MOVIMIENTO DE TIERRA, COMPACTACIONES Y ESTUDIO DE SUELOS

TALLER DE GRADUACIONMOVIMIENTO DE TIERRA, COMPACTACIONES Y ESTUDIO DE SUELOSSUELOS ROCOSOS

JONATHAN JOSUE PARADA P.05/08/2013

Se describen cada uno de los sistemas para determinar la morfologa del suelo, dentro de estos estudios podemos mencionar sondeos mecnicos. Calicatas, penetraciones dinmicas y geofsicas.

INTRODUCCIONComo parte del curso de taller de graduacin en el rea de construccin se desarrollan los temas relevantes relacionados a movimiento de tierras que va de la mano con la compactacin y el estudio de suelos, es de suma importancia conocer estos temas ya que de esto depender el resto de nuestra edificacin.La importancia recae en ver el soporte que tendr el suelo y los trabajos adicionales de compactacin que habra que realizarse de ser necesarios, en esta gua podremos aprender los mtodos de sondeo, para determinar no solo el tipo de suelo existente en el terreno, sino adems cada una de la geomorfologa que contiene el mismo. Bien esto nos determinara la estructura de cimentacin que habr de realizarse, as como refuerzo estipulado para el mismo.Los mtodos para el estudio de suelos depender no solo del tipo de suelo si no de lo que tratemos de determinar podra ser: capacidad soporte, material del lugar, humedad relativa, granulometra entre otros.

MOVIMIENTO DE TIERRAS. Son los movimientos de una parte de la superficie de la tierra, de un lugar a otro, y en su nueva posicin, crear una nueva forma y condicin fsica deseada al menor costo posible.El movimiento de tierras es un proceso cuyo alcance se puede comprender mediante la desagregacin de su misma denominacin as: (a) Movimiento: incluye las siguientes actividades: excavacin. cargue. acarreo (transporte). descargue. extensin en un botadero o un terrapln. compactacin.

(b) tierras: es un trmino genrico mediante el cual se denominan todos los materiales que es necesario mover durante el proceso constructivo. En este orden de ideas, la explotacin de materiales, las excavaciones, los transportes, los terraplenes, y la disposicin de materiales sobrantes en botaderos, son actividades todas pertenecientes al proceso de movimiento de tierras. 5.2 ESTADOS DE LOS MATERIALES DURANTE EL PROCESO. Durante el proceso de movimiento de tierras es necesario reconocer los siguientes estados de los materiales:a) En banco: Es el estado en que se encuentra un material que no ha tenido ningn tipo de perturbacin inherente al proceso. b) Suelto: Es el estado en que se encuentra un material que ha tenido, al menos, una perturbacin generada por cualquiera de las actividades propias del proceso. c) Compacto: Es el estado en que se encuentra un material que ha tenido perturbaciones inherentes a la fase de compactacin, bien sea durante la disposicin del mismo en los botaderos, o en la construccin de terraplenes.

La siguiente tabla contiene un ejemplo ilustrativo de la forma como varan los parmetros caractersticos del proceso durante su desarrollo.

5.3 EXPANSIBILIDAD.Es el incremento porcentual de volumen entre los estados en banco y suelto con relacin al estado en banco. En forma de ecuacin, este concepto puede expresarse de la siguiente manera:

En vista de que normalmente el vsuelto es la incgnita, esta ecuacin se puede expresar as:

En la anterior ecuacin, el trmino entre parntesis se denomina factor de expansin. En otros pases se denomina abundamiento o henchimiento.

5.4 COMPRESIBILIDAD.Es la reduccin porcentual de volumen entre los estados en banco y compacto con relacin al estado en banco. En forma de ecuacin, este concepto puede expresarse de la siguiente manera:

En vista de que, normalmente, el vcompacto es la incgnita, esta ecuacin se puede expresar as:

En la anterior ecuacin, el trmino entre parntesis se denomina factor de reduccin. En otros pases se denomina enjutamiento.

5.5 ECUACIN GENERAL DE PESOS UNITARIOS YVOLMENES.Bajo las dos (2) hiptesis de desperdicios mnimos de material y humedad constante, que deben convertirse en objetivos durante el proceso, se puede escribir la siguiente ecuacin:

Esta ecuacin se puede escribir tambin de la siguiente manera:

La primera parte de la ecuacin (la primera igualdad) est relacionada con la expansibilidad, y la segunda parte (la segunda igualdad) est relacionada con la compresibilidad.

Las caractersticas y propiedades de los materiales afectan directamente la produccin y el rendimiento de las mquinas.

PROPIEDADES DE LOS SUELOLa principal propiedad que afecta el rendimiento de las mquinas en el movimiento de tierras es la:DENSIDAD = DENSIDAD EN BANCO Y DENSIDAD SUELTOLa densidad es el peso del material por la unidad de volumen. Kgs/m3Densidad en Banco: Es el peso del material en su estado Natural M3 En banco.Desudad Suelto: Es el peso del material Fuera de Su estado natural. M3 sueloCOMPACTACIONES:Es el procedimiento de aplicar energa al suelo suelto para eliminar espacios vacos, aumentando as su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades. Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades mecnicas del suelo.

Consecuencia del suelo debido a la mala compactacin: Asentamientos; Movimiento vertical del suelo inferior debido al peso del relleno. Subsidencia; Movimiento vertical dentro de un relleno debido a su propio peso.

Aumenta el potencial de expansin por heladas.

VENTAJASPermite el mejoramiento de las siguientes propiedades: Aumenta la capacidad de soporte del suelo Reduce los asentamientos del terreno Reduce la permeabilidad del suelo, el escurrimiento y la penetracin del suelo. El agua fluye y el drenaje puede regularse Reduce el esponjamiento y la contraccin del suelo Impide daos en las heladas, puesto que el agua se expande y aumenta de volumen al congelarse.

Variables que afectan al proceso de compactacin Mtodo de compactacin Humedad original del suelo Granulometra del material Temperatura Re compactacin Nmero y espesor de capas, numero de pasadas, etc.

METODOS DE COMPACTACION DEL SUELO1.-Compactacin esttica o por presin:La compactacin se logra utilizando una mquina pesada, cuyo peso comprime las partculas del suelo, sin necesidad de movimiento vibratorio.Por ejemplo: Rodillo Esttico o Rodillo Liso

Compactacin por impacto:La compactacin es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad.Por ejemplo: Un apisonador MovimientoCompactacin por vibracin:La compactacin se logra aplicando al suelo vibraciones de alta frecuencia.Por ejemplo: Placa o rodillos vibratorios.Compactacin por amasado:La compactacin se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en reas ms pequeas que los rodillos lisos.Por ejemplo: Un rodillo Pata de CabraPRUEBASProctor (1933) defini cuatro variables que afectan a la compactacin en suelos con cohesin: Peso unitario seco Contenido de agua Tipo de suelo Energa de compactacin (kf/m^3)

Eleccin del mtodo de CompactacinLa eleccin del mtodo de compactacin depende de: Tipo del suelo Variaciones del suelo dentro de la obra Tamao e importancia de la obra a ejecutar Especificaciones de compactacin del proyecto: densidad, humedad ptima, tamao del sitio, numero de pasadas. Tiempo disponible para ejecutar el trabajo. Equipo que ya se posea antes de comenzar el trabajo. Economa.

Granulometra del materialEscala granulomtrica

PartculaTamao

Arcillas< 0,002 mm

Limos0,002-0,06 mm

Arenas0,06-2 mm

Gravas2 mm-6 cm

Cantos rodados6-25 cm

Bloques>25 cm

ESTUDIOS GEOTCNICOS

INFORME GEOTCNICO: Conjunto de reconocimientos del terreno y la interpretacin de los datos obtenidos, que permiten caracterizar los diversos suelos presentes en la zona de estudio

OBJETIVOS: determinar Tipo de cimentacin Nivel apoyo Presin trabajo Talud excavacin/contencin paredes Posicin nivel fretico Modo excavacin Agresividad de suelos y agua Solucin a problemas terreno

Sondeos mecnicos:DIRECTOS

Rotacin, extraccin continua de testigo Ensayos in situ: S.P.T. Muestras inalteradas Ensayos de permeabilidad: Lefranc (suelos), Lugeon (roca) Piezmetro (PVC)

Calicatas: Estabilidad paredes Nivel de agua Muestras alteradas e inalteradas Ensayos in situ (soil test y Vane test)INDIRECTOS

Penetraciones dinmicas: D.P.S.H Borros Geofsica: Ssmica de refraccin Tomografa

Sondeos mecnicos:SONDEAR:- Tcnica que se emplea para hacer un agujero (SONDEO) en la tierra o en unaConstruccin

- El tipo de sondeo depender del fin que se persiga, y en segundo lugar de larapidez y economa

Sondeo geotcnico: Perforacin de pequeo dimetro que permitereconocer la naturaleza y localizacin de las diferentes capas del terreno, as como extraer muestras del mismo y realizar ensayos in situ.

Sondeos mecnicos a rotacin Ventajas Obtencin de muestra alterada en toda la columna Alcanzan grandes profundidades Permite reconocer el terreno bajo nivel fretico Atraviesa capas de roca de alta resistencia Toma muestras inalteradas Ensayos in situ: S.P.T., presimetros, ... Ensayos de permeabilidad: Lefranc (suelos), Lugeon (roca) Piezmetro (PVC)

Calicatas:Definicin: Excavacin del terreno para observarlo directamente

Tipos: manuales y medianteRetroexcavadora (giratoria/mixta/mini)

Objetivo: Observacin, toma de muestras y realizacin de ensayos in situ del terreno

Ventajas- Observacin directa y amplia del terreno- Mejorar diagnosis de rellenos- Tomar muestras alteradas, inalteradas yde agua- Realizacin ensayos in situ- Rapidez de ejecucin y bajo costeeconmicoInconvenientes- Profundidad de reconocimiento limitada- Materiales necesariamente ripables con retroexcavadora- Problemas de desmoronamiento de paredes impidiendo la observacin- Alteran las caractersticas resistentes del terreno afectado por la excavacin- Presencia de nivel fretico

Penetraciones dinmicas:Procedimiento:- Consiste en hincar un utensilio metlico de dimensiones normalizadas (puntaza) en el suelo por golpeo o empuje- Es el ensayo in situ ms usual

Tipo de penetraciones:- Esttica: se realiza por empuje- Dinmica: se realiza mediante golpeo- D.P.S.H. vs BORROS

Objetivo:Dar idea de la resistencia del terreno, correlacionado con la fuerza o golpeo necesaria para hincar la puntaza.

Ventajas:- Es rpido y econmico- Existe una amplia experiencia y correlacionescon muchos otros ensayos

Inconvenientes:- No se obtiene muestra de terreno (mtodo indirecto)- La energa suministrada en el penetrmetro est normalizada. Problemas en materiales muy compactos o muy blandos

- Un reconocimiento basado nicamente en penetraciones puede originar un estudio geotcnico nefasto

Mtodos geofsicos:Objetivo:- Determinar propiedades fsicas del terreno- Determinaciones geolgicas como estratigrafa de los materiales, disposicin de heterogeneidades, fallas, nivel freatico ...- Determinar propiedades de los suelos y rocaspara deducir su comportamiento mecnico

Tipos:- Mtodos desde la superficie- Mtodos en o entre sondeos- Mtodos mixtos (superficie- sondeo)