7/17/2019 El Movimiento de Tierras

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EL MOVIMIENTO DE TIERRAS.

Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan

con los terrenos naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de

aportar materiales útiles en obras

Públicas, minería o industria.

Las operaciones del movimiento de tierras en el caso más general son:

!cavaci"n o arranque.

#arga.

 $carreo.

%escarga.

!tendido.

&umectaci"n o desecaci"n. #ompactaci"n.

Servicios au!iliares 'refinos, saneos, etc.(.

Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones de mu) diverso

tipo, que se denominan bancos, en perfil cuando están en la traza de una

carretera, ) en pr*stamos fuera de ella. La e!cavaci"n consiste en e!traer o

separar del banco porciones de su material. #ada terreno presenta distinta

dificultad a su e!cavabilidad ) por ello en cada caso se precisan medios

diferentes para afrontar con *!ito su e!cavaci"n.

Los productos de e!cavaci"n se colocan en un medio de transporte mediante la

operaci"n de carga.

+na vez llegado a su destino, el material es depositado mediante la operaci"n de

descarga. sta puede acerse sobre el propio terreno, en tolvas dispuestas a talefecto, etc.

Para su aplicaci"n en obras públicas, es frecuente formar, con el material

aportado, capas de espesor apro!imadamente uniforme, mediante la operaci"n

de e!tendido.

%e acuerdo con la funci"n que van a desempe-ar las construcciones ecas con

los terrenos naturales aportados, es indispensable un comportamiento mecánico

adecuado, una protecci"n frente a la umedad, etc. stos objetivos se consiguen

mediante la operaci"n llamada compactaci"n, que debido a un apisonado

en*rgico del material consigue las cualidades indicadas.

 $ trav*s de los sucesivos capítulos del libro se e!pondrán las distintasoperaciones que comporta el movimiento de tierras, prestando atenci"n a la

maquinaria que actualmente se emplea, sus ciclos de trabajo ) producciones, con

ejercicios ) casos prácticos.

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aquinas más utilizadas en movimiento de tierras:

arranquetractor,voladura   excavado

ra 

mototraílla

cargapala

cargadora

transporte

camión,

dúmperdescarga

extendido motoniveladoracompactación compactador

refno motoniveladora

OBJETIVOS:

l estudio de los cambios de volumen tiene inter*s porque en el pro)ecto de

ejecuci"n de una obra de movimiento de tierras, los planos están con sus

magnitudes geom*tricas, ) todas las mediciones son cubicaciones de m/ en perfil

) no pesos, )a que las densidades no se conocen e!actamente. Los terraplenes

se abonan por m/ medidos sobre los planos de los perfiles transversales.

Los materiales provienen de industrias transformadoras, graveras, canteras,

centrales de mezclas, o de la propia naturaleza. n este caso el material a

sufrido transformaciones, ) a pasado de un estado natural en banco o

)acimiento a un perfil, mediante las operaciones citadas anteriormente.

n las e!cavaciones a) un aumento de volumen a tener en cuneta en el acarreo,

) una consolidaci"n ) compactaci"n en la colocaci"n en el perfil.n los medios de acarreo a) que considerar la capacidad de la caja en volumen

) en toneladas, ) elegir la menor de acuerdo con la densidad.

CAMBIOS DE VOLUMEN:

Los terrenos, )a sean suelos o rocas más o menos fragmentadas, están

constituidos por la agregaci"n de partículas de tama-os mu) variados. ntre

estas partículas quedan uecos, ocupados por aire ) agua.

Si mediante una acci"n mecánica variamos la ordenaci"n de esas partículas,

modificaremos así mismo el volumen de uecos.s decir, el volumen de una porci"n de material no es fijo, sino que depende de

las acciones mecánicas a que lo sometamos. l volumen que ocupa en una

situaci"n dada se llama volumen aparente.

Por esta raz"n, se abla tambi*n de densidad aparente, como cociente entre la

masa de una porci"n de terreno, ) su volumen aparente:

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da= M 

Va

da: densidad aparente.

0a: volumen aparente.: masa de las partículas más masa de agua.

l movimiento de tierras se lleva a cabo fundamentalmente mediante acciones

mecánicas sobre los terrenos. Se causa así un cambio de volumen aparente,

unas veces como efecto secundario 'aumento del volumen aparente mediante la

e!cavaci"n( ) otras como objetivo intermedio para conseguir la mejora del

comportamiento mecánico 'disminuci"n mediante apisonado(.

La figura 1.1 presenta esquemáticamente la operaci"n de cambio de volumen.

n la práctica se toma como referencia 1 m/  de material en banco ) losvolúmenes aparentes en las diferentes fases se e!presan con referencia a ese m/

inicial de terreno en banco.

La figura 1.2 representa la evoluci"n del volumen aparente 'tomando como

referencia 1 m/ de material en banco(, durante las diferentes fases del movimiento

de tierras.

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ientras no se produzcan p*rdidas o adici"n de agua, una porci"n de suelo o

rocas mantendrá constante el producto de su densidad aparente por su volumen

aparente, siendo esta constante la masa de la porci"n de terreno que semanipula.

VaXda= M 

n el movimiento de tierras esta limitaci"n se satisface mu) pocas veces

'evaporaci"n, e!pulsi"n de agua durante el apisonado, adici"n de agua para

facilitar el apisonado, etc.(, por lo que la ecuaci"n anterior no es de aplicaci"n

general.

n adelante se entenderá que los conceptos de volumen ) densidad se refieren a

volumen aparente ) densidad aparente, aunque se omita el adjetivo aparente.La 3igura 1./ indica variaciones en volúmenes ) densidades en las operaciones

del movimiento de tierras comentados en el apartado 1.1.

1.4

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ESPONJAMIENTO Y FACTOR DE ESPONJAMIENTO:

 $l e!cavar el material en banco, *ste resulta removido con lo que se provoca un

aumento de volumen.

ste eco a de ser tenido en cuenta para calcular la producci"n de e!cavaci"n

) dimensionar adecuadamente los medios de transporte necesarios.

n todo momento se debe saber si los volúmenes de material que se manejan

corresponden al material en banco '5anco, ban6, 5( o al material )a e!cavado

'Suelto, loose, S(.

Se denomina factor de esponjamiento 'S7ell 3actor( a la relaci"n de volúmenesantes ) despu*s de la e!cavaci"n.

 F W =V 

B

V S=dS

dB

 F W   : 3actor de esponjamiento 's7ell(

V B  : 0olumen que ocupa el material en banco

V S  : 0olumen que ocupa el material suelto

dB  : %ensidad en banco

dS  : %ensidad del material suelto.

Se tiene que:

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 M =dS X V 

S=V 

B X d

B

l factor de esponjamiento es menor que 1. Sin embargo si en otro te!to figura

otra tabla con factores ma)ores que 1, quiere decir que están tomando la inversa,

o sea 38 9 0S 05 ) si se desean emplear las f"rmulas e!puestas aquí, deben invertirse.

;tra relaci"n interesante es la que se conoce como porcentaje de esponjamiento.

Se denomina así al incremento de volumen que e!perimenta el material respecto

al que tenía en el banco, o sea:

SW =dB−d

B

d S

 x100

SW   : < de esponjamiento

; en funci"n de las densidades:

SW =

dS−V 

B

V B x100

Son frecuentes tablas en las que aparece el valor del esponjamiento para

diferentes materiales al ser e!cavados. #onviene por ello deducir la relaci"n entrevolúmenes o densidades en banco ) en material suelto. Para volúmenes se tiene:

V S=(   SW 

100+1)V B

Para densidades resulta:

dB=(   SW 

100+1)d s

l porcentaje de esponjamiento ) el factor de esponjamiento están relacionados:

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 F W =

dS

dB=

dS

(  SW 100+1)ds

=1

SW 

100+1

= por consiguiente conociendo el < de esponjamiento de un material se conoce

su factor de esponjamiento, ) viceversa, sin más que operar en la e!presi"n

anterior.

n la tabla 1.1 aparecen los valores de 37 ) S7 característicos de distintos

materiales frecuentes en movimiento de tierras.

VALORES DEL ESPONJAMIENTO Y SU FACTOR:

n cada caso concreto conviene estudiar los valores de 37, S7, para poder 

calcular con e!actitud los cambios de volumen que va a e!perimentar el material

en las distintas operaciones.

Los valores de esponjamiento de cada material se presenta en la siguiente tabla

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 $l dimensionar los medios de transporte abrá de tenerse en cuenta no solo la

capacidad 'm/( que cada veículo tiene, sino considerar su carga má!ima. Para

no sobrepasarla es necesario conocer la densidad del material que se transporta.n la tabla 1.1 se e!ponen las densidades del material en banco ) suelto, para

los casos más frecuentes del movimiento de fierras. >especto al transporte, a

de considerarse la densidad del material suelto.