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“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU”

FACULTAD: INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA: INGENIERIA CIVIL

CURSO:

CAMINOS II

DOCENTE:

ALVARES SEGUNDO

TEMA:

FACTOR DE ESPONJAMIENTO

CICLO:

VII

ALUMNA:

KATERIN CARRANZA ATALAY

MAYO 2016

OBJETIVO GENERAL 1. Conocer la metodología esponjamiento.

para

determinar

el

factor

de

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Analizar el uso de los ensayos en campo y en laboratorio para determinar el factor de esponjamiento en las obras de ingeniería civil. 2. Establecer la importancia del factor de esponjamiento en los trabajos de movimientos de tierras. ANTECEDENTES Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras públicas, minería o industria. Las operaciones del movimiento de tierras en el caso más general son: • Excavación o arranque. • Carga. • Acarreo. • Descarga. • Extendido. • Humectación o desecación. Compactación.

Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones de muy diverso tipo, que se denominan bancos, en perfil cuando están en la traza de una carretera, y en préstamos fuera de ella. La excavación consiste en extraer o separar del banco porciones de su material. Cada terreno presenta distinta dificultad a su

excavabilidad y por ello en cada caso se precisan medios diferentes para afrontar con éxito su excavación. Los productos de excavación se colocan en un medio de transporte mediante la operación de carga. Una vez llegado a su destino, el material es depositado mediante la operación de descarga. Esta puede hacerse sobre el propio terreno, en tolvas dispuestas a tal efecto, etc.

Excavación de tierra, y colocación en el medio de transporte

MARCO TEORICO Al excavar el material en banco, éste resulta removido con lo que se provoca un aumento de volumen. Este hecho ha de ser tomado en cuenta para calcular la producción de excavación y dimensionar adecuadamente los medios de transporte necesarios.

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). Se denomina factor de esponjamiento (Swell Factor) a la relación de volúmenes antes y después de la excavación.

FW : factor de esponjamiento (swell) VB : volumen que ocupa el material en banco VS : volumen que ocupa el material suelto dB : densidad en banco dS : densidad del material suelto.

Se tiene que: M=dsxVs=dBxVB El factor de esponjamiento es menor que 1. Sin embargo si en otro texto figura otra tabla con factores mayores que 1, quiere decir que están tomando la inversa, o sea F´ = VS / VB y si se desean emplear las fórmulas expuestas aquí, deben invertirse Otra relación interesante es la que se conoce como porcentaje de esponjamiento. Se denomina así al incremento de volumen que experimenta el material respecto al que tenía en el banco, o sea:

Sw=

Vs−VB ∗100 VB

Sw= % de esponjamiento O en función de las densidades: Sw=

dB−dS ∗100 dS

Para determinar el factor de esponjamiento en obra no existe una prueba normada, sin embargo lo que se puede hacer es cubicar y pesar una cantidad de material, en un molde de 1m 3, luego compactarlo hasta el porcentaje especificado de humedad óptima y ver cuánto se reduce en volumen, de hacer varios ensayos se puede estimar el factor que se necesita. Al dimensionar los medios de transporte habrá de tenerse en cuenta no solo la capacidad (m3) que cada vehículo tiene, sino considerar su carga máxima. Para no sobrepasarla es necesario conocer la densidad del material que se transporta. En el ANEXO1 se exponen las densidades del material en banco y suelto, para los casos más frecuentes del movimiento de fierras. Respecto al transporte, ha de considerarse la densidad del material suelto.

En proyecto, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen de excavación y el volumen de relleno, teniendo en cuenta el coeficiente de esponjamiento.

En obra, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen realmente excavado y el de relleno, teniendo en cuenta el esponjamiento real del terreno. También puede medirse por cubicación de la caja de los camiones y conteo de los mismos,

pero este procedimiento se presta a errores y discusiones entre la Dirección de Obra y el Contratista.

JUICIO CRÍTICO Para la determinación del volumen excavado es imprescindible que se lo realice en el terreno natural, ya que por características propias de los suelos, estos tienden a incrementar su volumen ya que existe un aumento del volumen de air, y se debe tener en cuenta el tipo de suelo ya que si no se realizan pruebas, se deberá utilizar los valores del factor de esponjamiento para el tipo de suelo correcto que se encuentra en las tablas correspondientes. CONCLUSIONES 1. En el preciso instante en que es removida la tierra de su estado natural, se incrementa el volumen de excavación ppor el factor de esponjamiento. 2. Es necesario realizar la correcta compactación de los suelos excavados al tener un relleno, ya que esto garantizará la disminución de volumen de vacios en el suelo, favoreciendo la estabilidad de la obra civil. 3. Para obtener valores confiables del factor de esponjamiento, se deberá realizar los ensayos tanto en obra como en laboratorio, o por lo menos guiarse con valores existentes de ensayos

previos

correctamente

determinados

para

los

diferentes tipos de suelos. 4. En una obra, es necesario obtener el valor del volumen de excavación en su posición original ya que el pago del rubro de acuerdo a las especificaciones del Ministerio de Obras

Públicas por la excavación se realizará solamente por dicho volumen RECOMENDACIONES 1. Luego de realizar el cubicaje para determinar el volumen en el suelo natural con el personal correctamente capacitado se debe determinar el valor del factor de esponjamiento para que de esta manera se pueda realizar el pago justo por la excavación. 2. Si el suelo removido se va a utilizar como relleno, se deberá realizar la correcta compactación y así garantizar la reducción del

volumen

de

vacios

y

por

ende

del

factor

de

esponjamiento. BIBLIOGRAFIA 1. https://erods.files.wordpress.com/2010/09/mov_tierras.pdf 2. http://www.eumed.net/librosgratis/2011b/967/esponjamiento %20compactacion%20y%20compensacion%20de %20tierras.html ANEXOS

ANEXO1: Valores de esponjamiento y su factor En cada caso concreto conviene estudiar los valores de Fw, Sw, para poder calcular con exactitud los cambios de volumen que va a experimentar el material en las distintas operaciones. A falta de un estudio particular puede adoptarse los valores de la siguiente tabla.

Densidades del material en banco y suelto, para los casos más frecuentes del movimiento de tierras.