Movimiento Tierras Ucen

CONSTRUCCICONSTRUCCIÓÓN N

PESADAPESADA

Profesor: Eduardo Barra RiveraProfesor: Eduardo Barra Rivera

BIBLIOGRAFBIBLIOGRAFÍÍAA

• Day, David A. “Maquinaria para Construcción”. Ed,. Limusa.• Peurifoy; Ledbetter; Schexnayder. “Construction, Planning, Equipment and Methods”. Ed.

McGraw-Hill, 1996.• Tiktin, J. “Movimiento de Tierras”. Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos,

Canales y Puertos, 1997.• Whitlow, Roy. Fundamentos de Mecánica de Suelos. 2da ed. CECSA. México, 1994. ISBM

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Carreteras, Ferrocarriles y Aeropistas”, Volumen 1. Editorial Limusa. ISBN 968-18-0054-0.

UNIDADESUNIDADES

1. INTRODUCCIÓN

2. MOVIMIENTO DE TIERRAS

3. MAQUINARIA PARA MOVIMIENTO DE TIERRAS

4. FACTORES INCIDENTES EN EL RENDIMIENTO

La Construcción Pesada pertenece al área de la construcción, consistente en el movimiento de grandes volúmenes de materiales que emplean maquinaria pesada de alto valor.

El movimiento de materiales se refiere a excavaciones, transporte a rellenos, transporte a botaderos, compactación, procesamiento de materiales, combinación o mezcla de suelos, etc.

La inversión en maquinarias forma parte de los activos de un empresa. Esto refleja la gran responsabilidad del profesional a cargo de la faena.

Cada una de las acciones señaladas integran conocimientos técnicos en la línea de geotecnia, procesos constructivos, maquinarias, materiales, control de calidad, etc.

UNIDAD 1UNIDAD 1INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

Unidad 1Unidad 1

En las obras de Construcción Pesada intervienen variadas técnicas y aspectos, entre los que se pueden señalar:

Topografía: técnica necesaria para el replanteo de las obras, determinación de volúmenes a mover, control de avance y verificación final de la ejecución.

Ingeniería Geológica: sus técnicas permiten detectar tipos de materiales, su calidad y fallas probables durante y después de la construcción.

Planificación: es necesario aplicar técnicas de planificación con el propósito de tener rendimientos adecuados y cumplimiento de plazos.

Maquinarias: es imprescindible el conocimiento de ellas para elegir la más adecuada para un trabajo determinado, para determinar el rendimiento esperado, para no sobrepasar las posibilidades del equipo.

Seguridad: actualmente el concepto de seguridad es prioritario en todo tipo de faenas, tanto a las personas como a las obras mismas.

IntroducciIntroduccióónn

Unidad 1Unidad 1

Medioambiente: cada vez se da mayor importancia al control medioambiental; asíen el proceso de excavación no se debe alterar el entorno, la disposición del material en un botadero debe cumplir ciertas condiciones, el cierre de un empréstito también debe cumplir ciertas condiciones, hay que respetar la fauna y la vegetación, etc.

Volumen a mover y plazo disponible: el volumen a mover y el plazo disponible definen el tipo y cantidad de maquinaria a emplear.

Recursos humanos: en esta actividad se requiere de personal muy especializado.

Administración: se requiere la administración de materiales, flujos financieros, comunicaciones, etc.

IntroducciIntroduccióónn

FINALIDAD DE UN MOVIMIENTO DE TIERRASFINALIDAD DE UN MOVIMIENTO DE TIERRAS

Un movimiento de tierras tiene como finalidad mover suelos para conformar el terreno en el que se va a asentar una determinada construcción, cumpliendo con las necesidades previstas para ello.

En este proceso, hay que extraer suelo de terrenos naturales, ya sea porque hay que conformar la zona en que se encuentran, ya sea porque hay que llevarlos a otras zonas en que son necesarios (actúan como empréstitos) o ya sea porque hay que reemplazarlos por no cumplir con los requisitos de la construcción.

En todas estas acciones hay que transportar los suelos y en algunos casos seránecesario compactarlos.

UNIDAD 2UNIDAD 2MOVIMIENTO DE TIERRASMOVIMIENTO DE TIERRAS

CONSIDERACIONES EN EL MOVIMIENTO DE TIERRASCONSIDERACIONES EN EL MOVIMIENTO DE TIERRASEn una obra de movimiento de tierras será necesario analizar varios aspectos:

Unidad 2Unidad 2 Movimiento de TierrasMovimiento de Tierras

- Maquinarias, tipos y características

- Rendimiento, condiciones de operación

- Características del suelo a mover

- Volumen a mover

- Plazo disponible

- Excavación, transporte, compactación

- Control de construcción

UNIDAD 3UNIDAD 3MAQUINARIA PARA MAQUINARIA PARA

MOVIMIENTO DE TIERRASMOVIMIENTO DE TIERRAS

De acuerdo a lo señalado, la elección del tipo de maquinarias, su potencia, tamaño, rendimiento y otros aspectos, depende de:

- Características del terreno y del suelo- Volumen a mover- Plazo disponible - Condiciones de operación

Unidad 3Unidad 3 Maquinaria para Movimiento de TierrasMaquinaria para Movimiento de Tierras

Tipos de maquinariasTipos de maquinarias..La siguiente es una clasificación general (pueden faltar algunas), entendiendo que hay equipos que cumplen más de una función.

Máquinas de excavación, transporte, nivelación.

- Bulldozer: (en sus diferentes tipos)

- Excavadoras:

- Zanjadora

PalaRetroexcavadora Todas estas máquinas puedenDraga excavar y cargar el material Clamshell


- Excavación y transporte: Mototrailla (apoyada por bulldozer o autopropulsada)

- Carguío: Cargador frontal

- Transporte:

- Nivelación:

Camión tolvaDumper recto y articuladoMototraillaVagónCorrea transportadora, etc.

MotoniveladoraPerfiladoraExtendedora de base, etc.


Maquinaria de Compactación.- Compactador metálico liso vibratorio

- Compactador sobre neumáticos

- Compactador tipo “pata de cabra”

- Equipos livianosPlaca vibradora

Compactador de impacto

Compactador de tambor, manual, etc.

Maquinaria de elevación.- Grúa (sobre orugas y sobre neumáticos)- Grúa torre - Derrick- Correas


Maquinaria estacionaria.

- Planta productora de áridos

- Planta productora de hormigón

- Planta productora de mezclas asfálticas

-Maquinaria para trabajo en roca.

- Perforadoras manuales

- Down de hole

- Jumbo

- Compresores, etc.


BulldozerBulldozer


Esquema interior


BulldozerBulldozer


Cargador FrontalCargador Frontal


Pala excavadora

ExcavadorasExcavadoras


RetroexcavadoraRetroexcavadora DragaDraga


ZanjadoraZanjadora


Perfilando talud, extendiendo y nivelandoPerfilando talud, extendiendo y nivelando

MotoniveladoraMotoniveladora


MOTOTRAILLAMOTOTRAILLA


TransporteTransporte


CompactadoresCompactadores

Rodillo liso vibradorRodillo liso vibrador Rodillo sobre neumRodillo sobre neumááticos Rodillo pata de cabraticos Rodillo pata de cabra


Compactadores

Compactadores


Equipos livianos de compactaciEquipos livianos de compactacióón:n:

-- placasplacas-- impactoimpacto-- tambor simpletambor simple-- doble tambordoble tambor


Equipos menoresEquipos menores


Maquinaria para trabajo en rocaMaquinaria para trabajo en roca


Trabajos combinadosTrabajos combinados

Unidad 4Unidad 4

FACTORES INCIDENTES EN FACTORES INCIDENTES EN EL RENDIMIENTOEL RENDIMIENTO

En el rendimiento de las maquinarias hay varios factores incidentes a tener en consideración. Lo principales son:

- Resistencia a la rodadura

- Efecto de la pendiente

- Naturaleza del suelo y condiciones climáticas

- Operador

- Altura sobre el nivel del mar (a.s.n.m.)

Factores incidentes en RendimientoFactores incidentes en Rendimiento

Resistencia a la rodaduraResistencia a la rodadura-- Es aquella que se opone al movimiento del vehEs aquella que se opone al movimiento del vehíículo sobre el terrenoculo sobre el terreno

por el cual circula. por el cual circula.

-- VarVaríía sega segúún tipo de vehn tipo de vehíículo y tipo de rodado.culo y tipo de rodado.

-- Un suelo blando presenta mayor resistencia que uno duro o firmeUn suelo blando presenta mayor resistencia que uno duro o firme..

-- Normalmente esta resistencia se expresa como Normalmente esta resistencia se expresa como kgkg/ton de peso bruto/ton de peso bruto

del vehdel vehíículo.culo.

-- La tabla siguiente es una referencia para determinarla:La tabla siguiente es una referencia para determinarla:

Unidad 4Unidad 4

Unidad 4Unidad 4 Factores incidentes en RendimientoFactores incidentes en Rendimiento

Resistencia a la rodadura [Resistencia a la rodadura [kgkg/ton]/ton]

Rodado neumáticosCondiciones del camino

RodadoOrugas Alta presión Baja presión

Superficie dura y bien mantenida

25 15 20

Superficie flexible 30 25 30

Camino de tierra, poco mantenimiento,típico de faenas

50 60 50

Camino de tierra sin mantenimiento

80 100 90

Arena suelta y grava 90 150 110


Efecto de la pendienteEfecto de la pendienteEl efecto de la pendiente al circular es la de disminuir la capacidad de tiro en ascenso y aumentarla en descenso.

Normalmente se expresa como:

Resistencia por pendiente = 10 kg/tonx1% de pendiente

Ejemplo de rodadura y pendiente:

Peso bruto de un equipo sobre neumáticos de baja presión= 60 ton

Circula por un camino típico de faenas

Circula por una pendiente de un 3%

De tabla: Factor = 50 kg/ton, luego:

Resistencia rodadura = 60x50 = 3.000 kg

Resistencia por pendiente = 10x60x3 = 1.800 kg


Naturaleza del suelo y condiciones climNaturaleza del suelo y condiciones climááticasticas-- La naturaleza del terreno afecta el rendimiento, no es lo mismoLa naturaleza del terreno afecta el rendimiento, no es lo mismo el ataque a unel ataque a un

suelo granular cementado que el ataque a una arena.suelo granular cementado que el ataque a una arena.

-- No es lo mismo circular por un suelo estabilizado que por una aNo es lo mismo circular por un suelo estabilizado que por una arcilla mojada.rcilla mojada.

-- La arcilla hLa arcilla húúmeda se pega al metal, de manera que es mmeda se pega al metal, de manera que es máás difs difíícil excavarla.cil excavarla.

-- La humedad, en algunos suelos puede aumentar su volumen, lo queLa humedad, en algunos suelos puede aumentar su volumen, lo que afecta laafecta la

cantidad transportada.cantidad transportada.

OperadorDebe ser competente.


Altura sobre el nivel del mar (Altura sobre el nivel del mar (a.s.n.ma.s.n.m.).)La combustión se produce para una combinación precisa de oxígeno y combustible. Es decir, la relación oxígeno-combustible es fija.

Sabido es que la densidad del aire disminuye con la altura, de modo que en un determinado volumen de aire existirá menos oxígeno. Como cada cilindro aspira un mismo volumen de aire, se tendrámenos oxígeno en la cámara.

Existen dispositivos que permiten incorporar aire a presión a cada cilindro, recuperando parcialmente la cantidad de oxígeno.

A pesar de esta incorporación de aire, se estima que la pérdida de potencia es del orden de 2% a 3% por cada 300 metros de altura sobre los primeros 300 metros.


Ejemplo:Supongamos una máquina de 200 HP de potencia que trabaja a una altura de 3.500 m.s.n.m. Entonces:

HPpotenciaPérdida 742300

2003005003020 ,).(,=

⋅−⋅=⋅

luego, la potencia disponible será:

Potencia disponible: 200 – 42,7 = 157,3 HP

es decir la pérdida es de: 42,7x100/200 = 21,35 %

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