Curso Movimiento de Tierras

MOVIMIENTO DE TIERRAS EN CARRETERASEspecializacin en Vas y TransporteFacultad de Ingeniera Universidad del Norte - BarranquillaGONZALO PEREZ BUITRAGOIng. en Transportes y VasMsc. Vas Terrestres

Ing. M. Sc. GONZALO PEREZ BUITRAGO

MOVIMIENTO DE TIERRAS EN CARRETERASSECCIONESTRANSVERSALESSECCIONESTRANSVERSALESPLANTAPERFILCORTECORTERELLENOPCVPIVPTV


MOVIMIENTO DE TIERRAS EN CARRETERASPERSPECTIVAPLANTA DE CHAFLANES

Ing. M. Sc. GONZALO PEREZ BUITRAGOJorge Hernando Gomez Gomez - se forma un piramoide

OPERACIONES EN MOVIMIENTOS DE TIERRALocalizacin y replanteoDesmonte y limpiezaEXPLANACIONESExcavacionesTransporteTerraplenesCONTRACCIONEXPANSIONMEDIDAS DE VOLUMENEn banco:Compacto (terraplen)Suelto (acarreo o transporte)Factores de conversin:% Expansin% ContraccinFCV, FC


OPERACIONES EN MOVIMIENTOS DE TIERRADescapoteVOLUMENDE CORTEVOLUMEN DE TERRAPLENMaterialInadecuadoReduccin =Reduccin =f (Densidad originalHeterogeneidadHumedadEliminacin material inadecuado )Factor de compensacin de volmenes sin discriminar FACTORES


METODOS DE COMPENSACION DE VOLUMENESEstudio de perfilesCurva de reasDIAGRAMAS DE MASASESTUDIOS DE PERFILES

1. Medir reas con planmetro (Trapecios, Simpson)Ap = cm2 EV = 1:100EH = 1:10001 cm2 = 10 m21 cm2 = 10 m2


METODOS DE COMPENSACION DE VOLUMENES2. Hallar la altura promedio del corte(Sistema consistente de unidades)3. Calcular rea de seccin transversal promedio4. Volumen total estimado5. Aplicar factor de compensacin de volmenes6. Repetir procedimiento para hallar volumen de relleno y hacer tanteos para reas equivalentes


METODOS DE COMPENSACION DE VOLUMENESCURVA DE AREASCORTETERRAPLENAREA BAJO EL DIAGRAMA DE CURVA DE AREASSe debe tener en cuenta la escala del diagrama de curva de reas y el factor de compensacin de volmenes. (Reducir dimensiones lineales en corte o aumentar en terrapln)


METODOS DE COMPENSACION DE VOLUMENESCOMPENSACION DE VOLUMENESCOMPENSACION DE VOLUMENESCOMPENSACION DE AREAS BAJO EL DIAGRAMA DE CURVA DE AREAS (Planmetro)COMPENSACION DE AREAS BAJO EL DIAGRAMA DE CURVA DE AREAS (Planmetro)


DIAGRAMAS DE MASARepresentacin grfica de volumen de tierras por mover y las distancias a que hay que transportarlo, en un tramo determinado.

Permite programar los movimientos de tierra y obtener el costo mnimo posible. Representa la Integral de la Curva de rea.CARTERA DE MASAS% Reduccin


ABSCISA

CUBICACION

FACTOR

CONVERSION

TERRAPLEN

CORREGIDO

CUBICACION

ACUMULADA

ORDENADA

1 mm. = ___m3

CORTE

TERRAPLEN

DIAGRAMAS DE MASAPERFILLINEA DE BASEDIAGRAMA DE MASAS (Bruckner)


PROPIEDADES DE LA CURVAO DIAGRAMA DE MASASLa curva crece con los cortes y decrece en los terraplenes. Los puntos mx (paso de corte a terrapln) y los puntos mn (paso de terrapln a corte), corresponden al punto de corte de la curva de reas con la horizontal puntos de ceros longitudinales.La ordenada de la curva medida desde la lnea de base representa los volmenes de explanacin acumulados desde el origen (corte o terrapln) o punto de corte de la curva con la lnea base.La diferencia de ordenadas entre dos puntos de la curva de masas con respecto a una horizontal cualquiera da el volumen de corte o terrapln entre dichos puntos.


PROPIEDADES DE LA CURVAO DIAGRAMA DE MASASEntre dos puntos de interseccin consecutivos de la curva de masas con una horizontal existe compensacin de corte y terrapln entre las secciones correspondientes en el perfil.

La figura cerrada se llama Bucle, onda o cuenca cantera de compensacin.Si la onda de compensacin est por encima de la lnea base (horizontal) indica que el movimiento de tierra es en el sentido del abscisado y si esta por debajo, el movimiento es hacia atrs.


PROPIEDADES DE LA CURVAO DIAGRAMA DE MASASEl rea entre la curva de masas y una horizontal (compensadora) es la medida de la CANTIDAD DE TRANSPORTE expresa en m3 - m (MOMENTO DE TRANSPORTE).La longitud media de transporte de una onda cualquiera se obtiene del cociente del rea de la onda entre la ordenada mxima.De la misma manera que la lnea base (horizontal) define sectores de movimientos de tierras compensados, tambin cualquier otra recta horizontal que corte a la curva de masas en dos puntos, determina zonas de compensacin entre cortes y rellenos (LINEAS COMPENSADORAS), y la ordenada mxima de la onda respectiva indica el volumen de tierra a mover.


LIMITACIONES DEL DIAGRAMA DE MASASEl trazado de la va no permite compensacin. En terreno montaoso la va va en corte, en terreno plano en terrapln y a media ladera los cortes son mayores a los terraplenes.

La naturaleza del material extrado en los cortes.

Distancia de acarreo del material entre corte y terrapln.


COMPENSACION DE VOLUMENESPara hacer mnima la distancia de transporte se debe estudiar unas COMPENSADORAS que hagan mnima la suma de las reas de las canteras de compensacin comprendidas entre ellas y la curva de masas; pero sto puede implicar prstamos y desperdicios, que pueden costar ms que el ahorro de transporte.

Las compensadoras se deben trazar de longitud menor o igual al LIMITE MAXIMO DE TRANSPORTE ECONOMICO (DAE)


COMPENSACION DE VOLUMENESSi sobra material de corte se vaca en un terrapln vecino con ampliacin de corona de la va sin afectar su aspecto esttico.ALTERNATIVAS:LIMITE MAXIMO DE ACARREO ECONOMICO (DAE)TerraplnSi falta material para un terrapln se aumenta el corte en un tramo inmediato con moderada amplitud en el ancho de la excavacin.DesperdicioCOMPARACION DE COSTOS CASOS 1 Y 2Ce = Costo de Excavacin $m3CS = Costo de Sobreacarreo $m


COMPENSACION DE VOLUMENESSe deben tantear diferentes lneas compensadoras, para estudiar los sistemas posibles de acarreo en un sector de la construccin para adoptar el ms conveniente y asumir la distancia media de transporte de acuerdo con el tipo de maquinaria disponible en la obra y el lmite mximo de acarreo econmico (DAE)Volumen NO Compensado


COMPENSACION DE VOLUMENES


CRITERIOS PARA EL TRAZADO DE COMPENSADORASd1d2d3d1 + d3 d2 DAEd1 DAEd2 DAEd3 DAEPara nmero impar de ondas de compensacin debe cumplirse:(dimpares - dpares) DAEdi DAEGENERALIZACION

La posicin ms econmica de una compensadora que corta un nmero par de ondas es aquella en que la suma de los segmentos que cortan ondas convexas es igual a la suma de los que cortan ondas cncavas y cada uno es menor que el Lmite Mximo de Acarreo Econmico.


CRITERIOS PARA EL TRAZADO DE COMPENSADORASd1d2d3dpares = dimparesdi DAEd4d5d6Dos compensadoras adyacentes no deben traslaparse (uso de una parte del diagrama dos veces). Si se llegarn a traslapar solo se analiza la compensadora de menor distancia de transporte.GENERALIZACION

La posicin ms econmica de una compensadora que corta un nmero par de ondas es aquella en que la suma de los segmentos que cortan ondas convexas es igual a la suma de los que cortan ondas cncavas y cada uno es menor que el Lmite Mximo de Acarreo Econmico.


MODIFICACION DE LAS CURVAS DE MASAS


CANTIDAD DE TRANSPORTEY ANALISIS DE DISTANCIAS DE ACARREOvivivi = dv = Volumen elementaldi = Distancia media de acarreo0MabdvArea trapecio elemental =Integrando= Area onda de Compensacin = MOMENTO O CANTIDAD DE TRANSPORTE Area onda = Momento de transporte = V DDISTANCIAMEDIA DE=TRANSPORTE


CANTIDAD DE TRANSPORTEY ANALISIS DE DISTANCIAS DE ACARREOEH = 1:10001 cm = 10 mEscala del Diagrama de Masas:1 cm2 diagrama masas = 10.000 m3 - mEV = 1 cm :1000 m3MEDICION DE AREAS

Con planmetroCon la Frmula de Trapecios o SimpsonArea por trapecios


MEDIDA DE TRANSPORTE Y DISTANCIA MEDIA DE TRANSPORTEv1v1v2v2v3v3v4v4vi = Volmenes elementales equivalentesdi = Distancias de acarreo entre c.d.g.= MOMENTO OCANTIDAD DE TRANSPORTEm3 - mm3 - Estm3 - Km

VVCOSTO DE TRANSPORTE = K$ V DEl costo se reduce minimizando acarreo.


MEDIDA DE TRANSPORTE Y DISTANCIA MEDIA DE TRANSPORTEDL = Distancia de acarreo libreDS = Distancia de sobreacarreo o exceso de transporteDS = D - DL


METODO GRAFICO PARA LA DISTANCIA MEDIA DE TRANSPORTEDIAGRAMAMASASEl mtodo grfico da aproximacin suficiente para los clculos en la prctica.


ANALISIS DE SOBREACARREOSEN EL DIAGRAMA DE MASASDL =Distancia de acarreo libreBulldozer100 m.Trailla300 m.Mototrailla3 Km.DS =S1 + S2 =Distancia de sobreacarreoAreasS1 y S2 se miden a escala en el DIAGRAMA DE MASASCANTIDAD DE SOBREACARREO = VS DSCANTIDAD DE SOBREACARREO = VS DS


UTILIZACION DE VARIOS MODOS DE TRANSPORTEABCDEFGHIJKLMNOPSi AB es grande se pueden utilizar varias clases de equipos de transporte. Por ejemplo:

Bulldozer: 40 m. (EF) Traillas:40 - 500 m.(CD) Volquetas:> 500 m.


UTILIZACION DE VARIOS MODOS DE TRANSPORTEEl diagrama de masas permite determinar VOLUMENES DE MATERIAL, CANTIDAD DE TRANSPORTE y DISTANCIA MEDIA DE TRANSPORTE


EQUIPO

VOLUMEN

CANTIDAD

TRANSPORTE

DISTANCIA

MEDIA

Bulldozer

V1 = G H

T1 = Area EGF

O P = T1 / V1

Traillas o Vagones

V2 = H I

T2 = Area CEFD

M N = T2 / V2

Volquetas

V3 = I J

T3 = Area ACDB

K L = T3 / V3

_1076511921.unknown

_1076512246.unknown

_1076512310.unknown

_1076512341.unknown

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PERFIL DE CANTIDADES COMO AUXILIAR DEL DIAGRAMA DE MASASDiagrama de barras de los volmenes netos de corte (+) o terraplenes (-) correspondientes a los tramos entre estaciones consecutivas. Ayuda a hacer ms real el diagrama de masas y visualizar mejor el transporte de materiales y necesidades de prstamos o desperdicios, especialmente para distancias grandes de transporte.DIAGRAMADE MASASCANTIDADESIng. PADRON BERNAL


En la seccion 3 esmpieza a formarse un piramoide

Dl= Distancia Libre

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