como al compactar una tongada de material (capa rayada en el dibujo),
:
he. :
espesor inicial de tongada espesor de la tongada después de la compactación
su anchura a y su longitud 1 no varían, mientras que su espesor h[. pasa a ser, por efecto de la compactación, he.
La disminución de espesor depende del tipo de material, métodos de compactación, etc. Sin embargo, en los materiales granulares (gravas, suelos - cemento, zahorras, etc.) muy frecu.~.!1tes en la compactación debido a su excelente comportamiento
mecánico, su escasa sensibilidad a la_humedad,
etc., se ha observado que la disminución de espesor es aproximadamente el20 %.
En el caso general: h, = h,
x
lOO-S,
.::- .
100 ;.r-
Cuando se trata de terrenos granulares (Sc '" 20, es necesario comprobarlo en cada caso en la obra):
~
he ",0,8 x hL
o bien: hL.", 1,25 x he
Hg. lA
Estas consideraciones
han de tenerse presentes en la operación de extendido con motoniveladora o
extendedoras, es decir, que la producción de una motoniveladora Por lo anterior queda claro que el cambio de volumen del material está fielmente reflejado en el
en extendido (material suelto) no
coincide con la del compactador (material compactado).
cambio de altura de la tongada.
Habida cuenta que el proyecto constructivo fija la altura de tongada en perfil, o sea después de la compactación hc. conviene conocer la relación entre hc y hL para extender las tongadas con el espesor hL adecuado. Juan Cherné Tarilo nte Andrés Gonzále z AguiJar
17
Construcciones Industriale s S° Ingeniería Industrial
Juan Chemé Andrés
Tarilo nte
Gonzále z
Aguila r
18
Construcciones
5° Ingeniería
Industriales
Industrial
e
\-e
< .. •
Movimiento
Movimie nto
de Tierras
de Tierras
CAI'ITULO 2 llUED,\
MOTfU7,
r -
" ~, .N " ' ' ' Q' ' / '!
0(
2.1 OB.JETO DEL CAI'ITULO.
El objeto funcionar conocer
de este
capítulo
las máquinas
es la determinación
de la velocidad
de tierras durante
de la máquina
(peso,
su trabajo.
potencia)
de traslación
a la que
Para dicho cálculo
y las del terreno
~
I
-
MOTOR
C.••••I'\ IQ~
••.._ _
los tipos
de tracción
de las máquinas
)
/ )
_ _ ..
~~
pueden
será necesario
sobre el que se desplaza
y los tipos
1
\ \
..
TRACCION
D1SI'ONlHLE
de resistencia
(f,,)
y
T" .,
se estudiarán
l' , )\
('
l.
.
su pendiente.
En este capítulo
/ '. ,~ . _.-."-. .
'"7-\ \. ,,,.,¡.
~......
de movimiento
las características
-. . .. . . : . . : . : : : . . _ . : _ _ : : . \ ,
__ 1
ECUACION DEL MOVIMIENTO
r
Pul!
V
al
1'i11,. 2. t
movimiento.
El rendimiento
2.2 ESFlmRZO
potencia
TRACTOR.
70%y
de la transmisión,
también
que llega al ejc motriz y potencia el
llamado
eficiencia
mecánica,
es la relación entre
del motor. Los valores más comunes
se encuentran
entre el
85%.
2.2.1 TRACCION DISPONIBLE. 2.2.2 TRACCION UTILIZABLE. Una máquina que se aplicará la transmisión, diámetro
de una potencia
en las ruedas se
La tracción
de esta tracción
disponible
mediante
tracción
producida
la transmisión.
disponible
por el motor
Al esfuerzo,
o esfuerzo
de tracción
el diámetro
producido a la rueda,
de la rueda cabilla'
cs. por tanto, la fuerza que un motor puede transmitir
se puede
calcular
de forma
aproximada
(unidad
para cada
motriz)
y
por el motor y siendo (rueda
ésta el motriz).
al suelo.
velocidad
Tarilo ntc Aguil
González
La máquina utilizable.
de marcha
él útil para empujar
19
la tracción
dispondrá
del porcentaje
o tirar del vehículo,
utilizable
por el factor de eficiencia
se encuentran
(K w) x Rend. Transmisión Velocidad
de su peso
depende
tanto de las ruedas motrices
Para calcular motrices
( Kg ) = 367 x Potencia
en función
Esta tracción
rugosidad,
la expresión:
"
Andrés
para desplazarse
o en el caso de cadenas
T
Juan Cheme
motrices
denominará
total del neumático.
La definición
mediante
dispondrá
de una
fuerza
determinada
que se llama
del peso que gravita sobre las ruedas
y de las superficies
en contacto,
cspecialmcnte
tr"eeión
motrices,
que es
área, ¡extma y
como del suelo.
se ha de multiplicar
a la tracción
o coeficicnte
el peso total que gravita de tracción,
sobre
las ruedas
cuyos valores más comunes
en la tabla 2.1.
(km/h)
Construcciones
S" Ingeniería
Industriales
Industrial
Juan Chcrné
Andrés
Tarilontc
Gonzále z
Aguilar
20
Construcciones
5° Ingeniería
Industriales
'ndustria l
•
•
• Movimie nto
Movimiento de Tierras
de Tierras
En los vehículos que llevan ruedas motrices y ruedas portantes se puede admitir en primera PESO (W,,)
(
//:( /" 1'
aproximación que las ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 de la carga totaL
- ; M ( ) T ( ¡ R 'l r l/ ; . ': :: ': ') '~ '\
.!""
~ ~ \
¡. • . . . .
) 1) \ ",1 ./
L
-- .".",...~",-. 1)
--~~----
TR/\CCfON
FACTORES DE TRACCION f T
(1
NEUMATlCOS
CADENAS
0,90
0,45
0,55
0,90
0,45
0,70
Arcilla con huellas de rodada
0,40
0,70
Mena seca Mena húmeda Canteras Camino de grava sueita Nieve compacta Hielo Tierra/irme Tierra sueita Carbón apilado
0,20
0,30
0,40
0,50
0,65
0,55
0,36
0,50
0,20
0,27
0,12
0,12
0,55
0,90
0,45
0,60
0,45
0,60
TIPOS DE TERRENO Hormigón o asfalto Arcilla seca Arcilla húmeda
~ UTILIZABLE
Tu - W"
(TI')
X
["
Fig, 2.2 En caso de pendiente seria su componente normal, W Cos a, Fig. 2.3.
---_._--.---_ ..
-
~ J ~ t" "
Tabla 2.1 Factores de tracción.
En movimiento de tierras hay tendencia a elegir, siempre que sea posible, maquinaria de tracción total, es decir, tracción a todos los ejes; en el caso de camiones dúmpers y dúmpers articulad?s, que se verán en el capítulo correspondiente, la tracción puede estar aplicada al eje de direcció,,,.n~ y a los posteriores.
"l
Fig. L.:.)
La tracción utilizable es independiente de la potencia del motor y se calcula mediante la expresión:
Hoy todas las cargadoras son de tracción total, es decir, a los dos ejes, y esto se simplifica con el sistema articulado, en donde la dirección se realiza actuando en la articulación con cilindros
Tu (Kg) ~ W D (Kg) x ¡den %)
hidráulicos, en vez de poner los dispositivos con la complejidad mecánica que llevan los tractores siendo
WD
agrícolas con tracción también al eje de dirección delantera, en los cuales no se puede obviar este
el peso que soportan las ruedas motrices y f T el coeficiente de tracción en %.
problema al ser rígidos. En el cálculo de la adherencia hay que tener en cuenta el número de ruedas motrices y la carga En los tractores y cargadoras de cadenas todo su peso es tracción utilizable.
soportada por las mismas, que se denomina peso adherente.
Juan Cherné Tarilo nte
Andrés González Aguilar
21
Construcciones 5° Ingeniería
Industriales Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
22
Construcciones Industriales 5° Ingeniería
Industrial
.
• Movimiento
2.3 TlALANCE ENTIH: TRACClON
Una
vez
movimiento esfuerzo
estudiados
T 11 que produce
Si el esfuerzo produce
los tipos
Movimiento
D1SI'ONITlLE V TRACCION UTILIZABLE
de tracción
se basa en la reacción
de Tierras
habrá
de sus ruedas
que
ver el movimiento
o cadenas
Dicho
al cual le transmite
de tracción
2.4.1 RESISTENCIA
Es la resistencia
Tn es mayor
que el esfuerzo
por lo que las ruedas
patinan
máximo
y la máquina
de reacción avanza
del terreno
menos
o puede
A LA RODADURA.
el
el par motor.
el deslizamiento,
de Tierras
2.4 RESISTENCIA A LA TRACCION
del vehículo.
sobre el terreno,
•
Tu se
Se admite
principal
que se opone al movimiento
que es proporcional
de un equipo sobre una superficie
al peso total del vehículo,
llegar a
R R
plana.
y se expresa por:
(Kg) ~ /R (Kg/l) X IV (1)
detenerse. siendo: Por el contrario
cuando
Tu es mayor
que Tn hay adhcreneia
entre ruedas
y suelo
y el vehículo
R u : Resistencia
a la rodadura
/u : factor
avanza correctamente.
de resistencia
a la rodadura
W: peso del vehículo.
¡ .......
~ J < .f l . . .
T,~> Tn
vl
n
e • • • • . • . • . •
<
Tu ./ I . ....• .
á
f
l
\Vn
X
>
Tu
La resistencia o cadenas.
1\I)I!I'RnN Ct/\ TI!
($
fr x
W"
-<
a la rodadura
Los valores
LI' ~'. tg f
I
I\/dl\
Il/\J,\
Fig. 2.4
De todo lo anterior (que desarrolla
esfuerzo
tractor
movimiento
(tracción
de tierras
peso de la misma.
se deduce mucha
utilizable).
es el de elegir
Se entiende
disponible),
con un equilibrio
por grupo motopropulsor
tenga un grupo
si no tiene el peso suficiente
Por lo tanto, uno de los criterios máquinas
y tipo de elementos
se recogen en la Tabb
motrices,
ncumátieos
2.2.
l 1'l".NI'TI(AU ()N
I(FSISTU,UA
I
A 1./\ KOIlAD\lR/\
I
que de nada sirve que una máquina
tracción
utilizados
I
IIESU/./\MIENTO
Tu
potente
del tipo de terreno
To
\"1)
_.....,.J
depende
más frecuentemente
el conjunto
de elección
entre
el grupo
propulsor
para conseguir de una máquina motopropulsor
de motor y órganos
muy un de y el
1\1.'1'/\
l'F.NF.TI\¡\CION
I\I.Tt, RFSISTI.:NCI,\
de transmisión .....
con sus reductoras.
r\
L\
_ . _ . _ - _ _------_... ..... _ _ _ _ ..
__
.
IU)1)¡\1)\.!R,\
J
I
I
. _ . _ _ ._.
Fig. 2.5
Juan Cherne
Tarilontc
Andrés Gonzalcz Aguilar
23
Conslruccioncs
Industriales
5° Ingenieria Industrial
Juan Cherné Tarilontc Andrés González
Aguijar
24
Construcciones 5° Ingeniería
Industriales Industriíll
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
Alta presión" Honnigón
Km/h, puede considerarse que no afecta la velocidad. Simplificando, se pueden asignar valores
RUEDAS
TERRENO
liso
CADENAS
Baja presión
17
de Tierras
22
27
20-32
25-30
30-35
20-35
25-35
30-40
generales a varios tipos de firmes, Tabla 2.2.
2.4.2 RESISTENCIA A LA PENDIENTE. Asfalto en buen estado Camino
firme, superficie
plana, ligera flexión bajo la
Es la componente del peso del vehículo paralela al plano de rodadura. La expresión de dicha
carga (buenas condiciones) Camino
blando de tierra(superficie
penetración Camino
de neumáticos
con una
de "eumaticos
irregular,
blando,
fangoso,
35-50
40-45
90-110
75-100
70-90
130-145
110-130
80-100
Rp ~ W x sen a -+ Rp (Kg) ~ JODOx W(t) x sen a
con
de 10 a 15 cm)
/ . .-. . ~ \
Arena o grava suelta Camino
50-70 de 2 a 3 cm)
blando de tierra(superficie
una penetración
irregular
resistencia es:
150-200
.
Se puede considerar
140-170
5 Kg/cml,
\
~ )
r ". ( (//10<'
¡.,.
100-120
<;I.v
de los neumáticos alta presión>
/ \
\..--/
irregular o arenoso con
más de 15 cm de penetración
S - . ./. . . . . .
llevando ésta dúmpers y traíllas,
\
Tabla 2.2 Factores de resistencia a la rodadura
fR
.--..-----.-.,
'¡Ji/ I
(Kg/t). ....,,,
t jO(=
,,¡;x ...•.
~ l
En general cualquier vehiculo de ruedas con neumáticos debe vencer una resistencia del orden de 20 Kglt cuando se desplaza sobre caminos o carreteras donde las cubiertas no acusan ninguna
Fi~:." . : : ! . . h
penetración.
Dicha resistencia aumentará en torno a 6 Kg/t por cada incremento de penetración de las ruedas en
y para pendientes de hasta el 20% se puede hacer la siguiente simplificación: sena=tana=~
el terreno de 1 cm. Esta resistencia también engloba la fricción de los engranajes internos y la tlexión
;i(en%)
-+Rp(Kg)=:!:JOxixW(r)
100
lateral de los neumáticos. siendo (+) si el vehiculo sube y (-) si baja. Existe una expresión que calcula, aproximadamente, IR
el coeficiente de resistencia a la rodadura:
~ 2 0 + 4 h, siendo h la deformación del neumático y el hundimiento del suelo (o huella bajo la
carga) medida en centimetros.
Por consiguiente la resistencia en rampa (o la resistencia a la pendiente) es de 10 Kglt por cada 1% de rampa (o de pendiente). Reciprocamente 1% de pendiente (o de rampa) equivale a 10 Kg/t de incremento de esfuerzo tractor.
De todas formas, decir que hay una resistencia a la rodadura fija para un determinado tipo de carretera o camino es erróneo, puesto que el tamaño del neumático, la presión de intlado y la velocidad hacen variar dicha resistencia. Como en movimiento de tierras las velocidades son menores de 80
De todo lo anterior se obtiene que la cantidad de Kg-fuerza de tracción requeridos para mover un vehículo es la suma de los necesarios para vencer la resistencia
a la rodadura
y los requeridos para
vencer la resistencia a la pendiente, es decir: Juan Cheme Tarilonte Andrés González Aguilar
25
Construcciones Industriales 5 1 > Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilonte Andrés González Aguilar
26
Construcciones Industriales 5 1 > Ingeniería Industrial
•
Movimiento
1 1 '0 '0 '
/1"
•
de Tierras
Movimie nto
/Ir ~ ji< x W : t l O x ¡ x W
-l.
+ .) _ 1
La resistencia
para acelerar
R = ! : ' : : . donde
fR/10 se puede
aplicación
poner
de las expresiones
como
una pendiente
equivalente_
A continuación
se desarrolla
-'
una
g
(~~
\~)/+
~-,~"\',
/~
!
'\
i ' ()
K .~ ')/_
)/
de peso W(t.) será:
x a = 1.000 x ~ x 1.000 X (v , 3.600xl 9,81
""- """' -/
-
RES.'ISTí.:NCIA TOT, \L
- v ,) _
28,29 x
W x (v , - v ,) I
= O Y V2 = v quedará:
También
I (se g )
Se puede expresar
esta resistencia
en función de la distancia recorrida
por el vehiculo,
Kf'..SI\"!T.!'i(."I'"
i
A L,.\ " 1 , : ' 1 ' 1 j)lfi:"i"n~
- --- -- --- .- --
. . . .-.- - - - . - - - .
__
.
a=
d\';::
ó'v = 1'2 -VI
dI
6.1
sustituyendo
este valor de aceleración
W
ficticia del 5%, se pide calcular
de resistencia la resistencia
en la expresión
a la rodadura
v~-v~
("2 +V1
2d
2
por una superficie
Ix
2d
a la aceleración
resulta:
1 '; (K m l h) -1 ' ;( K m l h) ( )
2d m
que tiene una
de 50 K g /t que equivale
total que tiene que vencer
de la resistencia
()
R A =-x--=3,93xW
cuyo peso es de W = 22 t, la cual se desplaza
) =
-l/l)X
d
v ; -v ;
9,81
i = -3% Y con un coeficiente
(v
;;;: 2
dI v
1
Fig_ 2..7
Dicha resistencia
W (/)x v (k m lh )
= 28,29x
d(m):
-'
Rf,lilST'f!NCI"
VI
RAKg)
""~~--.r./
A LA "ODA OUR 1\
desplazamientos.
VI
/ ',/
\
< c :> _ .s :{.-..J :.:J ,. '7;:,)I~ .•
pendiente
-
I
la masa de un vehículo
l
/ - - - " ''' : : : ; . '- . ,
pendiente
6 .1
anteriores_ para
Dada una máquina
v1
a = : ; ; : =
dI
g 1I"o",(Kg)=IOXW(t)x(f R(K ll) 10
de Tierras
lw
dv
•
la máquina
a una en sus
Por ejemplo,
si un vehiculo,
cuando circule a una velocidad
desplazándose v
cuesta abajo, quiere frenar en una distancia
d (m),
(Km/h), el esfuerzo de frenado será: v
total será:
1 1 .,
= -3,93
x
W
x
d
R, ~ 50 Kg/I x 221- 3%x 22.000 Kg ~ 440 Kg o bien: Esta resistencia
R, -lO x 22 x (5 - 3) ~ 440 Kg
a la aceleración
frenado cobra cierta importancia
es poco importante
en movimiento
ya que interesa conocer la distancia
de tierras, pero en el caso de
o el esfuerzo de frenado del
vehículo. 2.4.3 RESISTENCIA
A LA ACELERACION 2.4.4 RESISTENCIA
Es la fuerza de inercia.
Supuesta
una aceleración
uniforme
para pasar de la velocidad
v, a
V2
en un Esta resistencia
tiempo t:
no se suele lener en cuenta dado que las velocidades
de obra son pequeñas
Juan Cherné Tarilo nte
Andrcs Gonzálcz Aguilar
27
Construcciones
50
AL AIRE.
Industriales
Ingeniería Industrial
Juan Cheme Andrés
Tarilonlc
Gonzalez
Aguilar
y se sabe que la resistencia
al aire es proporcional
28
de los vehiculos al cuadrado
y maquinaria
de la velocidad.
Construcciones
5 D Ingcnicria
Industriale s
Industrial
• Movimie nto
De modo que
•
• R Al RE
~
K x S
X
1
V
siendo
V
de Tie rras
Movimiento
(m/s) la velocidad del vehículo, S la superficie desplazada
normal a la dirección del movimiento y K un coeficiente que depende de la forma de la máquina (más
de Tierras
Tracción disponible: (es función de la velocidad) To. Esta variará en función de la marcha y de la velocidad alcanzada por la máquina. Se deberá tener que:
o menos aerodinámica) y que está comprendido entre 0,02 y 0,08.
ToyTu~R'ut,¡
Sin embargo, contra viento fuerte la resistencia al aire es un factor significativo. La cantidad determinante es el movimiento relativo del aire respecto al vehículo. Si la velocidad de la máquina es
Recíprocamente, conocida la resistencia total y las tracciones utilizable y potencia útil Se puede obtener la máxima velocidad que es capaz de alcanzar la máquina en sus desplazamientos.
de 16 Km/h Yla velocidad del aire en sentido contrario es de 64 Km/h la velocidad relativa resultante será de 80 Km/h. La resistencia al aire deberá tenerse en cuenta para valores de velocidad relativa superiores a 80 Km/h.
Todo lo que se ha expresado anteriormente
de forma numérica también se puede representar
gráficamente en un sistema de ejes coordenados, Fig. 2.8, en el cual se colocan en abscisas las velocidades del vehículo y en ordenadas las tracciones, resultando la curva To para plena potencia del motor y una reducción determinada de la caja de cambios.
.
2.5 ECUACION DEL MOVIMIENTO Y DETERMINACIÓN DE VELOCIDADES. También se representa la curva Tu, que es una recta al ser independiente de las velocidades y puede Definidas todas las fuerzas que actúan en el movimiento de las máquinas de movimiento de tierras, ahora hay que estudiar las relaciones entre ellas.
cortar a la curva To, o ser exterior Tu' Caso Tu:
v¡ : Tu < TD, deslizamiento v]: Tu ~ TD, > RT, v]es válida v,: Tu> To, To = Rr, v,es válida
Los factores que se oponen al movimiento son: Resistencia a la rodadura: Resistencia a la pendiente:
aire
=
v.: Tu>To,
To
faltapotencialuegov]
Rp ~ :t la x i x W
Resistencia a la aceleración: Resistencia al aire: R
= ¡, . X W
RR
Rocd.
K x
S
X
:. •, .
28,29 x Wx
=
v
viI Ó
Ra,d.
3,93 x Wx
~
2
v 1t
Caso Tu':
v debe ser inferior a v" pero está limitada inferiormente por el valor y ? de máx. TD, porque a su izquierda hay inestabilidad del vehículo (falta reducción en la
2
'1;
caja de cambios). La resistencia total será la suma de todas las anteriores, cuya expresión será: Rtotal
~f,.x W:t IOx ix W +
Ra,d
+
KxSx
2
v
Si no, se consideran, como se dijo anteriormente, la resistencia a la aceleración y la resistencia al aire resulta: RIa",/~¡"X
W :t lO xi x
W
El esfuerzo que la máquina debe suministrar a los elementos motrices para superar las resistencias antes enumeradas es el menor de los siguientes valores: Tracción utilizable: Tu = W f r para que exista adherencia y el vehiculo avance. X
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
29
Construcciones Industr iales 5° Ingeniería Industr ial
y'"
Juan Cherné Taril onte Andrés González AguiJar
30
f'M".:-
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
•
Movimiento
.
•
de Tierras
Movimiento
de Tierras
CAI'ITULO 3 / / T j , T :
f
i
¡--_
I
._--i- -
I ' _ -j'-'-"" I i
l
"
:
,
" --<----,
I
'
1
'
I
':
I
".
::
1__
~r
l' 11
DETERMINACION
1
íjs _ + _ T .
~'T~
j' i
i ,1 I I , I ..• . .v~ . . . i. _ _ . . _ _ ; :V L'1 . ..L----.-- ..-. L v", v, v
I,
3.1.1 CONCEPTO. La Producción o Rcndimiento de una máquina es el número de unidades de trab,~o que rcaliza en la unidad de tiempo, generalmente una hora:
Fíg. ~~.~
Producción.
Aplicando lo anterior si TI! ~ Ti) . sicndo R-r = W x ( debe ser Tu ~ RT, resulta TI! ~ Rr Y sustituycndo J.()()O x/rx
tj, +
10
XI),
Tu
=
tj, X
=
Unid\'. trabajo / hora
Wi) x 1.000 y como
r x W\) x 1.000 ~ W x ( f R -, 10 xi) debe eumplirsc:
f
W LJ/
DE UNA MAQUINA Y COSTES
3.1 DEFINICION DE LA PRODUCCION.
I
!
DE LA I'RODUCCION
,y ¿ ji,:1: JO xi
Las unidades de trabajo o de obra m;ís comúnmente empleadas en un movimiento de tierra son el m) o la t, pero en otras
Llctividades
de la construcción se usan otras mas ad~cuadas, como el metro
lineal en la construcción de zanjas o de pilotes o el m2 en las pantall~s de hormigón. La unidad de tiempo más empleada es la hora, aunque a veces la producción se expresa por dia.
entonces: v = ~ _ O_ ( X _ I_ J < _ 1 '_ 0 _ 1 x_p = T"
-
Ji,.
__
I'_(lI_x_p~_
W x
(¡~(:!:
10
3.1.2 FACTORES.
X I)
Los fabricantes de tractores dan gr;íflcas para cada modelo de tractor donde clegida una marcha F2. F3, se obtienen la gama de velocidades
y
r1,
tracción disponible.
Esta cifra no es una constante del modelo de m;íquina, sino que depcnde ele una serie de ÜJetores particulares de cada aplicación: a)
Eficiencia horaria.
b) Condiciones de trabajo de la obra en cuestión: b.l." Naturaleza, disposición y grado de humedad del terreno. Los materiales en estado seco tienen un volumen aparente que cs el que ocupa la capacidad de la máquina, pero en estado húmedo presentan una adherencia que hace aumentar la capacidad. Si la humedad es excesiva, entonces no aumenta. En el caso de margas considerablemente
y
arcillas húmedas el rendimiento de excavación puede bajar
por adherirse el material a las paredes.
b.2.- Accesos (pendiente, estado del firme).
Juall Chcrné Tmilolllc Alldl'é ~ Gonzcilcz Aguilal
3t
Construcciones
5° Ingenic ria
Industriales
Industr inl
Juan Chcrné Tarilontc Andrés Gonzálcz
Aguílar
32
Industriales Ingeniería Industrial
COIl$lruccioncs 50
•
•
• M o v im i e nt nt o
d e Ti Ti e r ra ra s
M o vi vi m i en en t o
d e Ti Ti e r ra ra s
Repercusión Repercusión de los accesos en el coste final de una obra. Tiene gran importancia importancia el trazado trazado y conservación conservación de las pistas y caminos caminos interiores interiores de la obra, porque
En la práctica práctica se trabaja trabaja sólo 45' ó 50' a la hora por lo que la producción normal p" será:
repercuten:
P" ~ 50/60 x Pop ~ 0,83 0,83 Pop ~fi, x Pop
- en la potencia necesaria de los vehiculos vehiculos y por consiguien consiguiente, te, en el consumo de combustible.
En lo sucesivo P se referirá referirá siempre a la Producción Producción normal normal Ph.
- en el tiempo de transporte, transporte, al conseguirse conseguirse menores velocidades si están en mal estado.
La relación relación fhentre los minutos trabajados trabajados y los 60' de una hora es lo que que se denomina denomina eficiencia eficiencia
- en la capacidad de transporte al ser mayores las cargas si están bien conservadas.
horaria, horaria, tiempo productivo productivo o factor operaciona operacionall (operating (operating factor). factor). Los factores de los que depende depende la
- en la propia logistica, si se producen producen averías averías y no hay zona de estacionamient estacionamiento. o.
producción producción determinan determinan la eficiencia eficiencia horaria, horaria, como muestra muestra la tabla 3.1.
Una falsa economia economia inicial inicial o de proyecto proyecto puede ocasionar ocasionar llevar mayor repercusión repercusión a lo largo de la obra, incluso en el plazo de ejecución ejecución si hay que variar el trazado trazado de las
ORGANIZACIO ORGANIZACION N DE OBRA
CONDICIONES DE TRABAJO
pistas durante la obra.
B ue ue na na
Pr om ome di di o
Mala
Buenas
0,90
0,75
0,60
Promedio
0,80
0 ,65
0,5 0
Malas
0,70
0 ,60
0,4 5
b.3.- Climatologia (visibilidad, pluviometría, heladas) La climatologia climatologia no sólo afecta afecta a las interrupciones interrupciones de trabajo sino al estado del
j,i':'
firme firme pues el barro y la humedad reducen la tracción tracción de las máquinas máquinas (traficabili (traficabilidad). dad). Cuando la temperatura temperatura es inferior a 2°C en la sombra, deben suspenderse suspenderse los trabajos trabajos de relleno. bA.- Altitud, Altitud, que puede reducir la potencia de las máquinas. máquinas.
Tabla Tabla 3.1 Factores Factores de eficiencia eficiencia
fh.
c) Organización de la obra: c.I.- Planificación: Afecta a la producción de la máquina: esperas, maniobras, .. Hay que cuidar el orden de los trabajos para reducir al mínimo el número de
Si se consider consideran an incentivos incentivos a la producción, producción, sobre todo con buenos buenos factores de organizaci organización, ón, estos coeficiente coeficientess se verán incrementados, incrementados, pero en cualquier cualquier caso será difícil que alcancen alcancen valores valores superiores superiores .••..
'
máquinas necesarias y evitar embotellamientos y retrasos.
a 0,90.
..-
c.2.- Incentivos Incentivos a la producción. producción. d) Habilidad y experiencia experiencia del operador
Por otro lado, lado, en condicion condiciones es advers adversas as de trabaj trabajo o y organiz organizaci ación, ón, el tiempo real real puede puede llegar llegar solamente solamente a ser el 50% del tiempo disponible.
Estos factores factores no son de aplicación aplicación total y cada uno deberá emplearse emplearse sólo cuando cuando lo requieran requieran las circunstancias.
3.2 EFICIENCIA EFICIENCIA
INCENTIVO
ORGA ORGANI NIZA ZACI CION ON
SI
BUENA
50
0,83
SI
MALA
42
0,7U
NO
MALA
30
U,50
HORARIA. HORARIA.
MIN/ MIN/HO HORA RA
Fh
Se denomina denomina Producción óptima o de punta (Peak) (Peak) Pop a la mejor producción alcanzable trabajando Tabla 3.2 Incentivos Incentivos a la producción.
los 60' de cada hora. Juan Cherné Tarílonte A n d ré ré s G o n zá zá l e z A g ui ui j ar ar
33
ConstrucCiones ConstrucCiones Industriales Industriales 5" Ingeniería e ría Industrial Industrial
Juan Cherné Tarilonte Tarilonte Andrés Andrés González Aguijar Aguijar
34
Construcciones Construcciones Industriales Industriales 5° Ingenier Ingeniería ía Industrial Industrial
•
• M o v im im i e n to
•
d e TiclTélS
Es conven convenie ient ntee Natura Naturalme lmente nte
una máquin máquinaa
no traba trabaja ja sólo sólo una bora bora sino varias varias al día día durant durantee el peri periodo odo que dure dure la
obra. obra. que puede ser de de mucbos mucbos meses. meses. Esto Esto hay que que tenerlo tenerlo present presentee al calc calcula ularr que las condic condicion iones es
y la organi organizaci zación ón
pueden pueden ir cambia cambiando ndo
de Tierras
MovimIento
con el transcu transcurso rso
la eficie eficienci nciaa
climat climatoló ológic gicas as
ante antess
de comen7 comen7~, ~,rr
la obra obra
hacer hacer
un estud estudio io
de las posibl posiblcs cs
condi condici cion oncs cs
que se puedan puedan present presentar ar durant durantee su desarr desarroll ollo. o.
media, media, y
de la obra. obra.
El capit capitul uloo
de averí averías as de la máquin máquinaa
puedc puedc llega llegarr a ser import importante a nte
y
para disminU disminUirl irloo
hay que
prestar prestar atenci atención ón a: Tambié Tambiénn
es necesa necesario rio
tener tener en cuent cuentaa las pérd pérdida idass de tiempo e mpo que se ocasi ocasiona onan, n,
trabaJO trabaJO conti continuo nuo anual anual de una máquin máquinaa 52 (I'emanas e manas/ai /aiío) ío)
(sin (sin traslado trasladoss
x 40 (hora (horasl sl.\e .\eman mana) a)
ya que que el tiem tiempo po de
ni esperas) esperas) seria seria de:
.. 11¡iesla ¡ieslass
oficia oficiales les x
8
- Fiabili Fiabilidad dad
de la máquina. máquina.
- Rapide Rapidezz en los repuest repuestos os y atenció atenciónn del suminis suministra trador dor.. ~. 2,r! I r; h
(horas/dio (horas/dio))
- Cuida Cuidados dos y mantenimie e nimiento ntoss - Habili Habilidad dad
yen la práctic prácticaa es difi dificil cil superar superar las 1.600 1.600 horas, horas, princi principal palmen mente te
debido debido a:
a cargo cargo del propieta propietario rio..
del operador. operador.
- Dureza del trabajo trabajo (material, (material, accesos). accesos).
- Averias Averias de la máquina. máquina. - Mantenimie e nimiento nto las las pérdid pérdidas as
o cons conserva ervació ciónn por reali realizar zarse se
cada cada cierto cierto nÍlmero nÍlmero de horas horas de traba trabajo, jo, aunque aunque no se inclui incluirán rán en
norm normal alme ment ntee
en horas horas no labo laborab rable less
para para la máq máqui uina na duran durante te las las de
espera. - Cond Condic icio ione ness entorpe entorpecen cen
atmo atmosl sl'é 'éri ricas cas
local locales, e s,
que que
adem además ás
de afect afectar ar
a la produ producc cció iónn
m ás ás c om om un un es es
y e je je mp mp lo lo s
Todo Todo lo ante anterio riorr lleva lleva en determin determinados ados adqui adquisici s ición ón
de unidad unidades es
contin continuid uidad ad
de la misma misma
de repues repuesto to l'
no interrumpi e rrumpirr
casos casos a la la compr compraa de maqui maquinari nariaa si se clll clllpl plea eann otras otras unidade unidadess
mucha muchass
nueva nueva para para una obra, o a la la
igual iguales, e s, con con obje objeto to de aseg asegura urarr
la
de obra. obra.
de la máqum máqumaa
la marcha marcha general general de la obra
3.3 CICLO DE TRABAJO, TRABAJO, L a t ab ab la la
3 ..33 e xp xp on on e
condici condiciones ones
medias medias,,
a lg lg un un os os
expresad expresadoo
d e l o s c o nc nc ep ep to to s como como
porcent porcentaje aje..
METEORO METEOROLOG LOG
No es normal normal
d e s us us v al al or or es es
en
que se se den todos todos simul simultán táneam eament ente. e.
ÍA
3.3.1 CONCEPTO. CONCEPTO.
Se denom denomina ina
9%
Ciclo Ciclo de Trabaj Trabajoo a la serie de operaci operaciones o nes
MANIOBRAS
8%
cabo cabo dich dichoo trab trabaj ajo. o. Tiem Tiempo po
ESPERAS
11%
posición posición inicial inicial del ciclo. ciclo.
A VERÍAS MECÁNICAS MECÁNICAS
6%
HABILID HABILIDAD AD
15%
DEL OPERA OPERADOR DOR
TOTAL TOTAL MÁXIMO MÁXIMO
del del Cicl Cicloo será será el invcl invclli lido do
Por ejemplo, ejemplo, en las máquin máquinas as de movimiento m iento
La suma suma de los tiem tiempos pos emplea empleados dos Tahla Tahla 3.3 Pérdi Pérdidas das
Se llama ama dispon disponibi ibilid lidad ad dl,IJ" dl,IJ"Jni Jnibil bilida idad d
Juall
Chcrné
Tarilonle Tarilonle
A n d rlrl ; S G O l lzlz ú l cz cz
A g u i ja ja r
de una una máquin máquinaa
(availa (availabil bility ity))
,. horas horas de trabaju trabajull
35
En, los capit capitulo uloss
a: +
otra otra vez para para llevar llevar a
y/o girar, girar, descargar descargar y volv volver er a la la posic posición ión inicia inicial. l.
en cada cada una de estas estas operaci operacione oness
por separa separado do determ determina ina cl tiem tiempo po
del ciclo. ciclo.
de tiem tiempo. po.
(horas (horas de trabaj trabajO O
y
toda toda la seri serie hasta hasta vol vol ve, a la
de tierras tierras el tiemp tiempoo de un ciclo ciclo de trabajo trabajo eS el tiemp tiempoo
total total invertido invertido por una máquin máquinaa en cargar, cargar, trasla trasladars darsee
60%
que se repit repiten en una en reali realiza zarr
COllstrucciollCS 5° Ingeni n geniería e ría
posteriores e riores
análisis i sis de las opera operacio ciones nes
horas de re/)(Jracio re/)(Jraciones) nes)
Industriales
Industrial
Juan Cherné Andrcs
T a r il o n tc tc
Gonzillcz
Aguijar
correspo correspondi ndient entes es
o fases fases caracte caracterís rístic ticas as
a las las máquina máquinass
más import importantes a ntes
se llevar llevaráá a cabo cabo un
de cada cada una de ella ellas. s.
36
Construcciones Construcciones
Y' Ingeniería
Industriales Industriales
Industrial
•
•
• Movimiento Movimiento
de Tierra Tierrass
Movimiento Movimiento
El tiempo de un ciclo puede descomponerse descomponerse en fijo y variable. El primero (fijo para cada caso) es el
de Tierra Tierrass
- Intereses del capital pendiente de amortización.
invertido invertido en cargar, descargar, descargar, girar y acelerar o frenar para consegui conseguirr las velocida velocidades des requeridas requeridas en
- Gastos de mantenimiento mantenimiento y reparaciones reparaciones que se estima durante dicho período. período.
cada viaje, que es relativame relativamente nte constante. constante. El segundo segundo es el transcurrido transcurrido en el acarreo y depende de la
- Gasto en consumos de carburante y neumáticos.
distancia, la pendiente, etc. Es importante considerar separadamente la ida y la vuelta, debido al efecto
- Mano de obra de los operarios, operarios, etc.
del peso de la carga (vacio a la vuelta) y la pendiente, pendiente, positiva positiva en un caso y negativa en el otro. Con todo esto es posible llegar a un resultado de coste en Pts/hora. Hay que tener la precaución de Para un resultado más preciso de la duración de un ciclo suele tomarse tomarse un valor medio, obtenido de
actualizar actualizar dicho valor si el período de amortización amortización es grande.
la medició mediciónn de un gran gran número número de ciclos ciclos,, mientra mientrass que un número número insufic insuficien iente te puede puede llevar llevar a resultados erróneos, debido al cambio en las condiciones externas (material, climatología, ..
Para un Jefe de Obra, los costes que influyen en relación con la maquinaria son: - mano de obra de maquinista: maquinista: interviene interviene en el coste de m) de la unidad unidad de obra.
3.3.2 FORMULA DE LA PRODUCCION.
- consumo de gasoil: coste de gasoil/m'. - reparaciones reparaciones por averías, averías, y pérdidas de producción por paradas. ,;Q;,?-
Una vez calculada la duración del ciclo de trabajo, ¿5 posible estimar los ciclos que la máquina realiza realiza en una hora (60/durac. (60/durac. en minutos) minutos) y conociendo conociendo la capacidad capacidad de la máquina máquina (volumen de carga, ...) es inmediato el cálculo de la producción: Producc Producción ión
3 )
(t Ó m
~
La amortización amortización contable de maquinaria maquinaria es un coste que le llega de la central y que le es aj'eno aj'eno en su dirección dirección de obra, pero la depreciación depreciación de la máquina, si que depende de la forma de utili~r1a utili~r1a y del
Capaci Capacidad dad
3
(t Ó m /ciclo) /ciclo)
x N° ciclos/hora ciclos/hora
modo de conservarla.
Esta es la producción teórica horaria, pero la efectiva o real será la resultante de aplicar a la anterior los factores correctores que se considere en cada caso y entre los que encuentran algunos de los ya estudiados. Otros importantes se refieren al trabajo diurno o nocturno
O
al empleo de neumáticos o
cadenas. Si C es la capacidad, la producción real es: xf2x/.lx lx p,. ~ C x n° ciclos ciclos / hora xji xf2x/.
... xj;, xj;,
AMORTIZACIÓN
40%
CONSUMO GASOIL
13%
MANO DE OBRA
17%
AVERÍAS Y REPARACIONES
22%
GASTOS GENERALES
8%
.JI
." .
Tabla 3.4 Precio del m' (valores medios) medios) en movimient movimientoo de tierras. tierras. 3.4 CALCULO CALCULO DEL COSTE COSTE DE LA UNIDAD UNIDAD DE OBRA. Existe Existe un manual manual de coste de maquinaria maquinaria (Seopan-Atemc (Seopan-Atemcop) op) admitido admitido por el MOPMA. MOPMA. En el empleo empleo de maquin maquinari ariaa en una obra se deberá deberá buscar buscar su utiliza utilizació ciónn óptima óptima,, a fin de no desperdicia desperdiciarr los recursos. recursos. Por ello se tratará de encontrar la mejor relación entre rendimiento rendimiento y gastos, gastos, es decir, el costo más bajo posible por unidad de material movido.
Existe Existe otra forma de estimar estimar los costes costes horarios, horarios, procedente procedente de la experienci experienciaa y válida solamente solamente para una primera primera aproximación. aproximación. Consiste Consiste en tomar como coste horario horario un porcentaje porcentaje del coste inicial inicial o precio de compra, 200-400 PtslMillón, PtslMillón, siendo inversamente inversamente proporcional proporcional al tamaño tamaño de la máquina y
El coste horario de una máquina máquina puede hacerse exhaustivamen exhaustivamente te mediante mediante la suma de varios factores. Los principales son: - División del coste inícial entre el período de amortización que se pretende. Juan Cheme Tarilonte o nte Andrés González González AguiJar AguiJar
37
añadir el coste del maquinista maquinista del maquinista maquinista incluyendo incluyendo cargas sociales, sociales, unas 2.500 Pts/hora (1993). Como orientación orientación del precio de una máquina máquina puede tomarse entre 1.000 y 1.500 Pts./Kg. Pts./Kg. (1993).
Construccione Construccioness Industriales r iales 5" Ingenier Ingeniería ía Industrial Industrial
Juan Cheme Tarilonte Tarilonte Andrés Andrés González González Aguijar Aguijar
38
Construccion Construcciones es Industriales r iales 5" Ingenier Ingeniería ía Industrial Industrial
"
.
• Movimie nto
I.os parques propios
contrastados existen
de maquinaria
criterios
con los precios
unos precios
m¿íquinas y
de las Ilrandes
y
de amortización
de alquiler
que se accptan
q ue g en e ra l me nt e
empresas
Movimie nto
evalúan
pari.l l ue go
gastos,
cosles
los costes
f ac il it ar lo
de la maquinaria
como
•
de Tierras
a
en el exterior
horarios
de mercado
s e d an s in c om b us ti bl e,
horarios
l a o b ra .
atendiendo
E st os
c os te s
y son similares,
para los diferentes
c o n o s i n o p e ra d or ,
a sus e st án
- Indirectos,
por lo que
sus costes
con los retrasos.
indirectos
En resumen,
el coste horario
y cnlculado
de la máquina
el rendimiento
según se explicaba
en
el apartado anterior, es rúcil estima!' el coste de producción: COSTE IJJOPIIOIJUCCfON
aumentan
de tierras
y administración,
de forma
suyas que no avan7A~nde forma que los costes aumentan
fijos de una empresa
éstos Ilastos Ileneralcs
~ (PIs/Hora) / (Unids_Obra/Hora)
motivos
hacer un estudio
al disminuir políticos,
rentabilidad En el movimiento
dirección
éstos quedan
son proporcionales
muy lilladus entre si.
al numero
de días de ejecución
de una
hay que reducir el plazo.
/ PllOlJUCCfON
más Ileneral es:
!'ls/UnidI'JJbra
unidades
una vez fijados unos costes y unos plazos,
Dado que los costcs
Es nccesario La fórmula
y en -aquellas
obra para disminuir
~ COSTE HORARIO
de calidad,
q u e s e a ñ ad ir á
posteriormente.
Una vez conocido
de control
que aunque los precios de los subcontratistas sean fijos, retrasos de éstos en la ejecución repercuten en
modelos
de
los de su propio personal
de TIerras
el plazo.
cconómico, Los
pues normalmente
plazos
de ejecución
hay ciertos costcs de producción
vienen
determinados
caso de Obras Pilblicas ya que tienen fija la fecha de inaullllfaclón,
o reinversión
si el cliente
en ocasiones o económicos
que por de
es privado.
lo más usual es:
I'ls/1
Ó
m"'
0 0
(PIs/Hora)
/ (1
Ó
m3 /Hora)
Retrasos
en el comienzo
de las obras
son antieconómicos
cuando
se tiene
una fecha
fija de
terminación. refiriéndose
la unidad
de obra a material
en perfil de carretera,
cuando
se da en volumen. El control
Pueden
evaluarse
los resultados
con los oportunos
más de una vez el factor correspondiente
factores,
si bicn con la precaución
de costes entra en la planificación
a un obstáculo.
La planificación a)
Plan
(informatizada)
de obra
actividades 3.5 CONTROL
DE COSTES.
Precedencias, b)
En la obra hay que tencr una estadística las distintas pueda
máquinas.
conocer
de forma quc con el selluimiento
al dia los costes
precios que lilluran
actual de los costes
en la oferta
de dichas
unidades
horarios
de la producción
totales
de las distintas
y en caso de desviaciones
se puedan hacer ajustes
incluido
nellativas
económica.
de no aplicar
operador,
dc
unidades rcspecto
P la ni fi ca ci ón (certificaciones)
o prollrama y de
de una obra se divide en: técnico:
sus plazos
es un estudio
de ejecución,
del proceso
mediante
constructivo
un modelo
descon-.¡ Juesto
grúfieo,
PERl',
en
Red de
etc. e co nó mi ca ,
o
pl an
con su seguimiento
de
o bj et iv os ,
y actualización
de
co st es ,
r es ul ta do s
cada detennJnado
y
pr od uc ci ón
ticmpo.
se a los
o cambios_
Los costes de una obra se dividen en directos e indirectos. - Son directos
todas
las unidades
de obra
subcontratadas.
y aquellas
que cl contratista
principal
ejecuta con su personal luan Chcrné Tarilontc Andrés Gonzálcz Aguila r
39
Construcciones Industriales 5 ° I n ge n i e rí a I n d u st r i a l
Chemé Tarilo ntc Andrés Gonzálc z Aguila r Jll;:Jn
40
Construcciones Industriales 5 ° I n g e ni e r ía I n d u st r i al
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
CAPITULO 4
CLASIFICACION
y TIPOS
EXCAVACION
de Tierras
VELOC. SISMICA
MAQUINA Tractor hoja frontal
DE MAQUINAS
Tierras
<
1000 mis
Excavadora
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y EXCAVACION.
Traílla
Tránsito
1000 - 2000 mis
Roca
4.1 SIGNIFICADO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS.
:>
4.1
(Tractor
cadenas)
Explosivos
2500 mis
Tabla
En construcción de carreteras, los capítulos en que se descompone la obra suelen ser:
Escarificador
Perforadoras
Velocidades sísmicas
- Retirada y reposición de servicios. Los volúmenes principales en que se descompone el movimiento de tierras figurarán en el proyecto
- Movimiento de tierras. - Drenajes y obras de fábrica (marcos, tubos, cunetas).
con sus precios como unidades de obra, las cuales se corresponden con distintas actividadet'pudiendo
- Estructuras (viaductos, pasos superiores e inferiores, puentes).
estar algunas de éstas agrupados en un sólo precio o unidad de obra.
- Túneles. -.
Las distintas actividades son:
- Firmes.
a) Despeje y desbroce del terreno (m'):
- Señalización (pintura, señales, barreras, mallas de cierre).
Consiste en la demolición de obstáculos, como construcciones, arbolado, etc.
- Anejo de integración ambiental (plantaciones, hidrosiembra, pantallas).
b) Excavación en tierra vegetal (m 3): La retirada y reposición de servicios comprende: accesos a fincas, vias de servicio, cruces de líneas
Es el levantamiento de 1 cobertura de tierra vegetal y traslado a vertederos o aco¿ios para
,.
posterior revegetación de taludes.
telefónicas, eléctricas, acequias, conducciones de agua y alcantarillado.
~
c) Excavación en suelos (m\ Los materiales que aparecen en movimiento de tierras son:
d) Excavación en préstamos para el núcleo (m 3 ).
- Tierras.
e) Excavación en roca con voladura (m\
- Tránsito
f) Terraplenes (m\
- Rocas.
g) Pedraplenes con productos de voladura o escarificación (m\ h) Explanada mejorada (m
3
).
Estos materiales se pueden clasificar según su velocidad sísmica, y tomando unos valores
i) Refino de taludes en desmonte (m')
orientativos se utilizarán las máquinas que posteriormente 'se verán, y que pueden resumirse en el
j) Refino de taludes en terraplén (m') k) Saneo de taludes en roca (m\
siguiente cuadro, en una primera aproximación simplista:
1)Apertura de pistas de acarreo y caminos de acceso a los distintos tajos.
Juan Cherné Tarilonte Andrés González AguiJar
41
Construcciones
Industriales
5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilonte Andrés González Aguijar
42
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
.
• Movimiento
El movimiento 200.000
de tierras puede representar
mJ/Km, y con un precio orientativo
cst1l11a para la autovia
•
de Tierras
Movimiento
de Tierras
en la variante de una autovia alrededor de 125.0 00 -
Las tierras, en general, pueden dividirse básicamente en cinco grupos: arcillas, limos, arena, gravas
de 350 Pts/m J, resultan de 45 a 70 MilI. Pts/Km, y si se
y materia orgánica. La realidad dice que se puedcn cncontrar estos matcriales en forma independiente
un costo de 400 - 500 MilI. PtsIKm, representa
aproximadamente
el 20%,
y mezclas.
o en varias combinaciones
ocupando del 50-60% del plazo de ejecución.
El movimiento
de tierras en una presa de materiales
caudal punta de aliviadero, costo económico
sueltos depende de la longitud de la presa y
4.3 TIPOS
DE EXCAVACIONES.
que es el que condiciona el volumen de hormigón, el cual puedc tener un
total mayor que el del movimiento
de tierras (el precio de la unidad de obra de
Illlll\ligón es muy superiur al de las tierras).
L o s t ip os d e e x c av a ci ón , subucuátieas. utilizar unos
Unas cifras de valores medios situarían el movimiento
Dcpendiendo ti
otros medios
s c p u e de n
d iv id ir
de la constitución
e n t rc s g r u po s : a c i cl o a bi er to ,
s u bt er rá n ea s
de excavación.
de tierras del 45 al 75 %, del presupuesto
total. En el caso de presas de hormigón puede representar del 5 al 10%.
4.3.1
En resumen, como orientación, movimiento de tierras:
EXCAVACION
La clasificación
- Autovias: - 20-30 %
A CIELO ABIERTO.
podría ser la siguiente:
- En roca: es necesario utilizar explosivos.
- Presas de tierras: - 45-75 %.
- En terreno duro: uso de explosivos o ripado.
- Presas
- En terreno de tránsito: término poco dclinido, en general sc puede excavar por medios
de hormigón:
y
del tcrrcno y del materi,d excavado, se lelldr,m que
.- 5-1 ( Y o .
mecánicos,
pero no a mano.
- En tierras: se puede cxcavar a mano. 4.2 CONSTITlJCION
y TII'O S
DE SUELOS.
- En fangos: es necesario emplear medios especiales de transporte o haccr una desecación previa.
Los diversos tipos de suelos que son considerados
en el movimiento de tierras pueden variar desde
roca sólida hasta tierra sula, pasando por tudas las eombinaciunes
Asi los diferentes
de roca y tierra.
tipos de materiales ofrecen diferente resistencia
Todos los trabajos pueden hacerse en seco o con agotamiento, nivel rreálico por debajo del plano de excavación.
para ser movidos. dependiendo
En este tipo de excavaciones
es fundamental
la elección del equipo idónco para transporte y carga.
del peso del material, dureza, rozamiento interno y cohesión. Como norma general hay que considerar Se tiene que una menor resistencia óltima fundamental
de remoción implica una mayor facilidad de carga, siendo ésta
que el equipo dc transporte debe scr cargado entre 3 y 6
cargadoras o ciclos del equipo de carga.
en la elección del cquipo o tipo de maquinaria a utilizar. Los puntos a tcner cn .cuenta para seleccionar
Los distintos tipos de tierras se forman con rocas desintegradas, vez formada, comprende
Juan Chcrné T arilante Andrés Gonz.álcz AguiJar
materia
I11J11cral,
residuos vcgetales y animales. Una
pendientes y ClllVas, material a transportar,
el equipo de transportc son: Recorrido,
distancia,
producción requerida y equipo de carga disponible.
materia orgánica, agua y aire.
43
Construcciones 5° Ingeniería
Industriales Industrial
Junn Chcrné Tarilonte Andrés
Gonzálcz
Agujj"r
44
Construcciones Industriales 50 Ingeniería indllstri,,1
•
•
• Movimie nto
de Tierras
Movimiento
Los correspondientes al equipo de carga, por orden de preferencia, son: Producción requerida, zona
4.4 CLASIFICACION
y TIPOS
de Tierras
DE MAQUINARIA.
de trabajo o carga (amplitud y condicionantes), características del material a cargar (en banco, ripado, volado), disponibilidad requerida, equipo de transporte a utilizar.
Se puede clasificar la maquinaria de excavación y movimiento de tierras, atendiendo a su traslación, en tres grandes grupos.
4.3.2 EXCAVACIONES SUBTERRANEAS. 4.4.I MAQUINAS QUE EXCAVAN y TRASLADAN LA CARGA Pueden ser: - En túnel y galerías: Normalmente es necesario el uso de explosivos o topos según longitud y
- Tractores con hoja empujadora.
tipo de terreno. Debe tener sección suficiente para permitir el uso de medios mecánicos de
- Tractores con escarificador.
excavación, carga y acarreo (mayor de 3 m').
- Motoniveladoras.
También se utilizan rizadoras y martillos de percusión. Los escudos cuando los terrenos
- Mototraillas.
son inestables.
- Cargadoras.
- En pozo: Excavación en vertical o casi vertical, teniendo que ser extraídos los productos por . . . .
elevación.
Son máquinas que efectúan la excavación al desplazarse, o sea, en excavaciones superfiéiales. La excepción es la cargadora, que cuando excava es en banco, pero luego se traslada con la carga, aunque
Las dificultades, organización, medios auxiliares y coste de éstas excavaciones subterráneas, están
la aplicación normal de ésta máquina es para cargar material ya excavado o suelto.
fuertemente condicionadas por la distancia de los frentes de ataque a los accesosy bocas de entrada y por la presencia de agua, especialmente en excavaciones descendentes.
4.42
4.3.3 EXCAVACIONES SUBACUATICAS
MAQUlNAS QUE EXCAVAN SITUADAS FIJAS, SIN DESPLAZARSE.
Realizan excavaciones en desmontes o bancos. Cuando la excavación a realizar sale de su alcance, el conjunto de la máquina se traslada a una nueva posición de trabajo, pero no excava durante este
Son aquellas en las que no es posible una actuación desde tierra, siendo necesario el empleo de
desplazamiento.
material flotante o medios análogos. El desplazamiento necesario entre el órgano de trabajo (hoja, cuchara, cazo, cangilón, etc.) se Según la naturaleza del fondo, se pueden clasificar en:
efectúa mediante un dispositivo cinemático que modifica la posición relativa de este órgano de trabajo
Arenas y fangos: Se pueden transportar por tuberia los productos de excavación mediante bombas y dragas de succión.
- Excavadoras hidráulicas con cazo o martillo de impacto.
Fondos moderadamente duros: Arenas consolidadas y rocas blandas dragas de succión con cabe, al cortador.
- Excavadoras de cables. Dragalinas. - Excavadoras de rueda frontal.
Fondos duros: Mediante dragas de arranque o rosario. El material extraido no puede transportarse por tuberia, por componerse normalmente de trozos grandes. - Rocas: Mediante martillo romperrocas o voladuras subacuáticas.
Juan Cherné Tarilonte Andrés Gonzále z AguiJar
y el cuerpo principal de la máquina. En este grupo se encuentran:
45
- Excavadoras de cangiIones. - Dragas de rosario. - Rozadoras o minadoras de túnel.
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné
Tarilo nte
Andrés González Aguilar
46
Construccio nes Industriales 5° Ingeniería Industrial
•
.
• Movimiento
4.4.3 MAQUINAS
de Tierras
Movimiento
de Tierras
ESPECIALES.
La excavación
se efectúa
empicando
olros
dispositivos,
siendo
su campo
de aplicación
generalmente más limitado. - Topos:
La presión
máquina - Dragas
y
y
sobre el telleno
el uesgarramiento
bombas
de succión:
por una corriente
se logra por meuiante
el desplazamiento
uelmismo
por un órgano uotado ue movimiento
El material
(arenas,
de agua que es aspirada
limos) es arrastrado
por una bomba,
del cabezal de la
CLASES
rotativo.
formando
2
I
una emulsión
que puede impulsarla
DE MACIZOS
IWCOSOS
PARAMETROS
por una
ALTERACION
4
5
Ligera
Nula
3 Moderada
Intensa
Alta
5
15
20 - 60
40 - 60
-( 0,5
0,5 - 1,5
1 ,5 - 2, 0
2 ,0 -- 2,35
" 3,5
O
lO
15
20
25
tuberia. - Dardos
y chorros
de agua: A gran presión,
del agua para atacar y remover - Fusión
térmica:
Se utilizan
materiales
productos
utilizan la energía cinética
y el electo de disolución
disgregables.
que rebajan
Resistencia
el punto de fusión y permiten
y corte de rocas. Se emplea para carie y perforación
Valoración
de rocas y hormigón
de la Roca (MPa)
<:
20
20
60-
lOO
25 lOO
c-
la perforación
en circunstancias
Compresión
Simple (MPa)
especiales. Valoración
(S)
Separación
entre Diaclas¡,s
I
4,5 CLASIFICACION
ATENDIENDO
Valoración 4.5.1 INDICES
DE EXCAVABILlDAD,
Se estudian cuatro parámetros - W: alteración
geomecánieos
lE, DE SCOBLE
importantes
y MUFTUOGLU.
Potencia
de los Estratos (m)
0,6 - 1,5
0,6 - 1,5
1,5 -- 2,0
" 2,0
5
15
30
45
50
0,3 - 0,6
0 ,6 - 1,5
lO
20
0 ,1-
O
Valoración
que son:
< 0,1
0,3
5
>
1,5
30
por meteorización.
- s : resistencia a compresión simple.
- J: separación
0,3
(m)
A LA EXCAVABILlDAD,
Tabla
4.2 Evaluación
del índice ¡Je ExcllvalJilidad.
entre diaelasas.
- B: potencia de los estratos. En función dc éste ind.ice, resullan unos rangos de utilización Sc rellena asi el siguiente
Juan Cheme
Tarilo nlc
Andrés Gonzálcz Aguilar
de distintos
tipos de máquinas_
cuadro:
47
Construccio nes Industriale s 5° Ingeniería Industrial
Juan Cheme
Tarilo ntc Andrés GOl1zálcz Aguilar
48
Construcciones Industriales Industrial 50 Ingenie ría
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
4 .5 .2
CLASE
1
FA CIL ID AD
DE
EXCAVACION
IN DI CE
EQUIPO DE
(W+S+J+B)
Muyfácil
<
MODELOS
EMPLEADOS
utilización
B. Dragalina > 5 m3
de resistencia
C.
DE
U TI LI ZA CI ON
DE
M AQ UI NA RI A
DE
a las clasificaciones
de excavadoras,
anteriores,
tractores (escarificación),
el cuadro
de Franklin
según espaciamiento
rela ciona
zonas de
entre fracturas y un indice
a cargas puntuales.
hxcavadora de Cables> 3 m3
En el ensayo de Franklin,
I s (MN/m')
es un Índice de resiste ncia
a cargas puntuales
(load poin t
test).
Dragalinas
A. Tractor
hxcavadoras
B. Dragalina >8 m3
40- 50
Excavación de 3
Cables >5 m A. Tractor Moderadamente
Como complemento
A. Tractor
C.
3
F RA NK LI N
40
Tractores de
Fácil
DE
EXCA V ACION.
DE
EQUIPOS
EXCAVACION
ripado
2
C LA S[ FI CA CI ON
de Tierras
En Geotecnia
se consid era
Re '" 20 Is. Franklin
da una correlación
entre fracturas o grado de agrietamiento,
entr e Is y Rc (Resistencia
compresión,
el espaciamiento
Desiguation,
Índice de calidad conocido en mecánica de rocas) y el procedimiento
a
el índice RQD (Rock Quality ,~~~A,_
de arranq~~.
Excavadora - Pala 50-60
Se deduce de todo lo anterior, que cuando se trata de rocas la velocidad
Cargadora
dificil
los que hay que considerar
B. Excavadora Draga linas Excavadoras
para utilizar excavadoras,
sísmica es un dáto más de
tractores ó voladuras.
Hidráuli3ca m3> A. Tractor Excavadora - Pala
4
DifIcil
60-70
Cargadora B. Etcavadora Hidráulica> 3 m3
5
6
Muy DifIcil Extremadamente
Hidráulica> 3 m3 Excavadoras
95- 100
dificil Marginal sin
7
hxcavadora
70- 95
Hidráulica>
Tabla 4.3 Rango de utilización
7
m3
Excavadora
> lOO
Hidráulica> lO m3
voladura
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguijar
Excavadora
de maquinaria
49
según el Indice de Excavabilidad.
Construcciones Industriales S° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
50
Construcciones Industr iales 5° Ingeniería Industrial
' .1
•
•
• Muvimiento
de Tierras
Movimiento
RESISTENCIA R ES I Sl l, NC I A D E SC R I PC I ON
E SP E CI FI CA
A
D E S U E LO I RO C A
4.6 VENTAJAS
Y LIMitACIONES
de Tierras
DE LAS DISTINTAS
MAQUINAS.
A LA EXCAVACION COMPRESION
GENERAL
EJEMPLOS
Carbones. O
Material
granular
Las cargadoras lOO - 500
4 - 13
300
Grava medIa a fina; Arcillas
de neumáticos
200 - 650
12 - 25
300-800
Arcil las; Lignito s
250 - 800
20 - 38
800 -1.0 00
V
Arcilla
Sucio muy denso
dura; Pizarra
arcillosa;
Carbón duro
Roca semisól ida de baja
Pizarra arcill osa; Arcill a muy
resistencia;
dura; Fosforita blanda; Caliza
bastantes
con
Roca'i
grieta s
400 - 1.200
1 .0 00 -1 .5 00
VI
relativamente COIl
blanda;
50 - 70
6.000 - 8.000 -
Mármol;
Yesos;
dura; Roca
grietas
9 00 - 1. 950
7 0 - 200
VII
dura;
VIlI
Y e so ;
Rocas
d u ra ; M i n e ra l
p e sa d o
pocas grietas
3.000
2 .600
180 - 500
eondieioncs
- Dragalinas;
y se necesita
para el movimiento
lender una linea: Minería,
MÁQUINA
Tarilo nte
Andres Gonzálc z
Aguilar
encharcados
PCS;¡Jo y masivo
para evaluar
fábricas de ccmento, __.).
o fangosos,
con frentes de trabajo
la excavalJilidad
51
I
ALCANCE, OBSERVACIONES
APLICACIÓN Sólo arranque y exlendido Arranque Corte
Traílla
8.000
Cargado¡'a
8.000
M%nive/udora
de las rocas mediante
rotopalas.
Dragalina
Tabla 4.5 Principales Juan Chcrné
más
blandos que no soportan el peso de las múquin£ls convencionales.
-1-
y carga Descarga
+ Descarga
-15/11
:
_-
Construcciones Industriales 5 < 1 Ingenie ría Industrial
Juan Cherne Tarilo nle Andrés Gonzale z AguiJar
-- 1011I
+ Acarreo
+ I"Xlendido
Cargar Complemento Extendido
de un equipo
- nivelación
Mantenimiento Arranque
geumeeánicos
pueden eonsidcrarse
pueden util izarse cuando además de concurrir las
de materiales
Mineral pesado con pocas
tvlincral
TalJla 4.4 Ensayos
por su movilidad
hay facilidad para utilizar una linca eléctrica. (Las grandes cargadoras
Roca pnídicamcntc monolítica
de neumálicos
de empuje frontal eléctricas
anteriores,
3.000 - 6.000
con
grietas IX
con para
gran altura de carga y corte, y donde el pavimento sea malo para
Las retroexcavadoras
algunas grieta eDil
y con una base de trabajo irregular. También
.. _
A r en i sc a 1.'100 -
Rocas
los neumáticos.
Relroexc(lvadoras M ú nn o l;
algunas
con barro con las de cadenas.
-.~Caliza dura a extremadamente d u ra ;
COIl
O
de cadenas pueden realizar su trabajo en terrenos difieiles, encharcados,
Traclol', cad~nas
Sucios helados duros:
grietas
licrras ¡'¡¡eilmcnte
~.ooo
Carbón muy duro; ~vlillcral
Roca scmis úlida
a grancl y quc no precisen cxcavación.
2_000 - 3.000
Arenis ca; Fosforita dura; PI7..arra;
muy fractu rado -
materialcs
exigen molorcs eléctricos 500 - 1.600
muy blnnda; Cnrboncs Caliza
así comu de las
y en terrenos cncharcados
- Las cxeavadoras 3 0 -5 0
-
Roca semisóli da
de los materiales,
como urhanas y auxiliarcs_
Grava Dura IV
depende
rocas sueltas, ctc_, dcbicndo rcalizarse la carga en lerrcno firmc con las
aquellos lrabajos que requieran blandos;
para carga.
malo s accesos y salidas (zanja s, barrancos)
blandas o humcdas
SucIo denso
necesilan
- Las retroexeavadoras
Arelléls
Arenas arcill osas duras; III
del tipo de maquina que concurren en la carga.
cxeavalJlcs y eargables, Arenas
denso
La selección circunstancias
Minerales blandos.
y
arenoso Suelo relativamente
11
lN/cm1)
ctc.
llIando, sucio suelto I
K",(N/cIll 1 )
K,(N/cm)
de pistas
- dragado
Limpie=a cauces en
características
:o17as
-.2U
111
3- 5 1 1 1
-
lU
111
-
3U
111
Donde se hunden
húmedas y blandas
[raClory
de máquinas
en movimiento
52
fundamentale s
retros
de tierras.
Construcciones Industriales 5° Ingcnicria Industr ial
•
•
• Movimiento
de Tie rras
Movimie nto
4.7 ELECCION DE LA MAQUINARIA.
4.8 MECANIZACION
Deben tenerse en cuenta como requisitos previos los siguientes:
de Tierras
DE UNA OBRA.
En construcción de autovías se necesitan fuertes inversiones en maquinaria. Un ejemplo de esto es
- Cumplir la producción requerida.
la Autovía de Andalucía, un tramo de 49,628 Km, con un presupuesto de 22.500 millones de pesetas;
- Que se adapte y sea flexible a las condiciones presentes y futuras de operación.
la inversión del Contratista General en maquinaria fue de 3.000 millones.
- Que provoque una organización lo menos costosa y complicada posible.
Indice de mecanización de una obra ~ Valor maquinaria en la obra/Obra ejecutada en laño
- Que tenga una fiabilidad suficiente. - Que tenga asegurado por el fabricante, para un cierto tiempo de su vida, asistencia técnica y repuestos (Servicio postventa).
Si la duración fue de 3 años, sale un índice del 40% y en 1,5 años del 20%, lo que quiere decir, que a menor duración se requiere más maquinaria para una mayor producción. En obras de carreteras, el indice tiende al 100%, considerando como maquinaria la del Contratista General y la de todos los
En la elección de las máquinas es importante la nueva doctrina del Aseguramiento de la Calidad.
subcontratistas.
Esto se refiere a que el fabricante haya conseguido por algún organismo (T.U.V., por ejemplo) la certificación de sus sistemas de calidad, de acuerdo a las exigencias de las normas U.N.E.. Esta certificación de calidad puede cubrir también otros aspectos muy necesarios para el usuario como son
.~
El índice de inversión de maquinaria de una empresa es la relación entre el valor;anual de adquisición de maquinaria y la obra total anual.
los servicios postventa. 4:(.•.
El índice de inversión de las nueve principales empresas del Seopan en todo el conjuni'fde obras Los criterios económico-financieros
para la elección de una máquina, pueden resumirse de la
siguiente forma:
varía entre el 3,6 y el 13,3%, de media 8% (Año 1991). Resulta decreciente con los años porque sólo considera la maquinaria propia, no la de los subcontratistas, y lo que evidencia es que cadayez se subcontrata más.
POR PRODUCCION ECONOMICOS CRITERIOS GENERALES DE ELECCION DE UNA MAQUINA
m
(Por coste)
ótlh
Pts/mJ ót COMPRA LEASING
FINANCIEROS
3
I
INVERSION
I AMORTIZACION ALQUILER
Dos reglas elementales respecto a la maquinaria en la obra: Las máquinas son siempre baratas para el trabajo que realizan si están bien elegidas. Los nuevos modelos hacen obsoletos a los anteriores y antieconómicos de producción y disponibilidad.
SUBCONTRATACIÓN DE LA UNIDAD DE OBRA
4.9 LOS NEUMATICOS EN LAS MAQUJNAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS. Tabla 4.6 Criterios generales de elección de una máquina. 4.9.1 CAPACIDAD Y RENDIMIENTO Es importante la elección de los neumáticos de las máquinas de acuerdo con las condiciones en que han de trabajar, para obtener un adecuado rendimiento.
Juan Cherné Tarilo nte Andrés Gonzále z AguiJar
53
Construcciones Industr iales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
54
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industr ial
• M o vi m ie n to
El elementu neum¡\ticos rodadura,
sobre
el cual se puede
es el inllado. la Ilotabilidad,
En general,
mínima
•
• inlluir
d e Tierras
m¡\s directamente
_
para variar
el rendimiento
Al variar la presIón de inllado varia el área de la huella,
de los
la resistencia
a la
elc.
en un terreno
presión de ínllado,
blanJo
() arenoso
para que la presión
usar ncurnálicos
se ucbcn
de medidas
unitaria sobre el lerreno sea la menos
mayores
con la
posible.
CONDlC10NES
FACTOR
DE USO 0,9
0,8
0,7
0,6
A. Presión del neumático (kg/m'l, e11comparación
100 %
YO %
80%
75 %
70 %
con la eS!lecilicada B. Carga del neu111<1tico,en comparación con la
11111%
110%
1311%
La vida óptima de un neumático media de 16 Km/h) y la duración
. -
e Velocidad
y FACTORES.
podria promedio
ser 5.000 horas o 80.000 Km (corresponde de unas ruedas motrices
a una velocidad
De ll'Or.:ció"CJI
en
cumionC,f
. camiones
MolofraíJla
hasc;u/wllcJ
basr.;ufaJlfes
de
Tierra
Caminudc
Gral'(l
Gral'o
Roca
blanda
grava
angula,m
allgu/osa
(JI/gulusa
dc carga para la
Velocidad
Taol"
de marcha
En la aClualidad
Operario
máquina
3° Mantenimiento
terreno, Comprobación Inllado periódico
,
4.8 Factores
de reducción
de la vida de los neulll:ítieos
TV.H.
medida
NEUMATICOS
De fracció n
'¡8
es de unas 3.000 liaras.
presión de aire C011que se trabaja
2'
'¡I!
32
Froll/ales
arras/re
recorrido
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DURACIONDE LOS
2.¡
Traseras
D. Posición de la rueda
1511%
c '
16
media (Km/h)
E. Clase de superticie
lOGrado
A APLICAR
1,0
~ecificada 4.9.2 DURACION
de Tierras
MovimIento
el tarnafio de las grandes
por la duración
de los neumáticos,
y su duración elc.
puede
son adversas
máquinas
de movimiento
ya que suponen
llegar a ser reducida
ya que se producen
qe tierras está limitado
una parte importante
si las condiciones
calentamientos
excesivos
de temperatura, que
en gran
del costo total de la velocidad,
los deterioran
lIluy
r¡\pidamente.
'. ' 0
4 Calidad abraSiva del materíal
T"bl"
4.9.3 DrBUJO
También
4.7
es importante
el dibujo de los neumáticos
para su posterior comportamiento
en el trabajo.
4.9.4 DENOMINACION.
La denominación
de un neumático
24,00 x 25) expresados
en pulgadas.
que el segundo
Juan Cheme Tarilontc Gonzálcz Aguilar Andl'l'S
55
Construcciones Industriales 5° Ingcnil:ría Industrial
se re"liz" El primero
de forma universal
expresa e! di¡\metro de la llanta metálica
juan Chcrné Tal'il ontc Andrés Gonzálcz Aguijar
por dos 1\llmerOS, (por ejemplo
indica el diámelro de! balón del neumático,
56
mientras
de la rueda.
Construcciones 5" Ingcmcria
Industnales Industrial
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
de Tierras
Cada neumático tiene una cifra de fabricante de TV.H., si las exigencias de trabajo son superiores, Terreno blando
Dibujo con surcos profundos
habrá que reducir velocidad, o carga, o usar neumáticos con mayor TY.H
Dibujo con surcos profundos Terreno firme Dibujo poco profundo con surcos gruesos
DIBUJO DE LOS NEUMATlCOS
Dibujo poco profundo con surcos gruesos
Terreno rocoso
Huella lisa y lo mayor posible
Terreno que se hunde
Mínima presión de inflado
Mínima presión unitaria sobre el terreno
Tabla 4.9 Dibujo de los neumáticos ~.
4.95 CONCEPTO TV.H.
Es un críterio para comparar resultados de la vida de neumáticos fuera de carretera (off road), caso de dúmperes, traíllas, etc.
,.4 "
TY.H. representa toneladas medías transportadas por la velocidad media y por las horas recorridas. (Toneladas x Km recorridos en su vida).
Ejemplo: El camión A acarrea 35
t
a una velocidad media de 16 Km/h Y se han cambiado los
neumáticos cada 3.000 horas. El camión B acarrea 35 t a 20 Km/h,
Y
se cambian los neumáticos a las
2.500 horas.
Camión A: TV.H. ~ 35 x 16 x 3.000 ~ 1.680.000 t x Km Camión B: TV.H. ~ 35 x 20 x 2.500 ~ 1.750.000 t x Km
Luego, han dado mejor resultado los del B.
Juan Cherné Taril onte Andrés González Aguijar
57
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
58
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
e
e'
e Movimie nto
de Tierras
C AP IT UL O
Movimie nto
de Tie rras
5 ORUGAS
NEUMÁTICOS MAQUINARIA
EN EL MOVIMIENTO
DE TIERRAS
5.1 ESFUERZO
DE TRACCiÓN
Y RESISTENCIA
AL MOVIMIENTO.
Til:rru seca
61 1
HJ
Tierra no trabajada
75
Tierra trabajada
80
55 65
TiC/TU Y barro
10 0
80
y grava
12 5
90
Mucho barro
17 0
11 0
Arena
5.1
J
LAS CURVAS
CARACTERÍSTICAS
DE LA TRACCIÓN.
Pista dura y lisa
y lisa
Pistafirme
Los tractores. relación
utilizados
normalmente
muy bien determinada
proporcio na.
Esta rela ció n
en el movimiento
entre el esfuerzo
es consecuencia
que proporcio na
el motor y la velocidad
directa de las curvas [par-rpm].
[rpm la las que el motor trabaja, se obtiene el esfuerzo
5.1.2 RESISTENCIA
de tierras. están caracterizados
Sabiendo
Pis/a de tierra con rodada
el número de Tabla 5.1 Coefieicnte
dc rodadura
DE RAMPAS Y PENDIENTES.
máquina, se obtiene de la forma:
11,.~~ K,.P,
Dado que las pendiente s relación fácilmente
o rampas no tienen mucha inclinación,
al desplazamiento(rodadura)
"r
(Kg)
P, : Peso del vehículo en orden de marcha, con su carga (t) de rodadura
El valor de PI se suele obtener
el valor del peso de la máquina
=:tlOp.P,
siendo:
(Kg/t )
multiplicando
sc pucde utilizar la siguientc
deducible:
Siendo:
K, : Coeficiente
--
A LA RODADURA
que opone el terrcno al avance de una determinada
R, : Resistencia
---
10 0
de tracción.
5.1.3 INFLUENCIA La resistencia
---
75
blanda
Pis/a de grava suelta
ideal que
20 30 50
Pis/a de tierra con rodadas
por una
32
30
Macuclwn
sin aditamentos,
por
Rp : Resistencia
a pendicntes
p. Inclinación
de la pendie nte
o rampas (Kg). en valor absoluto en %. Para rampas
(+)
Para pendientes (-).
PI : Peso del vehículo en orden de marcha, con su carga (t)
1.45.
Se desprecian Los valores usualmente
empleados
del coeficiente
otras resistencias
como las debidas al aire o las debidas a la inercia.
de rodadura son los siguientes: Se.denomina
esfuerzo útil al esfuerzo capaz de proporcionar
la máquina menos. el esfuerzo debido u
la rodadura menos (o más) el debido a la rampa (o pendiente).
Juan Chcrné Taril ontc Andrés González Aguilar
59
Construcciones 50
Industriales
Ingeni(.~ría Induslrial
Juan Chcrné Tarilo ntc Andrés Gonzúle z Aguilar
60
Construcciones 5° Ingenie ría
Industriales Industr ial
I\.e
'e M ovimlellto
5.2 PROBLEMÁTICA
Los elementos
de Tierras
M ovimiento de Ticnn:i
DE LA ADHERENCIA.
5.3 EXCA VACI6N
motrices de las múquinas (neumáticos,
-
orugas, ..) pueden nu tener una adherencia
EN DESMONTE
5.3.1 CARACTERIZACI6N
------_&_ .. _--
Y EXPLANACI6N.
DE LA ACTIVIDAD.
perfecta con el suelo. De nada serviria una máquina Con un esfuerzo de tracción útil elevado si por falta de adherencia (órganos de rodadura-suelo)
no lo pueden desarrollar.
Es el conjunto de operaciones o para extraer de préstamos
La condición de la adherencia
debe comprobarsc
en todos los cálculos para tcncr situacioncs
para nivelar
y
desmontar
las tierras necesarias
el terreno en el que ha de asentarse
una obra
para ejecutar un terraplén.
reales
dc comportamiento.
Atendiendo
El esfuerzo máximo que pucde establecerse está dado por la simplc expresión: E a = K a P t
a la dureza del terreno, la excavación excavación
en roca,
excavación
en terreno de tránsito,
excavación
en tierra.
se clasifica en:
Siendo:
-,.0
E, . Esfuerzo adhercnte K, : Cocficiente
Este tipo de acti vidadcs
de adhercncia
P, . Peso total de la máquina, en orden de marcha más su carga (Kg)
El coelkienle
se caleula experimentalmente,
pudiendo establecer
5.3.2 EXCA VACI6N
A, EL
MlJrglJ arcillosa
0.2
sem
O.á O.] O.')
Marga lJrcillosa húmeda
0.5
Arena seca
0.4
0.7
Arena húmeda
0.2
O.]
Suelo de cantera
0.4
0.5
Camino de gruva
0.6
0.5
Tiermjirme
0.4
0.5 O.')
Tierra
.\'uelw
BULLDOZER.
Los bulldozer O.')
0.6 0.45
T"bla 5.2 Coeficiente
son tractores
Se emplea para realizar excavacioncs vegetales
y
extendido
de una cuchilla
frontal rigidamcnte
y
superficiales
unid a a él, que forma un
vertical.
en tcrrenos compactos,
para la limpieza de capas
árido.
y
velocidad
hasta 10 Km/h montado
sobre orugas
hasta 25 Km/h montado sobre neumáticos
de adherencia
El angledozer
Construcciones 5 ° I n ge n i er í a
de tierras
La distancia óptima de trabajo es hasta 100 m
O.á
Industriales I n d u s tr i a l
es similar al bulldozer,
pero con posibilidad
La cuchilla está más scparada de la máquina
menos apropiados
61
dota dos
ángulo de 90' can el eje del tractor. La cuchilla tiene movimicnto
horizontal.
J u a n C h c r n é T a r i lo n t c Andrcs Gonzálcz Aguila r
POR MEDIOS MECÁNICOS.
ORUGAS
d/lra "eca
ArcilllJ dum húmeda
de Obras Públicas,
resulta 'necesario emplear maquinaria,
por tratarse siempre de la solución más económica.
los siguientes valores:
NEUMÁTICOS Arcilla
se suele realizar con equipos pesados de maquinaria
dado que cuando el volumen de tierras a excavar es importante,
los angledozer
Juan Chcrné Tarilonte Andrés Gonzitlcz
Aguijar
y
de dar a la cuchilla
no forma un conjunto
giro cn plano
tan rígido, rcsultando
para los trabajos de potencia.
62
Construccio nes
5 " In g c n íc r i a
Industriale s
I n d u s tr i a l
y
e'
e
e Movimiento
En las especificaciones pesos, los sistemas
técnicas
internos
de los diferentes
de configuración,.
de Tierras
Movimiento
fabricantes,
,incluso
están detallada~
¡as dimensiones,
las curvas que caracterizan
los
el esfuerzo.
H
Altura tierras arrastradas
de Tierras
en cm.
C, y C, Coeficientes
En el momento tongada a excavar
de empezar
la excavación
en función del esfuerzo
h
=
H, permitiendo
C,
Tierra común
/./0
Arena y grava
115
6.5 })
/90
8
230
7
Arcilla o material
granular
Tabla
5.3 Valores
de los coeficicntes
de bulldozer
viene dado por la fórmula
R(m'/h)=
5,1, Bulldozer
DD80(L)
V, : Capacidad
de DAEWOO.
de la cuchilla,
Fe : Faclor de eficacia
A l. Actividad
de excavación
continuada.
y transporte.
Ct : Coeficiente
de Excavación
3
en m de material
de la máquina.
del material
se realiza un esfuerzo,
evaluado
por la siguiente
CI y C,
de transformación.
esponjado.
depende
del conductor,
por la máquina
estado de la maquina,
clase
suele varia entre cI 70% Y el 80%.
Se pueden establecer
transportaclo
.}1
No se puedc lograr que la máquina trabaje de forma
Su mayor o menor eficacia
según que el material En la excavación
de la
siguiente:
V, .60. Fe. Ci 7~
de terreno y tipo de trabajo. El factor de eficacia A l. l. Esfuerzo
inicial
Rendimiento
El rendimiento
Figura
cI espcsor
C,
Piedra suelta
AI2.
evaluar
disponible.
los valores
se cubique
medios del siguiente
s/perfil, esponjado
cuadro,
o
compactado.
relación:
E, ~ (Cr'C,H¡ /
Siendo: E,. h
Juan Cherné
Esfuerzo Espesor
arranque tongada
Taril ontc
Andn:'s Gonzálcz
AguiJar
en Kg.
en cm.
63
Construcciones
5° Ingeniería
Industriales
Industrial
Juan Cheme Tarilonlc
Andrés Gonzálcz Aguilar
64
Conslrucciones
5° Ingeniería,
Industriales
Industriul
e'
e
e Movi.micnto
de Tierras
Movimiento
A.2. Actividad VOLUMEN
TERRENO
ESPONJADO
S/PERFIL
Arcillu
1.00
es necesario
económica
utilizar
de velocidad
del ripado
un bulldozer
/./0
O.?O
ciertos materiales
O.?5
o no es su velocidad
Tabla 5.4
que no son exeavables
reside
directamente.
en el abaratamiento El parámetro
Tiempo
siempre
del costo de extracción
V,: VELOCIDAD
SiSMICA
(m/seg.)
RIPABIUDAD No es necesario
utilizar r;pel'
El tiempo variable depende de la distancia
400
Riper de 3 dientes
800
Riper de 2 dientes
A\i
/200< V,<2000
de gestión, acoplamiento
al tajo y adaptación.
~
/liper de / diente Estlldio
3000
especial
j . . • .
J I posterior
npado
No se debe ripar
T¡lbla 5.5
e hinca de la hoja ..
.5 seg. l."c
Excavación.
El rendimiento
v:,x, Parada ..
de un bulldozer
ripando viene definido
por la relación:
.2 seg.
Giro .
R ( " ; , ' ) ; A . B .
2 seg. de marcha.
L 'f:'r m .
Parada.
2 seg.
siendo:
V't"tn,e
Giro .
.2
de marcha.
E : Valor
asociado E ;
1
I diente
1 seg.
E ;
1.9
2 dientes
2.7
3 dientes
V, : definida Tarilontc
65
al número de dientes que utiliza eí bulldozer
seg.
E ~
Andrl~S Gonzálc7. AguiJar
V;.~
e.
1 seg.
Retroceso.
Juan (,herne
Prevoladora
V,>3500
A. 1.3. Ciclo de trabajo piloto
Inversión
"
Varía entre 0.8 y 0.9. 2000< V,<3000
Inversión
;~
y
de la velocidad de marcha.
Puesta e movimiento
de
que decide si un terreno es ripable
en el ciclo, en minutos. Es la suma del tiempo fijo y del tiempo variable.
fijo es el que se emplea en maniobras
N: Coeficiente
que
sísmica.
V,<400
Te . Tiempo empleado
para ripar la superficie,
sísmica.
O.?O
/.40
U/O
Arena
muy compactos
ésta no exceda el valor de 3500m/seg
COMPACTADO
La gran importancia
/.25
1.00
Tierra
de ripado.
(ni') En terrenos
CLASE DE
de Tierras
Construcciones
Industriales
5° Ingeniería Industrial
Juan Chcrné
por la relación:
T a r il o n tc
Andrés Gonzillcz Aguijar
66
Construcciones
5° Ingcnicria
Industriales
Industrial
e
e
ede Ticrms
f\:1c;lVimicnlo
[1, =
de Ticrrils
MovimIento
K H ' { / ;, ' )
Obras gmndes A : Codiciente
.... 0.60
de solape:
Se adopta para todos los casos el valor de 0.9 H .
Prufundidad
del elemento
dc arrancar el terreno.
Oscila
en torno
los 50 cm, expresada
en
PJra todos los casos se suponc quc el {rnetor (iclle slIrícicil(l;
metros.
V: Velucidad K : Codieiente
qne depende
Rocas con tendencia
Macizo
forma permanente
de ripadu (lI1/se(;.) Ls lIsual ripar entre 2 y 3 KII1/h.
fracturadas
y macizos
de mcilla
porosas, meniseas
y diaelasadas.
Rucas dmas sanas, estratificadas
C: Coeficiente
y
que supera de
del terreno:
plústica
de roca friable. calizas
Rocas duras
pOlencia móvil
el limite por adherencia.
o.~
dura ...
B. THAILLAS.
mal cementadas.
.. ...
Las traillas
t.1
o con esquistosidad
muy marcada.
extendido
J.2
Las traíllas
cíclico: Cido
son máquinas
para distancias
para realizar
en obras lineales
pueden ser rcmolcadas
autopropulsadas,
{}f'(}c/U()'livo
disci'ladas
de tierras. Se emplean
por lractores,
de transportc
simultáneamente
de movimiento
para distancias
la excavación.
el transporte
de lierras (canteras,
de transporte
canales,
y el
cte.).
de 100.111.a 500 m. o
de 300 a 1500 m.
C = CÍf..:/O lotal
La velocidad
Se obtiene
a partir de la evaluación
oscila entre 30 y 60 Km/h, dependiendo
de las circunstancias
de la vía.
del ciclo: ... 5 seg.
Arrancar
Longitud ripado Avanzar
[1
nr"d"
. J seg.
Sacar nper Girar
180•.
Ilincar
.... 7 seg.
riper ..
... 5 seg
Longitud ripuuo Avanzar.. Y ' : ' I ' ' ' ' / O
Sacar ripcr . Girar
Si el terreno
"
.
180.
. 3 seg . .... 7 seg.
es llano se ripa en ambos
sentidos.
Si tiene
una
pcquciia pendiente
Figura
se ripa en sentido
5.2 Motonil'eladora
de la gama
CIIAMI'I ON
Gl~AJ)EHS
de VOLVO.
favorable. 13: Coeficiente
de gestión,
O br as
.
pe qo en a,
hl;]n ('heme Tanlonlc ¡\lltlrl~S Gonzillcl. AguiJar
adaptación
y acoplamiento:
0 .4 5 67
Construcciones lndustriillcs 5" Ingeniería Industrial
Juan Chcrné
Tariloll!C
Andrcs Gonzálcz Aguilar
65
COllslruccioncs
5"lngcllll:ria
Il1duslrlil]CS Industrial
.
•
•
Movimiento dc Tierras
En las especificaciones configuración,
M o vi m ie n to
técnicas de las diferentes traillas, se detallan aipoctas funcionales de su
d e T i cr m s
.
T,: Tiempo del ciclo en minutos. El tiempo fijo corresponde a la carga.y al extendido de tierras. El tiempo variable es el necesario para cI recorrido de ida y vuelta.
así como las curvas características.
n . Cocficientc de gestión, adaptación y acoplamiento. B.I. Esfuerzo de excavación. Como en casos precedentes, el principal elemcnto es el ciclo. En la excavación de un determinado material se realiza un esfuerzo. definido por a relación: E, ""¡C, h+C2 N I 1
La capacidad nominal real de una traílla es la siguiente: CNII
=
CN? x Cd
siendo: E, . Esfuerzo de arranque en Kg.
siendo:
h : Espesor de la tongada en cm.
CNP : Capacidad nominal práctica
H : Altura de la caja de la traílla.
Cd : Coeficiente de disgregación del matcrial
C, y C, : Coeficientes. definidos en el cuadro siguiente:
CON EMPUJADOR
AUTOCARGABLE
Cl
CI
C2
Tierra buena, zahorra
1
Arc¡ffa arenosa
0.98
105
I .J
120
3
ARCILLA DURA
160
16
180
3
I .J O
21
ZAHORRAS
//0
16
140
Cd
C2
TIERRA COMÚN
ROCA RIPADA
MATERIAL
seca
0.95
Arena suelta
Arcilla
0.90
Grava slIeita
3
Arcilla
Tahla 5.6
0.85
húmeda
0.80"0.95
Roca npada
0.75.0.90
Tabla 5.7 B.2. Rendimiento de las traillas. Longitud de earga y descarga: El rendimiento de las traillas viene dado por la relación:
[ m ')
CNII
, : e . o
V.60 .. 1 1 - = ,. h
1 . =
,
h .L .C ,
"n
7;
donde C, : Coeficientc expansión del terreno.
siendo:
h : Altura de la cuchilla (0.25/0.30 m.)
V, : Capacidad de la caja de la trailla en m] Juan Cheme
Tarilo lltc
Andrés Gonzálcz Aguilar
69
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherne Tarilontc Andrés González Agui lar
70
Construcciones Industriales 5" Ingeniería Industrial
•
• Movimiento
L : Longitud de la cuchilla
•
de Tierras
Movimiento
dc Tierras
b) Tiempo invertido en acoplamientos (sólo en las trallas empujadas)
(3.25/4m.) 1,/
=
3./ {= ' -
0.71,
"
0.4 V ",
El coeficiente de cxpansión del terreno se obtiene del cuadro siguiente: equivalente a la anterior. EN CAJA
EN BANCO Trailla convencional
MÍNIMO
3
1m
Trailla autocargable
1.10 m
3
J
3
1m
1.15 m
M ED IO 1.18 m
/.28
3
" ,3
El rendimiento
M ÁX IM O
global está multiplicado
por un factor que engloba el coeficiente de gestión,
adaptación y acoplamiento, que liene unos valores comprendidos entre 0.9 y 0.8 .
3
1.25m / .4 0
3
m
C.1'ALAS EXCAVADORAS Y CARGADORAS.
T¡lbla 5.8 Coeficiente de expansión del terreno Son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neumáticos y una superestructura Existen unos grálícos obtenidos tras ensayos que permiten transcribir la experiencia en este tipo de
giratoria dotada de un brazo con cuchara, accionado por mando hidráulico o por cables.
actividades y qne permiten evaluar tiempos, que de otra manera son dit1cilcs determinar. Se utilizan para excavar en frentes de trabajo de cierta altura y realizan los movimientos s'iguientes: El tiempo de ida (cargado) y vuelta (vacío) se puede determinar del gráfico potencia/velocidad
de a
trailla que se utilice. En casos normales se pueden adoptar valores comprendidos entre 20 y 50 Km/h.
excavación de abajo hacia arriba, giro horizontal y descarga de la cuehar~, giro horizontal de regreso al frente de trabajo.
También hay que añadir los denominados ticmpos complementarios: a) Tiempos perdidos en giros: 3/,
Ig
v "
=
=
0.4V",
1,..+/". 'te
Longitud de ca"ga.
1,: 1"
+ ',..
.
1 ". :
Longitud transporte cargado.
Figura 5.3 Pala cargadora
Longitud transporte vacío.
t" : Tiempo transporte cargado.
Las palas cargadoras son máquinas sobre orugas o neumáticos, accionadas por mando hidráulico,
t,v: Tiempo transporte vacío.
Juan
('heme
Andrés
Tarilontc
Gonzillez
Aguilar
\VA 700-3 de Komatsu
adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, eJi camiones o dúmper. 71
Construcciones
5° Ingenie ría
Industriales
Industrial
Juan Cheme Tarilonle
Andrés
Gonzálc z
AguiJar
72
Constr uccio nes Industriales 5° ingcnierí< l Industrial
i;
• Movimie nto
•
de Tierras
Movimiento
re:
raclor de eficacia de la milquina,
re' : raclor
de cficacia de la cuchara, !lojo .
90-100%
Terrcno
medio
80-90%
Terreno
duro.
Terreno
la descarga
15-20 seg.
Terreno
medio..
20-25 seg.
5.4 Pala excavadora
SOLAR
450-1lI GIANT
de DAEWOO.
Una estimación
media
Comprende
la excavación
el giro hasta la de 90' es:
25-30 seg.
mayores
Figura
de la clase dc tcrreno:
y el giro hasta origen. El tiempo del ciclo, con rotación
!lojo .
Terreno duro
Figura
del ciclo en segundos.
Terreno
Para rotacioncs
entre 70 y S O % . que depcnde
50-80%
T, : Tiempo de duración descarga,
de Tierras
o menores,
5.5 Descarga
se sumarán
o restarán 2 segundos
de tierras
sobre un dúmper;
de lo que podria
ser un ciclo-piloto
por cada
máquinas
10' (18 seg por 90").
VOLVO.
de una pala cargadora,
puede
ser la
siguiente: El reodimiento
de las palas vielle dado por la fórmula: R In _
.
Ve:
Capacidad
Juan Chcrné Tarilo nlc
Andrés González Aguijar
[
J )
=
V
h
e
3600
Excavación /'.'e Fe'.
e
Inversión
I seg.
Retroceso cargada.
.3 seg.
I
T,
Giro .
] scg.
Parar
] seg.
de la cuchara en m'. 73
6 scg.
y carga. marcha.
Construccio nes Industriales 5 Ingenicria Industrial D
Juan Chcrné Tarilonte Andrés Gonzúlcz
AguiJar
74
Construcciones
5° Ingcnicria
Industriales
Industrial
¡e
le M o v im i en t o
e'
d e Tierras
Movimiento
de Tierras
-~~-\5-;-:'carga
...... 4 seg.
Invertir marcha.
I seg.
Descenso
Transporte
- Camiones:
Dúmper: Suelen
I scg.
Parar
Volteür carga.
Retroceder
destinados
~~, al transporte de cargas superiores a 500
de caja bascula nte ejes tracto res
cortos, fuera de carreteras capacidad
muy reforzada (tara mayor o igual a la carga útil).
y calzar
neumáticos
o caminos de transporte,
todo terreno.
y tienen capacidad oscil ando
Se emplean
para
de carga muy variable.
los pesos netos entre 30 y 40
toneladas con cargas útiles entre 40 y 60 toneladas.
2 seg.
G i ro .
•
Avance frente .
varios
Suelen tener una elevada
I seg. .
Vehiculos tener
transportes
. 4 seg.
lovertir marcha..
de caja descubierta,
Kg, siempre han de ser basculan tes .
.!.:-36 12
. .. .. .. .. .. .. .
Vehículos
•• •
•••
Parar
•••
o
•
•• ••
o
1 seg .
•• ••• ••• ••
• •••
• •
........................
27 +
TOTAL
.20 !:-
36
I seg .
3 . 6 L [ -'!'" +...!....J 12
20
segundos
D. CAMIONES Y OÚMI'ERS. El transporte
de material excavado
operación
comprende
transporte
de las tierras necesarias
El transporte el tr ansporte especialmente
carreteras
a vertedero o al lugar de empleo es uy usual en las obras. Esta de tierras
sobrantes
de 'Ia excavació n
a vertedero,
o bien el
para efectuar un terraplén o un relleno.
de tierras a verte dero
de tierras
puede formar una unid ad única con la excavació n
para pedraplén
suele estar incluido
en la unidad de terraplé n
en desmonte y compacta do,
Figura 5.6 Dúmper
Terex serie TR60
cuando esta unidad se realiza con bulldozer o traillas.
Tanto camiones peculiaridades.
el Jransporte
como dúmper
Mientras
convencionales),
los segundos
diseño especial que los compatibiliz an
Juan Chcrné Tarilo nte Andrcs Gonzálcz AguiJar
son medios de transporte
ara largas distancias,
con una serie de
los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por no. Los segundos,
además de su gran capacidad,
para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados,
75
tienen un etc.
Construcciones 1ndustriales 5° Ingcnieria Industrial
Juan Chcrné Tarilo nle Andrés González Aguijar
76
Construcciones Industriales S " In g e n i er í a I n d u s tr i a l
•
•
• Movimie nto
de Tie rras
Movimiento
de Tierras
Interesa cargar al dúmper o camión con un número entero de paladas. El rendimiento de la maquinaria de transporte viene dado por la fórmula siguiente:
R ( m J Ó I ) h
=
v>60'Fe T,
V,: Capacidad de la caja en m3 o t. Fe : Capacidad de eficacia de la máquina, siendo función del conductor y estado de la misma, tipo de tierras a transportar y estado del terreno. Varia entre el 70 y 80%. Te. Tiempo del ciclo en minutos. Suma del tiempo fijo (carga, descarga y maniobra) y del tiempo variable (marcha). La unidad de transporte de tierras se mide y abona por metros cúbicos de tierras realmente transportados, es decir, de tierras esponjadas. Figura 5.7 Dúmper articulado TEREX TA35. En proyecto, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen de
El ciclo de trabajo de un dúmper se puede desglosar de la forma siguiente:
excavación y el volumen de relleno, teniendo en cuenta el coeficiente de esponjamiento. El transporte
Salida de la zona de carga.
de las tierras necesarias para realizar un terraplén o un relleno en función del volumen necesario para
Transporte cargado
estas unidades y se mide sobre planos o perfiles del proyecto.
Descarga. Maniobra de salida de la zona de descarga.
En obra, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen ~ealmente
Transporte vacío (retorno).
excavado y el de relleno, teniendo en cuenta el esponjamiento real del terreno. También puede medirse
Maniobras hasta posición de carga.
por cubicación de la caja de los camiones y conteo de los mismos, pero este procedimiento se presta a
Carga.
errores y discusiones entre la Dirección de Obra y el Contratista.
Para evaluar los tiempos de transporte, las especificaciones técnicas de cada vehículo, permite estimar la velocidad, en las dos situaciones diferentes: cargado y vaCÍo.
El transporte de tierras a obra para ejecutar un terraplén o pedraplén, se mide en función del volumen de terraplén o relleno a realizar, por diferencia entre los perfiles iniciales y finales tomados directamente en obra.
Las otras actividades complementarias se estiman con criterios lógicos basados en la experiencia. La carga depende del sistema que se utilice. La producción obtenida para la pala, marca la producción.
Juan Cherné Tarilo nte Andrés Gonzále z Aguilar
77
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cheme Tarilo nte Andrés González Aguilar
78
ConstrucCiones Industriales 5° Ingeniería Industr ial
• Movin~lcllto Je Ticlr
/ium
Figura
5.8 Dúmper
lnlbajando
Un estudio general más completo
en condiciones
lleva a considerar
climáticas
c,lrcm:ls.
el tándem pala-ealniÓl,/ dúmper
de la siguiente
forma:
E.EXCAVACIÓN A MANO. Ciclo de la pala: 1¡l'Seg. Carga de una palada: Cp m'banco. Númcro de paladas: Cdes
'Esl~ tip~ de exc;v ació n
Cd N = -
se realiza en obras de péq~eña i!1)pqrl~~'cia:y'
reducidos:
C ¡,
' 1 : ca paeidau
dcldúinperc n
"ban,o".
.1 m) banco ..",.-:--------,-----
"C
Cd=
. o
m) dúml~r.
..
v
"'"1'''''
Ó
Tiempo dc carga: Ic
=
N.tp
Ciclo dúmper: Td Número de dúmper:
11
Un peón de fuerza media puede palear:
= .!:!...N'(p
1.6 a 1.8m. en altura 3 a 4 m. en horizontal
C om o
s e a p re ci a,
e s d e g ra n
i nt cr és
l a c al if ic ac ió n
dd
v ol um en
f in al
q ue
s c c on si de re :
2 a 3 m. salvando
~:t:.:.
",h
un desnivel de 1m.
banco/camión.
Si no se dispone de mejores datos, se pueden utilizar los siguientes
valores:
5.3.3 SISTEMAS
A continuación, manera,
lo tratado
movimiento
Juan ('heme
Tarilollte
Andrés Gonzálcz Aguijar
79
Construcciones S" Ingenierja
Industriales Industria l
ORGANIZA TIVOS GENERALES.
y sin carácter
exhausti vo,
en este punto, e dcmás
se indican marcada
una serie de ideas que resumen, significació n
en la compleja
en cIerta
actividad
del
de tierras.
Juan Chcrné Tardon!c Andres Gonzálcl. Aguil~r
80
Construcciones 5" Ingcnicria
lnduslrialcs Industrial
'-'-"',~.,-.
•
•
• Movimiento
Movimiento
de Tierras
A. La producción.
de Tierras
Ripado
Bulldozer
Pala
(arranque)
(amontonamiento)
(carga)
Camión ó Dúmper (transporte)
Terreno
• Arrancar
SIN V(m'). -.
VOLADURA
Cubicar(interesa afinar en los cálculos)
Ripado
Traílla
(arranque)
(carga, transporte, extendido)
Bulldozer
P al a
Ca mi ón ó D úmp er
Bulldozer
(arranque)
(carga)
(transporte)
(extendido)
+ Transportar
Bulldozer (extendido)
Trailla Como parámetro: TIEMPO T (horas)
(arranque, carga, transporte, extendido)
Hay que ir a un ritmo de tantos m3 /hora ~
TUNEL . perforación ~ voladura - desencombrado - carga a dúmper - transporte -
~
Depositar: EXTENDIDO
PRODUCCIÓN
;'~
extendido
CON VOLADURA
,"";.
CANTERA: dimensionamiento - desmonterado - perforación - voladura;- carga - transporte - extendido ;j), ••
. B. El <:oste.
Tabla 5.10. Catálogo de tajos usuales
Para cada terreno, con las máquinas disponibles, se deduce la Producción. Con la producción: hay que tratar de "casar" la maquinaria para conseguir los m3 /hora necesarios para cumplir con los
D. La utilización de la maquinaria.
volúmenes y el tiempo y de aquí obtener el número de máquinas y con los precios el COSTE, es decir, Ptas./hora, de la maquinaria. Asi se puede lograr el coste total, que hay que tratar de minimizar. BULLDOZER C. Organización de los tajos.
RIPPER
Arranque Arranque + Transporte Arranque Puede arrancar en terreno blando.
- Cubicación del movimiento de tierras. Sobre perfiles en plano o en campo. - Calendario de dias útiles. Limitaciones del Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares.
Arrancar + transportar PALA
- Planificación inicial de acoplamiento de producción de maquinaria.
m a y or e s
~
óptima
d ú mp e r o
camion)
TRAILLA
Andrés González Aguilar
hay mejor longit ud
p a ra l on g it u de s
- Separar los tajos.
Juan Cherné Tarilo nle
(no siempre:
81
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilonle Andrés Gonzále z Aguilar
Arranque
+
82
Transporte
Construcciones Industriale s 5° Ingeniería Industrial
.
•
Movimiento
de Ticnas
Movimiento
Los desmontes 0-100
TRANSPORTE
m.
100-200
)200
m.
pueden medirse también
•
de Tierras
por cubicación
de las cajas de los camiones
que transportan
m.
os productos
excavados,
determinando
previamente
el esponjamiento
real dellcrrcno
BULLDOZER 150-200
PALA TRAILLA
Se aplicará
la fórmula siguiente:
PALA-DUMPER
/)=V,.N
~
Tabla
5.11 Esquema
de utili7J1ción
de la maquinaria
y distancias
óptimas
de transporte
100
D : Excavación E. Configuración
del coste total.
- Costes
de barras.
horarios de maquinarias,
- Coste unitario
sobre el perfil en m
V< : Medida de la caja del camión N: Número
- Plan de obras: Diagrama
medida
J
en m]
de camiones. real del terreno en %.
E: Esponjamiento
actualizados.
dc cada tajo.
Aunque
- Coste de mano de obra auxiliar.
en otro punto ya se ha tratado
continuación
Ingenicro.
un resumen
de las diferentes
el tema de la cubicación
de perfiles
seecione3 'que pueden coincidir
graflados,
al determinar
se incluye a el volumen
de
excavación.
Ingeniero Técnico. Oficial
¡".
Peón especializado.
5.4 EXCAVACIONES
ESPECIALES
Peón - Olros trabajos
complementarios
Presupuestos Evaluación
parciales
(caminos
complementarios,
energía cléctrica).
5.4.1 EXCA VACJáN
global de los rcsultados.
Se entiende o inferior
La unidad diferencia
se mide y abona
entre
los datos
EN ZANJA.
y global.
por metros
iniciales
tomados
cúbicos
realmente
excavados,
antes de comenzar
medidos
los trabajos
sobre perfil,
y datos finales
por
tomados
Atendiendo
por excavación
a dos
metros,
a la dureza
en zanja, la excavación
pudiendo
del terreno,
tránsito o en tierra, pudiendo
longitudinal
cuyo fondo
verticales
o inclinadas
ser las paredes la excavación
se clasifica
en :excavaclón
ti
elle
con
una anchura iguui un cierlo
talud.
en ruca, en terreno de
ser csle último caso !loja, media o dura.
después de concluidos. 5.4.1.A. Excavación El procedimiento
nurmal cs cl de realizar
y otro a su terminación,
dibujando
En otros casos se pueden
Juan Cheme Andrcs
Tarilonlc
Gonzillez
Aguilar
un levantamiento
los correspondientes
topográfico
perfiles transversales
dejar unos hitos que sirvan de testigos
83
antes de iniciar
para la medición.
para la cubicación
Cuando se trate de pequeños
de las tierras.
Construcciones 50
a mano.
los.t rabajos
Ingeniería
Industriales Industrial
El rendimiento
la excavación
en zanja puede realizarse
a mano.
medio dc un peón es el siguiente:
Juan Chcrnc Tarílonte
Amires GonzaJez
volúmenes,
Aguijar
84
Construcciones 5 0 Ingeniería
Industriales Industrial
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
de Tierras
Terreno flojo. RELLENO Y COMPACTACIÓN (m /dia)
EXCAVACIÓN Y EXTRACCIÓN (m /día)
80-90%
Terreno duro
50-80%
3
3
Terreno flojo Terreno medio Terreno duro
90-100%
Terreno medio.
6
7
.¡
7
2.5
7
Ct . Coeficiente de transformación. Para transformar el material esponjado que contiene la cuchara de la máquina, en material en su estado natural, medido sobre perfil.
VOLUMEN (m') Tabla 5.11 Rendimiento medio de un peón
5.4.1.8.
CLASE DE TERRENO
SIPERFIL
Tierra Arcilla Arena
Excavación Mecánica.
ESPONJADO
COMPACTADO
1.00
1.25
0.90
/.00
/.40
0.90
/,00
1.10
0.95
Cuando la importancia de la obra lo requiera, o el tipo de terreno lo aconseje, la excavación en zanja Tabla 5,12
se realiza por medios mecánicos. Zanjadoras: Son máquinas sobre orugas, generalmente de cangilones, que vierten las tierras excavadas en los bordes de la zanja o directamente sobre vehículo, pudiendo utilizarse induso en terrenos de tránsito. El ancho de la zanja varia entre 45 y 60 cm, la profundidad hasta 2.5 m. y su rendimiento entre 20-25 m /h, según sea la clase de terreno y la anchura y
T, : Tiempo de duración del ciclo, en segundos. Comprende la excavación, el giro hasta descarga y el giro hasta origen.
3
profundidad de la zanja. Retroexcavadoras: Tienen la cuchara invertida y están compuestas de un bastidor montado sobre
El tiempo del ciclo, con rotación de 90° es: Terreno flojo
15-20 segundos
Terreno medio.
orugas o neumáticos y una estructura giratoria dotada de un brazo en el que está montada la
20-25 segundos
Terreno duro
cuchara. Son muy adecuadas para excavaciones en zanja y profundidad, realizando los
20-30 segundos
movimientos siguientes: giro horizontal y descarga de la cuchara; giro horizontal y regreso al punto de trabajo. El rendimiento de las retroexcavadoras viene dado por la fórmula:
R ( ~ )
=
_lé_c_. 3_6_0_0_' F_e_ .F_e_ '._C_'t
h
Para rotaciones mayores o menores, se sumarán o restarán 2 segundos por cada 10°. La excavación en zanja se mide y abona por m' realmente ejecutados, medidos sobre perfil. En
T,
proyecto la medición se realiza sobre planos, teniendo en cuenta la sección de tipo de zanja correspondiente a cada punto.
Vc . Capacidad de la cuchara, en m de material esponjado 3
Fe . Factor de eficacia de la máquina. Su mayor o menor eficacia depende del conductor y estado de la máquina, clase de terreno y tipo de trabajo El factor de eficacia varia entre 70-80%
En obra se mide la excavación realmente ejecutada, con ayuda de los perfiles transversales que previamente hay que levantar.
Fe': Factor de eficacia de la cuchara, que depende de la clase de terreno Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
85
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
86
Construcciones Industr iales 5° Ingeniería Industr ial
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movimiento
---~ ---En algunos casos puede abonarse
la excavación
por metro lineal, como en los casos de zanjas para
Si la excavació n duración
conducciones de agua, eléctricas.
se hace por medios
de Tierras
mecánicos
del ciclo dc la m4quina excavadora
hay que aumentar
adecuadamente
Te, para tcncr cn cuanta la profundidad
el tie mpo de
dc la cxcavación
íl realizar.
EX CA VACIÓN CON EXTRACCIÓN
CLASE DE T ER RE NO
D E L A Z AN JA ( cm )
80-100
60-80
50-60
Tierra/loJo
1.20
1.30
1.-10
1.20
Tierra media Ticr,.u dura
1.65 2.C)O
1.75
2.15
1.20
3.10
3.30
4.50
-I.IiO
5./0
1.20 1.20
Tierra de ,,.lÍnsito
La unidad se mide y abona por m' realmente
RELLENO Y COMPACTACIÓN
-A NC II UR A
Tahla
CARGA A C AR RE TI LL A
CLASE DE T ER RE NO
con entihación
medido sobre perfil.
ELEVACIÓN CON POLEA O TORNO (por cada m)
CARGA A CAMIÓN
0.70
0.75
OJJ6
Tierra media
0.75
0.85
0.06
Tierra dura
0.80
O.Y5
0.06
T de Iránsilo
0.85
1.05
0.06
Tierraflofo
5.13 Tahla 5.14 Huras de peón necesaria s
En la excavació n
excavado,
para realizar
1m' de carga)'
elevación
de tierras
se aumentan los ticmpos en 0.55 h.
5.4.2.B Vaciado. 5.4.2 EXCAVACIONES
EN POZO Y VAC1ADO El vaciado es una excavación
5.4.2.A Excavación
en pozo.
excavado
vaciado es la excavación Son excavaciones profundid ad
verticales,
es superior
dc secció n
a dos veces el diámetro
circular
o poligonal
(cuadrada
o rectangular),
La excavación
En general,
puede hacerse a mano o por medios mecánicos, utilizándose en este caso palas
o con cuchara
hivalva, cuyo rendimiento
se calcula
de modo análogo
necesaria
circundante
de que la cota del terreno
en toda su extensió n.
Ejcmplo
típico de
para construir el sóla no de un edificio.
cuya
o lado mayor de la secció n.
maquinaria retr oexeavadoras
a ciclo abierto, que tiene la particularidad
queda por debajo de la del terreno
los vaciados
de excavación
con camiones
no suelen ser de gran extensión, dc poca movilid ad,
volquetes para el transporte
por lo que se emplean
como palas excavadoras
o cargadoras,
para realizarlos complementadas
de los productos sobrantes a vertedero.
a los casos
antcriores. 5.4.3 ENTIBACIONES La diferencia
con la excavación
supone la extracción
de los producto s
Si la excavación
0.06h. de peón
1m '
en zanja estriba, fundamcntalmente, excavados.
5.4.3.A Entibaciones.
se hace a mano, puede tomarse
como
rendimiento
de la extracción
con torno a
y m. de altura.
Juan Cherné Tarilo ntc Andrés González Aguijar
Y AGOTAMIENTOS.
en e mayor tiempo y coste que
Son aquell as
obras que tienen por objeto reforzar
las paredes
zanja s, para evitar el rie sgo de los posibles desprendimie ntos 87
Construccio nes Industriales Industria l 50 Ingeniería
Juan Chcrné Tarilontc Andrés Gonzalcz Aguijar
88
o frentes dc las excavaciones
en
de tierra.
Construcciones industriales S u lngcnicria Industrinl
•
•
• Movimiento
de Tierras
Movim iento
de Tierras
aunque su duración teórica puede ser mayor, hay que tener en cuenta las pérdidas, bien por quedar Cuando se quiere evitar la entibación y lograr que el terreno permanezca estable, es necesario dejar
aprisionada entre las tierras, o bien por los cortes que hay que darle para su adaptación.
el terreno excavado con una inclinación igualo menor que su ángulo de talud natural (ángulo de rozamiento interno). Sin embargo, en muchos casos no es posible proceder así debido, por una parte, al
5.4.3.B Agotamientos.
elevado coste de las sobreexcavaciones (caso de zonas urbanas), lo que hace necesario construir las Los agotamientos tienen por objeto eliminar el agua existente en determinados puntos de la obra,
entibaciones adecuadas para garantizar la seguridad.
especialmente en excavaciones y cimentaciones, para poder trabajar en s~co con ellos. Las entibaciones suelen realizarse con madera (tablones, tablas y rollizos) con elementos metálicos (paneles y puntuales), empleándose también cuñas, clavos y grapas.
El agotamiento se realiza normalmente por uno de los sistemas siguientes: - Canalizando las aguas hacia el punto más bajo, donde se instala una bomba adecuada que permita elevar y evacuar las aguas.
C LA SE D E O BR A
C UA DR IL LA (h )
Poco CUaJada
0.30
Medianamente Totalmente
cuajada
cuajada
MA DER A (1 )
rebajando así el nivel freático en toda la zona de trabajo.
.¡
0.50 1.00
- Estableciendo una serie de pozos filtrantes, dotados cada uno de su correspondiente bomba y
6
El equipo necesario para realizar los agotamientos está compuesto por grupos motobombas
8
sumergibles con motor eléctrico o por grupos centrífugos con motor eléctrico o gasolina, así como por Tabla 5.15 Mano de obra y madera necesaria por número de entibación
las correspondientes tuberías de aspiración e impulsión. Estas bombas pueden trabajar con agua que contenga arenas, arcillas o limos, hasta densidades del orden de 1.40 t/m'.
Según la densidad de la madera a utilizar, se pueden clasificar en poco, medianamente y totalmente cuajadas. A medida que el terreno tiene menos cohesión, la entibación deberá ser más cuajada, debiendo llegar a ser totalmente cuajada en terrenos sueltos arenas).
La potencia del grupo motobomba a utilizar depende en cada caso del caudal a evacuar y de la altura manométrica de impulsión. Existen grupos motobombas especiales para agotamiento, con J
potencias comprendidas entre 3 y 9 CV y caudales entre 20 y 600 m /h. La unidad de medida es normalmente el metro cuadrado de superficie entibada. En las obras en que se prevé la existencia de agua en el terreno, la partida de agotamiento se En proyecto se mide la superficie que se estima puede correr peligro de desprendimiento, que suele ser una parte o el total de cada una de las paredes de la zanja, pozo o vaciado.
encuentra normalmente incluida en la unidad de excavación, dividiéndose esta en dos partes, una excavación en seco y otra excavación con agotamiento.
En obra se mide la superlicie realmente entibada, teniendo en cuanta que la parte inferior de las paredes de las zanjas (20 a 40 cm) no suelen protegerse y, por lo tanto, no deben medirse ni abonarse.
Cuando sea necesario establecer una partida de agotamiento independiente, para poder realizar alguna unidad de obra en seco, la partida de agotamiento se mide y abona por hora o por jornada efectiva de trabajo.
La mano de obra necesaria para entibar y desentibar, está constituida por una cuadrilla formada por un oficial entibador y un ayudante. La madera se estima que tiene una duración de 8 posturas. pues
Juan Cherné Tarilo nte Andrés Gonzále z Aguijar
89
Construcciones Industriales S° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
90
Construcciones Industriales 5° Ingenie ría Industrial
.
• Movimiento
5.5 TERRAPLENADO
•
de Tierras
Movimiento
En obras
Y l'EDHAI'LENADO
caracterizadas
motoniveladoras, 5.5.1 TERRAPLENES
5.5.I.A
Equipos
Se entiende préstamos,
por lerrapten
de tcrraplén
considerarse
Los
que
re¡¡lizan
de una cuchilla
longitudinal
del tractor.
y compactación
utilizando
pucde considerarse
de préstamos.
equipos
Los tanques
de forma
frontal
con
ella,
simultánea
rigidamente
La cuchilla
de tierras procedentes
independiente
un conjunto
de la de excav¡¡ción lo cual es frecuente
la excavación
unida
a él, que
tiene movimiento
de agua son necesarios
de excavaciones
aparato de riesgo cs una barra perforada
también
las
y tr¡¡nsporte de tierras, en el caso
y el transporte
forma
de tierras
Figura
son los lractores
un ángulo
de 90'
con
5.5. LB Equipos
Las
de las difcrentes
o en un camión
o una alcachofa
cisterna
que distribuye
tongadas.
consolidado
contiene
aproximadamente
apisonadoras
que se obtenga
Pueden consistir
de capacidad
variable.
el agua de manera
uniforme.
al camión
empleado,
teniendo
máquinas
autopropulsadas
de 2 ó
3 rodillos,
de 20-3 cm. Su peso varía de 5 a 15 t
que Y
se emplean
la velocidad
en la
de trabajo
entre 2 y 10 Km/h.
La maquinaria
vibrante
pisones
gravillas,
en cuenta
son
El
0.18 m' de agua por m' de terraplén.
es el correspondiente
KOMA TSU.
dc Compactación
de tierras con espesores
manuales,
puedc ser apisonadoras planchas
arenas y, en general, terrenos
son aptos para terrenos tiempo de carga y descarga
5.9 Motoniveladora
el eje
tractor,
El rendimiento
utilizar
perfecto a la operación
o
vertical.
para la humectación
de agua sobrc la caj¡¡ de una camión
Un terraplén
de firme, se suelen
medios mecánicos.
compactación
en un tanque
y composición
con una misión bien definida: dar acabado
de exlendido.
a la extensión
formando
procedentes
dot¡¡dos
por su sección sencillas
de Extendido.
que se realiza normalmente
La partida o puede
Y PEDRAPLENES.
máquinas
de Tierras
o bandejas
autopropulsadas vibrantes,
etc.
o rodillos vibrantes Puede
con poco o ningún aglomerante,
compactar
en espesores
remolcados
por
adccuadamente hasta 25 cm. No
arcillosos.
el
de la cuba.
m') (
V.60.Fe
' 1 1 - =
h
Lus pedraplenes sea aquélla
son ubras análugas
procedente
de machaqueo
7~
a lus terraplenes, o de grave
ejecutadas
con piedra en lugar de tierra, bien
m
Figura Juan Cherné T"rilonlc Andrés
Gonzálcl:
Aguilar
91
Construcciones 5° Ingcnicria
Industriales Industrial
Juan Cherné Andrés
5.10 Compaetadoras
Tarilontc
Gonzalcz
Aguilnr
BITELLl
TIFONE 92
020:
de rulo, y de pata de cabra. Construcciones Y' Ingcnicria
Industriales Industrial
•
•
• Movimiento
Movimiento
de Tierras
de Tierras
Los compactadores de neumáticos pueden ser autopropulsados o remolcados, con suspensión
A los pedraplenes les es de aplicación todo lo dicho para los terraplenes, en lo referente al equipo
independiente en cada rueda, lo que asegura una buena compactación. Todos los neumáticos deben
necesario para realizarlos y a la medición y abono de la unidad. La compactación se realiza
llevar la misma presión y su velocidad oscila entre 10 y 24 Km/h.
fundamentalmente con apisonadoras estáticas o vibrantes.
Los rodillos pata de cabra son máquinas remolcadas por tractores de pequeña o mediana potencia, que pueden ser normales o vibrantes, y que se utilizan para la compactación de terrenos con excepción
Los volúmenes a tener en cuenta, según se trate de material sobre perfil, esponjado o compactado son, en este caso, los siguientes:
de arenas, gravas y piedra partida. Disponen de depósitos para lastre, que pueden estar vacíos o llenos de agua o arena, lo que permite aumentar la presión que transmiten al terreno.
VOLUMEN (m3) CLASE DE ROCA
SIPERFIL
ESPONJADO
COMPACTADO
Blanda
1.00
1.35
1.10
Dura
1.00
1.45
1.20
Tabla 5.16
Figura 5.11 Compactadora
LEBRERO
de pata de cabra.
Realizan la compactación por tongadas de hasta 20 cm de espesor, con velocidades de trabajo del orden de 4 Km/h. el rendimiento de la maquinaria de compactación viene dado por la fórmula:
R ( ' : 3 J =
lOOO.V.a.h-Fe.Ct
5.5.I.C Medición y Abono.
Los terraplenes se miden y abonan por m' realmente ejecutado, medidos por diferencia .entre los datos iniciales y finales, tomados antes y después de realizar las obras.
En proyecto, la medición se efectúa sobre planos.
En obra, se mide el terraplén realmente ejecutado, con ayuda de perfiles transversales sacados de la V. Velocidad en Km/h. Depende del material y pericia del conductor
realidad.
a . ancho útil del rodillo en m. h : espesor de la capa inicial a consolidar en m.
Otra forma de medir el terraplén es por la cubicación de las cajas de los camiones que llegan a la
Fe Factor de eficacia de la quina. Entre 70 y 80%. Ct
obra a descargar las tierras, aplicando la fórmula siguiente:
Coeficiente de transformación. Para transformar el material esponjado en material
R ~ VcNC,
compactado. N
Número de pasadas de la máquina. Depende de la propia máquina, del tipo de material,
T . Terraplén compactado en m'.
del grado de compactación a conseguir y de la pericia del conductor Juan Cherné Taril onte Andrés Gonzále z AguiJar
93
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Chemé Tarilo nte Andrés González Aguilar
94
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
•
• Movimiento
de la caja del camión
V,: Capacidad N : Número
de Tierras
Movimiento
en m'.
dispuestos
de camiones.
C, . Coeficiente
• sobre empqjadores
desplazables,
de transformación
Paso de esponjado
cuyo elemento
Los explosivos
5.5.2 VOLADURAS.
del frente de cantera.
son sustancias
al gaseoso,
que produce
Caracterización
que son unos aparatos
es un bastidor
regulable
en forma de carro, fácilmente
que soporta el martillo.
a compactado.
sólido
5.5.2 .A
o "wagon-drills", principal
de Tierras
ocupando
que tienen la propiedad
un volumen
una presión sobre las paredes
La gama de explosivos
existente
de poder pasar instantáneamente
del estado
mucho mayor que el inicial (5000 a 10000 veces mayor),
lo
que no es capaz de resistir el medio que lo almacena.
es muy amplia,
siendo los más empleados
en la construcción
los
siguientes: Cuando
por la dureza
mecúnicos
expuestos,
del terreno
es necesario
no es posible
efectuar
realizar
voladuras
la excavación
mediante
pnr los medios
manuales
o
Dinamita
el empleo de explosivos.
goma:
poderosos, Las voladuras
se utilizan
áridos y escollera
no sólo para ejecutar
de una cantera
o demoliciones
excavaciones
en roca,
Es una mezcla
proporcionan
sino también
para obtener
oxigeno aunque
de explotar
de obras de fábrica.
dinamita
de nitroglicerina
a la explosión.
tiene el inconveniente
por choque
nitratus
uno de los explosivos
de su excesiva sensibilidad,
o por detonación
goma resistente
y diversos
Constituye
de otras cargas
próximas.
(nitrocelulosa)
que
industriales
más
es decir, la posibilidad Existe
una ciase
de
a la acción del agua, por lo que se emplea en trabajos
submarinos
y
subterráneos. Toda voladura
comprende
la realización
a) Perforación
de los barrancos
b) Colocación
de explosivo,
c) Voladura
propiamente
Dependiendo
sucesiva
de las tres operaciones
siguientes:
Dinamita:
necesarios.
detonador
y mecha.
y una materia
y es de fácil manejo
los tipos anticongelable
inerte (tierra de infusorios).
y poco sensible
a la humedad.
Constituye Además
del
y de seguridad.
dicha.
del tipo de roca, el frente de cantera
superior
de nitroglicerina
más corriente
tipo normal, se fabrican
suele tener entre 15 y 30 metros de altura.
Para producir metálicos
La super!icie
Es una mezcla
el explosivo
del frente de cantera ha de estar libre de montera
para permitir
las tareas de
la ignición
que contienen
de mercurio
de los explosivos
en su interior
se utilizan
los detonadores,
una cierta cantidad
de explosivos
que son pequei'í os cilindros de gran potencia
(fuliminato
y ácido pi rico ).
los perforadores. El encendido 5.5.2.8
La perforación.
usando mechas,
del detonador formadas
que tiene una velocidad La perforación en muy contadas
de barrenos ocasiones
a mano es una operación
y sólo en voladuras.dc
lenta y de elevado
pequeña
coste, por lo quc se emplea
se realiza mediante
puede ser pirotécnico
por un cordón de algodón de combustión
una resistencia
entre 0.6 y 1 m/minuto,
compresores excavar.
se realiza
y martillos
Los compresores
perforadores
Andrés
Tarilonte
GOllz<Ílez
Aguijar
siempre
neumáticos,
suelen scr móviles,
25 y 120 CV. Los martillos Juan Chemé
prácticamente
perforadores
por medios
cuya potencia
con motores
pueden
mecánicos,
depende
utilizando
manual
para
ello
en cada caso del volumen
de gasoil y potencias
ser de manejo 95
El encendido
que se pone incandcscente
pirotécnico
se realiza
pólvora u otro explosivo
según los tipos. El encendido
y
eléctrico
al paso de una corriente eléctrica.
importancia. Sc define por la letra e a la separación
La perforación
o eléctrico.
cuyo núcleo contienen
comprendidas
(peso de
a
parte,. se define por d a la minima distancia se obtienen
de la siguiente
entre
entre barrenos
5° Ingcnicria
Industriales
Industria l
Por otra de e y d
forma: d~ a.H
'2 f3
8 a 3 0 K g) o i r
Construcciones
a lo largo de la linea de disposición.
entre esta linea y el frente de cantera. Los valores
Juan Chcrnc Tarilonte Andrés
Gorizálcz AguiJar
96
Construcciones
5° Ingeniería
Industriales
Industria l
•
•
• Movimiento
a y 1 3 : Parámetros
característicos
del material
de Tierras
Movimiento
de Tierras
La carga total de explosivo queda, por lo tanto:
(tlm').
Q, ~ a
13
Basalto
800
2'000
Granito
800
000 I
Cuarzo
300
1 000
Caliza densa
500
000 I
Caliza media
300
3 00
lpHp + 2.5 lpd
=
l/'{ L
+ 0.2 d}
La carga, cuando se utilizan varios barrenos, viene dada por la expresión: f
E
Q=S"d"08Q,
siendo:
f. Factor de fijación en el fondo: ° 75/0.9 S Depende del tipo de explosivo
Tabla 5.17
1.27 para la Goma pura 0.83 para la Nagolita
La separación entre barrenos se suele tomar:
..qy~
e ~ l.3 d
El rendimiento
en la perforación
de los barrenos depende fundamentalmente
a excavar. A estos efectos, pueden clasificarse 5.5.2.C. Determinación
en la determinación
de la carga de los
barrenos,
son lo siguientes,
para
.-~
calizas, margas.
- Roca dura: calizas jurásicas, - Roca muy dura: cuarcitas,
un barreno aislado.
la roca
las rocas en cuatro grupos:
- Roca blanda: pizarras, yesos, areniscas blandas.
de la carga en los barrenos.
- Roca media: areniscas, Los valores caracterizados
de la durezá'de
granitos,
gneis.
sienitas, basaltos.
v~d
', ; ; , .
Hp ~ H-2v
L ~H+
PERFORACIÓN
0.3d
Carga en Hp (Kg):
Q,~ { 0.4
(O O7d+Ccf)]
Hp
! /J
32-45 mm. (m/h)
Roca muy dura
4.00 - 5.00
Roca dura
5.00 - 6.00
Roca media
6.00 - 7.00
Roca blanda
7.00 - 8.00
Tabla 5,18 Rendimiento de un martillo perforador accionado
por compresor
Carga de tondo (Kg):
Q, ~ 2.5 El valor de C 1 parámetro "resistencia
Juan Cherné Tarilonte Andrés González Aguijar
lpd
al tiro", tiene un valor medio
97
El diámetro de cada barreno se obtiene aplicando
í 4 .Q
de 0.4 kglm 3
ConstrucCiones Industriales 5° Ingeniería Industrial
la relación:
D=V~ Juan Cherné Tarilonte Andrés González Aguilar
98
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
.
•
•
Movimiento de Tlcrras
Movimiento de
Ticl'félS
CAPITULO
6.
sientJo:
EXTENDIDO 6: DensitJatJ del recatado
(k¡;/dm\
pudiendo
tomar los siguieotes
Y COMPACTACiÓN.
valores:
1,4 para la Dinamita 0,8 para la Nagolita 6.1 Se denomina
carga específica
a la carga de explosivo
Q q= HdE
La unidad de medida por diferencia
para las excavaciones
entre los perfiles
primitivos
EL PROCESO
Los espesores
Q =
1.3d'H
en roca es siempre
y los que resulten
según
de lo que sucede
un perfil exacto.
prever
un exceso
respecto
Como
sobre
a la medición
con la excavaeíón
la medición
el metro cúbico
después
medido
sobre perfil
de la voladura.
la medición
real efectuatJa
en tierra, en las voladuras
de proyecto
teórica,
para que
se realiza
delmelro
- Rendimiento
cúbico
del martillo
- Lon¡;itud
de barrenos
- Consumo
de explosivo
- Coste de extracción
y COMPACTACIÓN.
- Tipo del material
es muy difícil
sobre perfiles
la medición
teóricos,
tJe proyecto
excavar
es necesario
no se quede
corta
en el caso de terraplenes
con las posibilidades
Las causas tJeterminantes
de compactación,
de los espesores
(granulometría,
de extendido
plasticidad,
y presas de tierra puetJell ser variables. que dependen
Están
del tipo de material.
pueden clasificarse
en función de:
grado de humedad)
de compactación.
- Tipo de eompactador
y características
- N° de pasadas - Velocidad
(espaciamiento
en vibrantes)
en obra. Obtener
La valoración
de las tongadas
muy relacionados
- Energía Al contrario
DE EXTENDlI>O
por metro cúbico de roca extraída:
de cxcavación perforador,
necesarios
cn roca depende
en la perforación
por metro cúbico
de los siguientes
factores:
de barrenos.
elevada
en un solo tajo,
grandes superficies
en el arranque
porque
no presenta
la limitación
problema,
del espesor
ésle radica en el extenditJo
de cada
tongada
exige
tJisponer
y tJe
en los terraplenes.
de roca.
por metro cúbico de roca.
tJe los productos
una producción
compactación
La compactación
resultantes.
maquinas,
6.1 a la estruclura
El equipo terraplén
en obra es un proceso
compactado
rápido,
producido
es proporcionar
por la energia
los resultatJos
y acción
al moverse
que se relacionan
unas
en la Tabla
de los materiales.
de movimiento
ocasiona
estimándose
res, cuyo objetivo
de tierras
ya una cierta
en un 70-80%
de extendido
compactación
de la solicitada
a su paso por el material
suelto de las capas de
por su propio peso y la vibración
PN, de forma que el procedimiento
de su movimiento,
de compactación
tiene
que hacer el resto.
Otro caso de extendido normalmcnte
Juan Chcrné Tarilontc Amires Gon7.áh:z Aguilar
99
Construcciones Industriales 5° Ingenie ría
InJustri
sc extienden
Juan Cheme Tarilonte Andrés
Gonz<Ílcz
Aguilar
son las capas
del paquete
en su cspesor
del firme que tienen
completo,
100
debiendo
unos cspesores
conseguir
fijos)'
que
la compactación
las
Construcciones Industriales Y' Ingeniería
InJLlslriaJ
•
•
• Movimiento
Movimiento
de Tierras
densidades especificadas para ellas. En las capas del firme no hay pues libertad para variar espesores, pero hay que comprobar si la extendedora es capaz de dar el espesor suficiente antes de compactar y si los compactadores son capaces de actuar eficazmente en todo el espesor
de Tierras
Los medios o controles que se siguen en obra para conocer si se ha alcanzado la compactación adecuada, varían según el tipo de materiales: • Terraplenes: - Densidad seca
OBJETIVOS
EFECTO
CONTROL, ENSAYOS - De penetración
Aumento
- Capacidad
de la resistencia
portante
- Estabilidad
del terraplén
CBR
del volumen
de
huecos Resistencia
a la deformación
- Triaxiales
- Permeabilidad
- Limitación
- Módulo
de asientos y
d e v olu men
- Índice de huecos
- Corte
- Impermeabilidad
c ambios
- Huella • Pedraplenes:
- Compresión Disminución
- K= EviEv¡
ó índice
simple
de Deformación
E dométrico
Tabla 6.1 Objetivos de la compactación.
- Asientos (placas de carga) - Densidad (macrocatas) La densidad seca es la masa de elementos sólidos en la unidad de volumen del suelo considerado. .',,"
K ~ EviEv¡ es la relación de módulos de deformación del l° y 2° ciclo de carga, ¡ealizados mediante el ensayo de carga con placa. El ensayo de la huella es la media de los asientos producidos
"-~
por el paso de un eje de 1O t, medios por nivelación. El caso más corriente lo constituyen las estructuras de materiales sueltos, terraplenes y pedraplenes de carreteras, presas y otras construcciones, en las cuales hay libertad para elegir los espesores de las tongadas, y donde las caracteristicas geotécnicas de los materiales son decisivas para la elección del
6.2 DENSIDADES.
Procedimiento Constructivo: ~
.
• Sistema de arranque, acarreo y extendido
La densidad seca medida en el tajo debe ser la especificada en el pliego de condiciones .
• Espesores de extendido Normalmente se considera el porcentaje sobre la obtenida en el laboratorio según el ensayo Proctor
• Características de los materiales • Más % de humedad respecto al óptimo
Normal (PN),
• Método de compactación y tramos de prueba
6.2.
O
el Proctor Modificado (PM). Los rangos habituales para terraplenes son los de la Tabla
P RO CTO R MODIFICADO
Métodos de extendido: • Mototraíllas
CORONACIÓN
• Tractor de cadenas
NÚCLEO
• Hoja empujadora de compactador • Motoniveladora
Juan Cherné Tarilo nte Andrés Gonzále z Aguijar
97-98 %
95%
P RO CTO R NORMAL 100-103
%
98 %
Tabla 6.2 Rangos habituales de Proclor en terraplenes.
101
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilo nte Andrés González Aguilar
102
Construcciones Industriales 5'" Ingeniería Industrial
,.
,. ivlovimicnto
El ensayo dimensiones
Proctor estándar,
consiste
Movimie nto
de Tierras
el material
contenido
en un molde cilindrico
por medio de una maza, que se deja caer libremente
un cierto n° de veces. Realizando de desecar,
en compactar
los result ados
•
el ensayo con el material y diferentes
se llevan a un gráfICO, obteniendo
desde determinada
de
altura y
grados de humedad, y después
una densidad
Sin embargo el e1'ccto de compactación
de capas sucesivas produce un aumento de la compactación
de forma que la densidad media de la altura total compactada
Generalmente
e! efecto en profundidad
con los rodillos vibratorios
del seco respecto del W Opt y más importante El aspecto de la curva Proetor
importante a la óptima redondeada
de densidad.humedad,
da una idea de la compactabilidad
W O "t
,
esta curva correspondería
donde ambos lados caen suavemente
se aproxima a la obtenida
cs mayor del lado húmedo que
cuanto mús arcilloso es el materra\.
del
Un ángulo fuerte significa que una variación pequeña en la humedad e.ausa una baja
de densidad, y como es muy dil1cil cn obra mantener
en terraplenes
con e! método de ensayo.
máxima seca para una
humedad llamada óptima.
material ensayado.
de Tierras
Materiales más secos requieren menores espesores.
la humcdad en valores muy próximos
a un material de mala compaetabilid ad.
Si la curva es
indica en general un material de buena granulometria
El reparto de densidades aumenta en superficie,
depcnde también de las amplitudes
de vibración,
con bajas la densidad
y con elevadas cn fondo.
y compactabilidad. En determinados Los métodos
normales
dc obtención
de densidades
en obra son el aparato nuelear, y el cono dc
la densidad,
arena. El método más fiablc es el de arena. pero es más lento y depende de la destr eza del operario, y
compactación
del estado de los medíos auxiliares
densidad.
Las dcnsidades 500
se obtienen cada un número determinado
m"), o en la superficie
Las densidades
que utilice.
de m' (en la nueva propuesta
definida como lole (5 ensayos en
conseguidas
con los nucleares
500
con las obte nid as
por otros
hasta el fondo de capa, sino hasta la
mitad. La varilla ticnc una longitud dc 25 cm. Se emplea normalmente
El de retrodispersión es en una profundidad
En los ensayos PN y PM de laboratorio
con suelos.
se utiliza cuando hay dificultad para la introducción
La densidad no es uniforme en el espesor compactado
mayor sca la exigencia de densidad,
de la varilla, y su efecto
aproximadamente
posteriores
deformacio nes.
ocasionarsc
hinchamientos
y la medida por cualquier método es una
sc comprueba
quc las densidades
secas crcccn, con los
Si al aumentar y
no sólo porque seJ'íala la densidad múxima.
con la humedad de cquilibrio, la energia
colapsos al humedecersc
porque
sil'"
necesaria en el terraplén para evitar
(PM), se compacta postcriormente
de! lado seco, pueden
cl terraplén por las lluvias.
en obra para un mismo eompactador
exactamentc
el alcance en profundidad,
es una función
del n" de pasadas,
o sea, la masa de sucio compactado.
y cuanto
mcnor debe scr el espesor de la capa o tongada.
103
util izada
desconociéndose
El electo compactación.
Tarilontc
con la
de 6.12 cm, apto para suelo cemento, grava cemento y mezelas asfálticas.
media de la capa, siendo en el fondo de capa y superficie menor que a una cierta profundidad
Andr0s Gonz.a lcz Aguilar
pero en la mayoria aquell a aumc",a
por unidad de volumen, a la vez quc las humedades óptimas son mcnores.
La humedad óptima WOpl. PN es importante, se eorrespondc
La energia
Juan ('heme
portante (Índice CBR) disminuye 01 aumentar
6,3 ENERGÍA DE COMI'ACTACIÓN.
métodos. dirceta, la varilla no sc introduce
la Capacidad
no tiene por que ser la múxima densid ad,
cncrgias empleadas
En el nuelear de transmisión
espceiales,
un múximo con un valo r inferior al 100% PN, es decir que el objctivo de la
de PG3, cada
m').
deben contraslarse
materiales
presentando
Construcciones Induslriales So Ingcnil.:ria Industrial
en profundidad
Juan Chcrné Tarilonte
Andrés
Gonz.
de la encrgia
En el caso dc vibración
Aguilar
en obra, o sea dcl n' de pasadas dependc
las densidadcs 104
crecen en profundidad
del tipo dc
con las pasadas. Construccioncs 5" Ingeniería
Industrialcs Industrial
•
•
• Movimiento de Tierras
En el caso de compactación
por amasado,
Movimiento de Tierras
rodillos pata de cabra, las densidades
hacia la superficie, es decir, la compactación
máximas aumentan En los suelos con finos donde más del 35% es de tamaño
es de abajo hacia arriba.
menor es su permeabil idad Al incrementar humedades,
la energía
(nO de pasadas),
se consiguen
densid ades
mayores
con menores
<
80
~l
cuanto mayor es la plasticidad
y más difícil corregir su humedad natu ral en capas ya exte ndidas,
siendo
preferible en banco o perfil (más costoso reducir que aumentar).
y para una misma densidad, mayores espesores. Cuanto más plásticos, energialvolumen
mayor es la cohesió n,
y más difícil
la compactación,
requiriéndose
más
(mayor carga lineal o n° de pasadas), ó menor espesor.
6.4 LA COMPACTACIÓN SEGÚN LA ESTRUCTURA FÍSICA Y PARÁMETROS DE LOS Los suelos limosos, al ser más permeables,
SUELOS.
absorben
más humedad
que las arcillas después de las
lluvias pero se orean mejor y es más fácil corregirla. Para comprender
las posibilidades
de compactación
hay que considerar
las disti ntas
fases de la A continuación
estructura del material.
se estudian algunos tipos de suelos: ~
Según los tipos de suelos, estos parámetros
Cuando aumenta la humedad punto determinado
n, dismin uye,
o sea el aire es expulsado de forma creciente
de W en que la densidad disminuye
W aumenta la curva se acerca asintóticamente
6.4.1 SUELOS PERMEABLES.
toman distintos rangos.
hasta un
Caso típico arenas limpias.
pues una parte del agua desplaza los sólidos. Si Es fácil evacuar el agua, ésta actúa de lubricante de la fase sólida, y se puede disminuir
a la de saturación del suelo.
el volumen
de huecos V" con la compactación. FASES
COMPOSICION
VOLUMENES
Sólido
Esqueleto
Vs
PESOS 64.2
mineral
IMPERMEABLES
(ARCILLOSOS).
Ps
Liquido
Agua
V rv
Gaseosa
Aire
VA
V
P
P", O
A) Con exceso grande de humedad natural.
PARÁMETROS Presentan Peso especifico
de las partículas
Densidad
aparente
Densidad
seca
r~PslVs rs~PsIV
Humedad Porosidad
muy pocos huecos. El agua no puede salir. No disminuye
la prácticamente
ru~PIS
nula compresib ilidad
carga, desplazándose
el volumen del conjunto ,
del agua, se está en un estado semiflu ido,
dada
que cede bajo la
toda una masa.
W~PwIPs n ó % de huecos
n ~ (VA
+
V",) I V ~
Huecos de aire
n =l-rs(W+l/rJ
Grado de saturaCIón
s
=
Saturación
S
=
I-
( ;o .' 'r)
No se puede compactar,
a
total
V",I( TI,
+
V", J
1; V, ~ O; rs
~
W (11 rs --
~ 1/ (W,
I
I
hay que eliminar el agua, oreando, o sustituir el material.
Ir)
rJ
B) Con humedad natural muy seca.
Tabla 6.3 Fases y parámetros. Juan Cheme
Tarilo nte
Andrés González Aguilar
105
Construcciones Industriales 5° Ingeniería
Industrial
Juan Cherné Tarílo nte
Andrés González Aguijar
106
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
.
• Movimie nto
Si el porccnt¡~c cohes",n
dc humcdad
es muy pequeiio,
•
de Ticlla s
Movimiento
la existencia
entre los granos, debido a la tensión soperficial
de aire yagua
establece
de Tierras
fuerzas de
del agua, lo cual impide una compactación
Respecto
adecuada.
necesario
a la elección predecir
y util ización
el comportamiento
de la maquinaria
durante la construcció n
del suelo en las condicio nes
del terraplén,
mete orológicas
es
de humcdad
previsibles.
6.5 T1mRAI'LENES.
Otro ensayo con experiencias
en climas húmedos del Reino Unido, es el índlcc MCV, desarrollado
por cl TRRL En general
resulta
encarece el extendido
más rápida y eficaz la compacta ció n y debe hacerse un estudio económico
en espesores
pequeños,
sin embargo
se
del coste, según varien los espesores.
El peso de las máquinas tiene importancia,
y no se utilizarán siempre las más pesadas
y de mayor
producción. Los materiales pueden ser: La compactación
- Finos
de las tongadas se hace desde los extremos hacia el centro. En los bordes con los
taludes se extienden tongadas más delgadas y se compactan con equipos más ligeros.
- Granulares - con flllos
Los espesores y compactadores
- sin finos
La nueva redacción del PG3 clasifica los suelos para terraplenes
adecuados
se analizan posteriormente
según los tipos de suelos.
en: 6.61'INOS.
Seleccionados
SS, Adecuados
SA, Tolerables
ST, Marginales
SM, Inadecuados
SI. Suelos de grano fino son aquellos en los que más de un
ALTURA
SITUACION
TONGADAS
50 - 60 cm
Coronación
Núcle()
",/11I
Tabla 6.4 Terraplenes
SS, SA,
2
Variable
CÚl1ielllo
TIPOS DE SUELOS
sr
Mi/chas
SS, 5'.1, .'17: SM
2-3
S S , S A , S 7 : SM
en e;lrreteras
según I'G}.
200 de 0,0 74 mm ( 50 % para la clasific ación
Comprenden
0,08 mili
Fina
Medi a
0,08 - 0,-111I11I 0,-1 -
211I111
G ruesa 2-5mlll
Tabla 6.5 Granulometría Juan Chcrné Tarilo nte
Andrés Gonzalez
Aguilar
GRAVA
107
5-
20mm
20 - 80 11Im
BOLOS O PIEDRA
Construcciones Industriales 50 Ingeniería Industr ial
cn
DE FINOS.
porque según sean los materiales
se compactan
con procedimicntos
distintos.
Hay
pruebas visuales para clasificar los suelos en granulares y plásticos. 1. . Se forma una pelota con su humedad natu ral, si no se puede, o es dificil de moldear, es menos plástico, o la humedad está debajo de la Óptima.
>/'j'O m m
general.
pasa por el tamiz !\~TM n'
limos y arcillas.
Es importante, GRAVILLA
determinado
la UNE de 0,0 80 mm (80 ¡.¡).
6.6.1 IDENTIFICACIÓN
ARENA
LIMOS Y ARCILLAS
%
ASTM y 35 % para la AASHTO ), ó el equivalcnte
2.
Si se deshace en fragmentos uniformes,
3.
Si se forma aproximadamente
Juan Cherné Tarilo nte
Andrés González Aguijar
la humedad está debajo de la óptima.
de 3 mm el suelo tiene plasticidad. 108
Construcciones
Industriale s
Y'lngenierja Industrial
• Movimiento
4.
•
• de Tierras
Movimiento
Muestra en un tubo de ensayo y se agita. Se deja reposar 1,5 mm, si el agua queda turbia y se advierten dos niveles de depósito, hay un
5.
Suelo granular.
6.
Arcilla
%
de Tierras
CARACTERISTlCA
de arcilla.
CONTROL
Í nd ic e d e p la st ic id ad natural, si la mano queda
% de arena
Si al frotar las manos los finos quedan
% de arcilla
o limo: Se coge un puñado de suelo con su humedad
manchada después de frotarla, los finos son arcillas.
L im it es de A tt er be g Equivalente Granulometría
de arena
por sedimentación
sueltos y no pegados, son limos. Tabla 6.7 Anális is de la parte fina de un suelo. La Tabla 6.6 presenta una guia de relación de suelos, complementaria
de la anterior. La sedimento metría
Lo que hay que buscar
Suelos granulares, arenas finas, linos Los granos gruesos
Aspecto y tacto.
se ven;
el suelo tiene un tacto granoso
al cogerse
con los
dedos.
Suelos plásticos (cohesivos), arcillas Los granos
no pueden
verse; el
se basa en obtener
la velo cid ad
densím etro
aplicando
claramente
los limos de arcillas y da un porcentaje,
comportan
y compactan
de sedimentación
la ley de Stoke. Tiene la ventaja
mediante
el método del
sobre los limites de Atterbeg,
lo que es importante
que separa
porque estos materia les
se
de distinta forma.
suelo tiene un tacto uniforme y untuoso al cogerse con los dedos.
Este análisis es más utilizado para núcleos de presas de tierras que en carreteras.
Se echa agua en la palma de la mano, se extiende
Movimiento de agua en los dedos vacíos
pequeña
cantidad
se agita. Aparece superjicie.
una
de suelo y agua en
Al dejar de
80
Mismo ensayo pero no hay indicio
de agua saliendo
de los
huecos.
¡ .¡
< arena fina <400
2
¡ .¡ <
O < arcillas
agitar, desaparece. PlasticIdad
M Il Y p oc a o n in gu na plasticidad.
Cohesión
Poca o ninguna resistencia en estado seco. Se cuartea y
Elevada
resistencia
cuartea
con dificultad.
hace escamas rápidamente.
porosidad.
en estado
seco
Sedimentación agua
en
Se separa por sedimentación de jorma
limos
rápida.
P lá st ic o y p eg aj os o.
<
80
<2
¡ .¡
¡ .¡ ~L
P ue de
La fracción más tina de un material es la que tiene mayor superficie
arrollarse. en seco. Se
específica
Se mantiene en suspensión
en
agua durante varias horas a
6.6.3 SUELOS
PLÁSTICOS.
menos que se jlocule.
Los suelos excesivamente variaciones
plásticos,
de volumen (expansión,
son inadecuados
entu mecimiento)
según el PG3, por la susceptib ilidad con las variaciones
de humedad,
parte del agua de lluvia, pasa a través del firme, o puede penetrar en el terraplén,
Una parte de los materia les
Viene definida por la Tabla 6.7.
partes de un terraplén 109
alterando
a las
ya que una el estado de
tensiones.
6.6.2 ANÁLISIS DE LA PARTE FINA DE UN MATERIAL.
Andrés González Aguilar
la
Baja
Tabla 6.6 Guía de selección de suelos
Juan Cherné Tarilonte
y por consi'guiente
más sensible a la acción de la humedad, La parte activa, es por tanto la arcilla
Construccio nes Industriales 50 Ingeniería Industria l
Juan Chemé Tarilonte Andrés GonzáJez Aguila r
(núcleo),
inadecuados
según el PG3, pueden
según su altura, 110
previo
análisis
ser válidos para determinadas deta llado
y con determinadas Construcciones Industriales 5° Ingeniería fndustrial
.
• M o vi m i en t o
precaucioncs
de colocación.
Prcscripciones
Técnicas Particulares
Estos
n'" teriales
de
•
TlClras
deben
Movimiento
estar
definidos
en el Pliego
Generol
de
(PPTP) del proyecto en cuestión.
Los limos,
que lambién
compactadores La
prúclica
considerar
L:S aprovechar
actual
no sólo principalmcnte
van a encontrar meteorológicas
al
una vez colocados previsibles.
1) Ser posible
l1lúxirno
sus propiedades
los materiales
intrinsecas
y la influencia
Deben cumplir las siguientes
la puesta en obra en condiciones
existentes
geotécnicas,
en la humedad
y a l u t i li za rl os
sino la situación
h ay
vibratorios
in situ de las condiciones
con la maquinaria
de movimiento
de
de seguridad para la estructura construida.
post-constructivos
hinchamientos scan admisibles
se compactan
normalmente
con
q ue
6.6.4 COLAPSO
DE TERRAPLENES
La pérdida de resistencia moderno de terraplenes
4) Las deformaciones,
dc plasticidad,
DE SUELOS COHESIVOS.
condiciones:
de producción
3) No les afecte la capa freática o el movimiento
son linos carentcs
dc tambor único.
en que se
tierras. 2) Buenos coeficientes
de Tierras
construcció n
de agua.
otol1ales,
y asientos instantáneos para la funcionabilidad
durante la construcción de la construcción
y diferidos
(Servicio o calidad
se consig uen
al satu rarse
notablemente.
de los suelos cohesivos
es muy rápido, no permitiendo densid ades
o aumentar
se produce
alta s con humedades
la humedad,
La causa es la inestabilidad
porque el proceso
constructivo
los asientos nalurales con el tiempo. Durante la reducid as,
la capacidad
pero después
portante
( Indice
de las lluvias
CBR)
se reduce
del suelo, por el incremento de la presió n de agua en los
poros del suelo.
para el usuario).
6.7 COMPACTADORES
Se resume en:
• Proceso Constructivo • Dispositivos
adecuado Estabilidad
DE SUELOS PLÁSTICOS.
de la estructura
de drenaje e impermeabilización
67.1 COMPACTADORES
DE ALTA VELOCIDAD,
Constan de cuatro tambpres
con unas patas en la superficie de los mismos y una hoja extendedora
PATA DE CABRA (PISONES) .
• Calidad para el usuario
Si los materiales
son definitivamente
precios, considerándose
inadecuados
se necesita
fuera de la traza, distancias superiores
ir a un préstamo,
con mayores
en su parte frontal que se utiliza para el extendido, necesarias
a 2 Km.
hasta llegar a la densidad especificada.
les da una preferencia Rcspecto al contenido de humedad allá del contenido
en las arcillas, si tienen poca agua, son duras y lirmes, pero más
óptimo de humedad, aumenta más su plasticidad
l' es
sobre el rodillo vibratorio
es reducida,
en tongadas con espesores
arcilloso se pueden romper durante el extendido suficiente
los tamaños pequeños
con compactado res vibratorios
máximos
con los bulldozer
por el efecto de su propio peso (son y la compactación
(efecto dinámico)
originado
el efecto de amasado producid o
por su aha velocidad,
Si la plasticidad
Juan Cherné
es elevada,
cstú en forma de bolos.
se realiza La compactación
de tambor liso.
1 1'
>
20, son necesarios
rodillos pata de cabra ó compactadores
por las patas, con el impacto
que produce una cierta rolura dcl matcrial, cuando
se realiza de abajo a arriba scgún pasadas. Las vcloeidades
primeras pasadas y mús rápidas en las últimas, velocidad
de alta velocidad
de suelos
más dificil compactarlas.
de 30 cm, los bolos de materia l
de tractor), o se retiran si son lentejones,
si el material está en los limites inferiores
tolerables.
Son compactado res que combinan Si la plasti cid ad
evitando los bulldozer. Después se dan las pasadas De esta forma se tienen dos múquinas en una, lo que
mús lentas son cn las
media 7-10 Km/h.
estáticos
con pisones.
Tarilonte
Andl'0s Gonzalcz AguiJar
111
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
Juan Cherne
Tarilontc Andrés Gonzálcz Aguijar
112
Construcciones Industriales 5°Ingeniería Industrial
• Movimiento
Si la humedad dejan.
es excesiva,
Los espesores
debiendo
•
• las patas al remover
dependen
la capa sobrepasar
del PN. Sin embargo,
de la altura
Movimiento
de Tierras
el terreno originan lJ{1aaireación
de las patas que suelen
para lograr una mayor producción
este caso deben emplearse
los rodillos
de mayor
se extienden
en los huecos que
ser como máximo
mucho este espesor si se quiere obtener una densidad también
de Tierras
20 cm, no
real media del 100% capas de 30 cm, y en
peso, que son de 32 t, siendo
suficiente
unas 6
pasadas.
Antiguamente
se utilizaban
tipo de máquinas
rodillos
ha caído en desuso;
dispone de ellos no deban utilizarse, del tractor y el número de pasadas
pata de cabra remolcados prácticamente
únicamente
necesario,
por tractores
no se fabrican,
que la producción
de cadenas,
pero este
lo cual no quiere decir que si se es más lenta por la baja velocidad
Figura
6.1 Compactador
LEBRERO
de pata
de cabra.
de 15 a 20. Una
combinación
interesante
en
compactación
de
arcilla,
para
grandes
producciones,
las primeras
pasadas
es
un
~::t"
compactador 6.1.2
COMPACTADORES
VIBRATORIOS
PATA DE CABRA.
pata de cabra de alta velocidad,
los bolos, y un compactador
vibratorio
que extiende
y realiza
pata de cabra que realiza las pasadas
posteriores,
rompiendo
compactando
en profundidad. Este tipo de rodillos contacto
combina
de las cabezas
separación
de
el efecto de la vibración
las patas
entre las patas, y por consiguiente
para vencer los rozamientos
con un mayor impacto ya que la superficie
es aproximadamente el impacto
1/3 de la de un tambor
es tres veces superior
de
liso, debido a la
y mejora así la fuerza
6.7.3 COMPACTADORES
Los modelos Por este motivo interesa que las patas penetren y no se apoye el tambor en la parte lisa, para lo cual el espesor de la capa no debe ser superior a la altura de la patas y aunque esto no pueda conseguirse la práctica entonces
exactamente, mejora mucho
Son recomendables
al menos
Estos modelos eficaz,
motoniveladora intermedias
pueden
deben elegirse
la compactación
los modelos
de pata 100-127 mm y espesores
resulta
VIBRATORIOS
LISOS
internos.
y se necesitan
de capa menores pasadas,
posibles,
aumentando
en
porque
pesados
con la vibración
dan mejor trabazón
de 17-20 t en algunos los terrones
de arcilla,
tipos de arcillas sin romperlos,
los pata de cabra autopropulsados,
han dado también
buen
en la masa de las arcillas.
que tienen además
resultado,
Sin embargo
la ventaja del extendido
con
la hoja frontal.
la producción.
también al tambor, de peso 16-20 t, alturas
de tongada 20 cm.
llevar hoja empujadora
de cadenas
con una nivelación
menos
más pesados con tracción
por lo que el extendido o el tractor
los espesores
hincando
aunque
debe realizarse antes aludido.
elemental,
ésta es pequeña y en éste tipo de máquina con otra máquina,
que normalmente
Este último realiza un extendido
que es suficiente,
bastando para el extendido
no
es una
de estas capas y nivelación
1-
2 pasadas. Figura
Juan Cherné Tarilonte Andrés González
Aguilar
113
Construcciones Industriales S" Ingeniería Industrial
Juan Cherné Tarilonte Andres González
Aguilar
6.2 Compactador
vibratorio
114
liso BORA
C80, de BITELLI.
Construcciones Industriales 5° Ingeniería Industrial
.
. Movimie nto
• Movimie nto
de Tierras
del lerraplén
sobre ellas. En el caso de utilizar
hay que asegurarse
6.8 COMPACTADORES
Si el material también
DE
es granular
compaetadores
SUELOS GRANULARES.
son adecuauos
de suelos,
los compactadores
dependiendo
el modelo
y espesor de la capa. En estos casos el extendido
Al aumentar
la densidad
varias amplitudes,
por el número
puede presentarse
vibratorios
adecuado
de tambor
liso; llamados
de las características
puede ser con bulldozer
del material
de pasadas, hay que variar la frecuencia,
bajándola.
la última pasada debe hacerse con la menor, para dar una compactación
y si hay
B)
arenosos
de agua,
tluiría.
Esto
pues el colapso
por la entrada de agua que disminuye
de carga. Se producen
entonces
los socavones
rompiéndose
el el
en ciudades.
Con finos.
GRANULARES.
La parte absorción
A)
pues dc lo eonlrario
superficial. Cuando los tamaiios
6.8.1 SUELOS
de rellenar con arena y adicción
de túneles si se cortan acuiferos.
un aumento
casos más frecuentes
este sístema
no tcnga por donde escaparse,
puede producirse
sin que concurra
pavimento,
o motoniveladora.
en la construcción
En los suelos volumen,
de que la arena
de Tierras
inferiores
a 80 " están comprendidos
fina tiene más intluencia
y por consiguiente
en la humedad,
la humedad
entre el 5 y el 35%.
ya que los gruesos
(5-20 mm) tienen
poca
óptima es más importante.
Sin finos. Los espesores son menores que en el caso anterior. Aquellos
en los que los tamaños
inferiores
a 0,080 mm (UNE)
o 75 ¡.rm (ASTM)
son menores
del 5%.
6,9 PEDRAPLENES, Son suelos
de poca cohesión,
son preferibles
los de menor
tamaiio y % de los gruesos,
Lns espesores
aumentan
en los que los compactado
carga
axial, dando
debe aumentar
al disminuir
res pesados
las pasadas
también
iniciales
tienden
a hundirse,
sin VIbración.
por lo que
Al aumentar
el
la carga axial del compactador.
los tamaños,
llegando
Si en la traza de la carretera pedraplenes.
en arenas hasta 70 cm.
El extendido
es mediante
80-100 cm, y excepcionalmentc En los eompactadores
se utilizan
frecuencias
de vibración
altas y amplitudes
compactación,
a la humedad,
debido
a la menor absorción
o sea, no es tan rigurosa
En los suelos
arenosos,
veces cs un procedimiento fábrica o estructuras Juan Chcrné Tmílonte Andrl~S Gonzálcz Aguilar
la adicción
tiene menos
importancia
la de
la W.
a la granulometría
queden integrados
tanto el desplazamiento
Esto es interesante
para rellenar
por la acción de los eompaetadores, II S
de cadenas
este material
de matcrial
de tamaiio mediano,
hasta 200 cm, utilizándose
de los granos,
que a
huecos cerca de obras de en las primeras
La arena (Tamiz emigraciones
sc admiten
tamaiios
en la misma sin salir esquinas,
que el tamaño máximo
de agua facilita
de compactación.
que pueden dañarse
de los gruesos,
traclor
o roca escarificada, y la coronación
se aprovecha
para
granular.
en capas que pucden
lIcgar hasta
en estc caso el grandc.
bajas. Respecto
Respecto
hay voladuras
A veces cl núcleo es de pedraplén
máximos
del espesor de la tongada
lo cual requiere un control
riguroso,
siempre
que
y se recomienda
Sea inferior a la tongada.
UNE 20) está limitada
a los huecos y posibles
asientos
al 30% y los linos (Tamiz UNE O ,O S) al 10% para evitar posteriores.
tongadas
Construcciones Industriales S° Ingeniería Industrial
Juan C-herne Tarilonle Andrés GonzúJcz Aguil¡ \f
116
Construccio nes Industflales So Ingeniería Induslrial
e Movimiento
Las
lajas
deben
ser
< 30%
para
Movimiento
de Tierras
no ditlcultar
la reducción
de volumen
de huecos
de la
compactación.
Si el terraplén
es de altura importante
La descarga
debe hacerse
a unos 2 m del borde, empujando
de tamaños,
de los pases
al rodar más los gruesos
del compactador
la supertlcie
desde el tractor,
se realiza
de vibración
con compactadores
las más bajas posibles,
El riego de compactación Kg/cm'l ,
climatología
depende
vibratorios y amplitudes
de suelos,
de tipo pesado, de 16 a 20 t.,
altas, mayores
de 1,6 mm.
de la roca (aumenta
<
en las blandas,
mejor compactación.
600
Se extiende
utilizado
Terminado,
consiste
en la obtención
de la porosidad
debido
procedente
que no son ni terraplén
entre
J
de excavación,
cuando
tiene una granulometria
los de 60 cm pero no excediendo
del 35 % los> 15 cm.
ni pedraplén.
y 1,5 del tamaño
máximo.
de forma similar
al material
granular.
cI mayor posible,
El control de compactación
cs mediante
el
$ 30, 60, 80 cm, según sea el tamalio múximo
portante exigida.
"n", o
el índice de huecos "e". Para ello se excava una macrocata con una retroy se carga el material en un
También
se controla
la compactación
con macrocatas,
como si fuesen pedraplenes.
pesada. Según
El volumen
no clasificado
de 20-30 cm, incluso
en capas de espesor
Es eompactable
y la capacidad
camión, para posterior
normales
ensayo de placa de carga, de dj¡imetro
por Producto
del asiento
Puede
hasta un 20 %, habiéndose
de traficabilidad,
desde tamaños
En general son maleríales
en algún caso el agua de mar.
El control de compactación
un control de medición
entre cI 0,25 - l % de la altura total.
oscilando
6.10 MATERIAL TODO liNO,
de la obra, cuanto mús humedad
del 5 % por cuestiones
variar entre un mínimo
se requiere
tiene que estar bicn apianada por cI tractor.
de la naturaleza
y funcionalidad
de Tierras
con el fin de que no
que los otros.
Se llama así al material La compactación frecucncias
también
a su peso propio, el cual se realiza por topografía,
haya segregación Antes
e)
e
se mide con agua,
procedente
de una cisterna
con contador,
impermeabilizando
las
nuclear,
la granulometría,
y de más a menos
restrictivo,
los controles
de compactación
serian:
placa de carga, macro cata.
paredes con un plástico.
También
se puede hacer
midiendo el volumen
un control
topográfico
ocupado del pedraplén,
pesando
obteniendo
los camiones
que se van vertiendo
y
6.11 PAQUETE DEL FIRME.
así la densidad. Está constituido
Lus espaldones menores
(zona exterior ó borde) deben tener un ancho de unos 4 m, y se ejecutan
que el núcleo
(zona
interior),
siendo
más dificil
en tongadas
para los compactado res llegar
El ensayo
al borde,
transmisión
de abajo arriba por las capas que figuran en la tabla
de laboratorio
en las Ref.
directa y en la Ref. 3 cl nuclear
1, 2 Y 3 es el PM;
en obra
6.8. en Ref.
1 y 2 el nuclear
de
de retrodispersión.
incluso se utilizan los mús ligeros.
La macrocata granulometria
es también
resultante,
Juan Cherné Tarit ontc Andrés González
AguiJar
útil
para
comprobar
después de realizada
la calidad
del
esqueleto
mineral
V s, y
la
la compactación.
117
Construcciones Industriales 50 Ingeniería Industrial
Juan Chcrnc Tarilo nlc Andrés
Gonzálcz
Aguija r
11 8
Construcciones 50 Ingenic ria
Industriales Industrial
