PESADA-2 (Mov. Tierras).

8/18/2019 PESADA-2 (Mov. Tierras).

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CONSTRUCCIÓN

PESADA

Profesor Eduardo Barra Rivera

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MOVIMIENTO

DE

TIERRAS


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BIBLIOGRAFÍA

• 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. ISBM968261239X.

• Díaz del Río, Manuel. 2001. “Manual de Maquinaria de Construcción”. Ed. McGraw-Hill.España. ISBN 84-481-3028-6.

• Berry, Peter L. y Reid, David. (1996). “Mecánica de Suelos”. Editorial McGraw-Hill,

Colombia. ISBN 958-600-172-5.• Ruiz T. José M. “Ingeniería de Construcción Pesada”. Ed. Addison Wesley. • Rico, Alfonso y Del Castillo, Hermilo. 1978. “La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres,Carreteras, Ferrocarriles y Aeropistas”, Volumen 1. Editorial Limusa. ISBN 968-18-0054-0.

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

El movimiento de materiales se refiere a excavaciones, transporte a rellenos,transporte a botaderos, compactación, procesamiento de materiales, combinacióno 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 líneade geotecnia, procesos constructivos, maquinarias, materiales, control de calidad,etc.

INTRODUCCIÓN

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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 devolúmenes 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 detener rendimientos adecuados y cumplimiento de plazos.

Maquinarias: es imprescindible el conocimiento de ellas para elegir la más adecuadapara un trabajo determinado, para determinar el rendimiento esperado, para nosobrepasar las posibilidades del equipo.

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

Introducción

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

Volumen a mover y plazo disponible: el volumen a mover y el plazo disponibledefinen 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.

Introducción

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FINALIDAD DE UN MOVIMIENTO DE TIERRAS

Un movimiento de tierras tiene como finalidad mover suelos para conformar elterreno 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 hayque conformar la zona en que se encuentran, ya sea porque hay que llevarlos aotras 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 excavar, transportar los suelos y en algunoscasos será necesario compactarlos.

MOVIMIENTO DE TIERRAS

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RESUMEN DE CONSIDERACIONES EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS

En una obra de movimiento de tierras será necesario analizar varios aspectos:

Movimiento 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

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MAQUINARIA PARA

MOVIMIENTO DE TIERRASDe acuerdo a lo señalado, la elección del tipo de

maquinarias, su potencia, tamaño, rendimiento y otrosaspectos, depende de:

- Características del terreno y del suelo

- Volumen a mover- Plazo disponible- Condiciones de operación

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Maquinaria para Movimiento de Tierras

Tipos 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 pueden

Draga excavar y cargar el materialClamshell

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- Excavación y transporte: Mototrailla (apoyada por bulldozer o

autopropulsada)

- Carguío: Cargador frontal

- Transporte:

- Nivelación:

Camión tolva

Dumper recto y articuladoMototraillaVagónCorrea transportadora, etc.

MotoniveladoraPerfiladoraExtendedora de base, etc.

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Maquinaria de Compactación.

- Compactador metálico liso vibratorio- Compactador sobre neumáticos

- Compactador tipo “pata de cabra”

- Equipos livianosPlaca vibradoraCompactador de impacto

Compactador de tambor, manual, etc.

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

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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.14


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Bulldozer (Oruga de tres ruedas)

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Esquema interior 16


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Bulldozer (Oruga de dos ruedas)

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Cargador Frontal

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Pala excavadora

Excavadoras

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Retroexcavadora Draga20


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Zanjadora

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Perfilando talud, extendiendo y nivelando

Motoniveladora

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MOTOTRAILLA

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Transporte

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Compactadores

Rodillo liso vibrador Rodillo sobre neumáticos Rodillo pata de cabra

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C o m p a c t a d o r e s

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Equipos livianos de compactación:

- placas

- impacto- tambor simple- doble tambor

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Equipos menores

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Maquinaria para trabajo en roca

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Trabajos combinados

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Trabajos combinados

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FACTORES INCIDENTES ENEL RENDIMIENTO

En el rendimiento de las maquinarias hay varios factoresincidentes 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.)

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Factores incidentes en Rendimiento

Resistencia a la rodadura

- Es aquella que se opone al movimiento del vehículo sobre el terreno

por el cual circula.

- Varía según tipo de vehículo y tipo de rodado.- Un suelo blando presenta mayor resistencia que uno duro o firme.

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

del vehículo.

- La tabla siguiente es una referencia para determinarla:

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Resistencia a la rodadura [kg/ton]

Condiciones delcamino

Rodado

Orugas

Rodado neumáticos

Alta presión Baja presiónSuperficie dura y bien

mantenida

25 15 20

Superficie flexible 30 25 30

Camino de tierra, pocomantenimiento,

típico de faenas

50 60 50

Camino de tierra sinmantenimiento

80 100 90

Arena suelta y grava 90 150 110

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Efecto de la pendienteEl efecto de la pendiente al circular es la de disminuir la capacidad de tiro enascenso 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 kg35


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

suelo granular cementado que el ataque a una arena.

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

- La arcilla húmeda se pega al metal, de manera que es más difícil excavarla.

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

cantidad transportada.

OperadorDebe ser competente.

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F t i id t R di i t


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Altura sobre el nivel del mar (a.s.n.m.)La combustión se produce para una combinación precisa de oxígenoy 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 depotencia es del orden de 2% a 3% por cada 300 metros de alturasobre los primeros 300 metros.

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F i id R di i


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Ejemplo:

Supongamos una máquina de 200 HP de potencia que trabaja a una altura de3.500 m.s.n.m. Entonces:

HP potencia Pérdida 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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