17.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 2012.pdf

MOVIMIENTO

DE TIERRAS

ING. AUGUSTO GARCIA

17CAMINOS I

MOVIMIENTO DE TIERRAS

Para el proyectista decarreteras, una de lasprincipales metas es lograrla combinación dealineamiento y pendientesque, cumpliendo con lasnormas de trazado permitala construcción de lacarretera con el menormovimiento de tierrasposible y con el mejorbalance entre el volumende corte y relleno que seproduzca.


Para el constructor de carreteras, el trabajo de mayor envergadura radica esencialmente enla ejecución del movimiento de tierras, partida que, generalmente, es la que tiene mayorincidencia dentro del presupuesto de obra, de cuya correcta ejecución y control dependeráno solo el éxito técnico de la obra, sino también los beneficios económicos que de sutrabajo derive.


Al aplicar en gran escala esta partidaexige la experiencia y losconocimientos de un ingenieroespecialista en el tema.

¨Ingeniero en explanaciones y

movimiento de tierras¨

COMPUTO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

Cuando se dibuja en cada progresiva la seccióno perfil transversal del terreno y de laplataforma de explanación con todos loselementos, se dice que se tienen la ¨cajas

colocadas¨, luego se procede a calcular omedir las áreas de corte AC y las del rellenoAR. Teniendo el valor de las áreas se usa parael calculo de volúmenes el procedimiento delas areas medias.



Una vez calculada el área de las distintas secciones, puede hallarse el volumen del material contenido en el corte o relleno por medio de la regla de Simpson,

Volumen = L [ A1+ A5 + 2 x A3 + 4(A2 + A4) ] m3

3

Si llamamos M a la sección media, el volumen por la regla de Simpson será :

Volumen = 1 (L / 2)[A1 + A2' + 2(cero) + 4 M]3

Volumen = L [A1 + A2 + 4M]6

Nota: el área M no es el promedio de las áreas A1 y A2.

Método 1. Cálculo del volumen por la regla de Simps on

El prismoide se define como un sólido que tiene dos caras planas y paralelas de forma regular oirregular, unidas por superficies planas o alabeadas, en las que se puedan trazar rectas desde unahasta la otra cara paralela. Algunos ejemplos de prismoides se presentan en la figura siguiente.

A partir del eje del proyecto y de la nivelaciónpor franjas de un terreno, se puede calcular elvolumen entre dos secciones transversalesconsecutivas, multiplicando el promedio de lasáreas de las secciones por la distancia que lassepara (para estar más cerca de la realidad, serecomienda tramos de 20 metros)

El volumen entre las secciones A1 y A2 estádado por:

Volumen = (A1 + A2). D2

donde :

A1 y A2= Áreas de las secciones transversales (m2)d = Distancia entre las secciones A1 y A2

Método 2. Cálculo del volumen por la regla del pris moide

En el Caso de encontrarnos en zonas de cambio de Relleno a Corte, el Volumen Total se calcula de la siguiente manera:

Método 2. Cálculo del volumen por la regla del pris moide

CLASIFICACIÓN DE LOS VOLUMENES DE CORTE

En los trabajos de carreteras en el Perú se admiten tres tipos para clasificarel material de corte, siendo estos:

� Tierra suelta TS o material Suelto MS.� Roca suelta RS.� Roca fija RF.

CLASIFICACIÓN DE LOS VOLUMENES DE CORTE

1. Para MS se considera el empleo de tractores (Bulldozer yAngledozer) en base a los cuales se realiza íntegramente laexcavación.

2. Para R.S se considera el uso de tractores y cierta proporción deexplosivos.

3. Para RF se considera el uso de explosivos y de un equipo mecánicopara remoción de escombros.

Luego de aplicar a cada volumen total de TS, RS y RF, los PU respectivos, setienen tres montos parciales de costo, uno para cada tipo de material.

La suma de esos tres montos se divide entre el volumen total de excavacióny se obtiene el precio unitario ponderado de escavacion no clasificada.

ProgresivaDistancia

m

Área Volumen

Relleno m2 Corte m2 Relleno m3Corte

m3

01+000 0.2

01+020 20 42.6 428.00

01+040 20 44.8 874.00

01+060 20 30.2 750.00

01+080 20 11.8 420.00

01+100 20 45 6.8 225 186.00

01+103.50 3.5 40 3 148.75 17.15

01+120 16.5 52.2 760.65 12.38

01+130 10 60.4 563 -

01+140 10 68.6 645 -

01+160 20 130 1986 -

01+180 20 90.8 4.4 2208 22.00

01+200 20 8.2 16.6 990 210.00

01+220 20 4.2 25.6 124 422.00

01+240 20 2 30.5 62 561.00

01+260 20 42.5 10 730.00

01+280 20 63.6 1,061.0

01+300 20 180.7 2,443.0

01+320 20 90.7 2,714.0

TOTAL 7722.40 10850.53

METRADO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

Una vez obtenida las áreas de lassecciones transversales y definida elmétodo de calculo se elabora la planilla demetrados de explanaciones.

De un formato tal segregamos lassiguientes columnas:

Progresiva, distancia entre seccionestransversales, área de corte y relleno yVolúmenes de corte y relleno.

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

01+

000

01+

020

01+

040

01+

060

01+

080

01+

100

01+

103

.50

01+

120

01+

130

01+

140

01+

160

01+

180

01+

200

01+

220

01+

240

01+

260

01+

280

01+

300

01+

320

DIAGRAMA DE VOLUMENES

DIAGRAMA DE MASAS

� La curva masa busca el equilibrio para la calidad y economía de losmovimientos de tierras, además es un método que indica el sentido delmovimiento de los volúmenes excavados, la cantidad y la localización decada uno de ellos.

� Las ordenadas de la curva resultan de sumar algebraicamente a una cotaarbitraria inicial el valor del volumen de un corte con signo positivo y elvalor del terraplén con signo negativo; como ábcisas se toma el mismocadenamiento utilizado en el perfil.

� Los volúmenes, ya sean de corte o de préstamo, deben ser transportadospara formar los terraplenes; sin embargo, en algunos casos, parte de losvolúmenes de corte deben desperdiciarse, para lo cual se transportan alugares convenientes fuera del camino.

Los objetivos principales de la curva masa son:

a. Compensar volúmenes.

b. Fijar el sentido de los movimientos de material.

c. Fijar los límites de acarreo libre.

d. Calcular los sobreacarreos.

e. Controlar préstamos y desperdicios.

OBJETIVO DE LA CURVA MASA

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

01

+00

0

01

+02

0

01

+04

0

01

+06

0

01

+08

0

01

+10

0

01

+10

3.5

0

01

+12

0

01

+13

0

01

+14

0

01

+16

0

01

+18

0

01

+20

0

01

+22

0

01

+24

0

01

+26

0

01

+28

0

01

+30

0

01

+32

0

PROGRESIVA

DIAGRAMA DE MASAS

El diagrama de masas es el mejor recursoexistente para estudiar la disposición devolúmenes de tierra en exceso a lo largode la carretera y ayudar en ladeterminación del equipo a asignar a untrabajo.

Sin embargo los resultados obtenidos delanálisis deben de ser considerados comoindicativos del trabajo a realizar y losvalores que de el se deduzcan seránaproximaciones a la realidad.

No obstante, aun no se ha desarrolladoningún otro método mas preciso yconfiable que el diagrama de masas para lacompensación de los volúmenes de tierray la determinación de las distancias detransporte.

Estación determinada es la suma algebraica de los volúmenes de terraplén yde corte, estos últimos afectados por su coeficiente de variaciónvolumétrica, considerados sus volúmenes desde su origen hasta esaestación; se establece que los volúmenes de corte son positivos y los deterraplén negativos.

El coeficiente de variación volumétrica a utilizar será el correspondiente paraobtener volúmenes compactados, que generalmente es menor que launidad, esto es:

Cnc = γdn/γdc;

Vc = Vn . Cnc

Ordenadas de curva masa. La ordenada de

curva masa en una

ProgresivaDistancia

m

Area Volumen DIAGRAMA DE MASA

Relleno m2 Corte m2 Relleno m3 Corte m3 Cnc

Fx(volneto)m3 (M3)

01+000 0.2 1.05 -

01+020 20 42.6 428.00 1.05 449 449

01+040 20 44.8 874.00 1.05 918 1,367

01+060 20 30.2 750.00 1.05 788 2,155

01+080 20 11.8 420.00 1.05 441 2,596

01+100 20 45 6.8 225 186.00 1.05 195 2,566

01+103.50 3.5 40 3 148.75 17.15 1.05 18 2,435

01+120 16.5 52.2 760.65 12.38 1.05 13 1,688

01+130 10 60.4 563 - 1.05 - 1,125

01+140 10 68.6 645 - 1.05 - 480

01+160 20 130 1986 - 1.05 - - 1,506

01+180 20 90.8 4.4 2208 22.00 1.05 23 - 3,691

01+200 20 8.2 16.6 990 210.00 1.05 221 - 4,461

01+220 20 4.2 25.6 124 422.00 1.05 443 - 4,142

01+240 20 2 30.5 62 561.00 1.05 589 - 3,615

01+260 20 42.5 10 730.00 1.05 767 - 2,858

01+280 20 63.6 1,061.0 1.05 1,114 - 1,744

01+300 20 180.7 2,443.0 1.05 2,565 821

01+320 20 90.7 2,714.0 1.05 2,850 3,671

TOTAL 7722.40 10850.53

CALCULO DE LA CURVA DE MASAS

COMPENSACION DE VOLUMENES

COMPENSACION TRANSVERSAL

Cuando el volumen de corte es justo el necesario para formar el rellenolateral, la cantidad de tierras movida es, entonces la precisa para formar laplataforma, la tierra pasa directamente del corte al relleno. Existiendo enestos casos la compensación transversal de volúmenes, la distancia detransporte de los volúmenes del movimiento es entonces la mínima.

COMPENSACION DE VOLUMENES

COMPENSACION LONGITUDINAL

Si después de ejecutada la compensación transversal sobra material de corte,o si la sección esta íntegramente en corte, los materiales excedentes puedenser transportados para formar rellenos contiguos. La utilización del materialexcedente que se acaba de mencionar y el estudio de su transporte a lo largodel eje, es lo que se denomina la compensación longitudinal de losvolúmenes.

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

01

+00

0

01

+02

0

01

+04

0

01

+06

0

01

+08

0

01

+10

0

01

+10

3.5

0

01

+12

0

01

+13

0

01

+14

0

01

+16

0

01

+18

0

01

+20

0

01

+22

0

01

+24

0

01

+26

0

01

+28

0

01

+30

0

01

+32

0

PROGRESIVA

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

01

+00

0

01

+02

0

01

+04

0

01

+06

0

01

+08

0

01

+10

0

01

+10

3.5

0

01

+12

0

01

+13

0

01

+14

0

01

+16

0

01

+18

0

01

+20

0

01

+22

0

01

+24

0

01

+26

0

01

+28

0

01

+30

0

01

+32

0

�El diagrama de masa no es un perfil,pues no tiene ninguna relación con latopografía del terreno. Esta esta formadapor una serie de ondas y estas porramas, la curva es ascendente en tramosdonde predomina el corte y esdescendiente cuando predomina elrelleno.

�A su vez, la pendiente de la rama estarelacionada con la magnitud delvolumen, pendiente muy pronunciadaindica grandes movimientos de tierras.

�Los puntos del diagrama de masasdonde la pendiente de la rama cambiade signo corresponden a vértices omáximos o mínimos de la curva, estoscoinciden con los puntos en los que elperfil longitudinal pasa de corte arelleno.

DIAGRAMA DE MASAS

-5000

-4000

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

01

+00

0

01

+02

0

01

+04

0

01

+06

0

01

+08

0

01

+10

0

01

+10

3.5

0

01

+12

0

01

+13

0

01

+14

0

01

+16

0

01

+18

0

01

+20

0

01

+22

0

01

+24

0

01

+26

0

01

+28

0

01

+30

0

01

+32

0

PROGRESIVA

Ddv

h

TRANSPORTE Y DISTANCIA MEDIA

El área enmarcado entre la curvamasa y el eje de las abscisas de unsector compensado, representa elvolumen transportado en M3.M OM3.KM.

D = distanciadv = diferencial de volumen

dTv = D.dV =dA

Integrando se obtiene:

Tp = A

DMT = Tvh

Donde:

Tv= transporte m3.kmDMT= distancia media de transporte

DISTANCIA LIBRE DE PAGO (DLP)

En el Perú es a fijado en 120 m

D = distanciadv = diferencial de volumen

dTv = D.dV =dA

Integrando se obtiene:

Tp = (AABCD- DLP.h)(100+e)100F

DMT = Tph

Donde:DLP=Distancia libre de pagaTp= transporte pagado m3.kmDMT= distancia media de transportee=factor de esponjamiento

DLP

h

A

B C

D

Si 1m3 corte rinde 1.05m3 de relleno entoncesf=1.05

17.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 2012.pdf

Documents

Transcript of 17.00 MOVIMIENTO DE TIERRAS 2012.pdf