Curso movimiento de tierras basico

Curso de movimiento de tierras

Curso de Movimiento de tierras -BASICO


Fundamentos de Movimientos de Tierras


Objetivo• Revisar los conceptos para estimar el rendimiento de una máquina

o flota de máquinas• Discutir los factores que afectan el desempeño de las máquinas


Conceptos Básicos


CONCEPTOS BÁSICOS

Conceptos Básicos

¿QUÉ ES MOVIMIENTO DE TIERRAS?


Movimientos de Tierras• Son los movimientos de una parte de la superficie de la tierra, de un

lugar a otro, y en su nueva posición, crear una nueva forma y condición física deseada al menor costo posible.


Proyecto Típico de Movimiento de TierrasPreparación

del Banco

Requiere Voladura ?

Ripeo o Carga con

Exc./ Cargador

Acarreo

Requiere Clasificación?

Tendido -Mezcla

Cribado y/o Trituración

Compactación

PavimentaciónEdificación

Barrenación-explosivos / Voladura

SiSi

NoNo

Posición Original Nueva Posición

Distancia deAcarreo


$/m3 = Mínimo Costo / hMáxima Producción / h

m3

Concepto - Desempeño Ideal

Menor Costo por HoraPosible

hión / h

- Desempeño Idea

Máxima producción por HoraPosible


100 m.

150 m.

1.500 m.

1.600 m

5.000 m

Sistemas de Acarreo en sus distancias mas económicas


Materiales

Rocas

Tierras

Mezclas


Características de los Materiales • Las características y propiedades de los materiales afectan directamente

la producción y el desempeño de las máquinas.


GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES

Cantos Rodados : 76 mm y más ( 3 " )

Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " )

Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " )

Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " )

Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " )

Características de los Materiales


GRANULOMETRIA DE LOS PRINCIPALES MATERIALES

Cantos Rodados : 76 mm y más ( 3 " )

Grava : de 3 mm a 76 mm ( 1/8 " a 3 " )

Arena : de 0,05 mm a 3 mm ( 0,002 " a 1/8 " )

Limo : de 0,005 mm a 0,05 mm ( 0,002 " a 0,0002 " )

Arcilla : menos de 0,005 mm ( menos de 0,0002 " )


Granularno-cohesivo

Cohesivo


Suelos Cohesivos - Arcilla• Absorbe agua • Estructura Microscópica “plaquetas”• La cantidad de agua es crítica para la

compactación• Importancia de la “manipulación” para

compactar

ÍNDICE DE UMIDADE

DensidadeMáxima

UmidadeÓtima

Índice de UmidadeD

ensi

dade

Sec

a


Propiedad de los Suelos

Físicas : Densidad, Granulometría, Contenido de Humedad...

Mecánicas: Resistencia, Deformación, Permeabilidad...


Tipos de Suelos & Compactación


Propiedad de los Suelos • La principal propiedad que afecta el rendimiento de las máquinas:

- DENSIDAD• Densidad en Banco y Densidad Sueltay



DensidadEs el peso del material por unidad de volumen: kg/m3

Densidad en bancoEs el peso del material en su estado natural: kg/m3 en banco

Densidad del material sueltoEs el peso del material fuera de su estado natural: kg/m3 suelto


Compactado

Suelto

m3 en Banco

m3 Sueltom3 Compactado

Banco

Volumen del Material


1 m3 1,2 m3

Banco

Suelto

VOLUMEN DEL MATERIAL.m3 en Banco

m3 Suelto


ABULTAMIENTO



1m3b 1,22m3sArcilla lecho

natural

Factor carga = .82

Abult. 22%

1,22 m3s X 0,82 = 1,0 m3b1,0 m3b / 0,82 = 1.22 m3s

Abultamiento & Factor de Carga


FACTOR DE CONTRACIÓN CALCULA DIVIDIENDOSE LA DENSIDAD DEL MATERIALCOMPACTADO POR SU DENSIDADE EN BANCO

kg / m3 COMPACTADOFACTOR DE CONTRACIÓN = kg / m3 BANCO



Abultamiento & Compactación

1m3 1,2m3

?


Pregunta


Pregunta

En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca?


Pregunta

Arena mojada = 2080 kg/m3bArena seca = 1600 kg/m3bDiferencia = 480 kg

PH35 Pg. 27-4

En banco, cuál la diferencia de peso entre la arena mojada y la arena seca?


Pregunta


Pregunta

Cuál la densidad de la arcilla en su lecho natural:


Pregunta


• Suelta


Pregunta


• Suelta• Banco


Pregunta


• Suelta• Banco

= 1660 kg/m3s = 2020 kg/m3b

PH35 Pg 27-4


Densidad de los Materiales

PH35 Pg 27-4


Densidad / Peso del Material

m3s

1510 kg m3b

1900 kg

Tierra apisonada y seca

1900kg X .80 F.C. = 1520kg 1510kg


Pregunta

Machine Application & Performance Seminar


Pregunta


Un contratista necesita excavar 250.000 metros cúbicos de material. El factor de carga es de .84.


Pregunta



¿Cuántos metros cúbicos serán movidos?


Pregunta



¿Cuántos metros cúbicos serán movidos?

250.000 m3b / 0,84 = 297.619 m3s


Abultamiento

PH35 Pg. 27-1


Pregunta


PreguntaUn contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierra

apisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad.




El material es cargado en camiones de 12m3.




El material es cargado en camiones de 12m3. Cuantos camiones serán necesarios para acarrear el material de la

producción diaria?


PreguntaUn contratista esta trabajando en excavación de zanjas en tierraapisonada y seca y la producción es de 300 metros por día. La zanja tiene un ancho de 1,5m por 2,5m de profundidad.El material es cargado en camiones de 12m3.

Cuantos camiones serán necesarios para acarrear el material de la producción diaria?

p?

Volumen de la zanja = 1.5m x 2.5m x 300m = 1125 m3b




Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto

p?





Volumen en banco / factor de carga = volumen suelto1125 m3b / .80 = 1406 m3s

p?






Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas

p?






Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas1406 m3s / 12 m3s =

p?






Volumen suelto / Capac. camión = numero de camionadas1406 m3s / 12 m3s = 117 camionadas

p?



“m3 Banco” e “m3 Sueltos”

• La mayoría de las obras son ...

– Licitadas en m3 banco

– Pagas en m3 banco

– Operadas en m3 sueltos


Cálculos de Producción La producción de las máquinas se puede expresar en:

Metros Cúbicos en Banco por Hora (m3b/hr).

Metros Cúbicos Sueltos por Hora ( m3s/hr)

Metros Cúbicos Compactados por Hora (m3c/hr)

Toneladas Métricas por Hora ( ton/hr )


Cálculos de Producción• La CARGA y Producción de las máquinas se puede medir de las

siguientes formas:

1- Pesándola

2- Calculándola en funciónde la máquina

3- Midiendo o Volumen


Pesando


Midiendo


Cálculos de Producción

Producción Teórica por Hora=

Capacidad da Máquina m3 / Ciclo

X Números de Ciclos / h

En función de la capacidad de la máquina.


Cálculos de ProducciónProducción Real por Hora

=

Capacidad de la Máquina m3/ciclo

XNúmeros de Ciclos / h

XFatores de Corrección

* Factor de Llenado.* Eficiencias.* Disponibilidad Mecánica.* Otros factores.


Capacidad del Cucharón


Capacidad del Cucharón (SAE)

2:1

• Capacidad al ras– volumen contenido en el

cucharón después de nivelar la carga pasando un rasero que se apoye sobre la cuchilla y la parte trasera del cucharón

• Capacidad colmada:– Es la capacidad a ras más

la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo.


• Capacidad colmada:– Es la capacidad a ras más

la cantidad adicional que se acumule sobre la carga a ras a un ángulo de reposo de 2:1, con el nivel a ras paralelo al suelo.

Factor de Llenado

2:12:1

• Factor de llenado:% de la capacidad colmada

2:1


Ejemplos de Factor de Llenado

A- 100 – 110% Arcilla Húmida

B- 95 – 110% Arena y Grava

C- 80 – 90% Arcilla dura e compactada.60 – 75% Roca bien fragmentada por voladura

y material de río.40 – 50% Roca mal fragmentada por voladura

AB

C


MATERIAIS PARA CARREGADEIRAS DE RODAS.

Características de los MaterialesFACTORES DE LLENADO DE ACUERDO AL TAMAÑO DE LOS

MATERIALES PARA CARGADORES DE RUEDAS.

MATERIALES SUELTOS % F. LL.AGREGADOS HUMEDOS MEZCLADOS 95-100AG. HUMEDOS UNIF. HASTA 3mm(1/8") 95-100AG. 3 @ 9mm. (1/8 @ 3/8 ") 90-95AG. 12 @ 20 mm ( 1/2 @ 3/4 " ) 85-90AG. 24 mm (1") y mas grandes 85-90ROCA DE VOLADURABIEN FRAGMENTADA 80-95 %FRAGMENTACION MEDIANA 75-90 %MAL FRAGMENTADA 60-75 %VARIOSMEZCLA DE TIERRA Y ROCAS < 100 %LIMO HUMEDO < 110 %SUELO,PIEDRA Y RAICES 80-100MATERIALES CEMENTADOS 85-90


Pregunta


Pregunta

Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm.


Pregunta

Un cargador 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm.

Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) y cual será el peso en el cucharón?


Pregunta

PH35 pg 27-1 or 12-70/71pg 27-4


Pregunta

PH35 pg 27-1 or 12-70/71pg 27-4

Un 938GII esta equipado con un cucharón de 2.8m3 con cuchilla emper. Esta cargado con piedra caliza triturada (pila) 12-20mm.


Pregunta

PH35 pg 27-1 or 12-70/71pg 27-4


Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón?


Pregunta

PH35 pg 27-1 or 12-70/71pg 27-4


Cual es el Factor de Llenado del cucharón (FLL) e cual será el peso en el cucharón?

Respuesta: FLL = 85-90%Carga = 2.8 m3 X .87 BFF = 2.44 m3sPeso = 2.44 m3s x 1540 kg/m3s = 3757,6 kg


Factores que Afectan el Factor de Llenado• Características de los materiales• Diseño del Cucharón• Habilidades del Operador• Diseño del Banco• Fuerza de Desprendimiento.


Ciclo Ciclo: Es un viaje completo de ida y regreso

para completar un pase de trabajo.

Carga

Acarreo

Descarga

Regreso


Ciclo

Descarga

Acarreo

Carga

Retorno

Tiempos Fijos y Variables:

(Fijo)

(Variable)

(Fijo)

(Variable)


Ciclo

CargaDescarga

Acarreo

Retorno

(Fijo)

(Variable)

Espera, maniobras, demoras,

(Fijo)

(Variable)


Ciclos por Hora

• Ciclos / h = ---------------------------------------------60 minutos / h

Tiempo promedio de ciclo ( ,xx minutos / ciclo)

NO son segundosSON centésimas de minuto


Segundos 1/100Min60 159 0,9858 0,9757 0,9556 0,9355 0,9254 0,9053 0,8852 0,8751 0,8550 0,83

Ciclos por Hora

60 Segundos ……….. 1 Minuto20 Segundos …….>> 0,XX Min

X = ----------------- = 0,33 Min20 X 1

60

Ciclos por Hora = 60 min/h. / 0.33 min/ciclo = 181 ciclos/h


Ciclo básico (Tractor)

Corte Corte Corte Corte Acarreo Transporte AcarrAcarreoDescarga Descarga Descarga Descarga RetornoRetornoRetorno


Resistencia a la Rodadura• Resistencia a la rodadura• Pendientes: resistencia/asistencia Soma = Resistencia Total


Resistencia a la Rodadura

PH35: 27-1

Penetración de los Neumáticos




• Es la fuerza necesaria para que una rueda gire en el suelo

• 2% del peso bruto da máquina, + 0,6% del peso bruto por cm de penetración de los neumáticos



PH35 pg 27-1


Resistencia/Asistencia

+ 4%Resistencia

– 4%

Asistencia


Resistencia/Asistencia

Acarreo• Resist. Rodadura = 6%• Pendiente = 4%

______ • Resist. Total = 10%

Retorno• Resist. Rodadura = 6%• Pendiente = -4%

______ • Resist. Total = 2%


Factores de Correción

PH35: 12-70


Eficiencias

Minutos Efectivos trabajados por Hora60 minutos por Hora

Eficiencia en la Obra

Ejemplo : 50/60 = 0,83 = 83 %


Disponibilidad Mecánica

DisponibilidadMecánica

Horas reales trabajadas por anoHoras Programadas por ano

= x 100


¤ Calidad del equipo ¤ Vida Económica / Número de horas de servicio¤ Asistencia Técnica ( Partes y Servicio)¤ Prácticas de Mantenimiento/Herramientas¤ Estandarización¤ Relaciones Humanas

Factores que afectan la disponibilidad mecánica


Ejemplo : • Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con:

Cucharón de 3,1 m3

Factor de llenado = .90Tiempo de ciclo = 30 SegundosEficiencia en la Obra = 50 min hDisponibilidad Mecánica = .95


Ejemplo : • Cuál será la producción horaria de un cargador de ruedas con:

Cucharón de 3,1 m3

Factor de llenado = .90Tiempo de ciclo = 30 SegundosEficiencia en la Obra = 50 min hDisponibilidad Mecánica = .95

Producción / h = 3,1 x 0,90 x 120 x 0,83 x 0,95 = 264 m3 / h.


PREGUNTAS ?


Gracias por su atención !

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