Tema_8!10!11 Movimiento de Tierras

8/10/2019 Tema_8!10!11 Movimiento de Tierras

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TEMA 8.TEMA 8.MOVIMIENTO DEMOVIMIENTO DETIERRASTIERRAS

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PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11

Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras

1.1. Cambios de volumenCambios de volumen

1.1.1.1. EsponjamientoEsponjamiento

1.2.1.2. ConsolidaciConsolidacin y compactacin y compactacinn2.2. EcuaciEcuacin del movimienton del movimiento

2.1.2.1. Esfuerzo tractorEsfuerzo tractor

2.2.2.2. Resistencia a la tracciResistencia a la traccinn

3.3. Ciclo de trabajo y producciCiclo de trabajo y produccinn

4.4. ClasificaciClasificacin y tipos de mn y tipos de mquinas en la excavaciquinas en la excavacinn5.5. Equipos de excavaciEquipos de excavacin y empuje: tractoresn y empuje: tractores

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Tema 8. Movimiento de tierrasTema 8. Movimiento de tierras

6.6. Equipos de excavaciEquipos de excavacin en posicin en posicin fija: excavadorasn fija: excavadorashidrhidrulicasulicas

7.7. Equipos de excavaciEquipos de excavacin y carga: cargadorasn y carga: cargadoras

8.8. MMquinas de excavaciquinas de excavacin, carga y transporte combinadas:n, carga y transporte combinadas:tratrallasllas

9.9. DragalinasDragalinas

10.10. Equipos de transporte: camiones yEquipos de transporte: camiones y ddmperesmperes

11.11. Extendido y nivelaciExtendido y nivelacin: motoniveladorasn: motoniveladoras

12.12. CompactaciCompactacin de tierras: compactadoresn de tierras: compactadores

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Movimiento de tierrasMovimiento de tierras

Movimiento de tierrasMovimiento de tierras: conjunto de operaciones que se: conjunto de operaciones que serealizan con los terrenos naturales con el fin de modificar surealizan con los terrenos naturales con el fin de modificar suforma para poder ser aprovechables en la ejecuciforma para poder ser aprovechables en la ejecucin de obrasn de obrasppblicas, industriales o de edificaciblicas, industriales o de edificacin.n.

LasLas fasesfases fundamentales son:fundamentales son:

ExcavaciExcavacin y arranquen y arranque

CargaCarga

TransporteTransporte

Vertido o descargaVertido o descarga

ExtendidoExtendido CompactaciCompactacinn

Refino, saneo, etc.Refino, saneo, etc.


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Cambios de volumen. EsponjamientoCambios de volumen. Esponjamiento

Factor de esponjamientoFactor de esponjamiento: relaci: relacin entre el volumen aparenten entre el volumen aparenteen banco y excavado.en banco y excavado.

siendo:siendo: FFWW factor de esponjamiento,factor de esponjamiento,

VVBB volumen aparente del material en banco,volumen aparente del material en banco,

VVSS volumen aparente del material suelto,volumen aparente del material suelto,ddBB densidad aparente del material en banco,densidad aparente del material en banco,

ddSS densidad aparente del material suelto.densidad aparente del material suelto.

SBW

S B

dVF

V d= =

El factor de esponjamiento siempre es menor que 1.El factor de esponjamiento siempre es menor que 1. 1010



Porcentaje de esponjamientoPorcentaje de esponjamiento: incremento de volumen que: incremento de volumen queexperimenta el material respecto del que tenexperimenta el material respecto del que tena.a.

siendo:siendo: SSWW porcentaje de esponjamiento.porcentaje de esponjamiento.

100 100S B B S WB S

V V d d S

V d

= =

1111



De las dos relaciones anteriores se obtiene:De las dos relaciones anteriores se obtiene:

1100

W

B S

S

d d

= +

1

1100

W

W

FS

=

+

1

1100

B S

W

V VS

=

+



0,690,6944441,371,370,950,95Tierra vegetalTierra vegetal

0,790,79

0,790,790,810,81

2626

26262323

1,901,90

2,022,021,541,54

1,511,51

1,601,601,251,25

Tierra: secaTierra: seca

hhmedamedabarrobarro

0,700,700,750,750,800,80

424233332525

2,792,792,282,281,961,96

1,961,961,721,721,571,57

Roca alterada:Roca alterada:75% roca y 25% tierra75% roca y 25% tierra50% roca y 50% tierra50% roca y 50% tierra25% roca y 75% tierra25% roca y 75% tierra

0,670,6749492,612,611,751,75Basalto o diabasasBasalto o diabasas fragmfragm..0,600,6067672,522,521,511,51AreniscaArenisca0,570,5775753,173,171,811,81Yeso fragmentadoYeso fragmentado0,610,6164642,732,731,661,66Granito fragmentadoGranito fragmentado0,590,5969692,612,611,541,54CalizaCalizaFFWWSSWW (%)(%)ddBB (t/m(t/m

33))ddSS (t/m(t/m33))MaterialMaterial


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0,890,890,910,91

12121010

1,931,932,232,23

1,721,722,022,02

Tierra y grava: secaTierra y grava: secahhmedameda

0,890,890,890,890,880,88

131312121313

1,601,601,901,902,082,08

1,421,421,691,691,841,84

Arena: secaArena: secahhmedamedaempapadaempapada

0,790,7926262,022,021,601,60Arena y arcillaArena y arcilla

0,890,890,890,890,890,89

121212121212

2,172,171,901,902,262,26

1,931,931,691,692,022,02

Grava: estado naturalGrava: estado naturalseca (6seca (6--50 mm)50 mm)hhmeda (6meda (6--50 mm)50 mm)

0,860,860,840,84

17172020

1,661,661,841,84

1,421,421,541,54

Arcilla y grava: secaArcilla y grava: secahhmedameda

0,820,820,800,80

0,800,80

22222424

2525

2,022,021,841,84

2,082,08

1,661,661,481,48

1,661,66

Arcilla: estado naturalArcilla: estado naturalsecaseca

hhmedameda

FFWWSSWW (%)(%)ddBB (t/m(t/m33))ddSS (t/m(t/m

33))MaterialMaterial

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Cambios de volumen.Cambios de volumen.ConsolidaciConsolidacin y compactacin y compactacinn

Factor de consolidaciFactor de consolidacinn: relaci: relacin entre el volumen aparenten entre el volumen aparenteen banco y el volumen una vez compactado.en banco y el volumen una vez compactado.

Si durante la compactaciSi durante la compactacin no ha habido pn no ha habido prdida de agua:rdida de agua:

Bh

C

VF

V=

Ch

B

dF

d=

siendo:siendo:

FFhh factor de consolidacifactor de consolidacin,n,

VVCC volumen aparente del material compactado,volumen aparente del material compactado,

ddCC densidad aparente del material compactado.densidad aparente del material compactado.

1515



Porcentaje de consolidaciPorcentaje de consolidacinn: relaci: relacin entre la variacin entre la variacin den devolumen (en banco y compactado) y el volumen en banco.volumen (en banco y compactado) y el volumen en banco.

siendo:siendo: SShh porcentaje de consolidaciporcentaje de consolidacin.n.

100B ChB

V VS

V

=

1616



De las relaciones anteriores se obtiene:De las relaciones anteriores se obtiene:

1

1100

B C

h

V VS=

1

1100

hh

FS

=


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EcuaciEcuacin deln del movimmovim. Resistencia a la tracci. Resistencia a la traccinn

LaLa resistencia a la aceleraciresistencia a la aceleracinn es la fuerza de inercia,es la fuerza de inercia,supuesta una aceleracisupuesta una aceleracin constante para pasar de vn constante para pasar de v11 a va v22 enenun tiempo t.un tiempo t.

2 2

2 1 2 1v v v v

2.A

W W WR a

g g t g d

= = =

En el movimiento de tierras, esta aceleraciEn el movimiento de tierras, esta aceleracin es pequen es pequea.a.

En el caso de frenado es muy importante porque nos da laEn el caso de frenado es muy importante porque nos da ladistancia de frenado.distancia de frenado.

3030



LaLa resistencia al aireresistencia al aire es:es:

2

aire vR K S=

siendo:siendo: KK coeficiente que depende de la formacoeficiente que depende de la formaaerodinaerodinmica, comprendido entre 0,02 y 0,08mica, comprendido entre 0,02 y 0,08

SS superficie desplazada normal a la direccisuperficie desplazada normal a la direccin deln delmovimiento,movimiento,

vv velocidad relativa entre el aire y el vehvelocidad relativa entre el aire y el vehculo.culo.

Para bajas velocidades y vientos moderados (velocidadPara bajas velocidades y vientos moderados (velocidadrelativa menor de 80relativa menor de 80 kmkm/h), la resistencia al aire es/h), la resistencia al aire esdespreciable.despreciable.

3131



LaLa resistencia total a la tracciresistencia total a la traccinn es la suma de las cuatroes la suma de las cuatroanteriores.anteriores.

total aireR P AR R R R R= + + +

Si se desprecian la resistencia a la aceleraciSi se desprecian la resistencia a la aceleracin y al aire, lan y al aire, laresistencia total queda:resistencia total queda:

total 10R P RR R R f W i W= + =

total ( 10 )RR f i W=

3232


EcuaciEcuacin del movimienton del movimiento

La resistencia total debe ser menor que la tracciLa resistencia total debe ser menor que la traccin disponiblen disponibley que la tracciy que la traccin utilizable.n utilizable.

total D

R T

total UR T

Recordar que para que la mRecordar que para que la mquina no deslice:.quina no deslice:.

D UT T


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MototraMototrallas. Inconvenientesllas. InconvenientesPCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11

DragalinaDragalina


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LimitaciLimitacin en la profundidad de corte.n en la profundidad de corte.

Sensibles a las condiciones meteorolSensibles a las condiciones meteorolgicas.gicas.

Poca altura libre por lo que necesitan pistas bien niveladas yPoca altura libre por lo que necesitan pistas bien niveladas ycuidadas.cuidadas.

Necesidad de conductores experimentados.Necesidad de conductores experimentados.

Maquinaria de elevado coste de adquisiciMaquinaria de elevado coste de adquisicin.n.

Mayor consumo de combustible.Mayor consumo de combustible.

Distancias de acarreo limitado.Distancias de acarreo limitado. Las traLas trallas tienen averllas tienen averas por lo que conviene tener una deas por lo que conviene tener una de

repuesto.repuesto.130130

gg

Es la excavadora de cables mEs la excavadora de cables ms utilizada.s utilizada.

Trabaja por arrastre del material.Trabaja por arrastre del material.

131131

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11DragalinaDragalina

El equipo de trabajo estEl equipo de trabajo est formado por:formado por:

PlumaPluma de celosde celosa o brazo.a o brazo.

ElEl cazocazo: tiene forma: tiene forma paralelepipparalelepipdicadica con dos carascon dos carasabiertas, la superior y la frontal, que sirven de entrada delabiertas, la superior y la frontal, que sirven de entrada del

material. Los laterales tienen agujeros para permitir lamaterial. Los laterales tienen agujeros para permitir lasalida del agua. Lleva dientes en el labio delantero delsalida del agua. Lleva dientes en el labio delantero delfondo. Puede bascular alrededor de una horquilla defondo. Puede bascular alrededor de una horquilla desuspensisuspensin.n.

LosLos cablescables: el cazo est: el cazo est unido a la excavadora medianteunido a la excavadora mediantedos cables.dos cables.

Cable de arrastreCable de arrastre: acerca el cazo a la m: acerca el cazo a la mquina.quina. Cable de elevaciCable de elevacinn: sube y baja el cazo.: sube y baja el cazo.

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PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11DragalinaDragalina


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Compactadores de neumCompactadores de neumticosticos La compactaciLa compactacin se consigue por presin se consigue por presin estn esttica y portica y por


Compactadores de pata de cabraCompactadores de pata de cabra Constan de 4 tambores con unas patas en las superficies deConstan de 4 tambores con unas patas en las superficies de


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173173

La compactaciLa compactacin se consigue por presin se consigue por presin estn esttica y portica y poramasado. Su principal ventaja es el efecto en profundidad.amasado. Su principal ventaja es el efecto en profundidad.

La compactaciLa compactacin depende del peso por rueda y de la huellan depende del peso por rueda y de la huella

del neumdel neumtico (presitico (presin de inflado).n de inflado). Sus principales aplicaciones son para compactar elSus principales aplicaciones son para compactar el

suelocemento, lasuelocemento, la gravacementogravacemento y la mezcla asfy la mezcla asfltica.ltica.

174174

Constan de 4 tambores con unas patas en las superficies deConstan de 4 tambores con unas patas en las superficies delos mismos y una hoja frontal empujadora, evitlos mismos y una hoja frontal empujadora, evitndose elndose elbulldozer.bulldozer.

Combinan la compactaciCombinan la compactacin por amasado con la de impacto.n por amasado con la de impacto.

175175

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11Compactadores vibratorios de pata de cabraCompactadores vibratorios de pata de cabra

Combinan el efecto de la vibraciCombinan el efecto de la vibracin con un mayor impacto.n con un mayor impacto.

176176

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11Compactadores vibratorios de tambor lisoCompactadores vibratorios de tambor liso

Estos compactadores han desplazado a los estEstos compactadores han desplazado a los estticos porqueticos porquese necesitan menos pasadas para conseguir la mismase necesitan menos pasadas para conseguir la mismacompactacicompactacin.n.


Compactadores de dos tambores vibratorios lisosCompactadores de dos tambores vibratorios lisos

S i i l li iS i i l li i l t il t i d ld l


CompactaciCompactacinn El espesor de las tongadas de compactaciEl espesor de las tongadas de compactacin depende de:n depende de:


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177177

Su principal aplicaciSu principal aplicacin son la compactacin son la compactacin de mezclasn de mezclasasfasflticas, uslticas, usndose tambindose tambin para suelocemento yn para suelocemento ygravacemento.gravacemento.

178178

El espesor de las tongadas de compactaciEl espesor de las tongadas de compactacin depende de:n depende de:

Espesores de extendido.Espesores de extendido.

CaracterCaractersticas del materialsticas del material

granulometrgranulometra,a, porcentaje de finos,porcentaje de finos,

plasticidad,plasticidad,

grado de humedad, etc.grado de humedad, etc.

EnergEnerga de compactacia de compactacinn

tipo de compactador,tipo de compactador,

nnmero de pasadas,mero de pasadas, velocidad.velocidad.

179179

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11Compactadores. ProducciCompactadores. Produccinn

La producciLa produccin se calcula:n se calcula:

siendo:siendo: CC capacidad del compactador,capacidad del compactador,NN nnmero de ciclos por hora,mero de ciclos por hora,ffhh factor de eficiencia horariafactor de eficiencia horaria ..

hP C N f =

C e l d = siendo:siendo: ll longitud del tambor,longitud del tambor,ee espesor despuespesor despus de compactado,s de compactado,dd distancia de compactacidistancia de compactacin,n,nn nnmero de pasadas,mero de pasadas,

VV velocidad del compactador.velocidad del compactador.

V

N n d=

Se cumple que:Se cumple que:

180180

PCM/ITOPPCM/ITOP 2010/112010/11Compactadores. ProducciCompactadores. Produccinn

Por lo tanto, la producciPor lo tanto, la produccin de un compactador es:n de un compactador es:

La producciLa produccin debe multiplicarse por el coeficiente de solapen debe multiplicarse por el coeficiente de solape(K).(K).

h

VP e l f K

n=

h

VP e l f

n=

Si se utiliza esta fSi se utiliza esta f

rmula, los tiempos invertidos en losrmula, los tiempos invertidos en los

cambios de sentido y en los cambios de carril se tienen quecambios de sentido y en los cambios de carril se tienen queincluir en el factorincluir en el factor ffhh..

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