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• Alvarado Cuba Asociados

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MOVIMIENTO DE TIERRAS Se entiende por Movimiento de Tierra al conjunto de actividades a realizarse en un terreno para la ejecución de una obra, que producen las modificaciones necesarias del terreno hasta llegar al nivel de la subrasante.

MOVIMIENTO DE TIERRAS

El término incluye: • Desmonte, desbroce, excavación para carretera y drenaje. • Excavación para obras de fábricas • Terraplenes, materiales de préstamos, transporte adicional explanación con máquinas • Escarificación de la explanación. • Todos los trabajos de preparación del cimiento para carreteras, pistas o ferrocarriles. Este conjunto de actividades puede realizarse en forma manual o en forma mecánica.

TIPOS DE EXCAVACIONES

Se pueden dividir en tres grupos: – A cielo abierto – Subterráneas – subacuáticas

EXCAVACION A CIELO ABIERTO

Roca: Explosivos o cemento expansivo Terreno duro: Explosivos ó ripado. Terreno de tránsito (intermedio): Medios mecánicos (no a mano). Tierras: A mano

EXCAVACION SUBTERRÁNEA

CICLO DE EXCAVACIÓN EN TÚNELES: 1. Replanteo de esquema de tiro 2. Perforación de los taladros 3. Carga de explosivo, conexiones y comprobaciones 4. Voladura y Ventilación 5. Retirada de escombro 6. Saneo del frente, bóveda y hastiales

EXCAVACION SUBTERRÁNEA

EXCAVACIÓN EN TÚNELES: • Normalmente es necesario el uso de explosivos según longitud y tipo de terreno. Debe tener sección suficiente para permitir el uso de medios mecánicos de excavación, carga y acarreo (mayor de 3 m2). • También se utilizan rizadoras y martillos de percusión. Los escudos cuando los terrenos son inestables.

EXCAVACION SUBTERRÁNEA

VOLADURA EN EL INTERIOR DE UN TÚNEL https://www.youtube.com/watch?time_continue=3&v=Hpj x34JBfLA TUNELADORA

https://www.youtube.com/watch?time_continue=118&v=X lhJYPMQ4mA

https://www.youtube.com/watch?v=0ltwGgQsuwU

EXCAVACION SUBTERRÁNEA

EXCAVACIÓN EN POZO: Excavación en vertical o casi vertical, teniendo que ser extraídos los productos por elevación.

EXCAVACION SUBACUÁTICA

No es posible hacerlo desde tierra. Se clasifican según dureza de fondo: - Arenas y fangos: Se transporta los productos de excavación mediante bombas y dragas de succión. - Fondos moderadamente duros: Arenas consolidadas y rocas blandas, dragas de succión con cortadora.

EXCAVACION SUBACUÁTICA

- Fondos duros: Dragas de arranque o rosario. - Rocas: Martillo romperrocas o voladuras subacuáticas

ESTADO DE LOS MATERIALES DURANTE EL PROCESO

Los terrenos son un compuesto de agregación de partículas de tamaños variados. Entre estas partículas quedan vacíos ocupados por agua y aire. Si mediante acción mecánica variamos el orden de dichas partículas, modificaremos también el volumen de vacíos, por tal motivo se emplean factores de esponjamiento en el metrado.

ESTADO DE LOS MATERIALES DURANTE EL PROCESO

Material en Banco (B): El volumen del material en estado natural. Material suelto (S): El volumen del material perturbado luego de un proceso de excavación ó carga. Material compactado: El volumen del material compactado. Esponjamiento(%): Incremento porcentual de volumen entre los estado en banco y suelto

ESTADO DE LOS MATERIALES DURANTE EL PROCESO

Factor de esponjamiento: Relación de volúmenes antes y después de la excavación

RELACION ENTRE PORCENTAJE Y FACTOR DE ESPONJAMIENTO

Conociendo el % de esponjamiento de un material se conoce su factor de esponjamiento, y viceversa, sin más que operar en la expresión anterior.

CONSOLIDACIÓN Y COMPACTACIÓN

Consolidación y Compactación (Shrinkage): Reducción porcentual de volumen entre estados en banco y compacto con relación al estado en banco, esto se logra apisonando enérgicamente, para conseguir un comportamiento mecánico según su uso.

CONSOLIDACIÓN Y COMPACTACIÓN

Consolidación y Compactación (Shrinkage): Reducción porcentual de volumen entre estados en banco y compacto con relación al estado en banco, esto se logra apisonando enérgicamente, para conseguir un comportamiento mecánico según su uso.

DENSIDADES DE MATERIAL EN BANCO Y SUELTO – CASOS FRECUENTES

DENSIDADES DE MATERIAL EN BANCO Y SUELTO – CASOS FRECUENTES

DENSIDADES DE MATERIAL EN BANCO Y SUELTO – CASOS FRECUENTES

ECUACION GENERAL DE DENSIDADES Y VOLÚMENES

• Esto se cumple ante desperdicios mínimos de material y humedad constante

EXTENDIDO DE CAPAS – CONSIDERACIONES PRACTICAS

• El efecto de la compactación sobre la capa se refleja en la disminución de altura • En la figura se observa como al compactar una capa de material su anchura a y su longitud l no varían, mientras que su espesor hL pasa a ser, por efecto de la compactación, hC

EXTENDIDO DE CAPAS – CONSIDERACIONES PRACTICAS

• conviene conocer la relación entre hC y hL para extender las capas con el espesor hL adecuado.

Se = % de disminución de espesor hL = Espesor inicial de capa hC = Espesor de capa después de la compactación

EXTENDIDO DE CAPAS – CONSIDERACIONES PRACTICAS

• conviene conocer la relación entre hC y hL para extender las capas con el espesor hL adecuado.

Se = % de disminución de espesor hL = Espesor inicial de capa hC = Espesor de capa después de la compactación

EXTENDIDO DE CAPAS – CONSIDERACIONES PRACTICAS

• En los materiales granulares, muy frecuentes 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 el 20 %. Esto se debe comprobar en cada caso en la obra. Caso general

En terrenos granulares

CLASIFICACION Y TIPOS DE MÁQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y EXCAVACIÓN

DE ACUERDO A SU TRASLACIÓN

1. MÁQUINAS QUE EXCAVAN Y TRASLADAN LA CARGA

TRACTORES CON HOJA EMPUJADORA

MOTONIVELADORA

DE ACUERDO A SU TRASLACIÓN

1. MÁQUINAS QUE EXCAVAN Y TRASLADAN LA CARGA

MOTOTRAILLAS

CARGADOR

DE ACUERDO A SU TRASLACIÓN

2. MÁQUINAS QUE EXCAVAN SITUADAS FIJAS, SIN DESPLAZARSE

EXCAVADORA HIDRAULICA CON BALDE O MARTILLO DE IMPACTO

DE ACUERDO A SU TRASLACIÓN

2. MÁQUINAS QUE EXCAVAN SITUADAS FIJAS, SIN DESPLAZARSE

EXCAVADORA DE CABLES

EXCAVADORA DE RUEDA DE CANGILONES

Cuando se realiza un movimiento de tierras, los materiales que se encuentran son: - Tierras. - Tránsito. - Rocas. Tomando en cuenta la velocidad sismica del material, se puede escoger el tipo de máquina a usar

MOVIMIENTO DE TIERRAS ACTIVIDADES

- Despeje y desbroce del terreno (m2) - Excavación en tierra vegetal (m2) - Excavación en suelos (m3)

MOVIMIENTO DE TIERRAS ACTIVIDADES

- Excavación de préstamos para el núcleo (m3) - Excavación en roca con voladura (m3) - Terraplenes (m3)

MOVIMIENTO DE TIERRAS ACTIVIDADES

- Pedraplenes (m3) - Explanada mejorada (m3) - Refine de taludes de desmonte (m2)

MOVIMIENTO DE TIERRAS ACTIVIDADES

- Refine de taludes en terraplén (m2) - Saneo de taludes en roca (m2) - Apertura de pistas de acarreo y caminos de acceso a los distintos tajos

COSTO DE PARTIDA DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EN COMPARACION CON COSTO DE OBRA

CARRETERAS : PRESAS DE TIERRA : PRESAS DE CONCRETO : 20-30% 45-75% 5-10%

EXCAVACIONES

• Actividades para excavar, remover, cargar, transportar hasta el límite de acarreo libre y colocar en los sitios de desecho, los materiales provenientes de los cortes requeridos para la explanación y préstamos indicados en los planos y secciones transversales del proyecto. • Excavación y remoción de la capa vegetal y de otros materiales blandos, orgánicos y objetables, en las áreas donde se hayan de realizar las excavaciones de la explanación y terraplenes.

EXCAVACION SIN APUNTALAR

EXCAVACIONES

- Excavaciones de poca profundidad. - Se sostiene por medio de taludes diseñados de la misma excavación. - Se realiza generalmente con máquina por el volumen de material a remover.

EXCAVACION SIN APUNTALAR

PROCESO DE EXCAVACION

MEJORAMIENTO DE TALUD

MOVIMIENTO DE TIERRAS EN UNA VIVIENDA DE ALBAÑILERIA

En la construcción de una vivienda de albañilería; las partidas de movimiento de tierras, son: • 1- Excavación de zanjas para cimientos. • 2- Relleno debajo del nivel terreno natural. • 3- Relleno encima del nivel terreno natural. • 4- Eliminación de material excedente.

MOVIMIENTO DE TIERRAS EN UNA VIVIENDA DE ALBAÑILERIA

VE : Volumen eliminado E : Esponjamiento C : Consolidación

Por ejemplo si E = 25% entonces C = 0.80

EXCAVACION DE ZANJAS

• El volumen de excavaciones se obtendrá multiplicando el ancho de la zanja por la altura promedio, luego multiplicando esta sección transversal, así obtenida, por la longitud de la zanja. En los elementos que se crucen se medirá la intersección una sola vez.

EXCAVACION DE ZANJAS

• Para el cálculo de movimiento de tierras, nos basaremos en el trazo y replanteo; que detallamos a continuación:

EXCAVACION DE ZANJAS

EXCAVACION DE ZANJAS: Método de Áreas

Este método consiste, que por diferencias de áreas; y multiplicando por su altura; obtengamos el volumen excavado, relleno, etc. Así por ejemplo, para la cimentación mostrada.

Volumen Excavado: (6.00 x 4.00 – 5.20 x 3.20) x 1.00 = 7.36m3

EXCAVACION DE ZANJAS: Método de Áreas

VOLUMEN EXCAVADO Se excava entre el Nivel terreno Natural (N.T.N) y el Nivel Fondo de Cimentación (N.F.C). Posteriormente, para el caso analizado; se realizará el cálculo del volumen excavado; por el método de las áreas:

Volumen excavado: ((8.00 X10.25 – 4 (3.40 X 3.40) 1 (1.85 X 3.40)-(2.575x1.85)(0.425x1.85)) x1.10 Vol. Exc. = 26.312 m3

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno

Se medirá el volumen de relleno compactado. La unidad de medida comprende el esparcimiento del material, agua para la compactación, la compactación propiamente dicha y la conformación de rasantes. El volumen de relleno en fundaciones, será igual al volumen de excavación, menos el volumen de concreto que ocupa el cimiento o fundación .Igualmente el relleno de zanjas para tuberías, cajas de inspección, etc., será igual al de la excavación menos el volumen ocupado por el elemento que se trate.

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno

A continuación presentamos, el volumen de relleno; debajo y encima del nivel del terreno natural. El relleno debajo del nivel terreno será:

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno por debajo de N.T.N.

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno por debajo de N.T.N.

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno por debajo de N.T.N.

Volumen de relleno debajo del nivel terreno natural: Vol.relleno = ((9.65x7.25) – (0.15x2.10) – (4(3.40x3.40)(1.85x3.40)-(2.575x1.85)-(0.425x1.85))) x 0.30 Vol.relleno = 3.47025 m3

A continuación, calcularemos el volumen de relleno encima del terreno natural; para el cual hemos hecho un gráfico; donde la zona achurada, es lo calculado; y detallamos los cálculos, con la cubicación correspondiente.

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno por debajo de N.T.N. Y N.R.

EXCAVACION DE ZANJAS: Relleno por debajo de N.T.N. Y N.R.

Volumen de relleno entre el N.T.N y N.R: (Método de las Áreas) Vol. relleno = (9.65 x 7.25 x 0.15) - (0.15 x 2.10 x 0.15) = 10.447 m3

ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE

El volumen de material excedente de excavaciones, será igual al coeficiente de esponjamiento del material multiplicado por la diferencia entre el volumen del material disponible compactado, menos el volumen de material necesario para el relleno compactado.

Los valores de esponjamiento y reducción dependen del tipo de suelo de que se trate

ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE

La eliminación de material excedente; es igual al volumen excavado, menos el volumen rellenado; multiplicados por sus factores correspondientes.