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03 el suelo y las maquinas de movimiento de tierras

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  1. 1. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO y las Máquinas de Movimiento de Tierras EL SUELOEL SUELO yy las Máquinas delas Máquinas de Movimiento de TierrasMovimiento de Tierras DPTO. DE TRANSPORTES Y TECNOLOGIA DE PROYECTOS Y PROC SEXTO CU TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION I: EQUIPOS Y PLAN Prof. Francisco Ballester Prof. Jorge A. Capote
  2. 2. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS El primer problema que surge es la propia definición de tierras dada su gran ambigüedad: El primer problema que surge es la propia definición de tierras dada su gran ambigüedad: Para el constructor, suelo es la capa superior de la corteza terrestre, no petrificada, que puede ser excavada sin necesidad de recurrir a explosivos; el resto de la corteza terrestre se designa como roca. Para el constructor, suelo es la capa superior de la corteza terrestre, no petrificada, que puede ser excavada sin necesidad de recurrir a explosivos; el resto de la corteza terrestre se designa como roca. çç Parte sólida del Planeta Tierra, en contraposición con el Mar.Parte sólida del Planeta Tierra, en contraposición con el Mar. çç Materia inorgánica desmenuzable, de que principalmente seMateria inorgánica desmenuzable, de que principalmente se compone el suelo naturalcompone el suelo natural
  3. 3. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS En España, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del MOPU (PG5) indica que en el caso de excavación clasificada. se consideran los siguientes tipos: * Excavación en roca. Comprenderá la correspondiente a todas las masas de roca, depósitos estratificados y la de todos aquellos materiales que presenten características de roca maciza, cementados tan sólidamente, que únicamente pueden ser excavados utilizando explosivos. * Excavación en terreno de tránsito. Comprenderá la correspondiente a los materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas, y todos aquellos que para su excavación no sea necesario el empleo de explosivos y sea precisa la utilización de escarificadores profundos pesados. * Excavación en tierra. Comprenderá la correspondiente a todos los materiales no incluidos en los apartados anteriores.
  4. 4. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS DEFINICIONES Y PARAMETROS QUE ES PRECISO CONSIDERARDEFINICIONES Y PARAMETROS QUE ES PRECISO CONSIDERAR • Densidad del material • Esponjamiento • Compactación Considerando el peso, tamaño de partículas y el contenido de humedad de los diversos materiales, la DENS (peso específico en toneladas por metro cubico) según su estado, puede tener importantes variaciones. Cuando se excava un material, normalmente se fractura en partículas menores que ya no pueden ajustarse entre si tanto como estaban en su estado natural. Esa reacomodación de las partículas crea huecos en el mat provocando un incremento de su volumen llamado: ESPONJAMIENTO que se mide en metros cúbicos suelto El volumen ocupado por el material en su estado natural o suelto, se puede reducir por medio de la COMPACTA El cociente entre la medida compactada y la medida en banco se llama factor de compactación.
  5. 5. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS 1 m3 1,30 m3 0,75 m3 Banco Esponjado Compactado Coef. Expansión (30 %) Esponjamiento Coef. Compactación (25 %) Factor de Compactación
  6. 6. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Volumen Banco Aumento de Volumen Suelto Transporte Nivelación y Compactación Compactado Carga Voladura
  7. 7. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Coef. de Expansión ( Esponjamiento ) (P.E) El esponjamiento es el aumento de volumen del material al excavarlo ò Al material en el terreno se le denomina en banco (Vb) y al material ya excavado, material suelto (Vs) volumen suelto - volumen banco volumen banco P.E. = x 100
  8. 8. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Factor de Conversión Volumétrica (F.C.V) El F.C.V. es la relación entre los volúmenes del material en banco y el material suelto. material banco material suelto F.C.V. = = 1 m3 1,30 m3 = 0,769
  9. 9. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS TABLA I.9 DENSIDADES APROXIMADAS DE LOS DISTINTOS MATERIALES MATERIAL Densidad suelto-banco TM/m 3 Factor volumétricode conversión Porcentaje de expansión BAUXITA 1,42 - 1,89 0,75 33% ESCORIA 0,56 - 0,86 0,65 54% CALIZA 1,54 - 2,61 0,59 70% MINERAL DE URANIO 1,63 - 2,20 0,74 35% ARCILLA: Estado natural Seca Húmeda 1,66 - 2,02 1,48 - 1,84 1,66 - 2,08 0,83 0,81 0,80 22% 25% 25% ARCILLA Y GRAVA: Seca Húmeda 1,42 - 1,66 1,54 - 1,84 0,86 0,84 17% 20% CARBON: Antracitoso A bocamina Lavado Bituminoso A bocamina Lavado 1,19 - 1,60 1,10 - 1,48 0,95 - 1,28 0,83 - 1,13 0,74 0,74 0,74 0,74 35% 35% 35% 35% ROCA ALTERADA: 75% Roca 25% Tierra 25% Roca 50% Tierra 25% Roca 75% Tierra 1,96 - 2,79 1,72 - 2,28 1,57 - 1,06 0,70 0,75 0,80 43% 33% 25% TIERRA: Seca Húmeda Barro 1,51 - 1,90 1,60 - 2,02 1,25 - 1,54 0,80 0,79 0,81 25% 26% 23% GRANITO FRAGMENTADO 1,66 - 2,73 0,61 64% GRAVA: Natutaral Seca Seca de 6 a 50 mm Mojada de 6 a 50 mm 1,93 - 2,17 1,51 - 1,69 1,69 - 1,90 2,02 - 2,26 0,89 0,89 0,89 0,89 13% 13% 13% 13% ARENAYARCILLA 1,60 - 2,02 0,79 26% YESOFRAGMENTADO 1,81 - 3,17 0,57 75% MINERALES DE HIERRO Hematites Magnetita Pirita 2,46 - 2,91 2,79 - 3,28 2,58 - 3,03 0,85 0,85 0,85 18% 18% 18% ARENISCA 1,51 - 2,52 0,60 67% ARENA: Seca Húmeda Empapada 1,42 - 1,60 1,69 - 1,90 1,84 - 2,08 0,89 0,89 0,89 13% 13% 13% TIERRA Y GRAVA: Seca Húmeda 1,72 - 1,93 2,02 - 2,23 0,89 0,91 13% 10% TIERRA VEGETAL 0,95 - 1,37 0,69 44% TACONITAS 2,43 - 4,21 3,20 - 5,61 0,58 0,57 73% 75% BASALTOS O DIABASAS FRAGMENTADAS 1,75 - 2,61 0,67 49% NIEVE: Seca 0,13--- -- -- Tablas de Densidades...
  10. 10. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Correlación entre las propiedades de un relleno compactado y losgrupos de la Clasificación Unificada de Casagrande (SHERARD et al 1963). GRUPO Permeabilidad relativa k (cm/s) probable Resistencia relativa al sifonamiento Resistencia relativa al esfuerzo cortante Facilidad de puesta en obra (facilidaddel control densidad- humedad) GW Permeable 10-3 a 10-1 Alta Muy alta Muy buena GP Perm. a muy perm. 5*10-3 a 10 Alta a media Alta Muy buena GM Semipermeable 10-7 a 10 Alta a media Alta Muy buena GC Impermeable 10-8 a 10-5 Muy alta Alta Muy buena SW Permeable 5*10-4 a 5*10-2 Alta a media Muy alta Muy buena SSPP ppeerrmm.. aa sseemmiipp eerr 55**1100-- 55 aa 55**1100-- 11 BBaajjaa aa mmuuyy bbaajjaa AAllttaa BBuueennaa aa mmeeddiiaannaa SM Semiper. a imper. 10-7 a 5*10-4 Media a baja Alta Buena a mediana SC Impermeable 10-8 a 5*10-5 Alta Alta a media Buena a mediana ML Impermeable 10-8 a 5*10-5 Baja a muy baja Media a baja Mediana a muy mala CL Impermeable 10-8 a 10-6 Alta Media Buena a mediana OL Impermeable 10-8 a 10-5 Media Baja Mediana a mala MH Muy impermeable 10-9 a 10-7 Media a alta Baja Mala muy mala CH Muy impermeable 10-10 a 10-8 Muy alta Baja a media Muy mala
  11. 11. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS TABLA I.7 CONDICIONES LIMITES DE UN RELLENO COHESIVO PARA EL TRABAJO DE EQUIPOS SOBRE CADENAS Condiciones para el trabajo del equipo Tipo de equipo Máximo de relación: Humedad Límite plástico (1) Cohesión mínima (KPa) (2) Bulldozer pequeño (7 t) con cadena ancha 1,60-1,65 20 Bulldozer pequeño (7 t) con cadena normal 1,45-1,55 30 Bulldozer grande (38 t) con cadena ancha 1,45-1,55 30 Bulldozer grande (38 t) con cadena normal 1,40-1,45 35 (1) Demostrado solamente para suelos con más del 60% de limo más arcilla (2) Demostrado solamente para suelos con más del 90% de limo más arcilla
  12. 12. EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS TABLA I.8 CONDICIONES LIMITES PARA EL TRABAJO DE TRAILLAS EN RELLENOS COHESIVOS Máximo de la relación Humedad/Límite plástico (1) Tipo de trailla y operación 50% o más de limo y arcilla menos del 50% de limo y arcilla Resistencia al esfuerzo cortante mínima con el molinete (KPa) (1) Traillas remolcadas y pequeñas (menos de 15 m3) Operación con máxima eficacia 1,1 0,9 140 Operación posible 1,3 1,2 60 Traillas motorizadas medias y grandes (más de 15 m3) Operación con máxima eficacia 1,0 0,9 170 Operación posible 1,2 1,1 100 (1) Estos valores no se han detenido para suelos con más del 10% de partículas mayores de 20mm.

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