03 el suelo y las maquinas de movimiento de tierras

EL SUELO Y LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRASEL SUELO Y LAS MAQUINAS

DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

EL SUELOy las Máquinas de

Movimiento de Tierras

EL SUELOEL SUELOy y las Máquinas de las Máquinas de

Movimiento de TierrasMovimiento de TierrasDPTO. DE TRANSPORTES Y TECNOLOGIA DE PROYECTOS Y PROCESOS

SEXTO CURSO

TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION I: EQUIPOS Y PLANTAS

Prof. Francisco Ballester Muñoz

Prof. Jorge A. Capote Abreu



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 se Materia inorgánica desmenuzable, de que principalmente se

compone el suelo naturalcompone el suelo natural



En España, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del MOPU(PG5) indica que en el caso de excavación clasificada. se consideran los siguientestipos:

* Excavación en roca. Comprenderá la correspondiente a todas las masas deroca, depósitos estratificados y la de todos aquellos materiales que presentencaracterísticas de roca maciza, cementados tan sólidamente, que únicamente puedenser excavados utilizando explosivos.

* Excavación en terreno de tránsito. Comprenderá la correspondiente alos materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas, y todosaquellos que para su excavación no sea necesario el empleo de explosivos y seaprecisa la utilización de escarificadores profundos pesados.

* Excavación en tierra. Comprenderá la correspondiente a todos los materialesno incluidos en los apartados anteriores.



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 DENSIDAD

(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 material,

provocando un incremento de su volumen llamado: ESPONJAMIENTO que se mide en metros cúbicos sueltos.

El volumen ocupado por el material en su estado natural o suelto, se puede reducir por medio de la COMPACTACION

El cociente entre la medida compactada y la medida en banco se llama factor de compactación.



1 m3 1,30 m3

0,75 m3

Banco Esponjado Compactado

Coef. Expansión (30 %)Esponjamiento Coef. Compactación (25 %)

Factor de Compactación



Volumen

Banco

Aumento de Volumen

SueltoTransporte

Nivelación y Compactación

CompactadoCarga

Voladura



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 bancoP.E. = x 100



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 sueltoF.C.V. = =

1 m3

1,30 m3

= 0,769



TABLA I.9 DENSIDADES APROXIMADAS DE LOS DISTINTOS MATERIALES

MATERIALDensidad

suelto-bancoTM/m 3Factor

volumétrico deconversiónPorcentaje

deexpansiónBAUXITA 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 naturalSecaHúmeda

1,66 - 2,021,48 - 1,841,66 - 2,08

0,830,810,80

22%25%25%

ARCILLA Y GRAVA:SecaHúmeda

1,42 - 1,661,54 - 1,84

0,860,84

17%20%

CARBON:Antracitoso A bocamina

LavadoBituminoso A bocamina Lavado

1,19 - 1,601,10 - 1,480,95 - 1,280,83 - 1,13

0,740,740,740,74

35%35%35%35%

ROCA ALTERADA:75% Roca 25% Tierra25% Roca 50% Tierra25% Roca 75% Tierra

1,96 - 2,791,72 - 2,281,57 - 1,06

0,700,750,80

43%33%25%

TIERRA:SecaHúmedaBarro

1,51 - 1,901,60 - 2,021,25 - 1,54

0,800,790,81

25%26%23%

GRANITO FRAGMENTADO 1,66 - 2,73 0,61 64%GRAVA:NatutaralSecaSeca de 6 a 50 mmMojada de 6 a 50 mm

1,93 - 2,171,51 - 1,691,69 - 1,902,02 - 2,26

0,890,890,890,89

13%13%13%13%

ARENA Y ARCILLA 1,60 - 2,02 0,79 26%YESO FRAGMENTADO 1,81 - 3,17 0,57 75%MINERALES DE HIERROHematitesMagnetitaPirita

2,46 - 2,912,79 - 3,282,58 - 3,03

0,850,850,85

18%18%18%

ARENISCA 1,51 - 2,52 0,60 67%ARENA:SecaHúmedaEmpapada

1,42 - 1,601,69 - 1,901,84 - 2,08

0,890,890,89

13%13%13%

TIERRA Y GRAVA:SecaHúmeda

1,72 - 1,932,02 - 2,23

0,890,91

13%10%

TIERRA VEGETAL 0,95 - 1,37 0,69 44%TACONITAS 2,43 - 4,21

3,20 - 5,610,580,57

73%75%

BASALTOS O DIABASASFRAGMENTADAS 1,75 - 2,61 0,67 49%

NIEVE:Seca 0,13- -- -- --

Tablas de Densidades...



Correlación entre las propiedades de un relleno compactado y los grupos de la Clasificación Unificada de Casagrande(SHERARD et al 1963).

GRUPO Permeabilidadrelativa

k (cm/s)probable

Resistenciarelativa alsifonamiento

Resistenciarelativa alesfuerzocortante

Facilidad depuesta en obra(facilidad del

control densidad-humedad)

GW Permeable 10-3 a 10 -1 Alta Muy alta Muy buenaGP Perm. a muy perm. 5*10-3 a 10 Alta a media Alta Muy buenaGM Semipermeable 10-7 a 10 Alta a media Alta Muy buenaGC Impermeable 10-8 a 10 -5 Muy alta Alta Muy buenaSW Permeable 5*10-4 a 5*10 -2 Alta a media Muy alta Muy buenaSS PP ppeerr mm .. aa ss ee mm iipp eerr 55** 11 00-- 55 aa 55** 11 00-- 11 BB aa jjaa aa mm uuyy bbaajjaa AAll tt aa BB uuee nnaa aa mm ee ddiiaa nnaaSM Semiper. a imper. 10-7 a 5*10 -4 Media a baja Alta Buena a medianaSC Impermeable 10-8 a 5*10 -5 Alta Alta a media Buena a medianaML Impermeable 10-8 a 5*10 -5 Baja a muy baja Media a baja Mediana a muy

malaCL Impermeable 10-8 a 10 -6 Alta Media Buena a medianaOL Impermeable 10-8 a 10 -5 Media Baja Mediana a malaMH Muy impermeable 10-9 a 10 -7 Media a alta Baja Mala muy malaCH Muy impermeable 10-10 a 10 -8 Muy alta Baja a media Muy mala



TABLA I.7 CONDICIONES LIMITES DE UN RELLENO COHESIVO PARA EL TRABAJO DE EQUIPOS SOBRECADENAS

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 ancha1,60-1,65 20

Bulldozer pequeño (7 t) con cadena normal1,45-1,55 30

Bulldozer grande (38 t) con cadena ancha1,45-1,55 30

Bulldozer grande (38 t) con cadena normal1,40-1,45 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



TABLA I.8 CONDICIONES LIMITES PARA EL TRABAJO DE TRAILLAS EN RELLENOS COHESIVOS

Máximo de la relación Humedad/Límiteplástico

(1)Tipo de trailla y operación

50% o más de limo yarcilla

menos del 50%de limo y arcilla

Resistencia alesfuerzo cortante

mínima con elmolinete (KPa)

(1)

Traillas remolcadas ypequeñas (menos de 15 m3)

Operación con máxima eficacia1,1 0,9 140

Operación posible 1,3 1,2 60

Traillas motorizadas medias ygrandes (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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