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UNIVERSIDAD DE ORIENTE NUCLEO UNIVERSIDAD DE ORIENTE NUCLEO ANZOATEGUI EXTENSION CANTAURAANZOATEGUI EXTENSION CANTAURA

MOVIMIENTO DE TIERRASMOVIMIENTO DE TIERRAS

Presentado por:Presentado por:

Ing. Jhonatan Alex Martnez GuerraIng. Jhonatan Alex Martnez Guerra

UNIIVERSIDAD DE ORIENTENUCLEO ANZOATEGUI EXTENSION CANTAURA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVILTALLER DE CONSTRUCCIN Y EQUIPOS

MOVIMIENTODE TIERRAS

INTRODUCCIONEl movimiento de tierras es el movimiento de unaparte de la superficie de la tierra de un lugar aotro y, en su nueva posicin, crea una forma yotro y, en su nueva posicin, crea una forma ycondicin fsica deseadas. En ocasiones, elmaterial removido se desecha como desperdicio.Debido a la gran variedad de suelos existentes yde trabajos que deben efectuarse en ellos, se hadesarrollado una amplia variedad de equipos ymtodos para realizar los trabajos.




CONCEPTOS Y TRMINOS UTILIZADOS EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAAcareo:movilizacin o transporte de la tierra.Achique: extraccin de agua de la excavacin, ya sea por afloramiento del nivel fretico o inundacin.Banqueo: excavacin del terreno natural al nivel de rasante.Camelln: material apilado en forma lineal o surco del terreno.Camelln: material apilado en forma lineal o surco del terreno.Capa vegetal: material superficial del terreno natural, desechable, no til para el desarrollo de laconstruccin, se considera 20 cm, pero este, se debe determinar por el estudio de suelos previo.Compactacin: proceso de densificacin de suelos, con el fin de mejorar su resistencia.Deforestacin: proceso de eliminacin de arboles del rea de la obra, con el uso de cadena y equipos.Desenraizamiento: proceso de eliminacin de las races dentro del suelo las que no han sidoarrancadas por el proceso de deforestacin.Entibado o tablaestacado: mtodo usado para contencin de tierras en zanjas, para evitar el derrumbe.Escarificacin: proceso de rotura del suelo firme, con el uso de rippers o excarificadores.Esponjamiento: incremento del volumen de las trieras extradas, con respecto a su estado inalterado.


Esponjamiento: incremento del volumen de las trieras extradas, con respecto a su estado inalterado.Prstamo: sitio fuera de la obra, en donde se tomarmaterial para relleno para ser usado en obra.Rasante: lnea de nivel establecida en el proyecto.Talud: pendiente mxima de una porcin de terreno sin que se produzca un deslizamiento. Tambinllamado ngulo de reposo.Terrapln: rellen realizado segn la rasante del proyecto.



PROYECTO TIPICO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

Preparacin del banco o

el sitio a excavarCompactacin

Roca?Barrenado y rotura

(voladura o cemento expansivo)

Escarificacin y carga

Acarreo

EdificacinVialidad

AsfaltadoFundaciones:

Losas

Zapatas

Pilotes

Si

No



Tendido

Informacin editada de: http://www.maquinariaspesadas.org/


TIPOS DE EXCAVACINUn mtodo comn para clasificar las excavacin es el tipo de material a excavar: capavegetal, tierra y roca.Excavacin de capa vegetal: tambin llamado desmonte es la remocin de la capaExcavacin de capa vegetal: tambin llamado desmonte es la remocin de la capaexpuesta de la superficie de la tierra, incluyendo la vegetacin. Dado que la capavegetal es la sostiene el crecimiento de la vegetacin, contiene mas humedad que lacapa inmediata inferior. Cuando se mueve la capa vegetal se acostumbra apilarla paraluego colocarla en reas donde se pueda generar erosin. En las construccin de vasse extiende en los sitios de prestamos para evitar su erosin.Excavacin de tierra: es la eliminacin de la capa se suelo que se encuentrainmediatamente debajo de la capa vegetal y encima de la roca. La tierra se utiliza paraconstruir terrazas.


construir terrazas.Excavacin en roca: es el movimiento de una formacin que no puede excavarse si eluso de barreos, voladura, y cementos expansivos para desintegrar la roca, paraposterior transporte. Cualquier piedra mayor de 0,40m3 se suele clasificar como roca.



TIPOS DE EXCAVACINTambin puede clasificarse de acuerdo con el propsito del trabajo, como remocin decapa vegetal, caminos, drenajes, puentes, canales, fundaciones, y prstamo.De capa vegetal: remocin de todo material no optimo hasta el nivel de materialDe capa vegetal: remocin de todo material no optimo hasta el nivel de materialaceptable para la construccin del terrapln.De caminos: es la parte en corte para la construccin de un camino, que comienza desdedonde termino la capa vegetal, y concluye en la lnea de subrasante.De drenajes: es el movimiento del material encontrado durante la instalacin deestructuras menores de drenajes, tuberas, alcantarillas de caminos.Para puentes: es el movimiento del material encontrado al excavar para las zapatas yestribos. Con frecuencia, la excavacin para puentes se divide en hmeda, seca y en roca.De canales: es la rectificacin o cambio de lugar de un curso de agua natural, que por lo


De canales: es la rectificacin o cambio de lugar de un curso de agua natural, que por logeneral corre a lo largo del derecho de va.Para fundaciones: es la que se desarrolla para pilotes, muros y zapatas de un edificio.Para material de prstamo: es el trabajo de obtencin de material para construccin deterraplenes o rellenos desde una fuente externa a la obra.



EQUIPO BASICO PARA EXCAVACIONESUn tractor es la mquina de mayor uso para las excavaciones. En esencia es una unidadmotriz con ruedas o orugas. El tractor equipado con una pala frontal o bulldozer que sedesplaza verticalmente, puede empujar la tierra de un lugar a otro y conformar lasuperficie. Sirve para escarificar y para empuje de la trailla.superficie. Sirve para escarificar y para empuje de la trailla.La retroexcavadora puede excavar con la pala trasera y cargar con la frontal, se le puedeninstalara diferentes aditamentos como barrenas, almejas y jaibas, esto lo convierte en elequipomas utilitario.La trailla (impulsada por tractor) y la mototrailla (autopropulsada) son equipos utilitariosde corte, carga, transporte y extensin del material.



TRACTOR O BULLDOZER RETROEXCAVADORA O RETRO TRAILLA


EQUIPO BASICO PARA EXCAVACIONESLas zanjadoras se utilizan para abrir zanjas de tubera, este equipo transporta el material aun lado de la zanja, son demuy alta produccin.La excavadoras se utilizan en la minera de cielo abierto o la construccin de presas, sonLa excavadoras se utilizan en la minera de cielo abierto o la construccin de presas, sondemuy alta produccin.La motoniveladoras tiene como finalidad nivelar terrenos, y refinar taludes. Una de lascaractersticas que dan gran versatilidad a esta mquina es que es capaz de realizar elrefino de taludes con distintas inclinaciones.



ZANJADORA EXCAVADORA MOTONIVELADORA O PATROL


EQUIPO BASICO PARA EXCAVACIONESLos cargadores frontales por lo general descargan en vehculos de transporte si el acareoesmayor de 30metros. Sirven para excavar en tierra.La dragalina es unamquina excavadora de grandes dimensiones. Por eso se construye enLa dragalina es unamquina excavadora de grandes dimensiones. Por eso se construye enel mismo lugar donde se va a usar, en minera y en ingeniera civil, para mover grandescantidades de material. Es especialmente til en lugares inundados como la construccinde puertos y el dragado de rios.La retroexcavadora trabaja sobre el terreno excavando de arriba hacia abajo. Es utilizadapara trabajar el movimiento de tierras a nivel inferior al plano de apoyo, o un poco superiora ste.



CARGADOR FRONTAL O PAYLOADER DRAGALINAS RETROEXCAVADORA O JUMBO


EQUIPO BASICO PARA EXCAVACIONESLos camiones de obra son para trasportar grande volmenes de tierras, por lo general seemplean en grandes obras y enminas de cielo abierto. De 32 a 91m3.Los camiones articulados son para trasportar grande volmenes de tierras, menores a losLos camiones articulados son para trasportar grande volmenes de tierras, menores a losde camiones de obra, tambin se emplean en grandes obras y en minas de cielo abierto. Sucaracterstica principal es su articulacin intermedia De 11 a 24m3 .Las volquetas son camiones con una tolva de volcado puede ser lateral o trasera, concapacidad demayor a 7 hasta 18m3.Las volteos son camiones con una tolva de volcado trasera, con capacidad de mayor a 6hasta 7m3.



CAMION DE OBRA O ROQUERO CAMION ARTICULADO CAMION VOLTEOCAMION VOLQUETA


EQUIPO BASICO PARA COMPACTACINLas compactadora pata de cabra, con patas de varias formas, ofrecen produccin a altavelocidad, son especiales para materiales arcillosos. El tambor puede vibrar o no.Las compactadoras neumticas, especiales para materiales arenosos.Las compactadoras neumticas, especiales para materiales arenosos.Las compactadoras de rueda de acero, se usan para materiales arenosos, el tambor puedevibrar o no. Los tractores cisternas, son cisternas con tractores con un reservorio de agua.Las cisternas, se usan para darle la humedad optima al material, por lo general soncamiones 750 con un reservorio de agua con una bomba para realizar el riego del agua.Fuente: Material editado de Charles S. y Willian Q. del Manual del Ingeniero Civil, Tomo II.



COMPACTADORPATA DE CABRA

COMPACTADORNEUMATICO O TAMPO

CISTERNATRACTOR CISTERNA O BALLENA

COMPACTADORDE RUEDA DE ACERO

O VIBRO


COMPENSACIN Y TRANSPORTEEl significado de la compensacin de los volmenes de tierra se puede prestar adiversas interpretaciones. Cuando se hace la compensacin con el fin de balancear losvolmenes que se obtienen en los cortes y que se necesitan en los rellenos, esvolmenes que se obtienen en los cortes y que se necesitan en los rellenos, esnecesario tomar en cuenta que cuando un material se compacta al construirse unterrapln, su volumen disminuye.Por tal razn, unmetro cubico de cortems un cierto volumen adicional correspondientea la contraccin que se producir al compactar.Por otra parte, cundo la tierra es removida de su sitio natural aumenta su volumen. Porello, para el contratista de una obra, los volmenes a transportar no sern medidos ensitio, en el corte, sino el volumen que se produzca una vez removido el material y cargadosobre el equipo de transporte.Estos fenmenos de encogimiento y de expansin que sufren los materiales al


Estos fenmenos de encogimiento y de expansin que sufren los materiales alcompactarse o al pasar de su posicin natural al estado suelto, pueden conducir a laelaboracin de distintos diagramas de compensacin que aunque hechos de maneraidntica, tomaran en cuenta diferentes volmenes, segn la finalidad del diagrama.



COMPENSACIN Y TRANSPORTELa proporcin de encogimiento y de expansin de cada tipo de material puede serestablecida con bastante exactitud por medicin directa en el lugar de excavacin y elvolumen producido, o por relacin de la variacin de los pesos unitarios durante lavolumen producido, o por relacin de la variacin de los pesos unitarios durante laexcavacin, transporte y compactacin de losmateriales.A este ultimo efecto , los ensayos ASTM D 1556-64, AST, C 2167-63T, ASTMA D 21-61 Y ASTM1557-64T). Cuando los ensayos no se pueden llevar a cabo se permite la consulta de tablasde propiedades demateriales, como gua.Es evidente que el factor de expansin o encogimiento no se mantendr constante a todolo largo del proyecto. El conocimiento del tipo de suelo encontrado permitir aplicar elfactor de correccin pertinente a cada caso.En cuanto al criterio de si en la compensacin de debe aplicar el factor de correccin a losvolmenes de los cortes o a los de los terraplenes, se debe tener en cuenta que ello


volmenes de los cortes o a los de los terraplenes, se debe tener en cuenta que ellodepender como se pague el movimiento de tierras y de la naturaleza de los materialescon que se va a efectuar el terrapln.



COEFICIENTES DE EXPANSIN Y DE CONTRACCIN PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELOS



EXPANSIN Y DE CONTRACCIN DURANTE LA EJECUCIN DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS


COMPENSACIN Y TRANSPORTEEn Venezuela, segn las especificaciones para la construccin de carreteras, laexcavacin para banqueos se mide en metros cbicos en su posicin original, y porvolmenes transportados se en tienden aquellos en base a los cuales se paga elmovimiento de tierras. En este caso, los volmenes de corte no deben sufrirvolmenes transportados se en tienden aquellos en base a los cuales se paga elmovimiento de tierras. En este caso, los volmenes de corte no deben sufrirmodificaciones en cuanto a las cantidades calculadas, debindose efectuar en losterraplenes por u factor de expansin.Asimismo, cuando el terrapln va a ser construido conmaterial proveniente de uno varioscortes y todo el material es similar, se aplica el factor de expansin. En cambio, cuando elcuando el terrapln va hacer construido conmaterial proveniente de uno omas o cortes, yestos no son de naturaleza homognea, se aplica el factor de contraccin a cada tipo dematerial. En relacin al concepto de transporte, se utiliza el termino acarreo para indicarla distancia total a que es transportado unmaterial.


la distancia total a que es transportado unmaterial.Esa distancia total, en trminos de la forma como se paga el movimiento de tierras, secompone de acarreo libre y sobreacarreo.Acarreo libre es la distancia mxima a la que se puede ser transportado un material,estando en el precio de esta operacin incluido en el de corte.



COMPENSACIN Y TRANSPORTESobreacarreo es la distancia a transportar, adicional a la de acarreo libre, y por la cual sefija un precio distinto al de la operacin de corte. Teniendo presente que no siempre elmaterial de corte va a utilizarse para hacer rellenos o terraplenes, en unos casos por nonecesitarse, y entonces el exceso de material se bota, y en otros caso por se masmaterial de corte va a utilizarse para hacer rellenos o terraplenes, en unos casos por nonecesitarse, y entonces el exceso de material se bota, y en otros caso por se masconveniente y econmico botar el material de los cortes y obtener para rellenos unmaterial de mejor calidad o de zonas prximas, tambin pueden definirse el trmino delargo mximo hasta el cual resulta econmico transportar el material excavado parahacer terraplenes. Dicho largo, disminuido en la longitud de acarreo libre, se le llamalargomximo de sobreacarreo econmico.Designando:Ce: costo de excavacin de 1m3 (incluyendo el costo del acarreo libre).Cs: costo de sobreacarreo de 1m3 por unidad de sobreacarreo.


Cs: costo de sobreacarreo de 1m3 por unidad de sobreacarreo.L= Largo de sobreacarreo econmico (en unidades de sobreacarreo).L= Ce/ CsLas especificaciones Covenin de construccin de carreteras establece que el transportedelmaterial en corte esta incluido a distanciamenores a 200m.



COMPENSACIN Y TRANSPORTESistemas de excavacin en sus distanciasmas econmicas de acarreo

100m100m

150m

1500m

1600m



Informacin editada de: http://www.maquinariaspesadas.org/

1600m

5000m


DIAGRAMADE MASASAl disear un camino no basta ajustarse a lasespecificaciones sobre pendientes, curvasverticales, drenaje, etc., para obtener un

COMPARACIN ENTRE PERFIL LONGITUDINAL Y LA CURVA DE MASA

verticales, drenaje, etc., para obtener unresultado satisfactorio, sino que tambin esigualmente importante conseguir la mayoreconoma posible en el movimiento de tierras.Esta economa se consigue excavando yrellenando solamente lo indispensable yacarreando los materiales la menor distanciaposible.Este estudio de las cantidades de excavacin y


Este estudio de las cantidades de excavacin yde relleno, su compensacin y movimiento, selleva a cabo mediante un diagrama llamadoCurva Masa o Diagrama deMasas.



DIAGRAMADE MASASLa curva masa busca el equilibrio para lacalidad y economa de los movimientos detierras, adems es un mtodo que indica el

COMPARACIN ENTRE PERFIL LONGITUDINAL Y LA CURVA DE MASA

tierras, adems es un mtodo que indica elsentido del movimiento de los volmenesexcavados, la cantidad y la localizacin de cadauno de ellos. La curva masa es un diagrama enel cual las ordenadas representan volmenesacumulativos de las terraceras y las abscisasel encadenamiento correspondiente.Para determinar los volmenes acumulados seconsideran positivos los cortes y negativos los


consideran positivos los cortes y negativos losrellenos, hacindose la suma algebraicamente,es decir sumando los volmenes de signopositivo y restando los de signo.



PROPIEDADES DEL DIAGRAMA DEMASAS1. El diagrama de masas no es un perfil longitudinal,la forma del diagrama de masas no tiene ningunarelacin con la topografa del terreno.

EJEMPLO DE PROPIEDAD 3

relacin con la topografa del terreno.2. El diagrama de masas est formado por una seriede ondas y stas por ramas. La rama esascendentes e tramos donde, le perfil longitudinal,predomina el corte y es descendente en los tramosdonde predomina el relleno. A su vez, la pendientede la rama est relacionada con la magnitud delvolumen: Pendientes muy pronunciadas indicangrandesmovimientos de tierras.3. Los puntos del diagrama de masas donde la


3. Los puntos del diagrama de masas donde lapendiente cambia de signo corresponden a vrticeso mximos y mnimos de la curva. Ellos coincidencon los puntos en los que el perfil de corte yrellenos pasa de corte a terrapln o viceversa.



PROPIEDADES DEL DIAGRAMA DEMASAS4. El diagrama de masas se anula en los puntos pordetrs de los cuales los volmenes de corte yterrapln, en el perfil de cortes y rellenos, son

EJEMPLO DE PROPIEDAD 4

terrapln, en el perfil de cortes y rellenos, soniguales.5. Entres dos puntos del diagrama de masa, elvolumen excedente es la diferencia entre lasordenadas en esas progresivas.6. En el Diagrama de masas, los puntos de ordenadaspositivas o negativas indican que entre el origen yellos hay ms volumen de corte o de terrapln,respectivamente.7. Los puntos en los que una horizontal cualquiera


7. Los puntos en los que una horizontal cualquieracorta una onda del diagrama de masa son puntosentre los cuales hay igual volumen de banqueo yterrapln. Esta lnea recibe el nombre de lnea decompensacin.



PROPIEDADES DEL DIAGRAMA DEMASAS8. En una onda cualquiera, el volumen de tierra compensado o balanceado es laordenada comprendida entre la lnea de compensacin y el vrtice del diagrama.9. La posicin de una onda en relacin a la lnea de compensacin indica la direccin del9. La posicin de una onda en relacin a la lnea de compensacin indica la direccin delacarreo a realizar. Ondas sobre la lnea de compensacin, o positivas, indican transportehacia adelante, mientras que ondas negativas indican acarreos hacia atrsCOMPENSACIN DE VOLUMENES Y SENTIDOS Y LARGO DE ACARREOSComo hemos visto, el diagrama de masa es la representacin grafica de los volmenesacumulados de banqueo y terrapln a lo largo del eje de la va. En l, la lnea decompensacin es toda horizontal trazada que corte, por lo menos una onda. En el tramodeterminado por los puntos donde la lnea de compensacin corta la onda losvolmenes estn compensados, es decir, el volumen de corte es igual al volumen deterrapln. Generalmente, en una onda aparecen dos lneas de compensacin: la


terrapln. Generalmente, en una onda aparecen dos lneas de compensacin: lacorrespondiente al acarreo libre, y otra de igual o menor longitud que el largo mximode acarreo econmico.



COMPENSACIN DE VOLUMENES Y SENTIDOS Y LARGO DE ACARREOSLa figuramuestra entre los puntos A y C hay un banqueo y entreC y E un terrapln de la misma magnitud. Estos volmenesestn dados, en el perfil, por las reas a, b y c, d. El sentido de

LINEAS DE COMPESACIN

estn dados, en el perfil, por las reas a, b y c, d. El sentido dedel transporte es del corte al terrapln, y por consiguiente sepuede dibujar la flecha indicada en el perfil, sealando elsentido de los acarreos. Cuando un transporte contempleacarreo libre, el paso inicial para compensar los volmenes enel diagrama es trazar las lneas de compensacin querepresentan dicho acarreo. Para ello, a la misma escala deldiagrama se dibuja sobre el papel y se marca sobre una reglala longitud de acarreo libre. Esa distancia se lleva como una

COMPESACIN DE VOLUMENES


la longitud de acarreo libre. Esa distancia se lleva como unahorizontal en los vrtices de cada onda. Queda as determinadotambin el volumen de acarreo libre. Distancia d-d y volumene-f. De igual manera se hace la compensacin con la distanciade acarreo econmico, distancia g-g y volumen f-h.



COMPENSACIN DE VOLUMENES Y SENTIDOS Y LARGO DE ACARREOSAhora bien, no todo el material compensado tendr el mismoacarreo, se aproxima suponiendo que los volmenes a mover y

LINEAS DE COMPESACIN

acarreo, se aproxima suponiendo que los volmenes a mover ya colocar se encuentran condensado en el centro de gravedadde las masas. La posicin de dichos centros de gravedad, deuna manera suficientemente aproximada, corresponde a lospuntos donde una horizontal que bisecte a la ordenada f-hcorte a la onda del diagrama. La longitud de sobreacarreo serentonces la diferencia ente la distancia entre los centros degravedad del volumen de corte y del volumen del terrapln y elacarreo libre. Finalmente obsrvese que el volumen h-k no hasido compensado, por ser la distancia del corte al terrapln

COMPESACIN DE VOLUMENES


sido compensado, por ser la distancia del corte al terraplnmayor que la de mximo acarreo econmico. En este caso elvolumen de corte que corresponde a la ramam-g ser botado yel terrapln en g-m ser hecho conmaterial de prstamo.



COMPENSACIN DE VOLUMENES Y SENTIDOS Y LARGO DE ACARREOSEn resumen, en una onda cualquiera se puede tener:1. Un volumen m que se acarrea libremente la distancia dd.2. Un volumen n que se sobreacarrea la distancia ccmenos dd.2. Un volumen n que se sobreacarrea la distancia ccmenos dd.3. Un volumen p que se bota.4. Un volumen g que se obtiene de un prstamo.

DISTRIBUCIN DE VOLUMENES



Fuente: Material editado de J. Carciente, Carreteras Estudio y Proyectos.


EJEMPLO DE DIAGRAMA DE MASA

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)

PROGRESIVA

AREAS VOLUMENES DESECHABLEVOLUMEN DE

BANQUEO

BANQUEOxFAC.

CONTRACCION

VOLUMEN DE

TERRAPLEN

VOLUMEN

COMPENSADO

SUMA

VOLUMEN

VOLUMEN

ACUMULADOSBANQUEO TERRAPLEN BANQUEO TERRAPLEN BANQUEO TERRAPLENPROGRESIVA BANQUEO CONTRACCION TERRAPLEN COMPENSADO VOLUMEN ACUMULADOSBANQUEO TERRAPLEN BANQUEO TERRAPLEN BANQUEO TERRAPLEN

0+000 68,88 13,73 0

2636,02 26,72 2636,02 2372,42 26,72 26,72 2345,700+020 205,77 0 2345,70

230,01 1684,91 230,01 207,01 1684,91 1684,91 -1477,900+040 0 205,42 867,80

4059,90 0,00 0,00 4059,90 4059,90 -4059,90

0+060 0 200,65 -3192,10

48,00

50,00

52,00

54,00

TERRENO

PERFIL LONGITUDINAL

0

1000

2000

3000

CURVA DE MASA



40,00

42,00

44,00

46,00

0+000 0+020 0+040 0+060

RASANTE

-4000

-3000

-2000

-1000

0

0+000 0+020 0+040 0+060 0+080

movimiento de tierras.pdf

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