47495100 Movimiento de Tierras

•Movimiento de Tierras

• •Movimiento de Tierras

ÍNDICE

CAPITULO 4:

CLASIFICACION y TIPOS DE MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y

EXCAVACION

CAPITULO 1:

CAMBIOS DE VOLUMEN EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS

1 1- FL MOVIMIENTO DE TIERRAS

1.2- OBJETO DEL CAPITULO

1.3- CAMBIOS DE VOLUMEN

1.4- ESPONJAMIENTO Y FACTOR DE ESPONJAMIENTO

1.5- CONSOLIDACION y COMPACTACION

1.6- VALORES DEL ESPONJAMIENTO Y SU FACTOR

1.7- CONSIDERACIONES PRACTICAS EN EL EXTENDIDO DE CAPAS

7

8

8

11

13

15

17

3.1.1- CONCEPTO

3.1.2- FACTORES

3.2- EFICIENCIA HORARIA

3.3- CICLO DE TRABAJO

3.3.1- CONCEPTO

3.3.2- FORMULA DE LA PRODUCCION

3.4- CALCULO DEL COSTE DE LA UNIDAD DE OBRA

3.5- CONTROL DE COSTES

323233

3636

37

37

39

CAPITULO 2:

ECUACION DEL MOVIMIENTO

2.1- OBJETO DEL CAPITULO

2.2- ESFUERZO TRACTOR

2.2.1- TRACCION DISPONIBLE

2.2.2- TRACCION UTILIZABLE

2.3- BALANCE ENTRE TRACCION DISPONIBLE y UTILIZABLE

2.4- RESISTENCIA A LA TRACC10N

2.4.1- RESISTENCIA A LA RODADURA

2.4.2- RESISTENCIA A LA PENDIENTE

2.4.3- RESISTENCIA A LA ACELERACION

2.4.4- RESISTENCIA AL AIRE

2.5- ECUACION DEL MOVIMIENTO

CAPITULO 3:

DETERMINACION DE LA PRODUCCION y COSTE

3.1- DEFINICION DE LA PRODUCCION

19

19

19

2023

24

24

2627

28

29

32

4.1- SIGNIFICADO DEL MOVIMIENTO DE TIERRA 41

4.2- CONSTITUCION DE SUELOS. TIPOS DE EXCA VACION 43

4.3- TIPOS DE EXCAVACIONES 44

4.3.1- EXCAVACION A CIELO ABIERTO 44

4.3.2- EXCAVACIONES SUBTERRÁNEAS 45

4.3.3- EXCAVACIONES SUBACUATICAS 45

4.4- CLASIFICACION y TIPOS DE MAQUINARIA 46

4.4.1- MAQUINA S QUE EXCAVAN y TRASLADAN LA CARGA 46

4.4.2- MAQUINAS QUE EXCAVAN SITUADAS FIJAS SIN DESPLAZARSE 46

4.4.3- MAQUINAS ESPECIALES 47

4.5- CLASIFICACION ATENDIENDO A LA EXCAV ABILIDAD 47

4.5.1- INDICES DE EXCAVABILIDAD, lE, DE SCOBLE, y MUFTUOGLU 47

4.5.2- CLASIFICACION DE FRANK.LIN 50

4.6- VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LAS DISTINTAS MAQUINAS 52

4.7- ELECCION DE LA MAQUINARIA 53

4.8- MECANIZACION DE UNA OBRA 54

4.9- NEUMA TICOS EN LAS MAQUINAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS 54

4.9.1- CAPACIDAD Y RENDIMIENTO 54

4.9.2- DURACION y FACTORES 55

Juan Chemé TaritonteAndrés González Aguilar

Construcciones Industriales5° Ingeniería Industrial

Juan Cherné TarilonteAndrés González Aguilar


\,.Movimiento de Ticrr~s

l.,. •Movimiento de Tierras

4.9.3- DIBUJO

4.9.4- DENOMINACION

4.9.5- CONCEPTO T.V.H.

CAI'ITULO 5:

MAQlJINAIUA EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS

5.1 ESFUERZO DE TRACCI6N y RESISTENCIA AL MOVIMIENTO

5.1. I LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA TRACCI6N.

5.1.2 RESISTENCIA A LA RODADURA.

51.3 INFLUENCIA DE RAMPAS Y PENDIENTES.

5.2 Pi{OBLEMÁTICA DE LA ADHERENCIA.

5.3 EXCAVACI6N EN DESMONTE Y EXPLANACI6N.

5.3.1 CARACTERIZACI6N DE LA ACTIVIDAD.

5.3.2 EXCA VACl6N POR MEDIOS MECÁNICOS.

A. EL BULLDOZER.

A.I. ACTIVIDAD DE EXCA VACI6N y TRANSPORTE.

A.l.l. ESFUERZO DE EXCAVACI6N

A.1.2. RENDIMIENTO

A. I .3. CICLO DE TRABAJO PILOTO

1\.2. ACTIVIDAD DE RIPADO.

B. TRAILLAS.

B.I. ESFUERZO DE EXCA VACI6N.

B.2. RENDIMIENTO DE LAS TRAILLAS.

e. PALAS EXCAVA DORAS Y CARGADORAS.

D. CAMIONES Y DUMPERS.

E. EXCAVACIÓN A MANO.

5.33 SISTEMAS ORGANIZATIVOS GENERALES.

A. LA PRODUCCI6N.

B. EL COSTE.

e. ORGANIZACI6N DE LOS TAJOS.

D. LA UTILIZACIÓN DE LA MAQUINARIA.

E. CONFIGURACI6N DEL COSTE TOTAL.

56

5657

59

59

5960

61

62

62

62

62

63

63

6465

66686969

72

75

80

80

81

81

81

82

83

5.4 EXCA VACIONES ESPECIALES

5.4. I EXCA VACI6N EN ZANJA.

5.4.1.A. EXCAVACiÓN A MANO.

5.4. lB. EXCAVACI6N MECÁNICA.

5.4.2 EXCAVACIONES EN POZO Y VACIADO.

S.42A EXCAVACI6N EN POZO.

5.4.2.13 VACIADO.

5.4.3 ENTIBACIONES Y AGOTAMIENTOS.

5.4.3.A ENTIBACIONES.

5.4.3.13 AGOTAMIENTOS.

5.5 TERRAPLENADO Y PEDRA.PLENADO

5.5. I TERRAPLENES Y PEDRAPLENES.

5.S.I.A EQUIPOS DE EXTENDIDO.

S.5I.B EQUIPOS DE COMPACTACIÓN.

S.S.I.C MEDICI6N y ABONO.

5.5.2 VOLADURAS.

5.S.2.A CARACTERIZACI6N DEL FRENTE DE CANTERA.

5.5.2.13 LA PERFORACIÓN.

S.S.2.e. DETERMINACI6N DE LA CARGA EN LOS BARRENOS.

CAl'lTUL06:

EXTENDIDO Y COMI'ACTAClON

6.1 EL PROCESO DE EA'TENDIDO y COMPACTACION

6.2 DENSIDADES

6.3 ENERGÍA DE COMPACTACION

6.4 LA COMPACTACION SEGUN LA ESTRUCTURA FÍSICA Y

PARAMETROS DE LOS SUELOS

6.4. I SUELOS PERMEABLES

6.4.2 SUELOS IMPERMEABLES

6.5 TERRAPLENES

6.6 FINOS

6.6. I IDENTIFICACION DE FINOS

84

84

84

85

87

87

888888

90

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91

91

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106

107

¡08108

Juan Cheme TarilonteAndn!:s Gonzálcz Aguijar

Construcciones Industriales5° Ingenieria Industrial

Juan Cheme TarilontcAndrcs Gonzalez Aguijar

Construcciones Industr:alcs5'-' lngcnicria J ndustrial



CAPITULO 8:

EL IMPACTO AMBIENTAL EN LAS OBRAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

6.62 ANALISIS DE LA PARTE FINA DE UN MATERIAL 109

6.6.3 SUELOS PLASTlCOS 110

6.6.4 COLAPSO DE TERRAPLENES DE SUELOS COHESIVOS 112

6.7 COMPACTADORES DE SUELOS PLASTICOS 112

6.7.1 COMPACTADORES DE ALTA VELOCIDAD, PATA DE CABRA 112

6.7.2 COMPACTADORES VIBRATORIOS PATA DE CABRA 113

6.7.3 COMPACTADORES VIBRATORIOS LISOS 114

6.8 COMPACTADORES DE SUELOS GRANULARES 115

6.9 PEDRAPLENES 116

6.10 MATERIAL TODO UNO 118

6.11 PAQUETE DEL FIRME 118

6.11.1 EXPLANADA 119

6.11.2 OTRAS CAPAS SUPERIORES 120

6.12 UTlLIZACION DEL COMPACTADOR DE NEUMA TlCOS y EL DE

TAMBORES VIBRATORIOS 120

6. 13 PRESAS DE MATERIALES SUELTOS 121

6.13.1 TIERRAS l21

6.132 ESCOLLERA 123

6.14 RANGO DE ESPESORES DE MATERIALES, DENSIDADES, HUMEDADES 123

6.15 RANGO DE ESPESORES Y METODO DE COMPACTACION

EN MOVIMIENTO DE TIERRAS 125

6.16 TRAMO DE PRUEBA Y DETERMINACION DE LA PRODUCCION 125

APENDICE 6.1 CONTROL CONTINUO DE COMPACTACION (METODOFRANCES) 128

APENDICE 6.2 NORMAS Y EQUIVALENCIA DE UNIDADES 130

CAPITULO 7:

LA SEGURIDAD YSALUD EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS

7.1 PREVENC10N 132

7.2 OBRAS DE TUNEL 132

7.3 CASO DE VACIADO DE SOLARES 133

7.4 EXCAVACIONES SOBRE CONDUCCIONES DE GAS Y ELECTRICIDAD 133

7.5 CASO DE OBRAS A CIELO ABIERTO

7.5.1 LINEAS ELECTRICAS

7.5.2 SEGURIDAD EN LAS MAQUINA S

7.5.3 ORGANIZACIÓN DE LA OBRA

8.1 PROTECCION DE LAS ACTUACIONES GEOMORFOLÓGICAS

8.2 ALTERACIONES TEMPORALES DURANTE LA FASE DE OBRAS

BIBLIOGRAFÍA

INTERNET

ANEXOS:

SOIL AND ASPHAL T COMPACTlON (BOMAG)

134

134

134

135

137

138

.~ 140-~.-141

144.J~

I

Juan Chemé TarilonteAndrés González Aguijar


Juan Cherné TarilonteAndrés González AguiJar

6 Construcciones Industriales5° Ingeniería Industrial

,-,.Movimiento de Tierras

CAPITULO 1

CAMBIOS DE VOLUMEN EN MOVIMIENTOS DE TIERRAS.

1.1 EL MOVIMIENTO DE TIERRAS.

Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los tcrrenos

naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras

públicas, mineria O industria.

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

• Excavación o arranque.

• Carga.

• Acarreo.

• Descarga.

• Extendido.

• Humectación o desecación. Compactación.

• Servicios auxiliares (refinos, sancos, etc.).

Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones de muy diverso tipo, que se

denominan bancos, en perl1l cuando están en la traza de una carretera, y en préstamos fuera de clla. La

excavación consiste en extraer o scparar del banco porciones de su material. Cada terreno presenta

distinta dificultad a su excavabilidad y por ello en cada caso se precisan medios diferentes para

afrontar con éxito su excavación.

Los productos de excavación se colocan en un medio de transpone mediante la operación de carga.

Una vez llegado a su destino, el material es dcpositado mediante la operación de descarga. Esta puede

hacerse sobre el propio terreno, en tolvas dispuestas a tal efecto, etc.

Para su aplicación en obras públicas, es frecuente formar, con el material aportado, capas de espesor

aproximadamente uniforme, mediante la operación de extendido.

'.\- •Movimiento de Tierras

De acuerdo con la función que van a desempeñar las construcciones hechas con ,.Ios terrenos

naturales aportados, es indispensable un comportamiento mecánico adecuado, una protección frente a

la humedad, etc. Estos objetivos se consiguen mediante la operación llamada compactación, que

debido a un apisonado enérgico del material consigue las cualidades indicadas.

A través de los sucesivos capitulas del libro se expondrán las distintas operaciones que comporta el

movimiento de tierras, prestando atención a la maquinaria que actualmente se emplea, sus ciclos de

trabajo y producciones, con ejercicios y casos prácticos.

1.2 OBJETO DEL CAPITULO.

El cstudio de los cambios de volumen tiene interés porque en el proyecto de ejecución dc una obra

de movimicnto de tierras, los planos están con sus magnitudes geométricas, y todas las medicion::s son

cubicaciones de m' en perfil y no pcsos, ya que las densidades no sc conocen exactamente. Los

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

Los materiales provienen de industrias transformadoras, graveras, canteras, eentrales de mezclas, o

de la propia naturaleza. En este caso el material ha sufrido transformaciones, y ha pasado de un cstado

natural en banco o yacimiento a un perfil, mediante las operaciones citadas anteriormente.

En las cxcavaciones hay un aumento de volumen a tcner en cuneta cn el acarreo, y uua

consolidación y compactación en la colocación cn el perlil.

En los medios de acarreo hay que considerar la capacidad de la caja en volumen y en toneladas, y

elegir la menor de acuerdo con la densidad.

1.3 CAMBIOS DE VOLUMEN.

Los terrenos, ya sean sucios o rocas mas o menos fragmentadas, están constituidos por la

agregación de partículas de tamaños muy variados. Entre estas partículas quedan huecos, ocupados por

aire yagua.

Juan Cherne TarilonteAndrés González Aguilar


Juan Cherné TarilontcAndrés González Aguilar

Construcciones Industriales5° lngcnicria Industrial

• • •--------,

Movimiento de Tierras Movimiento de Tierras -1

Si mediante una acción mecánica variamos la ordenación de esas partículas, modificaremos as!

mismo el volumen de huecos.

Es decir, el volumen de una porción de material no es fijo, sino que depende de las acciones

mecánicas a que lo sometamos. El volumen que ocupa en una situación dada se llama volumen

aparente.

r-:::-:::-\., 1

liJ

Por esta razón, se habla también de densidad aparente, como cociente entre la masa de una porción

de terreno, y su volumen aparente:

Material en banco Material suelto Material compaclado

daM

Va Fig.1.1

da . densidad aparente.

Va : volumen aparente.

M: masa de las part!culas más masa de agua.

...'!¡~. g.

VOLUMENES APARENTES

VOI.UMEN --=-1';

.-~0,95\ ,o

,.

COM,P.'\CTADA

PISAJ)A

CO~jPACTACION

l,,2"O a t, 30

MACHi\QtiEO

PRIMARIO

~ lRITUR/.C\ON

~\ 30 ;.I,40~

' ;:y:};~::.'.•.1.25 a. _1, SOfi

TRANSPORTECARGA

VOLADA2,0

EN H~\NC'6

~o~

EXCAVACION

<::ü00)c::-<:c::zt.:.!OE-HZu<<u><zU~>-:~

z;oo0«:He::u e::<~>t-4«:'"uXZ~¡,¡

La figura 1.2 representa la evolución del volumen aparente (tomando como referencia I m) de

material en banco), durante las diferentes fases del movimiento de tierras.

La figura 1.1 presenta esquemáticamente la operación de cambio de volumen.

El 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 excavación) y otras como objetivo intermedio para conseguir la

mejora del comportamiento mecánico (disminución mediante apisonado).

En la práctica se toma como referencia I m) de material en banco y los volúmenes aparentes en las

diferentes fases se expresan con referencia a ese m) inicial de terreno en banco.

Fig. 1.2






Mientras no se produzcan pérdidas o adición de agua, una porción de suelo o rocas mantendrá

constante el producto de su densidad aparentc por su volumen aparente, siendo esta constante la masa

de la porción de terreno que se manipula.

Vuxdu ~ M


En todo momento se debe saber si los volúmenes de material que se manejan corresponden al

material en banco (Banco, bank, B) o al material ya excavado (Suelto, loose, S).

Se denomina factor de esponjamiento (Swell Facial') a la relación de volúmcnes antes y después de

la excavación.En el movimiento de tierras esta limitación se satisface muy pocas veces (evaporación, expulsión de

agua durante el apisonado, adición de agua para facilitar el apisonado, etc.), por lo que la ecuación

anterior no es de aplicación general.VII

I~I' = V:, :!3..dH

En adelante se entenderá que los conceptos de volumen y densidad se refieren a volumen aparente y

densidad aparente, aunque se omita el adjetivo aparente.

La Figura 1.3 indica variaciones en vulúmenes y densidades en las operaeiunes del movimiento de

tierras comentados en el apartad u l. I

Fw: factor de esponjamiento (swell)

Vil: volumen que ocupa el material en banco

Vs. volumen que ocupa el material suelto

dll : densidad en banco

as: densidad del material suelto.

Se tiene que:

0-1 Voimm;n en h,HlCO

J ~2 EXG~\;'-1ción () voladunl

2.,] Carg;1

.)..~iAff,lrfCI"}

)-ú D(';Sl..~;_lrl.!.a ..::\tcniJ¡dl'I ..cp.:~=-_.._

Fir .. 1 ..~ VllltJrncn~:s.

f'<lW,/ .

~~.

_--~ :.. "'1-,.-._;--,-••.••••__•••~ . '~¡,J.'1"<.•.•.:..:.. / ,

----1Jcn"iÜ;nk:-- t:H d tn\~,Vi!.llj,l,."IHO ti:.: l¡:.~rras.

M~dsxV.,~dllxVn

El factor de esponjamiento es menor que 1. Sin embargo si en otro texto figura otra tabla con

factores mayores que 1, quiere decir que están tomando la inversa, o sea F' '0 V.~. Vil Ysi se dcsean

emplear las fórmulas expuestas aqui, deben invertirse.

Otra relación interesante es la que se conoce COI"I'I,O porccnt~~c de esponjamiento ..Se denomina asi al

incremento de volumen que experimenta el material respecto al que tenía cn el banco, o sea:

S. = V:, -VA xlOO11 V

n1.4 ESPONJAMIENTO Y FACTOR DE ESPONJAMIENTO.

Al excavar el material en banco, éste resulta removido con lo que se provoca un aumento de

volumen.

Este h~eho ha de ser tenido en cuenta para calcular la producción de excavación y dimensionar

adecuadamente los medios de transporte necesarios.

Sil': % de esponjamiento

o en función de las densidades:d/l -d, xlOOSII'=---;¡;-

Juan Chcrné Tarilontc¡\Ildrl~$Gunzoilcz Aguilur

11 Construcciones Industriales5" Ingcnicrju Industrial

Juan Chcrné TarilonlcAndrés Gonzú!c.z AguiJar

12 COllstruccioncs IndustrialesS° Ingcnicl'ía Industrial


Son frecuentes tablas en las que aparece el valor del esponjamiento para diferentes materiales al ser

excavados. Conviene por ello deducir la relación entre volúmenes o densidades en banco y en material

suelto. Para volúmenes se tiene:

v: =(~+I)XVs 100 B

Para densidades resulta:

(S", )dB = -+1 xds100

El porcentaje de esponjamiento y el factor de esponjamiento están relacionados:


F _ VB11--

Ve

Fh: factor de consolidación (Shrinkage).

Ve: volumen de material compactado.

Si en el proceso de compactación y consolidación no ha habido pérdida ni adición de agua (lo que

es poco frecuente), el factor de consolidación puede expresarse según Va X da = M de la forma:

F = de

• d.

d ds

F", = d: = (:~~ +I}dsI

S", +1100

Fh: factor de consolidación (Shrinkage).

dB : densidad del material en banco.";"":¡,"r

,<r:-

.,.~,11

y por consiguiente conociendo el % de esponjamiento de un material se conoce su factor de

esponjamiento, y viceversa, sin más que operar en la expresión anterior.

En la tabla 1.1 aparecen los valores de Fw y Sw característicos de distintos materiales frecuentes en

movimiento de tierras.

1.5 CONSOLIDACION y COMPACTACION.

Las obras realizadas con tierras han de ser apisonadas enérgicamente para conseguir un

comportamiento mecánico acorde con el uso al que están destinadas. Este proceso se conoce

genéricamente como compactación y consolidación del material (Shrinkage).

La compactación ocasiona una disminución de volumen que ha de tenerse en cuenta para calcular la

cantidad de material necesaria para construir una obra de tierras de volumen conocido.

Se denomina factor de consolidación a la relación entre el volumen del materia! en banco y el

volumen que ocupa una vez compactado.

Otra relación interesante es la que se denomina porcentaje de consolidación. Expresa el porcentaje

que representa la variación de volumen del material en banco al material compactado, ;;;pecto al

volumen del material en banco, multiplicada por 100:

S = V. -Ve x 100" VB

:1', .Con ello la relación entre volumen en banco y volumen del material compactado queda:

1VB =-S-xVe1---"-lOO

Sh . % de consolidación.

Si en el proceso de compactación y consolidación no hay pérdida ni adición de agua (lo que no es

frecuente) es de aplicación la expresión V;,x da = M Yel porcentaje de consolidación puede expresarse

como:

de-dBxlOOS. = d-,

."

~.





•Movimiento de TielTils

S" : % de consolidación.

En este caso la relación entre densidades es:

d (S,,) dH=I-iOQx"

En cualquier caso, de las expresiones del factor de consolidación y el porcentaje de consolidación se

deduce que estos están relacionados por la expresión:

1V.=-S-xVc

1 --!!.-100

1.6 VALORES DEL ESPONJAMIENTO Y SU FACTOR.

En cada caso concreto conviene cstudiar los valores de Fw, Sw, para poder calcular con exactitud

los cambios de volumen que va a experimentar el material en las distintas operaciones.

A falta de un estudio particular. pueden adoptarse los valore.s que aparecen en la tabla 1.1.

MATERIAL dI. (l/m') dn(l/m') S",(%) F",

Caliza 1,54 2,61 70 0,59

Estado natural 1,66 2,02 22 0,83

Arcilla Seca 1,48 1,84 25 0,81

Húmeda 1,66 2,08 25 0,80

Seca 1,42 1,66 17 0,86Arcilla y Grava

Húmeda 1,54 1,84 20 0,84

75% Roca - 25% Tierra \,96 2,79 43 0,70

Roca Alterada 50% Roca. 50% Tierra 1,72 2,28 33 0,75

25% Roca. 75% Ticrra 1,57 1,06 25 0,80


Seca 1,51 1,90 25 0,80--Tierra Húmeda 1,60 2,02 26 0,79

Barro 1,25 1,54 23 0,81

Granito Fragmentado 1,66 2,73 64 0,61

Natural 1,93 2,17 13 0,89

Grava Seca 1,51 1,69 13 0,89

Mojada 2,02 2,26 13 0,89

Arena y Arcilla 1,60 2,02 26 0,79

Yeso Fragmentado 1,81 3,17 75 0,57

Arenisca 1,5\ 2,52 67 0,60

Seca 1,42 1,60 13 0,89

Arena Húmeda 1,69 1,90 13 ~0,89 I----;- -------1

Empapada 1,84 2,08 13 0,39 ~

Tierra y Seca 1,72 1,93 13 0,89~Grava Húmeda 2,02 2,23 10 0,91

Tierra Vegetal~

0,95 1,37 44 0,69

Basaltos ó Diabasas Fragmentadas 1,75 2,61 49 0,67-

Seca 0,13 --- --- ..-Nieve

Húmeda 0,52 --- --- ---

T••bla 1.1 Densidades del material en banco y suelto, para los casos m<Ísfrecuentes del

movimiento de fierras

Al dimensionar los medios de transporte habrá de tenerse en cuenta no solo la capacidad (m') que

cada vehículo tiene, sino considerar su carga máxima. Para no sobrepasarla es necesario conocer la

densidad del material que se transporta.

En la tabla 1.1 se exponen las densidades del material en banco y suelto, para los casos más

frecuentes del movllllÍento de fierras. Respecto al transporte, ha de considerarse la densidad del

material suelto.

Juan Chcrnc TarilontcAndrés González AguiJar

15 ConstrucCIones Industriales5° Ingeniería Industrial

Juan Cheme TarilontcAndrcs Gonzálcz Aguilaf

16 ConsirUCCloncs Industnalcs5° Ingcnicria Industrial


1.7 CONSIDERACIONES PRACTICAS EN EL EXTENDIOO DE CAPAS.

La compactación en obra se realiza sobre capas de material, previamente extendido, que se conocen

con el nombre de tongadas.

El efecto de la compactación sobre la tongada se refleja exclusivamente en la disminución de

altura, puesto que sus dimensiones horizontales apenas varían.

En la figura 1.4 se observa como al compactar una tongada de material (capa rayada en el dibujo),

su anchura a y su longitud 1 no varían, mientras que su espesor h[. pasa a ser, por efecto de la

compactación, he.

;.r-

Hg. lA

Por lo anterior queda claro que el cambio de volumen del material está fielmente reflejado en el

cambio de altura de la tongada.

Habida cuenta que el proyecto constructivo fija la altura de tongada en perfil, o sea después de la

compactación hc. conviene conocer la relación entre hc y hL para extender las tongadas con el espesor

hL adecuado.


Se denomina disminución de espesor a la relación entre la diferencia de espesor producida por la

compactación y el espesor inicial, multiplicada por 100:

S = h[ - hc x 100, h[

S,: % de disminución de espesor (en obra es denominado impropiamente esponjamiento).

hL : espesor inicial de tongada

he. : espesor de la tongada después de la compactación

La disminución de espesor depende del tipo de material, métodos de compactación, etc. Sin

embargo, en los materiales granulares (gravas, suelos - cemento, zahorras, etc.) muy frecu.~.!1tesen la

compactación debido a su excelente comportamiento mecánico, su escasa sensibilidad a la_humedad,

etc., se ha observado que la disminución de espesor es aproximadamente el20 %.

En el caso general:

h, = h, x lOO-S,100

Cuando se trata de terrenos granulares (Sc '" 20, es necesario comprobarlo en cada caso en la obra):~he ",0,8 x hL

o bien:

hL.", 1,25 x he

Estas consideraciones han de tenerse presentes en la operación de extendido con motoniveladora o

extendedoras, es decir, que la producción de una motoniveladora en extendido (material suelto) no

coincide con la del compactador (material compactado).

.::-.~


17 Construcciones IndustrialesS° Ingeniería Industrial

Juan Chemé TarilonteAndrés González Aguilar


<..•

Movimiento de Tierras

CAI'ITULO 2

\-e eMovimiento de Tierras

llUED,\ MOTfU7,

TRACCION D1SI'ONlHLE (f,,)

r---- -........-..:::::-.:::..___.\__ 1 ,

/-'!"~,.N"'''''Q'' /'.,~._..-."-.0('"7-\ \. ,,,.,¡. MOTOR (' l' , )\I - C.••••I'\IQ~ l. 1 )

~ ••..__ .. -------\ \ /)~...... . __ ..~~

ECUACION DEL MOVIMIENTO

2.1 OB.JETO DEL CAI'ITULO.

El objeto de este capítulo es la determinación de la velocidad de traslación a la que pueden

funcionar las máquinas de movimiento de tierras durante su trabajo. Para dicho cálculo será necesario

conocer las características de la máquina (peso, potencia) y las del terreno sobre el que se desplaza y

su pendiente.

En este capítulo se estudiarán los tipos de tracción de las máquinas y los tipos de resistencia al

movimiento.

T" ., r

1'i11,. 2. t

Pul! V

2.2 ESFlmRZO TRACTOR.

2.2.1 TRACCION DISPONIBLE.

Una máquina dispondrá de una potencia para desplazarse producida por el motor (unidad motriz) y

que se aplicará en las ruedas motrices mediante la transmisión. Al esfuerzo, producido por el motor y

la transmisión, se denominará tracción disponible o esfuerzo de tracción a la rueda, siendo ésta el

diámetro total del neumático. o en el caso de cadenas el diámetro de la rueda cabilla' (rueda motriz).

La definición de esta tracción cs. por tanto, la fuerza que un motor puede transmitir al suelo.

La tracción disponible se puede calcular de forma aproximada para cada velocidad de marcha

mediante la expresión:

T (Kg) = 367 x Potencia (K w) x Rend. Transmisión" Velocidad (km/h)

El rendimiento de la transmisión, también llamado eficiencia mecánica, es la relación entre

potencia que llega al ejc motriz y potencia del motor. Los valores más comunes se encuentran entre el

70%y el 85%.

2.2.2 TRACCION UTILIZABLE.

La máquina en función de su peso dispondrá de una fuerza determinada que se llama tr"eeión

utilizable. Esta tracción depende del porcentaje del peso que gravita sobre las ruedas motrices, que es

él útil para empujar o tirar del vehículo, y de las superficies en contacto, cspecialmcnte área, ¡extma y

rugosidad, tanto de las ruedas motrices como del suelo.

Para calcular la tracción utilizable se ha de multiplicar el peso total que gravita sobre las ruedas

motrices por el factor de eficiencia a la tracción o coeficicnte de tracción, cuyos valores más comunes

se encuentran en la tabla 2.1.

Juan Cheme TarilontcAndrés González Aguil<lr

19 Construcciones IndustrialesS" Ingeniería Industrial

Juan Chcrné TarilontcAndrés González Aguilar

20 Construcciones Industriales5° Ingeniería 'ndustrial

• • •Movimiento de Tierras Movimiento de Tierras

PESO (W,,)

---_._--.---_ ..-

En caso de pendiente seria su componente normal, W Cos a, Fig. 2.3.

~J~t"""l

FACTORES DE TRACCION fT

TIPOS DE TERRENO NEUMATlCOS CADENAS

Hormigón o asfalto 0,90 0,45

Arcilla seca 0,55 0,90

Arcilla húmeda 0,45 0,70

Arcilla con huellas de rodada 0,40 0,70

Mena seca 0,20 0,30

Mena húmeda 0,40 0,50

Canteras 0,65 0,55

Camino de grava sueita 0,36 0,50

Nieve compacta 0,20 0,27

Hielo 0,12 0,12

Tierra/irme 0,55 0,90

Tierra sueita 0,45 0,60

Carbón apilado 0,45 0,60

Tabla 2.1 Factores de tracción.

En movimiento de tierras hay tendencia a elegir, siempre que sea posible, maquinaria de tracción

total, es decir, tracción a todos los ejes; en el caso de camiones dúmpers y dúmpers articulad?s, que se

verán en el capítulo correspondiente, la tracción puede estar aplicada al eje de direcció,,,.n~y a los

posteriores.

En los vehículos que llevan ruedas motrices y ruedas portantes se puede admitir en primera

aproximación que las ruedas motrices soportan entre 1/2 y 2/3 de la carga totaL

Tu - W" X ["

Fig, 2.2

(//:(/"1' ~~\ .!"" -;M()T(¡R'lrl/;.':::':')'~'\)

¡ -.•.... L (1\ ",1 ./1) -- .".",...~",-.1)

--~~---- ~-

TR/\CCfON UTILIZABLE (TI')

Fig. L..:)

La tracción utilizable es independiente de la potencia del motor y se calcula mediante la expresión:

Tu (Kg) ~ WD (Kg) x ¡den %)

siendo WD el peso que soportan las ruedas motrices y fT el coeficiente de tracción en %.

Hoy todas las cargadoras son de tracción total, es decir, a los dos ejes, y esto se simplifica con el

sistema articulado, en donde la dirección se realiza actuando en la articulación con cilindros

hidráulicos, en vez de poner los dispositivos con la complejidad mecánica que llevan los tractores

agrícolas con tracción también al eje de dirección delantera, en los cuales no se puede obviar este

problema al ser rígidos.

En el cálculo de la adherencia hay que tener en cuenta el número de ruedas motrices y la carga

soportada por las mismas, que se denomina peso adherente. En los tractores y cargadoras de cadenas todo su peso es tracción utilizable.





• ¡. •Movimiento de Tierras Movimiento de Tierras

2.3 TlALANCE ENTIH: TRACClON D1SI'ONITlLE V TRACCION UTILIZABLE 2.4 RESISTENCIA A LA TRACCION

Una vez estudiados los tipos de tracción habrá que ver el movimiento del vehículo. Dicho

movimiento se basa en la reacción de sus ruedas o cadenas sobre el terreno, al cual le transmite el

esfuerzo T 11 que produce el par motor.

2.4.1 RESISTENCIA A LA RODADURA.

Es la resistencia principal que se opone al movimiento de un equipo sobre una superficie plana.

Si el esfuerzo de tracción Tn es mayor que el esfuerzo máximo de reacción del terreno Tu se

produce el deslizamiento, por lo que las ruedas patinan y la máquina avanza menos o puede llegar a

detenerse.

Se admite que es proporcional al peso total del vehículo, y se expresa por:

RR (Kg) ~ /R (Kg/l) X IV (1)

Por el contrario cuando Tu es mayor que Tn hay adhcreneia entre ruedas y suelo y el vehículo

avanza correctamente.

siendo:

Ru : Resistencia a la rodadura

/u : factor de resistencia a la rodadura

W: peso del vehículo.

LI' ~'. tg f

Fig. 2.4

I\/dl\ 1'l".NI'TI(AU()N

Il/\J,\ I(FSISTU,UA A 1./\ KOIlAD\lR/\

lII

II

1\1.'1'/\ l'F.NF.TI\¡\CION JI\I.Tt, RFSISTI.:NCI,\ r\ L\ IU)1)¡\1)\.!R,\

....._._._-_ .._------_ ...__ .....__.__._---. __._.

II

La resistencia a la rodadura depende del tipo de terreno y tipo de elementos motrices, ncumátieos

o cadenas. Los valores más frecuentemente utilizados se recogen en la Tabb 2.2.

IIESU/./\MIENTO

1\I)I!I'RnNCt/\

T,~> Tn á fl X \Vn > Tu

Tu < TI! ($ fr x W" -< To

¡ vln............. ~J<.fl ... e ••••.•.•.•

./ \"1)

I. ....•. _.....,.JTu

De todo lo anterior se deduce que de nada sirve que una máquina tenga un grupo propulsor muy

potente (que desarrolla mucha tracción disponible), si no tiene el peso suficiente para conseguir un

esfuerzo tractor (tracción utilizable). Por lo tanto, uno de los criterios de elección de una máquina de

movimiento de tierras es el de elegir máquinas con un equilibrio entre el grupo motopropulsor y el

peso de la misma. Se entiende por grupo motopropulsor el conjunto de motor y órganos de transmisión

con sus reductoras.

Fig. 2.5

Juan Cherne TarilontcAndrés Gonzalcz Aguilar

23 Conslruccioncs Industriales5° Ingenieria Industrial

Juan Cherné TarilontcAndrés González Aguijar

24 Construcciones Industriales5° Ingeniería Industriíll


....,,, ~,,¡;x ...•.tj O(= l

Rp ~ W x sen a -+ Rp (Kg) ~ JODOx W(t) x sen a

/\/ ..-..~\ S-../...... \

( \..--/ ~)r". ¡.,. .--..-----.-.,<;I.v '¡Ji/(//10<'\ I

2.4.2 RESISTENCIA A LA PENDIENTE.

Es la componente del peso del vehículo paralela al plano de rodadura. La expresión de dicha

resistencia es:

Km/h, puede considerarse que no afecta la velocidad. Simplificando, se pueden asignar valores

generales a varios tipos de firmes, Tabla 2.2.

Se puede considerar alta presión> 5 Kg/cml, llevando ésta dúmpers y traíllas,

RUEDASTERRENO CADENAS

Alta presión" Baja presión

Honnigón liso 17 22 27

Asfalto en buen estado 20-32 25-30 30-35

Camino firme, superficie plana, ligera flexión bajo la20-35 25-35 30-40

carga (buenas condiciones)

Camino blando de tierra(superficie irregular con una50-70 35-50 40-45

penetración de neumáticos de 2 a 3 cm)

Camino blando de tierra(superficie irregular, con90-110 75-100 70-90

una penetración de "eumaticos de 10 a 15 cm)

Arena o grava suelta 130-145 110-130 80-100

Camino blando, fangoso, irregular o arenoso con150-200 140-170 100-120

más de 15 cm de penetración de los neumáticos.Tabla 2.2 Factores de resistencia a la rodadura fR (Kg/t).

En general cualquier vehiculo de ruedas con neumáticos debe vencer una resistencia del orden de

20 Kglt cuando se desplaza sobre caminos o carreteras donde las cubiertas no acusan ninguna

penetración.Fi~:.".::!..h

Dicha resistencia aumentará en torno a 6 Kg/t por cada incremento de penetración de las ruedas en

el terreno de 1 cm. Esta resistencia también engloba la fricción de los engranajes internos y la tlexión

lateral de los neumáticos.

y para pendientes de hasta el 20% se puede hacer la siguiente simplificación:

sena=tana=~ ;i(en%) -+Rp(Kg)=:!:JOxixW(r)100

Existe una expresión que calcula, aproximadamente, el coeficiente de resistencia a la rodadura:

IR ~ 20 + 4 h, siendo h la deformación del neumático y el hundimiento del suelo (o huella bajo la

carga) medida en centimetros.

De todas formas, decir que hay una resistencia a la rodadura fija para un determinado tipo de

carretera o camino es erróneo, puesto que el tamaño del neumático, la presión de intlado y la velocidad

hacen variar dicha resistencia. Como en movimiento de tierras las velocidades son menores de 80

siendo (+) si el vehiculo sube y (-) si baja.

Por consiguiente la resistencia en rampa (o la resistencia a la pendiente) es de 10 Kglt por cada 1%

de rampa (o de pendiente). Reciprocamente 1% de pendiente (o de rampa) equivale a 10 Kg/t de

incremento de esfuerzo tractor.

De todo lo anterior se obtiene que la cantidad de Kg-fuerza de tracción requeridos para mover un

vehículo es la suma de los necesarios para vencer la resistencia a la rodadura y los requeridos para

vencer la resistencia a la pendiente, es decir:

Juan Cheme TarilonteAndrés González Aguilar

25 Construcciones Industriales51> Ingeniería Industrial


26 Construcciones Industriales51> Ingeniería Industrial


11'0'0' /1" -l. /Ir ~ ji< x W:t lO x ¡x W dv lw v1 - VIa=-:;;:-=---

dI 6.1 I

donde fR/10 se puede poner como una pendiente equivalente_ A continuación se desarrolla una

aplicación de las expresiones anteriores_

La resistencia para acelerar la masa de un vehículo de peso W(t.) será:

R =!:'::. x a = 1.000 x ~ x 1.000 X (v, - v,) _ 28,29 x W x (v, - v,)-' g 9,81 3.600xl I

a= d\';:: ó'v = 1'2 -VI ;;;:(v2 -l/l)X ("2 +V1)= v~-v~dI 6.1 dI v d 2 2d

RAKg) = 28,29x W(/)x v(kmlh)I(seg)

para VI = O Y V2 = v quedará:

También Se puede expresar esta resistencia en función de la distancia recorrida por el vehiculo,

d(m):

l

Kf'..SI\"!T.!'i(."I'"

A L,.\ "1,:'1'1 j)lfi:"i"n~

/---"''':::;.'-.,/~ ~-,~" ,/! '\ \', /'i ' () K.~')/_RES.'ISTí.:NCIA\ ""-"""'-/ )/ - TOT,\L

""~~--.r./-'

Rf,lilST'f!NCI"

A LA "ODA OUR 1\

(~~\~)/+'7;:,)I~ .•<c:>_.s:{.-..J:.:J,.

i---------.--- .....-----.---. __ . 1

1I"o",(Kg)=IOXW(t)x(fR(Kgll) +.)10 _1

Fig_ 2..7

sustituyendo este valor de aceleración en la expresión de la resistencia a la aceleración resulta:

W v; -v; () 1';(Kmlh)-1';(Kmlh)RA =-x--=3,93xW Ix ( )

9,81 2d 2d m

Dada una máquina cuyo peso es de W = 22 t, la cual se desplaza por una superficie que tiene una

pendiente i = -3% Y con un coeficiente de resistencia a la rodadura de 50 Kg/t que equivale a una

pendiente ficticia del 5%, se pide calcular la resistencia total que tiene que vencer la máquina en sus

desplazamientos. Dicha resistencia total será:

R, ~ 50 Kg/I x 221- 3%x 22.000 Kg ~ 440 Kg

Por ejemplo, si un vehiculo, desplazándose cuesta abajo, quiere frenar en una distancia d (m),

cuando circule a una velocidad v (Km/h), el esfuerzo de frenado será:

v11., = -3,93 x W x d

o bien:

R, -lO x 22 x (5 - 3) ~ 440 Kg Esta resistencia a la aceleración es poco importante en movimiento de tierras, pero en el caso de

frenado cobra cierta importancia ya que interesa conocer la distancia o el esfuerzo de frenado del

vehículo.

2.4.3 RESISTENCIA A LA ACELERACION2.4.4 RESISTENCIA AL AIRE.

Es la fuerza de inercia. Supuesta una aceleración uniforme para pasar de la velocidad v, a V2 en un

tiempo t: Esta resistencia no se suele lener en cuenta dado que las velocidades de los vehiculos y maquinaria

de obra son pequeñas y se sabe que la resistencia al aire es proporcional al cuadrado de la velocidad.

Juan Cherné TarilonteAndrcs Gonzálcz Aguilar

27 Construcciones Industriales50 Ingeniería Industrial

Juan Cheme TarilonlcAndrés Gonzalez Aguilar

28 Construcciones Industriales5D Ingcnicria Industrial


De modo que RAlRE ~ K x S X V1 siendo V (m/s) la velocidad del vehículo, S la superficie desplazada

normal a la dirección del movimiento y K un coeficiente que depende de la forma de la máquina (más

o menos aerodinámica) y que está comprendido entre 0,02 y 0,08.

Sin embargo, contra viento fuerte la resistencia al aire es un factor significativo. La cantidad

determinante es el movimiento relativo del aire respecto al vehículo. Si la velocidad de la máquina es

de 16Km/h Y la velocidad del aire en sentido contrario es de 64 Km/h la velocidad relativa resultante

será de 80 Km/h. La resistencia al aire deberá tenerse en cuenta para valores de velocidad relativa

superiores a 80 Km/h.

2.5 ECUACION DEL MOVIMIENTO Y DETERMINACIÓN DE VELOCIDADES.


Tracción disponible: (es función de la velocidad) To. Esta variará en función de la marcha y de la

velocidad alcanzada por la máquina. Se deberá tener que:

ToyTu~R'ut,¡

Recíprocamente, conocida la resistencia total y las tracciones utilizable y potencia útil Se puede

obtener la máxima velocidad que es capaz de alcanzar la máquina en sus desplazamientos.

Todo lo que se ha expresado anteriormente de forma numérica también se puede representar

gráficamente en un sistema de ejes coordenados, Fig. 2.8, en el cual se colocan en abscisas las

velocidades del vehículo y en ordenadas las tracciones, resultando la curva To para plena potencia del

motor y una reducción determinada de la caja de cambios. .~,También se representa la curva Tu, que es una recta al ser independiente de las velocidades y puede

cortar a la curva To, o ser exterior Tu'Definidas todas las fuerzas que actúan en el movimiento de las máquinas de movimiento de tierras,

ahora hay que estudiar las relaciones entre ellas.

Los factores que se oponen al movimiento son:

Resistencia a la rodadura: RR = ¡,.X WResistencia a la pendiente: Rp ~ :t la x i x W

Resistencia a la aceleración: Rocd. = 28,29 x Wx viI Ó Ra,d. ~ 3,93 x Wx v21t

Resistencia al aire: Raire = K x S X v2

La resistencia total será la suma de todas las anteriores, cuya expresión será:

Rtotal ~f,.x W:t IOx ix W + Ra,d + KxSx v2

Si no, se consideran, como se dijo anteriormente, la resistencia a la aceleración y la resistencia al

aire resulta:

RIa",/~¡"X W:tlOxix W

El esfuerzo que la máquina debe suministrar a los elementos motrices para superar las resistencias

antes enumeradas es el menor de los siguientes valores:

Caso Tu:

Caso Tu':

v¡ : Tu < TD, deslizamiento

v]: Tu ~ TD, > RT, v]es válida

v,: Tu> To, To = Rr, v,es válidav.: Tu>To, To<Rr, faltapotencialuegov]<v<v,

:.•,.v debe ser inferior a v" pero está limitada inferiormente por el valor y? de máx.TD, porque a su izquierda hay inestabilidad del vehículo (falta reducción en la

'1;caja de cambios).

Tracción utilizable: Tu =W X fr para que exista adherencia y el vehiculo avance.





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Fíg. ~~.~

1I,

• .'Movimiento de Tierras

CAI'ITULO 3

DETERMINACION DE LA I'RODUCCION DE UNA MAQUINA Y COSTES

3.1 DEFINICION DE LA PRODUCCION.

3.1.1 CONCEPTO.

La Producción o Rcndimiento de una máquina es el número de unidades de trab,~o que rcaliza en la

unidad de tiempo, generalmente una hora:

Producción. = Unid\'. trabajo / hora

Aplicando lo anterior si TI! ~ Ti) . sicndo R-r = W x ( tj, + 10 XI), Tu = tj, X Wi) x 1.000 y como

debe ser Tu ~ RT, resulta TI! ~ Rr Y sustituycndo fr x W\) x 1.000 ~ W x ( fR -, 10 xi) debe eumplirsc:

J.()()O x/rx WLJ/ ,y ¿ ji,:1: JO xi

entonces:

v = ~_O_( X_I_J < _1'_0_1 x_p = __ I'_(lI_x_p~_T" - Ji,. W x (¡~(:!: 10 XI)

Los fabricantes de tractores dan gr;íflcas para cada modelo de tractor donde clegida una marcha r1,

F2. F3, se obtienen la gama de velocidades y tracción disponible.

Las unidades de trabajo o de obra m;ís comúnmente empleadas en un movimiento de tierra son el

m) o la t, pero en otras Llctividades de la construcción se usan otras mas ad~cuadas, como el metro

lineal en la construcción de zanjas o de pilotes o el m2 en las pantall~s de hormigón. La unidad de

tiempo más empleada es la hora, aunque a veces la producción se expresa por dia.

3.1.2 FACTORES.

Esta cifra no es una constante del modelo de m;íquina, sino que depcnde ele una serie de ÜJetores

particulares de cada aplicación:

a) Eficiencia horaria.

b) Condiciones de trabajo de la obra en cuestión:

b.l." Naturaleza, disposición y grado de humedad del terreno.

Los materiales en estado seco tienen un volumen aparente que cs el que ocupa la

capacidad de la máquina, pero en estado húmedo presentan una adherencia que hace

aumentar la capacidad. Si la humedad es excesiva, entonces no aumenta.

En el caso de margas y arcillas húmedas el rendimiento de excavación puede bajar

considerablemente por adherirse el material a las paredes.

b.2.- Accesos (pendiente, estado del firme).

Juall Chcrné TmilolllcAlldl'é~ Gonzcilcz Aguilal

3 t Construcciones Industriales5° Ingenicria Industrinl

Juan Chcrné TarilontcAndrés Gonzálcz Aguílar

32 COIl$lruccioncs Industriales50 Ingeniería Industrial


Tabla 3.1 Factores de eficiencia fh.

En lo sucesivo P se referirá siempre a la Producción normal Ph.

En la práctica se trabaja sólo 45' ó 50' a la hora por lo que la producción normal p" será:

P" ~ 50/60 x Pop ~ 0,83 Pop ~fi,x Pop

Si se consideran incentivos a la producción, sobre todo con buenos factores de organización, estos

coeficientes se verán incrementados, pero en cualquier caso será difícil que alcancen valores superiores'.••..

j,i':'

..-

ORGANIZACION DE OBRACONDICIONES DE TRABAJO

Buena Promedio Mala

Buenas 0,90 0,75 0,60

Promedio 0,80 0,65 0,50

Malas 0,70 0,60 0,45

Por otro lado, en condiciones adversas de trabajo y organización, el tiempo real puede llegar

solamente a ser el 50% del tiempo disponible.

La relación fh entre los minutos trabajados y los 60' de una hora es lo que se denomina eficiencia

horaria, tiempo productivo o factor operacional (operating factor). Los factores de los que depende la

producción determinan la eficiencia horaria, como muestra la tabla 3.1.

a 0,90.

Repercusión de los accesos en el coste final de una obra. Tiene gran importancia el

trazado y conservación de las pistas y caminos interiores de la obra, porque

repercuten:

- en la potencia necesaria de los vehiculos y por consiguiente, en el consumo de

combustible.

- en el tiempo de transporte, al conseguirse menores velocidades si están en mal

estado.

- en la capacidad de transporte al ser mayores las cargas si están bien conservadas.

- en la propia logistica, si se producen averías y no hay zona de estacionamiento.

Una falsa economia inicial o de proyecto puede ocasionar llevar mayor repercusión a

lo largo de la obra, incluso en el plazo de ejecución si hay que variar el trazado de las

pistas durante la obra.

b.3.- Climatologia (visibilidad, pluviometría, heladas)

La climatologia no sólo afecta a las interrupciones de trabajo sino al estado del

firme pues el barro y la humedad reducen la tracción de las máquinas (traficabilidad).

Cuando la temperatura es inferior a 2°C en la sombra, deben suspenderse los trabajos

de relleno.

bA.- Altitud, que puede reducir la potencia de las máquinas.

c) Organización de la obra:

c.I.- Planificación: Afecta a la producción de la máquina: esperas, maniobras, ..

Hay que cuidar el orden de los trabajos para reducir al mínimo el número de

máquinas necesarias y evitar embotellamientos y retrasos.

c.2.- Incentivos a la producción.

d) Habilidad y experiencia del operador

Estos factores no son de aplicación total y cada uno deberá emplearse sólo cuando lo requieran las

circunstancias.

3.2 EFICIENCIA HORARIA.

INCENTIVO ORGANIZACION MIN/HORA Fh

SI BUENA 50 0,83

SI MALA 42 0,7U

NO MALA 30 U,50

Se denomina Producción óptima o de punta (Peak) Pop a la mejor producción alcanzable trabajando

los 60' de cada hora. Tabla 3.2 Incentivos a la producción.

Juan Cherné TarílonteAndrés González Aguijar

33 ConstrucCiones Industriales5" Ingeniería Industrial

Juan Cherné TarilonteAndrés González Aguijar


•Movimiento de TiclTélS

Naturalmente una máquina no trabaja sólo una bora sino varias al día durante el periodo que dure la

obra. que puede ser de mucbos meses. Esto hay que tenerlo presente al calcular la eficiencia media, y

que las condiciones y la organización pueden ir cambiando con el transcurso de la obra.

También es necesario tener en cuenta las pérdidas de tiempo que se ocasionan, ya que el tiempo de

trabaJO continuo anual de una máquina (sin traslados ni esperas) seria de:

52 (I'emanas/aiío) x 40 (horasl.\emana) .. 11¡ieslas oficiales x 8 (horas/dio) ~. 2,r! I r; h

yen la práctica es dificil superar las 1.600 horas, principalmente debido a:

- A verias de la máquina.

- Mantenimiento o conservación cada cierto nÍlmero de horas de trabajo, aunque no se incluirán en

las pérdidas por realizarse normalmente en horas no laborables para la máquina durante las de

espera.

- Condiciones atmosl'éricas locales, que además de afectar a la producción de la máquma

entorpecen la marcha general de la obra

La tabla 3.3 expone algunos de los conceptos más comunes y ejemplos de sus valores en

condiciones medias, expresado como porcentaje. No es normal que se den todos simultáneamente.

METEOROLOG ÍA 9%

MANIOBRAS 8%

ESPERAS 11%

A VERÍAS MECÁNICAS 6%

HABILIDAD DEL OPERADOR 15%

TOTAL MÁXIMO 60%

Tahla 3.3 Pérdidas de tiempo.

Se llama disponibilidad de una máquina (availability) a:

dl,IJ"Jnibilidad ,. horas de trabajul (horas de trabajO + horas de re/)(Jraciones)

• •MovimIento de Tierras

Es conveniente antes de comen7~,r la obra hacer un estudio de las posiblcs condicioncs

climatológicas que se puedan presentar durante su desarrollo.

El capitulo de averías de la máquina puedc llegar a ser importante y para disminUirlo hay que

prestar atención a:

- Fiabilidad de la máquina.

- Rapidez en los repuestos y atención del suministrador.

- Cuidados y mantenimientos a cargo del propietario.

- Habilidad del operador.

- Dureza del trabajo (material, accesos).

Todo lo anterior lleva en determinados casos a la compra de maquinaria nueva para una obra, o a la

adquisición de unidades de repuesto si se clllplean muchas iguales, con objeto de asegurar la

continuidad de la misma l' no interrumpir otras unidades de obra.

3.3 CICLO DE TRABAJO,

3.3.1 CONCEPTO.

Se denomina Ciclo de Trabajo a la serie de operaciones que se repiten una y otra vez para llevar a

cabo dicho trabajo. Tiempo del Ciclo será el invcllido en realizar toda la serie hasta vol ve, a la

posición inicial del ciclo.

Por ejemplo, en las máquinas de movimiento de tierras el tiempo de un ciclo de trabajo eS el tiempo

total invertido por una máquina en cargar, trasladarse y/o girar, descargar y volver a la posición inicial.

La suma de los tiempos empleados en cada una de estas operaciones por separado determina cl tiempo

del ciclo.

En, los capitulos posteriores correspondientes a las máquinas más importantes se llevará a cabo un

análisis de las operaciones o fases características de cada una de ellas.

Juall Chcrné TarilonleAndrl;S GOllzúlcz Aguijar

35 COllstrucciollCS Industriales5° Ingeniería Industrial

Juan Cherné TarilontcAndrcs Gonzillcz Aguijar

36 Construcciones IndustrialesY' Ingeniería Industrial


El tiempo de un ciclo puede descomponerse en fijo y variable. El primero (fijo para cada caso) es el

invertido en cargar, descargar, girar y acelerar o frenar para conseguir las velocidades requeridas en

cada viaje, que es relativamente constante. El segundo es el transcurrido en el acarreo y depende de la

distancia, la pendiente, etc. Es importante considerar separadamente la ida y la vuelta, debido al efecto

del peso de la carga (vacio a la vuelta) y la pendiente, positiva en un caso y negativa en el otro.

Para un resultado más preciso de la duración de un ciclo suele tomarse un valor medio, obtenido de

la medición de un gran número de ciclos, mientras que un número insuficiente puede llevar a

resultados erróneos, debido al cambio en las condiciones externas (material, climatología, ..

3.3.2 FORMULA DE LA PRODUCCION.

Una vez calculada la duración del ciclo de trabajo, ¿5 posible estimar los ciclos que la máquina

realiza en una hora (60/durac. en minutos) y conociendo la capacidad de la máquina (volumen de

carga, ...) es inmediato el cálculo de la producción:

Producción (t Ó m3) ~ Capacidad (t Ó m3/ciclo) x N° ciclos/hora


- Intereses del capital pendiente de amortización.

- Gastos de mantenimiento y reparaciones que se estima durante dicho período.

- Gasto en consumos de carburante y neumáticos.

- Mano de obra de los operarios, etc.

Con todo esto es posible llegar a un resultado de coste en Pts/hora. Hay que tener la precaución de

actualizar dicho valor si el período de amortización es grande.

Para un Jefe de Obra, los costes que influyen en relación con la maquinaria son:

- mano de obra de maquinista: interviene en el coste de m) de la unidad de obra.

- consumo de gasoil: coste de gasoil/m'.

- reparaciones por averías, y pérdidas de producción por paradas.,;Q;,?-

La amortización contable de maquinaria es un coste que le llega de la central y que le es aj'eno en su

dirección de obra, pero la depreciación de la máquina, si que depende de la forma de utili~r1a y del

modo de conservarla.

"

Esta es la producción teórica horaria, pero la efectiva o real será la resultante de aplicar a la anterior

los factores correctores que se considere en cada caso y entre los que encuentran algunos de los ya

estudiados. Otros importantes se refieren al trabajo diurno o nocturno O al empleo de neumáticos o

cadenas. Si C es la capacidad, la producción real es:

p,. ~ C x n° ciclos / hora xji xf2x/.lx ... xj;,

AMORTIZACIÓN 40%

CONSUMO GASOIL 13%

MANO DE OBRA 17%

AVERÍAS Y REPARACIONES 22%

GASTOS GENERALES 8%

.JI

.".

3.4 CALCULO DEL COSTE DE LA UNIDAD DE OBRA.

En el empleo de maquinaria en una obra se deberá buscar su utilización óptima, a fin de no

desperdiciar los recursos. Por ello se tratará de encontrar la mejor relación entre rendimiento y gastos,

es decir, el costo más bajo posible por unidad de material movido.

El coste horario de una máquina puede hacerse exhaustivamente mediante la suma de varios

factores. Los principales son:

- División del coste inícial entre el período de amortización que se pretende.

Tabla 3.4 Precio del m' (valores medios) en movimiento de tierras.

Existe un manual de coste de maquinaria (Seopan-Atemcop) admitido por el MOPMA.

Existe otra forma de estimar los costes horarios, procedente de la experiencia y válida solamente

para una primera aproximación. Consiste en tomar como coste horario un porcentaje del coste inicial

o precio de compra, 200-400 PtslMillón, siendo inversamente proporcional al tamaño de la máquina y

añadir el coste del maquinista del maquinista incluyendo cargas sociales, unas 2.500 Pts/hora (1993).

Como orientación del precio de una máquina puede tomarse entre 1.000 y 1.500 Pts./Kg. (1993).

Juan Cheme TarilonteAndrés González AguiJar

37 Construcciones Industriales5" Ingeniería Industrial

Juan Cheme TarilonteAndrés González Aguijar



f.Movimiento de TIerras

•- Indirectos, los de su propio personal de control de calidad, dirección y administración, de forma

que aunque los precios de los subcontratistas sean fijos, retrasos de éstos en la ejecución repercuten en

sus costes indirectos y en -aquellas unidades suyas que no avan7A~n de forma que los costes aumentan

con los retrasos.

I.os parques de maquinaria de las Ilrandes empresas evalúan los costes horarios atendiendo a sus

propios criterios de amortización y gastos, pari.l luego facilitarlo a la obra. Estos costes están

contrastados con los precios de alquiler de la maquinaria en el exterior y son similares, por lo que

existen unos precios que se accptan como cosles horarios de mercado para los diferentes modelos de

m¿íquinas y que generalmente se dan sin combustible, con o sin operador, que se añadirá

posteriormente. En resumen, una vez fijados unos costes y unos plazos, éstos quedan muy lilladus entre si.

Una vez conocido el coste horario de la máquina y cnlculado el rendimiento según se explicaba en

el apartado anterior, es rúcil estima!' el coste de producción:

COSTE IJJOPIIOIJUCCfON ~ COSTE HORARIO / PllOlJUCCfON

La fórmula más Ileneral es:

!'ls/UnidI'JJbra ~ (PIs/Hora) / (Unids_Obra/Hora)

En el movimiento de tierras lo más usual es:

I'ls/1 Ó m"' 00 (PIs/Hora) / (1 Ó m3/Hora)

refiriéndose la unidad de obra a material en perfil de carretera, cuando se da en volumen.

Pueden evaluarse los resultados con los oportunos factores, si bicn con la precaución de no aplicar

más de una vez el factor correspondiente a un obstáculo.

3.5 CONTROL DE COSTES.

En la obra hay que tencr una estadística actual de los costes horarios totales incluido operador, dc

las distintas máquinas. de forma quc con el selluimiento de la producción de las distintas unidades se

pueda conocer al dia los costes de dichas unidades y en caso de desviaciones nellativas rcspecto a los

precios que lilluran en la oferta se puedan hacer ajustes o cambios_

Los costes de una obra se dividen en directos e indirectos.

- Son directos todas las unidades de obra subcontratadas. y aquellas que cl contratista principal

ejecuta con su personal

Dado que los costcs fijos de una empresa son proporcionales al numero de días de ejecución de una

obra para disminuir éstos Ilastos Ileneralcs hay que reducir el plazo.

Es nccesario hacer un estudio cconómico, pues normalmente hay ciertos costcs de producción que

aumentan al disminuir el plazo. Los plazos de ejecución vienen determinados en ocasiones por

motivos políticos, caso de Obras Pilblicas ya que tienen fija la fecha de inaullllfaclón, o económicos de

rentabilidad o reinversión si el cliente es privado.

Retrasos en el comienzo de las obras son antieconómicos cuando se tiene una fecha fija de

terminación.

El control de costes entra en la planificación económica.

La planificación (informatizada) de una obra se divide en:

a) Plan de obra o prollrama técnico: es un estudio del proceso constructivo descon-.¡Juesto en

actividades y de sus plazos de ejecución, mediante un modelo grúfieo, PERl', Red de

Precedencias, etc.

b) Planificación económica, o plan de objetivos, de costes, resultados y producción

(certificaciones) con su seguimiento y actualización cada detennJnado ticmpo.

luan Chcrné TarilontcAndrés Gonzálcz Aguilar


Jll;:Jn Chemé TarilontcAndrés Gonzálcz Aguilar




CAPITULO 4

CLASIFICACION y TIPOS DE MAQUINAS

DE MOVIMIENTO DE TIERRAS Y EXCAVACION.

4.1 SIGNIFICADO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS.

EXCAVACION

Tierras

Tránsito

Roca

VELOC. SISMICA

< 1000 mis

1000 - 2000 mis

:> 2500 mis

MAQUINA

Tractor hoja frontalExcavadoraTraílla

Escarificador (Tractor cadenas)

ExplosivosPerforadoras

En construcción de carreteras, los capítulos en que se descompone la obra suelen ser:

- Retirada y reposición de servicios.

- Movimiento de tierras.

- Drenajes y obras de fábrica (marcos, tubos, cunetas).

- Estructuras (viaductos, pasos superiores e inferiores, puentes).

- Túneles.

- Firmes.

- Señalización (pintura, señales, barreras, mallas de cierre).

- Anejo de integración ambiental (plantaciones, hidrosiembra, pantallas).

La retirada y reposición de servicios comprende: accesos a fincas, vias de servicio, cruces de líneas

telefónicas, eléctricas, acequias, conducciones de agua y alcantarillado.

Los materiales que aparecen en movimiento de tierras son:

- Tierras.

- Tránsito

- Rocas.

Estos materiales se pueden clasificar según su velocidad sísmica, y tomando unos valores

orientativos se utilizarán las máquinas que posteriormente 'se verán, y que pueden resumirse en el

siguiente cuadro, en una primera aproximación simplista:

Tabla 4.1 Velocidades sísmicas

Los volúmenes principales en que se descompone el movimiento de tierras figurarán en el proyecto

con sus precios como unidades de obra, las cuales se corresponden con distintas actividadet'pudiendo

estar algunas de éstas agrupados en un sólo precio o unidad de obra.

-.Las distintas actividades son:

a) Despeje y desbroce del terreno (m'):

Consiste en la demolición de obstáculos, como construcciones, arbolado, etc.

b) Excavación en tierra vegetal (m3):

Es el levantamiento de 1 cobertura de tierra vegetal y traslado a vertederos o aco¿ios para,.posterior revegetación de taludes. ~

c) Excavación en suelos (m\

d) Excavación en préstamos para el núcleo (m3).

e) Excavación en roca con voladura (m\

f) Terraplenes (m\

g) Pedraplenes con productos de voladura o escarificación (m\

h) Explanada mejorada (m3).

i) Refino de taludes en desmonte (m')

j) Refino de taludes en terraplén (m')

k) Saneo de taludes en roca (m\

1)Apertura de pistas de acarreo y caminos de acceso a los distintos tajos.



Juan Cherné Tarilonte 42 Construcciones IndustrialesAndrés González Aguijar 5° Ingeniería Industrial


El movimiento de tierras puede representar en la variante de una autovia alrededor de 125.000 -

200.000 mJ/Km, y con un precio orientativo de 350 Pts/mJ, resultan de 45 a 70 MilI. Pts/Km, y si se

cst1l11a para la autovia un costo de 400 - 500 MilI. PtsIKm, representa aproximadamente el 20%,

ocupando del 50-60% del plazo de ejecución.

El movimiento de tierras en una presa de materiales sueltos depende de la longitud de la presa y

caudal punta de aliviadero, que es el que condiciona el volumen de hormigón, el cual puedc tener un

costo económico total mayor que el del movimiento de tierras (el precio de la unidad de obra de

Illlll\ligón es muy superiur al de las tierras).

Unas cifras de valores medios situarían el movimiento de tierras del 45 al 75 %, del presupuesto

total. En el caso de presas de hormigón puede representar del 5 al 10%.

En resumen, como orientación, movimiento de tierras:

- Autovias: - 20-30 %

- Presas de tierras: - 45-75 %.

- Presas de hormigón: .- 5-1 (Yo.

4.2 CONSTITlJCION y TII'OS DE SUELOS.

Los diversos tipos de suelos que son considerados en el movimiento de tierras pueden variar desde

roca sólida hasta tierra sula, pasando por tudas las eombinaciunes de roca y tierra.

Asi los diferentes tipos de materiales ofrecen diferente resistencia para ser movidos. dependiendo

del peso del material, dureza, rozamiento interno y cohesión.

Se tiene que una menor resistencia de remoción implica una mayor facilidad de carga, siendo ésta

óltima fundamental en la elección del cquipo o tipo de maquinaria a utilizar.

Los distintos tipos de tierras se forman con rocas desintegradas, residuos vcgetales y animales. Una

vez formada, comprende materia I11J11cral, materia orgánica, agua y aire.

i. •Movimiento de Tierras

Las tierras, en general, pueden dividirse básicamente en cinco grupos: arcillas, limos, arena, gravas

y materia orgánica. La realidad dice que se puedcn cncontrar estos matcriales en forma independiente

o en varias combinaciones y mezclas.

4.3 TIPOS DE EXCAVACIONES.

Los tipos de excavación, sc pueden dividir en trcs grupos: a ciclo abierto, subterráneas y

subucuátieas. Dcpendiendo de la constitución del tcrrcno y del materi,d excavado, se lelldr,m que

utilizar unos ti otros medios de excavación.

4.3.1 EXCAVACION A CIELO ABIERTO.

La clasificación podría ser la siguiente:

- En roca: es necesario utilizar explosivos.

- En terreno duro: uso de explosivos o ripado.

- En terreno de tránsito: término poco dclinido, en general sc puede excavar por medios

mecánicos, pero no a mano.

- En tierras: se puede cxcavar a mano.

- En fangos: es necesario emplear medios especiales de transporte o haccr una desecación previa.

Todos los trabajos pueden hacerse en seco o con agotamiento, nivel rreálico por debajo del plano de

excavación.

En este tipo de excavaciones es fundamental la elección del equipo idónco para transporte y carga.

Como norma general hay que considerar que el equipo dc transporte debe scr cargado entre 3 y 6

cargadoras o ciclos del equipo de carga.

Los puntos a tcner cn .cuenta para seleccionar el equipo de transportc son: Recorrido, distancia,

pendientes y ClllVas, material a transportar, producción requerida y equipo de carga disponible.

Juan Chcrné T arilanteAndrés Gonz.álcz AguiJar


Junn Chcrné TarilonteAndrés Gonzálcz Agujj"r

44 Construcciones Industriales50 Ingeniería indllstri,,1


Los correspondientes al equipo de carga, por orden de preferencia, son: Producción requerida, zona

de trabajo o carga (amplitud y condicionantes), características del material a cargar (en banco, ripado,

volado), disponibilidad requerida, equipo de transporte a utilizar.

4.3.2 EXCAVACIONES SUBTERRANEAS.

Pueden ser:

- En túnel y galerías: Normalmente es necesario el uso de explosivos o topos según longitud y

tipo de terreno. Debe tener sección suficiente para permitir el uso de medios mecánicos de

excavación, carga y acarreo (mayor de 3 m').

También se utilizan rizadoras y martillos de percusión. Los escudos cuando los terrenos

son inestables.

- En pozo: Excavación en vertical o casi vertical, teniendo que ser extraídos los productos por

elevación.

Las dificultades, organización, medios auxiliares y coste de éstas excavaciones subterráneas, están

fuertemente condicionadas por la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas de entrada y

por la presencia de agua, especialmente en excavaciones descendentes.

4.3.3 EXCAVACIONES SUBACUATICAS

Son aquellas en las que no es posible una actuación desde tierra, siendo necesario el empleo de

material flotante o medios análogos.

Según la naturaleza del fondo, se pueden clasificar en:

Arenas y fangos: Se pueden transportar por tuberia los productos de excavación mediante

bombas y dragas de succión.

Fondos moderadamente duros: Arenas consolidadas y rocas blandas dragas de succión con

cabe, al cortador.

Fondos duros: Mediante dragas de arranque o rosario. El material extraido no puede

transportarse por tuberia, por componerse normalmente de trozos grandes.

- Rocas: Mediante martillo romperrocas o voladuras subacuáticas.


4.4 CLASIFICACION y TIPOS DE MAQUINARIA.

Se puede clasificar la maquinaria de excavación y movimiento de tierras, atendiendo a su traslación,

en tres grandes grupos.

4.4. I MAQUINAS QUE EXCAVAN y TRASLADAN LA CARGA

- Tractores con hoja empujadora.

- Tractores con escarificador.

- Motoniveladoras.

- Mototraillas.

- Cargadoras.

....Son máquinas que efectúan la excavación al desplazarse, o sea, en excavaciones superfiéiales. La

excepción es la cargadora, que cuando excava es en banco, pero luego se traslada con la carga, aunque

la aplicación normal de ésta máquina es para cargar material ya excavado o suelto.

4.42 MAQUlNAS QUE EXCAVAN SITUADAS FIJAS, SIN DESPLAZARSE.

Realizan excavaciones en desmontes o bancos. Cuando la excavación a realizar sale de su alcance,

el conjunto de la máquina se traslada a una nueva posición de trabajo, pero no excava durante este

desplazamiento.

El desplazamiento necesario entre el órgano de trabajo (hoja, cuchara, cazo, cangilón, etc.) se

efectúa mediante un dispositivo cinemático que modifica la posición relativa de este órgano de trabajo

y el cuerpo principal de la máquina. En este grupo se encuentran:

- Excavadoras hidráulicas con cazo o martillo de impacto.

- Excavadoras de cables. Dragalinas.

- Excavadoras de rueda frontal.

- Excavadoras de cangi Iones.

- Dragas de rosario.

- Rozadoras o minadoras de túnel.






4.4.3 MAQUINAS ESPECIALES.

La excavación se efectúa empicando olros dispositivos, siendo su campo de aplicación

generalmente más limitado.

- Topos: La presión sobre el telleno se logra por meuiante el desplazamiento del cabezal de la

máquina y el uesgarramiento uelmismo por un órgano uotado ue movimiento rotativo.

- Dragas y bombas de succión: El material (arenas, limos) es arrastrado formando una emulsión

por una corriente de agua que es aspirada por una bomba, que puede impulsarla por una

tuberia.

- Dardos y chorros de agua: A gran presión, utilizan la energía cinética y el electo de disolución

del agua para atacar y remover materiales disgregables.

- Fusión térmica: Se utilizan productos que rebajan el punto de fusión y permiten la perforación

y corte de rocas. Se emplea para carie y perforación de rocas y hormigón en circunstancias

especiales.

4,5 CLASIFICACION ATENDIENDO A LA EXCAVABILlDAD,

4.5.1 INDICES DE EXCAVABILlDAD, lE, DE SCOBLE y MUFTUOGLU.

Se estudian cuatro parámetros geomecánieos importantes que son:

- W: alteración por meteorización.

- s: resistencia a compresión simple.

- J: separación entre diaelasas.

- B: potencia de los estratos.

Sc rellena asi el siguiente cuadro:

• .'Movimiento de Tierras

CLASES DE MACIZOS IWCOSOSPARAMETROS

I 2 3 4 5

ALTERACION Intensa Alta Moderada Ligera Nula

Valoración <O 5 15 20 25

Resistencia de la Roca (MPa) <: 20 20 - 60 40 - 60 60- lOO c- lOO

Compresión Simple (MPa) -( 0,5 0,5 - 1,5 1,5 - 2,0 2,0 -- 2,35 " 3,5

Valoración (S) O lO 15 20 25I

Separación entre Diaclas¡,s

(m)0,3 0,6 - 1,5 0,6 - 1,5 1,5 -- 2,0 " 2,0

Valoración 5 15 30 45 50

Potencia de los Estratos (m) < 0,1 0,1- 0,3 0,3 - 0,6 0,6 - 1,5 > 1,5

Valoración O 5 lO 20 30

Tabla 4.2 Evaluación del índice ¡Je ExcllvalJilidad.

En función dc éste ind.ice, resullan unos rangos de utilización de distintos tipos de máquinas_

Juan Cheme TarilonlcAndrés Gonzálcz Aguilar


Juan Cheme TarilontcAndrés GOl1zálcz Aguilar



MODELOS DEFACILIDAD DE INDICE EQUIPO DE

CLASE EQUIPOSEXCAVACION (W+S+J+B) EXCAVACION

EMPLEADOS

A. Tractor

1 Muyfácil < 40B. Dragalina > 5 m3

Tractores de C. hxcavadora de

ripado Cables> 3m3

Dragalinas A. Tractor

hxcavadoras B. Dragalina >8 m3

2 Fácil 40 - 50C. Excavación de

Cables >5 m3

A. Tractor-

Excavadora - PalaModeradamente

3 50-60 Cargadoradificil

B. Excavadora

Dragalinas Hidráulica> 3 m3

Excavadoras A. Tractor-

Excavadora - Pala

4 DifIcil 60-70 Cargadora

B. Etcavadora

Hidráulica> 3m3

hxcavadora5 Muy DifIcil 70- 95

Hidráulica> 3m3

Extremadamente Excavadora6 95 - 100 Excavadoras

dificil Hidráulica> 7m3

Marginal sin Excavadora7 > lOO

voladura Hidráulica> lO m3

Tabla 4.3 Rango de utilización de maquinaria según el Indice de Excavabilidad.


4.5.2 CLAS[FICACION DE FRANKLIN DE UTILIZACION DE MAQUINARIA DE

EXCA VACION.

Como complemento a las clasificaciones anteriores, el cuadro de Franklin relaciona zonas de

utilización de excavadoras, tractores (escarificación), según espaciamiento entre fracturas y un indice

de resistencia a cargas puntuales.

En el ensayo de Franklin, Is (MN/m') es un Índice de resistencia a cargas puntuales (load point

test).

En Geotecnia se considera Re '" 20 Is. Franklin da una correlación entre Is y Rc (Resistencia a

compresión, el espaciamiento entre fracturas o grado de agrietamiento, el índice RQD (Rock Quality,~~~A,_

Desiguation, Índice de calidad conocido en mecánica de rocas) y el procedimiento de arranq~~.

Se deduce de todo lo anterior, que cuando se trata de rocas la velocidad sísmica es un dáto más de

los que hay que considerar para utilizar excavadoras, tractores ó voladuras.





'.1

•Muvimiento de Tierras

RESISTENCIARESISll,NCIA ESPECIFICA A

DESCRIPCION DE SUELOIROCA ALA EXCAVACION

COMPRESION

GENERAL EJEMPLOS K,(N/cm) K",(N/cIll1) lN/cm1)

Carbones. Minerales blandos.O Material granular

ctc.

IllIando, sucio suelto y

lOO - 500Arenas 4 - 13 300arenoso

Arelléls <llcdlos<ls blandas;Suelo relativamente

11 Grava medIa a fina; Arcillas 200 - 650 12 - 25 300-800denso

blandas o humcdas

Arenas arcillosas duras;

III SucIo denso Arcillas; Lignitos blandos; 250 - 800 20 - 38 800-1.000

Grava Dura

Sucio muy densoArcilla dura; Pizarra arcillosa;

IV 400 - 1.200 30 -50 1.000-1.500Carbón duro

Roca semisól ida de baja Pizarra arcillosa; Arcilla muy

V resistencia; Roca'i con dura; Fosforita blanda; Caliza 500 - 1.600 50 - 70 6.000 - 8.000

bastantes grietas muy blnnda; Cnrboncs---

Caliza blanda; Mármol; --

Roca semisólidaYesos;

2_000 - 3.000

VI relativamente dura; RocaArenisca; Fosforita dura;

900 - 1.950 70 - 200 3.000PI7..arra;

COIl grietas ~.oooCarbón muy duro; ~vlillcral

muy fracturado---

Roca scmisúlida dura; -. ~Caliza dura a extremadamente

Sucios helados duros: dura; Múnnol; Yeso; AreniscaVII 1.'100 - 2.600 180 - 500 3.000 - 6.000

Rocas COIl algunas dura; Mineral pesado con

grietas algunas grieta

VIlI Rocas eDil pocas grietasMineral pesado con pocas

8.000grietas

IXRoca pnídicamcntc

tvlincral PCS;¡Jo y masivo 8.000monolítica

TalJla 4.4 Ensayos geumeeánicos para evaluar la excavalJilidad de las rocas mediante rotopalas.


4.6 VENTAJAS Y LIMitACIONES DE LAS DISTINTAS MAQUINAS.

La selección del tipo de maquina para carga. depende de los materiales, así comu de las

circunstancias que concurren en la carga.

Las cargadoras necesilan materialcs a grancl y quc no precisen cxcavación. licrras ¡'¡¡eilmcnte

cxeavalJlcs y eargables, rocas sueltas, ctc_, dcbicndo rcalizarse la carga en lerrcno firmc con las

de neumáticos y en terrenos cncharcados O con barro con las de cadenas.

- Las retroexeavadoras de cadenas pueden realizar su trabajo en terrenos difieiles, encharcados, con

malos accesos y salidas (zanjas, barrancos) y con una base de trabajo irregular. También para

aquellos lrabajos que requieran gran altura de carga y corte, y donde el pavimento sea malo para

los neumáticos. Las retroexcavadoras de neumálicos por su movilidad pueden eonsidcrarse más

como urhanas y auxiliarcs_

- Las cxeavadoras de empuje frontal eléctricas pueden utilizarse cuando además de concurrir las

eondieioncs anteriores, hay facilidad para utilizar una linca eléctrica. (Las grandes cargadoras

exigen molorcs eléctricos y se necesita lender una linea: Minería, fábricas de ccmento, __.).

- Dragalinas; para el movimiento de materiales encharcados o fangosos, con frentes de trabajo

blandos que no soportan el peso de las múquin£ls convencionales.

MÁQUINA APLICACIÓNALCANCE, IOBSERVACIONES :

Traclol', cad~nas Sólo arranque y exlendido -15/11--------_ .._-

Relroexc(lvadoras Arranque y carga -- 1011I

TraíllaCorte -1- Descarga + Acarreo

-.2U 111+ Descarga + I"Xlendido

Cargado¡'a Cargar 3 - 5 111Complemento de un equipo

M%nive/udora Extendido - nivelación- lU 111

Mantenimiento de pistas

Arranque - dragado - 3U 111

Dragalina Limpie=a cauces en :o17as Donde se hundenhúmedas y blandas [raClory retros

Tabla 4.5 Principales características de máquinas fundamentales en movimiento de tierras.

Juan Chcrné TarilonteAndres Gonzálcz Aguilar

51 Construcciones Industriales5<1 Ingeniería Industrial

Juan Cherne TarilonleAndrés Gonzalez AguiJar

52 Construcciones Industriales5° Ingcnicria Industrial


4.7 ELECCION DE LA MAQUINARIA.

Deben tenerse en cuenta como requisitos previos los siguientes:

- Cumplir la producción requerida.

- Que se adapte y sea flexible a las condiciones presentes y futuras de operación.

- Que provoque una organización lo menos costosa y complicada posible.

- Que tenga una fiabilidad suficiente.

- Que tenga asegurado por el fabricante, para un cierto tiempo de su vida, asistencia técnica y

repuestos (Servicio postventa).

En la elección de las máquinas es importante la nueva doctrina del Aseguramiento de la Calidad.

Esto se refiere a que el fabricante haya conseguido por algún organismo (T.U.V., por ejemplo) la

certificación de sus sistemas de calidad, de acuerdo a las exigencias de las normas U.N.E .. Esta

certificación de calidad puede cubrir también otros aspectos muy necesarios para el usuario como son

los servicios postventa.

Los criterios económico-financieros para la elección de una máquina, pueden resumirse de la

siguiente forma:

POR PRODUCCION m3 ótlh

ECONOMICOS (Por coste) Pts/mJ ót

CRITERIOSI INVERSIONGENERALES DE COMPRA

ELECCION DE UNA LEASING IAMORTIZACIONMAQUINA

FINANCIEROSALQUILER

SUBCONTRATACIÓN DE LAUNIDAD DE OBRA

Tabla 4.6 Criterios generales de elección de una máquina.


4.8 MECANIZACION DE UNA OBRA.

En construcción de autovías se necesitan fuertes inversiones en maquinaria. Un ejemplo de esto es

la Autovía de Andalucía, un tramo de 49,628 Km, con un presupuesto de 22.500 millones de pesetas;

la inversión del Contratista General en maquinaria fue de 3.000 millones.

Indice de mecanización de una obra ~ Valor maquinaria en la obra/Obra ejecutada en laño

Si la duración fue de 3 años, sale un índice del 40% y en 1,5 años del 20%, lo que quiere decir, que

a menor duración se requiere más maquinaria para una mayor producción. En obras de carreteras, el

indice tiende al 100%, considerando como maquinaria la del Contratista General y la de todos los

subcontratistas.

.~

El índice de inversión de maquinaria de una empresa es la relación entre el valor;anual de

adquisición de maquinaria y la obra total anual.

4:(.•.

El índice de inversión de las nueve principales empresas del Seopan en todo el conjuni'fde obras

varía entre el 3,6 y el 13,3%, de media 8% (Año 1991). Resulta decreciente con los años porque sólo

considera la maquinaria propia, no la de los subcontratistas, y lo que evidencia es que cada yez se

subcontrata más.

Dos reglas elementales respecto a la maquinaria en la obra:

Las máquinas son siempre baratas para el trabajo que realizan si están bien elegidas.

Los nuevos modelos hacen obsoletos a los anteriores y antieconómicos de producción y

disponibilidad.

4.9 LOS NEUMATICOS EN LAS MAQUJNAS DE MOVIMIENTO DE TIERRAS.

4.9.1 CAPACIDAD Y RENDIMIENTO

Es importante la elección de los neumáticos de las máquinas de acuerdo con las condiciones en que

han de trabajar, para obtener un adecuado rendimiento.





•Movimiento de Tierras _

El elementu sobre el cual se puede inlluir m¡\s directamente para variar el rendimiento de los

neum¡\ticos es el inllado. Al variar la presIón de inllado varia el área de la huella, la resistencia a la

rodadura, la Ilotabilidad, elc.

En general, en un terreno blanJo () arenoso se ucbcn usar ncurnálicos de medidas mayores con la

mínima presión de ínllado, para que la presión unitaria sobre el lerreno sea la menos posible.

4.9.2 DURACION y FACTORES.

La vida óptima de un neumático podria ser 5.000 horas o 80.000 Km (corresponde a una velocidad

media de 16 Km/h) y la duración promedio de unas ruedas motrices es de unas 3.000 liaras.

lOGrado dc carga para lapresión de aire C011que setrabaja TV.H.

FACTORES QUE 2' Velocidad de marcha

INFLUYEN EN LADURACIONDELOS Operario

NEUMATICOS 3° MantenimientoComprobaciónInllado periódico

-, '.--'-40 Calidad abraSiva delmateríal

T"bl" 4.7

• •MovimIento de Tierras

FACTOR A APLICARCONDlC10NES DE USO

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6

A. Presión del neumático(kg/m'l, e11comparación 100 % YO % 80% 75 % 70 %con la eS!lecilicada

B. Carga del neu111<1tico,encomparación con la 11111% 110% 1311% 1511%

~ecificada .- c--'

e Velocidad media (Km/h) 16 2.¡ 32 '¡I! '¡8

TraserasDe fracción en De ll'Or.:ció"CJI

D. Posición de la rueda Froll/ales cumionC,f . camiones MolofraíJlaarras/re

hasc;u/wllcJ basr.;ufaJlfes

E. Clase de superticie de Tierra Caminudc Gral'(l Gral'o Rocarecorrido blanda grava angula,m allgu/osa (JI/gulusa

Taol" 4.8 Factores de reducción de la vida de los neulll:ítieos

En la aClualidad el tarnafio de las grandes máquinas de movimiento qe tierras está limitado en gran

medida por la duración de los neumáticos, ya que suponen una parte importante del costo total de la

máquina y su duración puede llegar a ser reducida si las condiciones de temperatura, velocidad,

terreno, elc. son adversas ya que se producen calentamientos excesivos que los deterioran lIluy

r¡\pidamente.

4.9.3 DrBUJO

También es importante el dibujo de los neumáticos para su posterior comportamiento en el trabajo.

4.9.4 DENOMINACION.

La denominación de un neumático se re"liz" de forma universal por dos 1\llmerOS, (por ejemplo

24,00 x 25) expresados en pulgadas. El primero indica el diámelro de! balón del neumático, mientras

que el segundo expresa e! di¡\metro de la llanta metálica de la rueda.

Juan Cheme TarilontcAndl'l'S Gonzálcz Aguilar

55 Construcciones Industriales5° Ingcnil:ría Industrial

juan Chcrné Tal'ilontcAndrés Gonzálcz Aguijar

56 Construcciones Industnales5" Ingcmcria Industrial


Terreno blando Dibujo con surcos profundos

Dibujo con surcos profundosTerreno firme

Dibujo poco profundo conDIBUJO DE LOS surcos gruesosNEUMATlCOS Dibujo poco profundo conTerreno rocoso surcos gruesos

Huella lisa y lo mayorMínima presiónTerreno que se posible

hunde unitaria sobre elMínima presión de inflado terreno

Tabla 4.9 Dibujo de los neumáticos

4.95 CONCEPTO TV.H.

Es un críterio para comparar resultados de la vida de neumáticos fuera de carretera (off road), caso

de dúmperes, traíllas, etc.

TY.H. representa toneladas medías transportadas por la velocidad media y por las horas recorridas.

(Toneladas x Km recorridos en su vida).

Ejemplo: El camión A acarrea 35 t a una velocidad media de 16 Km/h Y se han cambiado los

neumáticos cada 3.000 horas. El camión B acarrea 35 t a 20 Km/h, Y se cambian los neumáticos a las

2.500 horas.

Camión A: TV.H. ~ 35 x 16 x 3.000 ~ 1.680.000 t x Km

Camión B: TV.H. ~ 35 x 20 x 2.500 ~ 1.750.000 t x Km

Luego, han dado mejor resultado los del B.


Cada neumático tiene una cifra de fabricante de TV.H., si las exigencias de trabajo son superiores,

habrá que reducir velocidad, o carga, o usar neumáticos con mayor TY.H

~.

,.4"





eMovimiento de Tierras

CAPITULO 5

MAQUINARIA EN EL MOVIMIENTO DE TIERRAS

5.1 ESFUERZO DE TRACCiÓN Y RESISTENCIA AL MOVIMIENTO.

5.1 J LAS CURVAS CARACTERÍSTICAS DE LA TRACCIÓN.

Los tractores. utilizados normalmente en el movimiento de tierras. están caracterizados por una

relación muy bien determinada entre el esfuerzo que proporciona el motor y la velocidad ideal que

proporciona. Esta relación es consecuencia directa de las curvas [par-rpm]. Sabiendo el número de

[rpm la las que el motor trabaja, se obtiene el esfuerzo de tracción.

5.1.2 RESISTENCIA A LA RODADURA

La resistencia que opone el terrcno al avance de una determinada máquina, se obtiene de la forma:

11,.~~K,.P,

Siendo:

R, : Resistencia al desplazamiento(rodadura) (Kg)

P, : Peso del vehículo en orden de marcha, con su carga (t)

K, : Coeficiente de rodadura (Kg/t)

El valor de PI se suele obtener multiplicando el valor del peso de la máquina sin aditamentos, por

1.45.

Los valores usualmente empleados del coeficiente de rodadura son los siguientes:

e e'Movimiento de Tierras

NEUMÁTICOS ORUGAS

Macuclwn 30 32Til:rru seca 611 HJTierra no trabajada 75 55Tierra trabajada 80 65TiC/TU Y barro 100 80Arena y grava 125 90Mucho barro 170 110Pista dura y lisa 20 --Pistafirme y lisa 30 --Pis/a de tierra con rodadas 50 --Pis/a de tierra con rodada blanda 75 --Pis/a de grava suelta 100 --

Tabla 5.1 Coefieicnte dc rodadura

5.1.3 INFLUENCIA DE RAMPAS Y PENDIENTES.

Dado que las pendientes o rampas no tienen mucha inclinación, sc pucde utilizar la siguientc

relación fácilmente deducible:

"r =:tlOp.P,siendo:

Rp : Resistencia a pendicntes o rampas (Kg).

p. Inclinación de la pendiente en valor absoluto en %. Para rampas (+) Para pendientes (-).

PI : Peso del vehículo en orden de marcha, con su carga (t)

Se desprecian otras resistencias como las debidas al aire o las debidas a la inercia.

Se.denomina esfuerzo útil al esfuerzo capaz de proporcionar la máquina menos. el esfuerzo debido u

la rodadura menos (o más) el debido a la rampa (o pendiente).

Juan Chcrné TarilontcAndrés González Aguilar

59 Construcciones Industriales50 Ingeni(.~ría Induslrial

Juan Chcrné TarilontcAndrés Gonzúlez Aguilar


'eMovimlellto de Tierras

5.2 PROBLEMÁTICA DE LA ADHERENCIA.

Los elementos motrices de las múquinas (neumáticos, orugas, .. ) pueden nu tener una adherencia

perfecta con el suelo. De nada serviria una máquina Con un esfuerzo de tracción útil elevado si por

falta de adherencia (órganos de rodadura-suelo) no lo pueden desarrollar.

La condición de la adherencia debe comprobarsc en todos los cálculos para tcncr situacioncs reales

dc comportamiento.

El esfuerzo máximo que pucde establecerse está dado por la simplc expresión:

Ea=KaPt

Siendo:

E, . Esfuerzo adhercnte

K, : Cocficiente de adhercncia

P, . Peso total de la máquina, en orden de marcha más su carga (Kg)

El coelkienle se caleula experimentalmente, pudiendo establecer los siguientes valores:

NEUMÁTICOS ORUGAS

Arcilla d/lra "ecaArcilllJ dum húmeda O.') O.áMlJrglJ arcillosa sem 0.2 O.]Marga lJrcillosa húmeda 0.5 O.')Arena seca 0.4 0.7Arena húmeda 0.2 O.]Suelo de cantera 0.4 0.5Camino de gruva 0.6 0.5Tiermjirme 0.4 0.5Tierra .\'uelw 0.6 O.')

0.45 O.á

T"bla 5.2 Coeficiente de adherencia

I\.e -Movimiento de Ticnn:i ------_&_ .._--

5.3 EXCA VACI6N EN DESMONTE Y EXPLANACI6N.

5.3.1 CARACTERIZACI6N DE LA ACTIVIDAD.

Es el conjunto de operaciones para nivelar y desmontar el terreno en el que ha de asentarse una obra

o para extraer de préstamos las tierras necesarias para ejecutar un terraplén.

Atendiendo a la dureza del terreno, la excavación se clasifica en:

excavación en roca,

excavación en terreno de tránsito,

excavación en tierra.

Este tipo de actividadcs se suele realizar con equipos pesados de maquinaria de Obras Públicas,

dado que cuando el volumen de tierras a excavar es importante, resulta 'necesario emplear maquinaria,

por tratarse siempre de la solución más económica.

5.3.2 EXCA VACI6N POR MEDIOS MECÁNICOS.

A, EL BULLDOZER.

Los bulldozer son tractores dotados de una cuchilla frontal rigidamcnte unida a él, que forma un

ángulo de 90' can el eje del tractor. La cuchilla tiene movimicnto vertical.

Se emplea para realizar excavacioncs superficiales en tcrrenos compactos, para la limpieza de capas

vegetales y extendido de tierras y árido.

La distancia óptima de trabajo es hasta 100 m y velocidad hasta 10 Km/h montado sobre orugas y

hasta 25 Km/h montado sobre neumáticos

El angledozer es similar al bulldozer, pero con posibilidad de dar a la cuchilla giro cn plano

horizontal. La cuchilla está más scparada de la máquina y no forma un conjunto tan rígido, rcsultando

menos apropiados los angledozer para los trabajos de potencia.

-,.011I

Juan Chcrné TarilontcAndrcs Gonzálcz Aguilar


Juan Chcrné TarilonteAndrés Gonzitlcz Aguijar

62 Construcciones Industriales

5" Ingcnícria Industrial


En las especificaciones técnicas de los diferentes fabricantes, están detallada~ ¡as dimensiones, los

pesos, los sistemas internos de configuración,. ,incluso las curvas que caracterizan el esfuerzo.

Figura 5,1, Bulldozer DD80(L) de DAEWOO.

A l. Actividad de excavación y transporte.

A l. l. Esfuerzo de Excavación

En la excavación del material se realiza un esfuerzo, evaluado por la siguiente relación:

E, ~ (Cr'C,H¡ /

Siendo:

E,. Esfuerzo arranque en Kg.

h Espesor tongada en cm.


H Altura tierras arrastradas en cm.

C, y C, Coeficientes

En el momento de empezar la excavación h = H, permitiendo evaluar cI espcsor inicial de la

tongada a excavar en función del esfuerzo disponible.

C, C,

Tierra común /./0 6.5Arena y grava 115 })Piedra suelta /90 8Arcilla o material granular 230 7

Tabla 5.3 Valores de los coeficicntes CI y C,

AI2. Rendimiento

El rendimiento de bulldozer viene dado por la fórmula siguiente:

R(m'/h)= V, .60. Fe. Ci7~ .}1

V, : Capacidad de la cuchilla, en m3 de material esponjado.

Fe : Faclor de eficacia de la máquina. No se puedc lograr que la máquina trabaje de forma

continuada. Su mayor o menor eficacia depende del conductor, estado de la maquina, clase

de terreno y tipo de trabajo. El factor de eficacia suele varia entre cI 70% Y el 80%.

Ct : Coeficiente de transformación. Se pueden establecer los valores medios del siguiente cuadro,

según que el material transportaclo por la máquina se cubique s/perfil, esponjado o

compactado.

Juan Cherné Tarilontc

Andn:'s Gonzálcz AguiJar63 Construcciones Industriales

5° Ingeniería IndustrialJuan Cheme TarilonlcAndrés Gonzálcz Aguilar

64 Conslrucciones Industriales5° Ingeniería, Industriul

eMovi.micnto de Tierras

VOLUMEN (ni')

CLASE DES/PERFIL ESPONJADO COMPACTADO

TERRENO

Tierra 1.00 /.25 O.?OArcillu 1.00 /.40 O.?OArena U/O /./0 O.?5

Tabla 5.4

Te . Tiempo empleado en el ciclo, en minutos. Es la suma del tiempo fijo y del tiempo variable.

Tiempo fijo es el que se emplea en maniobras El tiempo variable depende de la distancia y

de la velocidad de marcha.

N: Coeficiente de gestión, acoplamiento al tajo y adaptación. Varía entre 0.8 y 0.9.

A. 1.3. Ciclo de trabajo piloto


A.2. Actividad de ripado.

En terrenos muy compactos es necesario utilizar un bulldozer para ripar la superficie, siempre que

ésta no exceda el valor de 3500m/seg de velocidad sísmica.

La gran importancia económica del ripado reside en el abaratamiento del costo de extracción de

ciertos materiales que no son exeavables directamente. El parámetro que decide si un terreno es ripable

o no es su velocidad sísmica.

V,: VELOCIDAD SiSMICA (m/seg.) RIPABIUDAD

V,<400 No es necesario utilizar r;pel'

400<V,<800 Riper de 3 dientes A\i

800<V,<200 Riper de 2 dientes ~/200< V,<2000 /liper de / diente "

2000< V,<3000 Estlldio especial -j..•.

3000<V,<3500 Prevoladora JI posterior npado

V,>3500 No se debe ripar

;~ I

Puesta e movimiento e hinca de la hoja ..

Excavación.

Parada ..

Giro .

Inversión de marcha.

Retroceso.

Parada.

Giro .

Inversión de marcha.

.5 seg.

l."cv:,x,

.2 seg.

2 seg.

1 seg.

L'f:'rm.

V't"tn,e

2 seg.

.2 seg.

1 seg.

T¡lbla 5.5

El rendimiento de un bulldozer ripando viene definido por la relación:

R( ";,' ) ; A . B .e .V; . ~

siendo:

E: Valor asociado al número de dientes que utiliza eí bulldozer

E; 1 I diente

E; 1.9 2 dientes

E ~ 2.7 3 dientes

V, : definida por la relación:

Juan (,herne TarilontcAndrl~SGonzálc7. AguiJar


Juan Chcrné TarilontcAndrés Gonzillcz Aguijar


ef\:1c;lVimicnlo de Ticrms

e- eMovimIento de Ticrrils

A : Codiciente de solape:

Se adopta para todos los casos el valor de 0.9

[1, = KH'{/;,') Obras gmndes .... 0.60

H . Prufundidad del elemento dc arrancar el terreno. Oscila en torno <l los 50 cm, expresada en

metros.

V: Velucidad de ripadu (lI1/se(;.) Ls lIsual ripar entre 2 y 3 KII1/h.

K : Codieiente qne depende del terreno:

PJra todos los casos se suponc quc el {rnetor (iclle slIrícicil(l; pOlencia móvil y que supera de

forma permanente el limite por adherencia.

Rocas con tendencia plústica y macizos de mcilla dura ... o.~ B. THAILLAS.

Macizo de roca friable. calizas porosas, meniseas mal cementadas.

Rocas duras fracturadas y diaelasadas. .. ... t.1

Rucas dmas sanas, estratificadas o con esquistosidad muy marcada. J.2

C: Coeficiente cíclico:

Cido {}f'(}c/U()'livoC=------

CÍf..:/O lotal

Las traillas son máquinas disci'ladas para realizar simultáneamente la excavación. el transporte y el

extendido de tierras. Se emplean en obras lineales de movimiento de lierras (canteras, canales, cte.).

Las traíllas pueden ser rcmolcadas por lractores, para distancias de transporte de 100.111. a 500 m. o

autopropulsadas, para distancias de transportc de 300 a 1500 m.

La velocidad oscila entre 30 y 60 Km/h, dependiendo de las circunstancias de la vía.

Se obtiene a partir de la evaluación del ciclo:

Arrancar

Avanzar

Sacar nper

Girar 180 •.

Ilincar riper ..

Avanzar..

Sacar ripcr .

Girar 180.

... 5 seg.

Longitud ripado

[1nr"d"

. J seg.

. ... 7 seg.

. .. 5 seg

Longitud ripuuo

Y':'I''''/O

3 seg .. " .

. ... 7 seg.

Si el terreno es llano se ripa en ambos sentidos. Si tiene una pcquciia pendiente se ripa en sentido

favorable.

13 : Coeficiente de gestión, adaptación y acoplamiento:

Obras peqoena, . 0.45

Figura 5.2 Motonil'eladora de la gama CIIAMI'ION Gl~AJ)EHS de VOLVO.

hl;]n ('heme Tanlonlc¡\lltlrl~SGonzillcl. AguiJar

67 Construcciones lndustriillcs5" Ingeniería Industrial

Juan Chcrné Tariloll!C

Andrcs Gonzálcz Aguilar65 COllslruccioncs Il1duslrlil]CS

5"lngcllll:ria Industrial

•Movimiento dc Tierras

En las especificaciones técnicas de las diferentes traillas, se detallan aipoctas funcionales de su

configuración, así como las curvas características.

B.I. Esfuerzo de excavación.

En la excavación de un determinado material se realiza un esfuerzo. definido por a relación:

E, ""¡C, h+C2 NI 1

siendo:

E, . Esfuerzo de arranque en Kg.

h : Espesor de la tongada en cm.

H : Altura de la caja de la traílla.

C, y C, : Coeficientes. definidos en el cuadro siguiente:

CON EMPUJADOR AUTOCARGABLE

Cl C2 CI C2

TIERRA COMÚN 105 I.J 120 3

ARCILLA DURA 160 16 180 3

ROCA RIPADA I.JO 21

ZAHORRAS //0 16 140 3

Tahla 5.6

B.2. Rendimiento de las traillas.

El rendimiento de las traillas viene dado por la relación:

[m') V.60 ..,:e.o11- = ,. "nh 7;

siendo:

V, : Capacidad de la caja de la trailla en m]

:. •Movimiento de Ticrms .

T,: Tiempo del ciclo en minutos. El tiempo fijo corresponde a la carga.y al extendido de tierras.

El tiempo variable es el necesario para cI recorrido de ida y vuelta.

n . Cocficientc de gestión, adaptación y acoplamiento.

Como en casos precedentes, el principal elemcnto es el ciclo.

La capacidad nominal real de una traílla es la siguiente:

CNII = CN? x Cd

siendo:

CNP : Capacidad nominal práctica

Cd : Coeficiente de disgregación del matcrial

MATERIAL Cd

Tierra buena, zahorra 1

Arc¡ffa arenosa 0.98

Arcilla seca 0.95

Arena suelta 0.90

Grava slIeita 0.85

Arcilla húmeda 0.80"0.95

Roca npada 0.75.0.90

Tabla 5.7

Longitud de earga y descarga:

CNII1.=--, h.L.C,

donde

C, : Coeficientc expansión del terreno.

h : Altura de la cuchilla (0.25/0.30 m.)

Juan Cheme TarilolltcAndrés Gonzálcz Aguilar


Juan Cherne TarilontcAndrés González Agui lar



L : Longitud de la cuchilla (3.25/4m.)

1,/ = 0.71,

El coeficiente de cxpansión del terreno se obtiene del cuadro siguiente:

EN CAJAEN BANCO

MÍNIMO MEDIO MÁXIMO

Trailla convencional 1 m3 1.10 m 3 1.18 m 3 1.25m3

Trailla autocargable 1m3 1.15 mJ /.28 ",3 /.40 m3

T¡lbla 5.8 Coeficiente de expansión del terreno

• •Movimiento dc Tierras

b) Tiempo invertido en acoplamientos (sólo en las trallas empujadas)

3./{ =--'-" 0.4 V",

equivalente a la anterior.

El rendimiento global está multiplicado por un factor que engloba el coeficiente de gestión,

adaptación y acoplamiento, que liene unos valores comprendidos entre 0.9 y 0.8.

C.1'ALAS EXCAVADORAS Y CARGADORAS.

Existen unos grálícos obtenidos tras ensayos que permiten transcribir la experiencia en este tipo de

actividades y qne permiten evaluar tiempos, que de otra manera son dit1cilcs determinar.

El tiempo de ida (cargado) y vuelta (vacío) se puede determinar del gráfico potencia/velocidad de a

trailla que se utilice. En casos normales se pueden adoptar valores comprendidos entre 20 y 50 Km/h.

También hay que añadir los denominados ticmpos complementarios:

a) Tiempos perdidos en giros:

3/,Ig = 0.4V",

v" = 1,..+/".'te +',..

1,: Longitud de ca"ga.

1" . Longitud transporte cargado.

1". : Longitud transporte vacío.

t" : Tiempo transporte cargado.

t,v: Tiempo transporte vacío.

Son máquinas compuestas de un bastidor montado sobre orugas o neumáticos y una superestructura

giratoria dotada de un brazo con cuchara, accionado por mando hidráulico o por cables.

Se utilizan para excavar en frentes de trabajo de cierta altura y realizan los movimientos s'iguientes:

excavación de abajo hacia arriba, giro horizontal y descarga de la cuehar~, giro horizontal de regreso al

frente de trabajo.

Figura 5.3 Pala cargadora \VA 700-3 de Komatsu

Las palas cargadoras son máquinas sobre orugas o neumáticos, accionadas por mando hidráulico,

adecuadas para excavaciones en terrenos flojos y carga de materiales sueltos, eJi camiones o dúmper.

Juan ('heme TarilontcAndrés Gonzillez Aguilar


Juan Cheme TarilonleAndrés Gonzálcz AguiJar

72 Construcciones Industriales5° ingcnierí<l Industrial


Figura 5.4 Pala excavadora SOLAR 450-1lI GIANT de DAEWOO.

i; •Movimiento de Tierras

re: raclor de eficacia de la milquina, entre 70 y SO%.

re' : raclor de cficacia de la cuchara, que depcnde de la clase dc tcrreno:

Terreno !lojo . 90-100%

Terrcno medio 80-90%

Terreno duro. 50-80%

T, : Tiempo de duración del ciclo en segundos. Comprende la excavación el giro hasta la

descarga, la descarga y el giro hasta origen. El tiempo del ciclo, con rotación de 90' es:

Terreno !lojo . 15-20 seg.

Terreno medio.. 20-25 seg.

Terreno duro 25-30 seg.

Para rotacioncs mayores o menores, se sumarán o restarán 2 segundos por cada 10' (18 seg por 90").

Figura 5.5 Descarga de tierras sobre un dúmper; máquinas VOLVO.

Una estimación media de lo que podria ser un ciclo-piloto de una pala cargadora, puede ser la

siguiente:

El reodimiento de las palas vielle dado por la fórmula:

[

In J ) V 3600 /'.'e Fe'. eR _ = e I

. h T,

Excavación y carga.

Inversión marcha.

Retroceso cargada.

Giro .

6 scg.

I seg.

.3 seg.

] scg.

Ve: Capacidad de la cuchara en m'. Parar ] seg.

Juan Chcrné TarilonlcAndrés González Aguijar

73 Construcciones Industriales5D Ingenicria Industrial

Juan Chcrné TarilonteAndrés Gonzúlcz AguiJar


¡e le e'Movimiento de Tierras

Volteür carga. . 4 seg.

lovertir marcha.. I seg.

Retroceder . 2 seg.

-~~-\5-;-:'-

Descenso carga

Invertir marcha.

Transporte

Parar

...... 4 seg.

I seg.

.!.:-36.............. 12

I scg.

Movimiento de Tierras

~~,- Camiones: Vehículos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500

Kg, siempre han de ser basculan tes .

Dúmper: Vehiculos de caja basculante muy reforzada (tara mayor o igual a la carga útil).

Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumáticos todo terreno. Se emplean para

transportes cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable.

Suelen tener una elevada capacidad de transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40

toneladas con cargas útiles entre 40 y 60 toneladas.

Giro .

A vance frente .

• •••• o •••••••••• 1 seg .

.!:- 36••• ••• ••• o • •••• •• 20

D. CAMIONES Y OÚMI'ERS.

El transporte de tierras a vertedero puede formar una unidad única con la excavación en desmonte y

el transporte de tierras para pedraplén suele estar incluido en la unidad de terraplén compactado,

especialmente cuando esta unidad se realiza con bulldozer o traillas.

El transporte de material excavado a vertedero o al lugar de empleo es uy usual en las obras. Esta

operación comprende el Jransporte de tierras sobrantes de 'Ia excavación a vertedero, o bien el

transporte de las tierras necesarias para efectuar un terraplén o un relleno.

Figura 5.6 Dúmper Terex serie TR60

27 + 3.6L[-'!'" +...!....J segundos12 20

I seg .........................

TOTAL

Parar

Tanto camiones como dúmper son medios de transporte ara largas distancias, con una serie de

peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por

carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos, además de su gran capacidad, tienen un

diseño especial que los compatibilizan para soportar cargas bruscas, terrenos accidentados, etc.

Juan Chcrné TarilonteAndrcs Gonzálcz AguiJar

75 Construcciones 1ndustriales5° Ingcnieria Industrial

Juan Chcrné TarilonleAndrés González Aguijar



Figura 5.7 Dúmper articulado TEREX TA35.

El ciclo de trabajo de un dúmper se puede desglosar de la forma siguiente:

Salida de la zona de carga.

Transporte cargado

Descarga.

Maniobra de salida de la zona de descarga.

Transporte vacío (retorno).

Maniobras hasta posición de carga.

Carga.

Para evaluar los tiempos de transporte, las especificaciones técnicas de cada vehículo, permite

estimar la velocidad, en las dos situaciones diferentes: cargado y vaCÍo.

Las otras actividades complementarias se estiman con criterios lógicos basados en la experiencia.

La carga depende del sistema que se utilice. La producción obtenida para la pala, marca la

producción.


Interesa cargar al dúmper o camión con un número entero de paladas.

El rendimiento de la maquinaria de transporte viene dado por la fórmula siguiente:

R(mJÓI) = v>60'Feh T,

V,: Capacidad de la caja en m3 o t.

Fe : Capacidad de eficacia de la máquina, siendo función del conductor y estado de la misma,

tipo de tierras a transportar y estado del terreno. Varia entre el 70 y 80%.

Te. Tiempo del ciclo en minutos. Suma del tiempo fijo (carga, descarga y maniobra) y del

tiempo variable (marcha).

La unidad de transporte de tierras se mide y abona por metros cúbicos de tierras realmente

transportados, es decir, de tierras esponjadas.

En proyecto, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen de

excavación y el volumen de relleno, teniendo en cuenta el coeficiente de esponjamiento. El transporte

de las tierras necesarias para realizar un terraplén o un relleno en función del volumen necesario para

estas unidades y se mide sobre planos o perfiles del proyecto.

En obra, el transporte de tierras a vertedero se mide por diferencia entre el volumen ~ealmente

excavado y el de relleno, teniendo en cuenta el esponjamiento real del terreno. También puede medirse

por cubicación de la caja de los camiones y conteo de los mismos, pero este procedimiento se presta a

errores y discusiones entre la Dirección de Obra y el Contratista.

El transporte de tierras a obra para ejecutar un terraplén o pedraplén, se mide en función del

volumen de terraplén o relleno a realizar, por diferencia entre los perfiles iniciales y finales tomados

directamente en obra.




78 ConstrucCiones Industriales5° Ingeniería Industrial

Figura 5.8 Dúmper lnlbajando en condiciones climáticas c,lrcm:ls.

/ium

I •Movin~lcllto Je Ticlr<ls

Un estudio general más completo lleva a considerar el tándem pala-ealniÓl,/dúmper de la siguiente

forma:

Ciclo de la pala: 1¡l'Seg.

Carga de una palada: Cp m'banco.

CdNúmcro de paladas: N = -C¡,

Cdes '1: capaeidau dcldúinpercn "ban,o". .

"C .1 m) banco ..",.-:--------,----- o m) dúml~r. ..

vCd= "'"1'''''

Ó

Tiempo dc carga: Ic = N.tpCiclo dúmper: Td

Número de dúmper: 11 = .!:!...-N'(p

Como se aprecia, es de gran intcrés la calificación dd volumen final que sc considere:

banco/camión.

Si no se dispone de mejores datos, se pueden utilizar los siguientes valores:

E.EXCAVACIÓN A MANO.

'Esl~ tip~ de exc;vación se realiza en obras de péq~eña i!1)pqrl~~'cia:y'

reducidos:

Un peón de fuerza media puede palear:

1.6 a 1. 8m. en altura

3 a 4 m. en horizontal

2 a 3 m. salvando un desnivel de 1m.

5.3.3 SISTEMAS ORGANIZA TIVOS GENERALES.

~:t:.:. ",h

A continuación, y sin carácter exhaustivo, se indican una serie de ideas que resumen, en cIerta

manera, lo tratado en este punto, e dcmás marcada significación en la compleja actividad del

movimiento de tierras.

Juan ('heme TarilollteAndrés Gonzálcz Aguijar

79 Construcciones IndustrialesS" Ingenierja Industrial

Juan Chcrné Tardon!cAndres Gonzálcl. Aguil~r

80 Construcciones lnduslrialcs5" Ingcnicria Industrial

• •'-'-"',~.,-.

•Movimiento de Tierras Movimiento de Tierras

Terreno

PRODUCCIÓN

A. La producción.

Depositar: EXTENDIDO,"";.

Bulldozer

(extendido)

Bulldozer

(extendido)

Camión ó

Dúmper

(transporte)

Pala

(carga)

(transporte)

Bulldozer

Traílla

(carga, transporte, extendido)

Pala Camión ó Dúmper

(amontonamiento)

extendido

TUNEL . perforación ~ voladura - desencombrado - carga a dúmper - transporte -;'~

CANTERA: dimensionamiento - desmonterado - perforación - voladura;- carga

- transporte - extendido

(carga)

Trailla

(arranque, carga, transporte, extendido)

Ripado

(arranque)

Ripado

(arranque)

Bulldozer

(arranque)

CON

VOLADURA

SIN

VOLADURA

~

Como parámetro: TIEMPO T (horas)

Hay que ir a un ritmo de tantos m3/hora

V(m'). -. Cubicar(interesa afinar en los cálculos)

~

+

•Arrancar

Transportar

;j), ••.B. El <:oste. Tabla 5.10. Catálogo de tajos usuales

Para cada terreno, con las máquinas disponibles, se deduce la Producción. Con la producción: hay

que tratar de "casar" la maquinaria para conseguir los m3/hora necesarios para cumplir con los

volúmenes y el tiempo y de aquí obtener el número de máquinas y con los precios el COSTE, es decir,

Ptas./hora, de la maquinaria. Asi se puede lograr el coste total, que hay que tratar de minimizar.

C. Organización de los tajos.

- Cubicación del movimiento de tierras. Sobre perfiles en plano o en campo.

- Calendario de dias útiles. Limitaciones del Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares.

- Planificación inicial de acoplamiento de producción de maquinaria.

- Separar los tajos.

D. La utilización de la maquinaria.

BULLDOZER

RIPPER

PALA

Arranque

Arranque + Transporte

Arranque

Puede arrancar en terreno blando.

Arrancar + transportar

(no siempre: hay mejor longitud óptima

para longitudes mayores ~ dúmper o

camion)

TRAILLA Arranque + Transporte

Juan Cherné TarilonleAndrés González Aguilar


Juan Cherné TarilonleAndrés González Aguilar


•Movimiento de Ticnas

í. •Movimiento de Tierras

Tabla 5.11 Esquema de utili7J1ción de la maquinaria y distancias óptimas de transporte

TRANSPORTE

BULLDOZERPALA

TRAILLAPALA-DUMPER

0-100 m. 100-200 m.

150-200

)200 m.Los desmontes pueden medirse también por cubicación de las cajas de los camiones que transportan

os productos excavados, determinando previamente el esponjamiento real dellcrrcno

Se aplicará la fórmula siguiente:

/)=V,.N~100

E. Configuración del coste total.

- Plan de obras: Diagrama de barras.

- Costes horarios de maquinarias, actualizados.

- Coste unitario dc cada tajo.

- Coste de mano de obra auxiliar.

Ingenicro.

Ingeniero Técnico.

Oficial ¡".

Peón especializado.

Peón

- Olros trabajos complementarios (caminos complementarios, energía cléctrica).

Presupuestos parciales y global.

Evaluación global de los rcsultados.

La unidad se mide y abona por metros cúbicos realmente excavados, medidos sobre perfil, por

diferencia entre los datos iniciales tomados antes de comenzar los trabajos y datos finales tomados

después de concluidos.

El procedimiento nurmal cs cl de realizar un levantamiento topográfico antes de iniciar los.trabajos

y otro a su terminación, dibujando los correspondientes perfiles transversales para la medición.

En otros casos se pueden dejar unos hitos que sirvan de testigos para la cubicación de las tierras.

D : Excavación medida sobre el perfil en mJ

V< : Medida de la caja del camión en m]

N: Número de camiones.

E: Esponjamiento real del terreno en %.

Aunque en otro punto ya se ha tratado el tema de la cubicación de perfiles graflados, se incluye a

continuación un resumen de las diferentes seecione3 'que pueden coincidir al determinar el volumen de

excavación.

5.4 EXCAVACIONES ESPECIALES

5.4.1 EXCA VACJáN EN ZANJA.

Se entiende por excavación en zanja, la excavación longitudinal cuyo fondo ti elle una anchura iguui

o inferior a dos metros, pudiendo ser las paredes verticales o inclinadas con un cierlo talud.

Atendiendo a la dureza del terreno, la excavación se clasifica en :excavaclón en ruca, en terreno de

tránsito o en tierra, pudiendo ser csle último caso !loja, media o dura.

5.4.1.A. Excavación a mano.

Cuando se trate de pequeños volúmenes, la excavación en zanja puede realizarse a mano.

El rendimiento medio dc un peón es el siguiente:

Juan Cheme TarilonlcAndrcs Gonzillez Aguilar


Juan Chcrnc TarílonteAmires GonzaJez Aguijar



Terreno flojo. 90-100%

Ct . Coeficiente de transformación. Para transformar el material esponjado que contiene

la cuchara de la máquina, en material en su estado natural, medido sobre perfil.

VOLUMEN (m')

CLASE DE SIPERFIL ESPONJADO COMPACTADOTERRENO

Tierra 1.00 1.25 0.90Arcilla /.00 /.40 0.90Arena /,00 1.10 0.95

EXCAVACIÓN Y RELLENO YEXTRACCIÓN COMPACTACIÓN

(m3/día) (m3/dia)

Terreno flojo 6 7

Terreno medio .¡ 7

Terreno duro 2.5 7

Tabla 5.11 Rendimiento medio de un peón

5.4.1.8. Excavación Mecánica.

Terreno medio.

Terreno duro

80-90%

50-80%

Tabla 5,12

Para rotaciones mayores o menores, se sumarán o restarán 2 segundos por cada 10°.

T, : Tiempo de duración del ciclo, en segundos. Comprende la excavación, el giro hasta

descarga y el giro hasta origen.

En obra se mide la excavación realmente ejecutada, con ayuda de los perfiles transversales que

previamente hay que levantar.

15-20 segundos

20-25 segundos

20-30 segundos

El tiempo del ciclo, con rotación de 90° es:

Terreno flojo

Terreno medio.

Terreno duro

La excavación en zanja se mide y abona por m' realmente ejecutados, medidos sobre perfil. En

proyecto la medición se realiza sobre planos, teniendo en cuenta la sección de tipo de zanja

correspondiente a cada punto.Vc . Capacidad de la cuchara, en m3 de material esponjado

Fe . Factor de eficacia de la máquina. Su mayor o menor eficacia depende del conductor

y estado de la máquina, clase de terreno y tipo de trabajo El factor de eficacia varia

entre 70-80%

Fe': Factor de eficacia de la cuchara, que depende de la clase de terreno

Cuando la importancia de la obra lo requiera, o el tipo de terreno lo aconseje, la excavación en zanja

se realiza por medios mecánicos.

Zanjadoras: Son máquinas sobre orugas, generalmente de cangilones, que vierten las tierras

excavadas en los bordes de la zanja o directamente sobre vehículo, pudiendo utilizarse

induso en terrenos de tránsito. El ancho de la zanja varia entre 45 y 60 cm, la profundidad

hasta 2.5 m. y su rendimiento entre 20-25 m3/h, según sea la clase de terreno y la anchura y

profundidad de la zanja.

Retroexcavadoras: Tienen la cuchara invertida y están compuestas de un bastidor montado sobre

orugas o neumáticos y una estructura giratoria dotada de un brazo en el que está montada la

cuchara. Son muy adecuadas para excavaciones en zanja y profundidad, realizando los

movimientos siguientes: giro horizontal y descarga de la cuchara; giro horizontal y regreso

al punto de trabajo. El rendimiento de las retroexcavadoras viene dado por la fórmula:

R(~) = _lé_c_.3_6_0_0_'F_e_.F_e_'._C_'th T,





:

•Movimiento de Tierras---~----

En algunos casos puede abonarse la excavación por metro lineal, como en los casos de zanjas para

conducciones de agua, eléctricas.

EX CA VACIÓN CONEXTRACCIÓN

CLASE DE -- RELLENO YTERRENO ANCIIURA DE LA ZANJA (cm) COMPACTACIÓN

80-100 60-80 50-60

Tierra/loJo 1.20 1.30 1.-10 1.20Tierra media 1.65 1.75 2.15 1.20Ticr,.u dura 2.C)O 3.10 3.30 1.20

Tierra de ,,.lÍnsito 4.50 -I.IiO 5./0 1.20

Tahla 5.13

En la excavación con entihación se aumentan los ticmpos en 0.55 h.

5.4.2 EXCAVACIONES EN POZO Y VAC1ADO

5.4.2.A Excavación en pozo.

Son excavaciones verticales, dc sección circular o poligonal (cuadrada o rectangular), cuya

profundidad es superior a dos veces el diámetro o lado mayor de la sección.

La excavación puede hacerse a mano o por medios mecánicos, utilizándose en este caso palas

retroexeavadoras o con cuchara hivalva, cuyo rendimiento se calcula de modo análogo a los casos

antcriores.

La diferencia con la excavación en zanja estriba, fundamcntalmente, en e mayor tiempo y coste que

supone la extracción de los productos excavados.

Si la excavación se hace a mano, puede tomarse como rendimiento de la extracción con torno a

0.06h. de peón 1m' y m. de altura.


Si la excavación se hace por medios mecánicos hay que aumentar adecuadamente el tiempo de

duración del ciclo dc la m4quina excavadora Te, para tcncr cn cuanta la profundidad dc la cxcavación

íl realizar.

La unidad se mide y abona por m' realmente excavado, medido sobre perfil.

CLASE DE CARGA A CARGA AELEVACIÓN CON

TERRENO CARRETILLA CAMIÓNPOLEA O TORNO

(por cada m)

Tierraflofo 0.70 0.75 OJJ6Tierra media 0.75 0.85 0.06Tierra dura 0.80 O.Y5 0.06T de Iránsilo 0.85 1.05 0.06

Tahla 5.14 Huras de peón necesarias para realizar 1m' de carga)' elevación de tierras

5.4.2.B Vaciado.

El vaciado es una excavación a ciclo abierto, que tiene la particularidad de que la cota del terreno

excavado queda por debajo de la del terreno circundante en toda su extensión. Ejcmplo típico de

vaciado es la excavación necesaria para construir el sólano de un edificio.

En general, los vaciados no suelen ser de gran extensión, por lo que se emplean para realizarlos

maquinaria de excavación dc poca movilidad, como palas excavadoras o cargadoras, complementadas

con camiones volquetes para el transporte de los productos sobrantes a vertedero.

5.4.3 ENTIBACIONES Y AGOTAMIENTOS.

5.4.3.A Entibaciones.

Son aquellas obras que tienen por objeto reforzar las paredes o frentes dc las excavaciones en

zanjas, para evitar el riesgo de los posibles desprendimientos de tierra.

Juan Cherné TarilontcAndrés González Aguijar


Juan Chcrné TarilontcAndrés Gonzalcz Aguijar

88 Construcciones industrialesSu lngcnicria Industrinl


Cuando se quiere evitar la entibación y lograr que el terreno permanezca estable, es necesario dejar

el terreno excavado con una inclinación igualo menor que su ángulo de talud natural (ángulo de

rozamiento interno). Sin embargo, en muchos casos no es posible proceder así debido, por una parte, al

elevado coste de las sobreexcavaciones (caso de zonas urbanas), lo que hace necesario construir las

entibaciones adecuadas para garantizar la seguridad.

Las entibaciones suelen realizarse con madera (tablones, tablas y rollizos) con elementos metálicos

(paneles y puntuales), empleándose también cuñas, clavos y grapas.

CLASE DE OBRA CUADRILLA (h) MADERA (1)

Poco CUaJada 0.30 .¡

Medianamente cuajada 0.50 6

Totalmente cuajada 1.00 8

Tabla 5.15 Mano de obra y madera necesaria por número de entibación

Según la densidad de la madera a utilizar, se pueden clasificar en poco, medianamente y totalmente

cuajadas. A medida que el terreno tiene menos cohesión, la entibación deberá ser más cuajada,

debiendo llegar a ser totalmente cuajada en terrenos sueltos arenas).

La unidad de medida es normalmente el metro cuadrado de superficie entibada.

En proyecto se mide la superficie que se estima puede correr peligro de desprendimiento, que suele

ser una parte o el total de cada una de las paredes de la zanja, pozo o vaciado.

En obra se mide la superlicie realmente entibada, teniendo en cuanta que la parte inferior de las

paredes de las zanjas (20 a 40 cm) no suelen protegerse y, por lo tanto, no deben medirse ni abonarse.

La mano de obra necesaria para entibar y desentibar, está constituida por una cuadrilla formada por

un oficial entibador y un ayudante. La madera se estima que tiene una duración de 8 posturas. pues


aunque su duración teórica puede ser mayor, hay que tener en cuenta las pérdidas, bien por quedar

aprisionada entre las tierras, o bien por los cortes que hay que darle para su adaptación.

5.4.3.B Agotamientos.

Los agotamientos tienen por objeto eliminar el agua existente en determinados puntos de la obra,

especialmente en excavaciones y cimentaciones, para poder trabajar en s~co con ellos.

El agotamiento se realiza normalmente por uno de los sistemas siguientes:

- Canalizando las aguas hacia el punto más bajo, donde se instala una bomba adecuada que

permita elevar y evacuar las aguas.

- Estableciendo una serie de pozos filtrantes, dotados cada uno de su correspondiente bomba y

rebajando así el nivel freático en toda la zona de trabajo.

El equipo necesario para realizar los agotamientos está compuesto por grupos motobombas

sumergibles con motor eléctrico o por grupos centrífugos con motor eléctrico o gasolina, así como por

las correspondientes tuberías de aspiración e impulsión. Estas bombas pueden trabajar con agua que

contenga arenas, arcillas o limos, hasta densidades del orden de 1.40 t/m'.

La potencia del grupo motobomba a utilizar depende en cada caso del caudal a evacuar y de la

altura manométrica de impulsión. Existen grupos motobombas especiales para agotamiento, con

potencias comprendidas entre 3 y 9 CV y caudales entre 20 y 600 mJ /h.

En las obras en que se prevé la existencia de agua en el terreno, la partida de agotamiento se

encuentra normalmente incluida en la unidad de excavación, dividiéndose esta en dos partes, una

excavación en seco y otra excavación con agotamiento.

Cuando sea necesario establecer una partida de agotamiento independiente, para poder realizar

alguna unidad de obra en seco, la partida de agotamiento se mide y abona por hora o por jornada

efectiva de trabajo.






5.5 TERRAPLENADO Y l'EDHAI'LENADO

5.5.1 TERRAPLENES Y PEDRAPLENES.

5.5.I.A Equipos de Extendido.

Se entiende por lerrapten a la extensión y compactación de tierras procedentes de excavaciones o

préstamos, que se realiza normalmente utilizando medios mecánicos.

La partida de tcrraplén pucde considerarse independiente de la de excav¡¡ción y tr¡¡nsporte de tierras,

o puede considerarse formando un conjunto con ella, lo cual es frecuente en el caso de tierras

procedentes de préstamos.

Los equipos que re¡¡lizan de forma simultánea la excavación y el transporte son los lractores

dot¡¡dos de una cuchilla frontal rigidamente unida a él, que forma un ángulo de 90' con el eje

longitudinal del tractor. La cuchilla tiene movimiento vertical.

Los tanques de agua son necesarios para la humectación de las difcrentes tongadas. Pueden consistir

en un tanque de agua sobrc la caj¡¡ de una camión o en un camión cisterna de capacidad variable. El

aparato de riesgo cs una barra perforada o una alcachofa que distribuye el agua de manera uniforme.

Un terraplén consolidado contiene aproximadamente 0.18 m' de agua por m' de terraplén.

El rendimiento que se obtenga es el correspondiente al camión empleado, teniendo en cuenta el

tiempo de carga y descarga de la cuba.

(m') V.60.Fe11- =-'--h 7~

Lus pedraplenes son ubras análugas a lus terraplenes, ejecutadas con piedra en lugar de tierra, bien

sea aquélla procedente de machaqueo o de grave m

l. •Movimiento de Tierras

En obras caracterizadas por su sección y composición de firme, se suelen utilizar también las

motoniveladoras, máquinas sencillas con una misión bien definida: dar acabado perfecto a la operación

de exlendido.

Figura 5.9 Motoniveladora KOMA TSU.

5.5. LB Equipos dc Compactación

Las apisonadoras son máquinas autopropulsadas de 2 ó 3 rodillos, que se emplean en la

compactación de tierras con espesores de 20-3 cm. Su peso varía de 5 a 15 t Y la velocidad de trabajo

entre 2 y 10 Km/h.

La maquinaria vibrante puedc ser apisonadoras autopropulsadas o rodillos vibrantes remolcados por

tractor, pisones manuales, planchas o bandejas vibrantes, etc. Puede compactar adccuadamente

gravillas, arenas y, en general, terrenos con poco o ningún aglomerante, en espesores hasta 25 cm. No

son aptos para terrenos arcillosos.

Juan Cherné T"rilonlcAndrés Gonzálcl: Aguilar


Figura 5.10 Compaetadoras BITELLl TIFONE 020: de rulo, y de pata de cabra.

Juan Cherné Tarilontc 92 Construcciones IndustrialesAndrés Gonzalcz Aguilnr Y' Ingcnicria Industrial


Los compactadores de neumáticos pueden ser autopropulsados o remolcados, con suspensión

independiente en cada rueda, lo que asegura una buena compactación. Todos los neumáticos deben

llevar la misma presión y su velocidad oscila entre 10 y 24 Km/h.

Los rodillos pata de cabra son máquinas remolcadas por tractores de pequeña o mediana potencia,

que pueden ser normales o vibrantes, y que se utilizan para la compactación de terrenos con excepción

de arenas, gravas y piedra partida. Disponen de depósitos para lastre, que pueden estar vacíos o llenos

de agua o arena, lo que permite aumentar la presión que transmiten al terreno.

Figura 5.11 Compactadora LEBRERO de pata de cabra.

Realizan la compactación por tongadas de hasta 20 cm de espesor, con velocidades de trabajo del

orden de 4 Km/h. el rendimiento de la maquinaria de compactación viene dado por la fórmula:

R(':3J= lOOO.V.a.h-Fe.Ct

V. Velocidad en Km/h. Depende del material y pericia del conductor

a . ancho útil del rodillo en m.

h : espesor de la capa inicial a consolidar en m.

Fe Factor de eficacia de la quina. Entre 70 y 80 %.

Ct Coeficiente de transformación. Para transformar el material esponjado en material

compactado.

N Número de pasadas de la máquina. Depende de la propia máquina, del tipo de material,

del grado de compactación a conseguir y de la pericia del conductor


A los pedraplenes les es de aplicación todo lo dicho para los terraplenes, en lo referente al equipo

necesario para realizarlos y a la medición y abono de la unidad. La compactación se realiza

fundamentalmente con apisonadoras estáticas o vibrantes.

Los volúmenes a tener en cuenta, según se trate de material sobre perfil, esponjado o compactado

son, en este caso, los siguientes:

VOLUMEN (m3)

CLASE DE ROCA SIPERFIL ESPONJADO COMPACTADO

Blanda 1.00 1.35 1.10

Dura 1.00 1.45 1.20

Tabla 5.16

5.5.I.C Medición y Abono.

Los terraplenes se miden y abonan por m' realmente ejecutado, medidos por diferencia .entre los

datos iniciales y finales, tomados antes y después de realizar las obras.

En proyecto, la medición se efectúa sobre planos.

En obra, se mide el terraplén realmente ejecutado, con ayuda de perfiles transversales sacados de la

realidad.

Otra forma de medir el terraplén es por la cubicación de las cajas de los camiones que llegan a la

obra a descargar las tierras, aplicando la fórmula siguiente:

R ~ VcNC,

T . Terraplén compactado en m'.



Juan Chemé TarilonteAndrés González Aguilar



V,: Capacidad de la caja del camión en m'.

N : Número de camiones.

C, . Coeficiente de transformación Paso de esponjado a compactado.

5.5.2 VOLADURAS.

5.5.2.A Caracterización del frente de cantera.

Cuando por la dureza del terreno no es posible realizar la excavación pnr los medios manuales o

mecúnicos expuestos, es necesario efectuar voladuras mediante el empleo de explosivos.

Las voladuras se utilizan no sólo para ejecutar excavaciones en roca, sino también para obtener

áridos y escollera de una cantera o demoliciones de obras de fábrica.

Toda voladura comprende la realización sucesiva de las tres operaciones siguientes:

a) Perforación de los barrancos necesarios.

b) Colocación de explosivo, detonador y mecha.

c) Voladura propiamente dicha.

Dependiendo del tipo de roca, el frente de cantera suele tener entre 15 y 30 metros de altura.

La super!icie superior del frente de cantera ha de estar libre de montera para permitir las tareas de

los perforadores.

5.5.2.8 La perforación.

La perforación de barrenos a mano es una operación lenta y de elevado coste, por lo quc se emplea

en muy contadas ocasiones y sólo en voladuras.dc pequeña importancia.

La perforación se realiza prácticamente siempre por medios mecánicos, utilizando para ello

compresores y martillos perforadores neumáticos, cuya potencia depende en cada caso del volumen a

excavar. Los compresores suelen scr móviles, con motores de gasoil y potencias comprendidas entre

25 y 120 CV. Los martillos perforadores pueden ser de manejo manual (peso de 8 a 30 Kg) o ir


dispuestos sobre empqjadores o "wagon-drills", que son unos aparatos en forma de carro, fácilmente

desplazables, cuyo elemento principal es un bastidor regulable que soporta el martillo.

Los explosivos son sustancias que tienen la propiedad de poder pasar instantáneamente del estado

sólido al gaseoso, ocupando un volumen mucho mayor que el inicial (5000 a 10000 veces mayor), lo

que produce una presión sobre las paredes que no es capaz de resistir el medio que lo almacena.

La gama de explosivos existente es muy amplia, siendo los más empleados en la construcción los

siguientes:

Dinamita goma: Es una mezcla de nitroglicerina y diversos nitratus (nitrocelulosa) que

proporcionan oxigeno a la explosión. Constituye uno de los explosivos industriales más

poderosos, aunque tiene el inconveniente de su excesiva sensibilidad, es decir, la posibilidad

de explotar por choque o por detonación de otras cargas próximas. Existe una ciase de

dinamita goma resistente a la acción del agua, por lo que se emplea en trabajos submarinos y

subterráneos.

Dinamita: Es una mezcla de nitroglicerina y una materia inerte (tierra de infusorios). Constituye

el explosivo más corriente y es de fácil manejo y poco sensible a la humedad. Además del

tipo normal, se fabrican los tipos anticongelable y de seguridad.

Para producir la ignición de los explosivos se utilizan los detonadores, que son pequei'íos cilindros

metálicos que contienen en su interior una cierta cantidad de explosivos de gran potencia (fuliminato

de mercurio y ácido pi rico ).

El encendido del detonador puede ser pirotécnico o eléctrico. El encendido pirotécnico se realiza

usando mechas, formadas por un cordón de algodón cuyo núcleo contienen pólvora u otro explosivo y

que tiene una velocidad de combustión entre 0.6 y 1 m/minuto, según los tipos. El encendido eléctrico

se realiza mediante una resistencia que se pone incandcscente al paso de una corriente eléctrica.

Sc define por la letra e a la separación entre barrenos a lo largo de la linea de disposición. Por otra

parte,. se define por d a la minima distancia entre esta linea y el frente de cantera. Los valores de e y d

se obtienen de la siguiente forma:

d~ a.H'2 f3

Juan Chemé TarilonteAndrés GOllz<Ílez Aguijar


Juan Chcrnc TarilonteAndrés Gorizálcz AguiJar


',;;,.

.-~


98

í4.QD=V~

Tabla 5,18 Rendimiento de un martillo perforador accionado por compresor

PERFORACIÓN !/J 32-45 mm. (m/h)

Roca muy dura 4.00 - 5.00

Roca dura 5.00 - 6.00

Roca media 6.00 - 7.00

Roca blanda 7.00 - 8.00

f. Factor de fijación en el fondo: ° 75/0.9

S Depende del tipo de explosivo

1.27 para la Goma pura

0.83 para la Nagolita


..qy~

f EQ=S"d"08Q,

- Roca blanda: pizarras, yesos, areniscas blandas.

- Roca media: areniscas, calizas, margas.

- Roca dura: calizas jurásicas, granitos, gneis.

- Roca muy dura: cuarcitas, sienitas, basaltos.

La carga, cuando se utilizan varios barrenos, viene dada por la expresión:

El diámetro de cada barreno se obtiene aplicando la relación:

La carga total de explosivo queda, por lo tanto:

Q, ~ lpHp + 2.5 lpd = l/'{ L + 0.2 d}


siendo:

El rendimiento en la perforación de los barrenos depende fundamentalmente de la durezá'de la roca

a excavar. A estos efectos, pueden clasificarse las rocas en cuatro grupos:

•

de 0.4 kglm3

ConstrucCiones Industriales5° Ingeniería Industrial

barrenos, son lo siguientes, para

13

000

000

000

000

00

----------,----


a y 13: Parámetros característicos del material (tlm').

a

Basalto 800 2'

Granito 800 I

Cuarzo 300 1

Caliza densa 500 I

Caliza media 300 3

Tabla 5.17

La separación entre barrenos se suele tomar:

e ~ l.3 d

5.5.2.C. Determinación de la carga en los barrenos.

Los valores caracterizados en la determinación de la carga de los

un barreno aislado.

v~d

Hp ~ H-2v

L ~H+ 0.3d

Carga en Hp (Kg):

Q,~ {0.4 (O O7d+Ccf)] Hp

Carga de tondo (Kg):

Q, ~ 2.5 lpd

El valor de C 1 parámetro "resistencia al tiro", tiene un valor medio

Juan Cherné Tarilonte 97Andrés González Aguijar

•Movimiento de Tlcrras

sientJo:

6: DensitJatJ del recatado (k¡;/dm\ pudiendo tomar los siguieotes valores:

1,4 para la Dinamita

0,8 para la Nagolita

Se denomina carga específica a la carga de explosivo por metro cúbico de roca extraída:

Q Qq= HdE = 1.3d'H

La unidad de medida para las excavaciones en roca es siempre el metro cúbico medido sobre perfil

por diferencia entre los perfiles primitivos y los que resulten después de la voladura.

Al contrario de lo que sucede con la excavaeíón en tierra, en las voladuras es muy difícil excavar

según un perfil exacto. Como la medición de proyecto se realiza sobre perfiles teóricos, es necesario

prever un exceso sobre la medición teórica, para que la medición tJe proyecto no se quede corta

respecto a la medición real efectuatJa en obra.

La valoración delmelro cúbico de cxcavación cn roca depende de los siguientes factores:

- Rendimiento del martillo perforador, en la perforación de barrenos.

- Lon¡;itud de barrenos necesarios por metro cúbico de roca.

- Consumo de explosivo por metro cúbico de roca.

- Coste de extracción tJe los productos resultantes.

'. •Movimiento de Ticl'félS

CAPITULO 6.

EXTENDIDO Y COMPACTACiÓN.

6.1 EL PROCESO DE EXTENDlI>O y COMPACTACIÓN.

Los espesores de las tongadas en el caso de terraplenes y presas de tierra puetJell ser variables. Están

muy relacionados con las posibilidades de compactación, que dependen del tipo de material.

Las causas tJeterminantes de los espesores de extendido pueden clasificarse en función de:

- Tipo del material (granulometría, plasticidad, grado de humedad)

- Energía de compactación.

- Tipo de eompactador y características

- N° de pasadas

- Velocidad (espaciamiento en vibrantes)

Obtener una producción elevada en el arranque no presenta problema, ésle radica en el extenditJo y

compactación en un solo tajo, porque la limitación del espesor de cada tongada exige tJisponer tJe

grandes superficies en los terraplenes.

La compactación en obra es un proceso rápido, producido por la energia y acción al moverse unas

maquinas, compactado res, cuyo objetivo es proporcionar los resultatJos que se relacionan en la Tabla

6.1 a la estruclura de los materiales.

El equipo de movimiento de tierras de extendido a su paso por el material suelto de las capas de

terraplén ocasiona ya una cierta compactación por su propio peso y la vibración de su movimiento,

estimándose en un 70-80% de la solicitada PN, de forma que el procedimiento de compactación tiene

que hacer el resto.

Otro caso de extendido son las capas del paquete del firme que tienen unos cspesores fijos)' que

normalmcnte sc extienden en su cspesor completo, debiendo conseguir la compactación las

Juan Chcrné TarilontcAmires Gon7.áh:z Aguilar

99 Construcciones Industriales5° Ingeniería InJustri<l1

Juan Cheme TarilonteAndrés Gonz<Ílcz Aguilar

100 Construcciones IndustrialesY' Ingeniería InJLlslriaJ


densidades especificadas para ellas. En las capas del firme no hay pues libertad para variar espesores,

pero hay que comprobar si la extendedora es capaz de dar el espesor suficiente antes de compactar y si

los compactadores son capaces de actuar eficazmente en todo el espesor

OBJETIVOS EFECTO CONTROL, ENSAYOS

- De penetración ó índice

- Capacidad portanteCBR

Aumento de la resistencia - Triaxiales- Estabilidad del terraplén

- Corte- Compresión simple

Disminución del volumen de- Impermeabilidad - Permeabilidad

huecos

Resistencia a la deformación- Limitación de asientos y - Módulo de Deformación

cambios de volumen Edométrico

Tabla 6.1 Objetivos de la compactación.

El caso más corriente lo constituyen las estructuras de materiales sueltos, terraplenes y pedraplenes

de carreteras, presas y otras construcciones, en las cuales hay libertad para elegir los espesores de las

tongadas, y donde las caracteristicas geotécnicas de los materiales son decisivas para la elección del

Procedimiento Constructivo:

• Sistema de arranque, acarreo y extendido

• Espesores de extendido

• Características de los materiales

• Más % de humedad respecto al óptimo

• Método de compactación y tramos de prueba

Métodos de extendido:

• Mototraíllas

• Tractor de cadenas

• Hoja empujadora de compactador

• Motoniveladora


Los medios o controles que se siguen en obra para conocer si se ha alcanzado la compactación

adecuada, varían según el tipo de materiales:

• Terraplenes:

- Densidad seca

- K= EviEv¡

- Huella

• Pedraplenes:

- Índice de huecos

- Asientos (placas de carga)

- Densidad (macrocatas)

La densidad seca es la masa de elementos sólidos en la unidad de volumen del suelo considerado..',,"

K ~ EviEv¡ es la relación de módulos de deformación del l° y 2° ciclo de carga, ¡ealizados

mediante el ensayo de carga con placa. El ensayo de la huella es la media de los asientos producidos"-~por el paso de un eje de 1O t, medios por nivelación.

6.2 DENSIDADES.

~.La densidad seca medida en el tajo debe ser la especificada en el pliego de condiciones .

Normalmente se considera el porcentaje sobre la obtenida en el laboratorio según el ensayo Proctor

Normal (PN), O el Proctor Modificado (PM). Los rangos habituales para terraplenes son los de la Tabla

6.2 .

PROCTOR PROCTORMODIFICADO NORMAL

CORONACIÓN 97-98 % 100-103 %

NÚCLEO 95% 98 %

Tabla 6.2 Rangos habituales de Proclor en terraplenes.




102 Construcciones Industriales5'" Ingeniería Industrial

1,.ivlovimicnto de Tierras

El ensayo Proctor consiste en compactar el material contenido en un molde cilindrico de

dimensiones estándar, por medio de una maza, que se deja caer libremente desde determinada altura y

un cierto n° de veces. Realizando el ensayo con el material y diferentes grados de humedad, y después

de desecar, los resultados se llevan a un gráfICO, obteniendo una densidad máxima seca para una

humedad llamada óptima.

El aspecto de la curva Proetor de densidad.humedad, da una idea de la compactabilidad del

material ensayado. Un ángulo fuerte significa que una variación pequeña en la humedad e.ausa una baja

importante de densidad, y como es muy dil1cil cn obra mantener la humcdad en valores muy próximos

a la óptima WO"t , esta curva correspondería a un material de mala compaetabilidad. Si la curva es

redondeada donde ambos lados caen suavemente indica en general un material de buena granulometria

y compactabilidad.

Los métodos normales dc obtención de densidades en obra son el aparato nuelear, y el cono dc

arena. El método más fiablc es el de arena. pero es más lento y depende de la destreza del operario, y

del estado de los medíos auxiliares que utilice.

i,. •Movimiento de Tierras

Sin embargo el e1'ccto de compactación de capas sucesivas produce un aumento de la compactación

de forma que la densidad media de la altura total compactada en terraplenes se aproxima a la obtenida

con e! método de ensayo.

Generalmente e! efecto en profundidad con los rodillos vibratorios cs mayor del lado húmedo que

del seco respecto del WOpt y más importante cuanto mús arcilloso es el materra\.

Materiales más secos requieren menores espesores.

El reparto de densidades depcnde también de las amplitudes de vibración, con bajas la densidad

aumenta en superficie, y con elevadas cn fondo.

En determinados materiales espceiales, la Capacidad portante (Índice CBR) disminuye 01 aumentar

la densidad, presentando un múximo con un valor inferior al 100% PN, es decir que el objctivo de la

compactación no tiene por que ser la múxima densidad, pero en la mayoria aquella aumc",a con la

densidad.

Las dcnsidades se obtienen cada un número determinado de m' (en la nueva propuesta de PG3, cada

500 m"), o en la superficie definida como lole (5 ensayos en 500 m').

Las densidades conseguidas con los nucleares deben contraslarse con las obtenidas por otros

métodos.

En el nuelear de transmisión dirceta, la varilla no sc introduce hasta el fondo de capa, sino hasta la

mitad. La varilla ticnc una longitud dc 25 cm. Se emplea normalmente con suelos.

El de retrodispersión se utiliza cuando hay dificultad para la introducción de la varilla, y su efecto

es en una profundidad de 6.12 cm, apto para suelo cemento, grava cemento y mezelas asfálticas.

La densidad no es uniforme en el espesor compactado y la medida por cualquier método es una

media de la capa, siendo en el fondo de capa y superficie menor que a una cierta profundidad y cuanto

mayor sca la exigencia de densidad, mcnor debe scr el espesor de la capa o tongada.

6,3 ENERGÍA DE COMI'ACTACIÓN.

En los ensayos PN y PM de laboratorio sc comprueba quc las densidades secas crcccn, con los

cncrgias empleadas por unidad de volumen, a la vez quc las humedades óptimas son mcnores.

La humedad óptima WOpl. PN es importante, no sólo porque seJ'íala la densidad múxima. sil'" porque

se eorrespondc aproximadamente con la humedad de cquilibrio, necesaria en el terraplén para evitar

posteriores deformaciones. Si al aumentar la energia (PM), se compacta de! lado seco, pueden

ocasionarsc hinchamientos y colapsos al humedecersc postcriormente cl terraplén por las lluvias.

La energia utilizada en obra para un mismo eompactador es una función del n" de pasadas,

desconociéndose exactamentc el alcance en profundidad, o sea, la masa de sucio compactado.

El electo en profundidad de la encrgia en obra, o sea dcl n' de pasadas dependc del tipo dc

compactación. En el caso dc vibración las densidadcs crecen en profundidad con las pasadas.

Juan ('heme TarilontcAndr0s Gonz.alcz Aguilar

103 Construcciones InduslrialesSo Ingcnil.:ria Industrial

Juan Chcrné TarilonteAndrés Gonz.<ilcl. Aguilar

104 Construccioncs Industrialcs5" Ingeniería Industrial


En el caso de compactación por amasado, rodillos pata de cabra, las densidades máximas aumentan

hacia la superficie, es decir, la compactación es de abajo hacia arriba.

Al incrementar la energía (nO de pasadas), se consiguen densidades mayores con menores

humedades, y para una misma densidad, mayores espesores.

6.4 LA COMPACTACIÓN SEGÚN LA ESTRUCTURA FÍSICA Y PARÁMETROS DE LOS

SUELOS.

Para comprender las posibilidades de compactación hay que considerar las distintas fases de la

estructura del material.

Según los tipos de suelos, estos parámetros toman distintos rangos.

Cuando aumenta la humedad n, disminuye, o sea el aire es expulsado de forma creciente hasta un

punto determinado de W en que la densidad disminuye pues una parte del agua desplaza los sólidos. Si

W aumenta la curva se acerca asintóticamente a la de saturación del suelo.

FASES COMPOSICION VOLUMENES PESOS

Sólido Esqueleto mineral Vs PsLiquido Agua Vrv V P", PGaseosa Aire VA O

PARÁMETROS

Peso especifico de las partículas r~PslVsDensidad aparente ru~PISDensidad seca rs~PsIVHumedad W~PwIPsPorosidad n ó % de huecos n ~ (VA + V",) I V ~ I - (;o.' 'r)Huecos de aire na=l-rs(W+l/rJGrado de saturaCIón s = V",I( TI, + V", J ~ W (11 rs -- I Ir)Saturación total S = 1; V, ~ O; rs ~ 1/ (W, I rJ

Tabla 6.3 Fases y parámetros.


En los suelos con finos donde más del 35% es de tamaño < 80 ~l cuanto mayor es la plasticidad

menor es su permeabilidad y más difícil corregir su humedad natural en capas ya extendidas, siendo

preferible en banco o perfil (más costoso reducir que aumentar).

Cuanto más plásticos, mayor es la cohesión, y más difícil la compactación, requiriéndose más

energialvolumen (mayor carga lineal o n° de pasadas), ó menor espesor.

Los suelos limosos, al ser más permeables, absorben más humedad que las arcillas después de las

lluvias pero se orean mejor y es más fácil corregirla.

A continuación se estudian algunos tipos de suelos:

~6.4.1 SUELOS PERMEABLES.

Caso típico arenas limpias.

Es fácil evacuar el agua, ésta actúa de lubricante de la fase sólida, y se puede disminuir el volumen

de huecos V" con la compactación.

64.2 IMPERMEABLES (ARCILLOSOS).

A) Con exceso grande de humedad natural.

Presentan muy pocos huecos. El agua no puede salir. No disminuye el volumen del conjunto, dada

la prácticamente nula compresibilidad del agua, se está en un estado semifluido, que cede bajo la

carga, desplazándose toda una masa.

No se puede compactar, hay que eliminar el agua, oreando, o sustituir el material.

B) Con humedad natural muy seca.



Juan Cherné TarílonteAndrés González Aguijar


•Movimiento de Ticllas

Si el porccnt¡~c dc humcdad es muy pequeiio, la existencia de aire yagua establece fuerzas de

cohes",n entre los granos, debido a la tensión soperficial del agua, lo cual impide una compactación

adecuada.

6.5 T1mRAI'LENES.

En general resulta más rápida y eficaz la compactación en espesores pequeños, sin embargo se

encarece el extendido y debe hacerse un estudio económico del coste, según varien los espesores.

Los materiales pueden ser:

- Finos

- Granulares

- con flllos

- sin finos

La nueva redacción del PG3 clasifica los suelos para terraplenes en:

Seleccionados SS, Adecuados SA, Tolerables ST, Marginales SM, Inadecuados SI.

SITUACION ALTURA TONGADAS TIPOS DE SUELOS

Coronación 50 - 60 cm 2 SS, SA, srNúcle() Variable Mi/chas SS, 5'.1, .'17: SM

CÚl1ielllo ",/11I 2-3 SS, SA, S7: SM

Tabla 6.4 Terraplenes en e;lrreteras según I'G}.

LIMOS Y ARENA BOLOS OGRAVILLA GRAVA

ARCILLASFina Media Gruesa PIEDRA

0,08 mili 0,08 - 0,-111I11I 0,-1 - 211I111 2-5mlll 5 - 20mm 20 - 80 11Im >/'j'Omm

Tabla 6.5 Granulometría general.

\'. •Movimiento de Tierras

Respecto a la elección y utilización de la maquinaria durante la construcción del terraplén, es

necesario predecir el comportamiento del suelo en las condiciones meteorológicas de humcdad

previsibles.

Otro ensayo con experiencias en climas húmedos del Reino Unido, es el índlcc MCV, desarrollado

por cl TRRL

El peso de las máquinas tiene importancia, y no se utilizarán siempre las más pesadas y de mayor

producción.

La compactación de las tongadas se hace desde los extremos hacia el centro. En los bordes con los

taludes se extienden tongadas más delgadas y se compactan con equipos más ligeros.

Los espesores y compactadores adecuados se analizan posteriormente según los tipos de suelos.

6.61'INOS.

Suelos de grano fino son aquellos en los que más de un % determinado pasa por el tamiz !\~TM n'

200 de 0,074 mm ( 50 % para la clasificación ASTM y 35 % para la AASHTO ), ó el equivalcnte cn

la UNE de 0,080 mm (80 ¡.¡).

Comprenden limos y arcillas.

6.6.1 IDENTIFICACIÓN DE FINOS.

Es importante, porque según sean los materiales se compactan con procedimicntos distintos. Hay

pruebas visuales para clasificar los suelos en granulares y plásticos.

1. . Se forma una pelota con su humedad natural, si no se puede, o es dificil de moldear, es menos

plástico, o la humedad está debajo de la Óptima.

2. Si se deshace en fragmentos uniformes, la humedad está debajo de la óptima.

3. Si se forma aproximadamente de 3 mm el suelo tiene plasticidad.

Juan Chcrné TarilonteAndrés Gonzalez Aguilar



108 Construcciones IndustrialesY'lngenierja Industrial


4. Muestra en un tubo de ensayo y se agita. Se deja reposar 1,5 mm, si el agua queda turbia y se

advierten dos niveles de depósito, hay un % de arcilla.

5. Suelo granular.

6. Arcilla o limo: Se coge un puñado de suelo con su humedad natural, si la mano queda

manchada después de frotarla, los finos son arcillas. Si al frotar las manos los finos quedan

sueltos y no pegados, son limos.

La Tabla 6.6 presenta una guia de relación de suelos, complementaria de la anterior.

Lo que hay que Suelos granulares, arenas Suelos plásticos (cohesivos),buscar finas, linos arcillas

Los granos gruesos se ven; Los granos no pueden verse; el

Aspecto y tacto.el suelo tiene un tacto suelo tiene un tacto uniforme ygranoso al cogerse con los untuoso al cogerse con losdedos. dedos.

Se echa agua en la palma dela mano, se extiende una

Mismo ensayo pero no hayMovimiento de agua pequeña cantidad de suelo y

indicio de agua saliendo de losen los dedos vacíos se agita. Aparece agua en

huecos.superjicie. Al dejar deagitar, desaparece.

PlasticIdadMIlY poca o ninguna Plástico y pegajoso. Puedeplasticidad. arrollarse.

Cohesión en estadoPoca o ninguna resistencia Elevada resistencia en seco. Se

seco en estado seco. Se cuartea y cuartea con dificultad. Bajahace escamas rápidamente. porosidad.

Sedimentación en Se separa por sedimentaciónSe mantiene en suspensión enagua durante varias horas a

agua de jorma rápida.menos que se jlocule.

Tabla 6.6 Guía de selección de suelos

6.6.2 ANÁLISIS DE LA PARTE FINA DE UN MATERIAL.

Viene definida por la Tabla 6.7.


CARACTERISTlCA CONTROL

Índice de plasticidad Limites de Atterbeg

% de arena Equivalente de arena

% de arcilla Granulometría por sedimentación

Tabla 6.7 Análisis de la parte fina de un suelo.

La sedimentometría se basa en obtener la velocidad de sedimentación mediante el método del

densímetro aplicando la ley de Stoke. Tiene la ventaja sobre los limites de Atterbeg, que separa

claramente los limos de arcillas y da un porcentaje, lo que es importante porque estos materiales se

comportan y compactan de distinta forma.

Este análisis es más utilizado para núcleos de presas de tierras que en carreteras.

80 ¡.¡ < arena fina <400 ¡.¡

2 ¡.¡ < limos < 80 ¡.¡

O < arcillas < 2 ~L

La fracción más tina de un material es la que tiene mayor superficie específica y por consi'guiente la

más sensible a la acción de la humedad, La parte activa, es por tanto la arcilla

6.6.3 SUELOS PLÁSTICOS.

Los suelos excesivamente plásticos, son inadecuados según el PG3, por la susceptibilidad a las

variaciones de volumen (expansión, entumecimiento) con las variaciones de humedad, ya que una

parte del agua de lluvia, pasa a través del firme, o puede penetrar en el terraplén, alterando el estado de

tensiones.

Una parte de los materiales inadecuados según el PG3, pueden ser válidos para determinadas

partes de un terraplén (núcleo), según su altura, previo análisis detallado y con determinadas



Juan Chemé TarilonteAndrés GonzáJez Aguilar

110 Construcciones Industriales5° Ingeniería fndustrial

•Movimiento de TlClras

precaucioncs de colocación. Estos n'"teriales deben estar definidos en el Pliego Generol de

Prcscripciones Técnicas Particulares (PPTP) del proyecto en cuestión.

La prúclica actual L:S aprovechar al l1lúxirno los materiales existentes y al utilizarlos hay que

considerar no sólo principalmcnte sus propiedades intrinsecas geotécnicas, sino la situación en que se

van a encontrar una vez colocados y la influencia en la humedad in situ de las condiciones

meteorológicas previsibles. Deben cumplir las siguientes condiciones:

1) Ser posible la puesta en obra en condiciones de producción con la maquinaria de movimiento de

tierras.

2) Buenos coeficientes de seguridad para la estructura construida.

3) No les afecte la capa freática o el movimiento de agua.

4) Las deformaciones, hinchamientos y asientos instantáneos durante la construcción y diferidos

post-constructivos scan admisibles para la funcionabilidad de la construcción (Servicio o calidad

para el usuario).

Se resume en:

• Proceso Constructivo adecuado Estabilidad de la estructura

• Dispositivos de drenaje e impermeabilización

• Calidad para el usuario

Si los materiales son definitivamente inadecuados se necesita ir a un préstamo, con mayores

precios, considerándose fuera de la traza, distancias superiores a 2 Km.

Rcspecto al contenido de humedad en las arcillas, si tienen poca agua, son duras y lirmes, pero más

allá del contenido óptimo de humedad, aumenta más su plasticidad l' es más dificil compactarlas.

Si la plasticidad es reducida, en tongadas con espesores máximos de 30 cm, los bolos de material

arcilloso se pueden romper durante el extendido con los bulldozer por el efecto de su propio peso (son

suficiente los tamaños pequeños de tractor), o se retiran si son lentejones, y la compactación se realiza

con compactado res vibratorios de tambor liso.

Si la plasticidad es elevada, 11' > 20, son necesarios rodillos pata de cabra ó compactadores estáticos

de alta velocidad con pisones.

1. •Movimiento de Tierras

Los limos, que lambién son linos carentcs dc plasticidad, se compactan normalmente con

compactadores vibratorios dc tambor único.

6.6.4 COLAPSO DE TERRAPLENES DE SUELOS COHESIVOS.

La pérdida de resistencia de los suelos cohesivos se produce porque el proceso constructivo

moderno de terraplenes es muy rápido, no permitiendo los asientos nalurales con el tiempo. Durante la

construcción se consiguen densidades altas con humedades reducidas, pero después de las lluvias

otol1ales, al saturarse o aumentar la humedad, la capacidad portante ( Indice CBR) se reduce

notablemente. La causa es la inestabilidad del suelo, por el incremento de la presión de agua en los

poros del suelo.

6.7 COMPACTADORES DE SUELOS PLÁSTICOS.

67.1 COMPACTADORES DE ALTA VELOCIDAD, PATA DE CABRA (PISONES) .

Constan de cuatro tambpres con unas patas en la superficie de los mismos y una hoja extendedora

en su parte frontal que se utiliza para el extendido, evitando los bulldozer. Después se dan las pasadas

necesarias hasta llegar a la densidad especificada. De esta forma se tienen dos múquinas en una, lo que

les da una preferencia sobre el rodillo vibratorio si el material está en los limites inferiores de suelos

tolerables.

Son compactado res que combinan el efecto de amasado producido por las patas, con el impacto

(efecto dinámico) originado por su aha velocidad, que produce una cierta rolura dcl matcrial, cuando

cstú en forma de bolos.

La compactación se realiza de abajo a arriba scgún pasadas. Las vcloeidades mús lentas son cn las

primeras pasadas y mús rápidas en las últimas, velocidad media 7-10 Km/h.

Juan Cherné TarilonteAndl'0s Gonzalcz AguiJar


Juan Cherne TarilontcAndrés Gonzálcz Aguijar



Si la humedad es excesiva, las patas al remover el terreno originan lJ{1aaireación en los huecos que

dejan. Los espesores dependen de la altura de las patas que suelen ser como máximo 20 cm, no

debiendo la capa sobrepasar mucho este espesor si se quiere obtener una densidad real media del 100%

del PN. Sin embargo, para lograr una mayor producción se extienden también capas de 30 cm, y en

este caso deben emplearse los rodillos de mayor peso, que son de 32 t, siendo suficiente unas 6

pasadas.

Antiguamente se utilizaban rodillos pata de cabra remolcados por tractores de cadenas, pero este

tipo de máquinas ha caído en desuso; prácticamente no se fabrican, lo cual no quiere decir que si se

dispone de ellos no deban utilizarse, únicamente que la producción es más lenta por la baja velocidad

del tractor y el número de pasadas necesario, de 15 a 20.

6.1.2 COMPACTADORES VIBRATORIOS PATA DE CABRA.

Este tipo de rodillos combina el efecto de la vibración con un mayor impacto ya que la superficie de

contacto de las cabezas de las patas es aproximadamente 1/3 de la de un tambor liso, debido a la

separación entre las patas, y por consiguiente el impacto es tres veces superior y mejora así la fuerza

para vencer los rozamientos internos.

Por este motivo interesa que las patas penetren y no se apoye el tambor en la parte lisa, para lo cual

el espesor de la capa no debe ser superior a la altura de la patas y aunque esto no pueda conseguirse en

la práctica exactamente, al menos deben elegirse los espesores de capa menores posibles, porque

entonces mejora mucho la compactación y se necesitan menos pasadas, aumentando la producción.

Son recomendables los modelos más pesados con tracción también al tambor, de peso 16-20 t, alturas

de pata 100-127 mm y espesores de tongada 20 cm.

Estos modelos pueden llevar hoja empujadora aunque ésta es pequeña y en éste tipo de máquina no

resulta eficaz, por lo que el extendido debe realizarse con otra máquina, que normalmente es una

motoniveladora o el tractor de cadenas antes aludido. Este último realiza un extendido de estas capas

intermedias con una nivelación elemental, que es suficiente, bastando para el extendido y nivelación 1-

2 pasadas.


Figura 6.1 Compactador LEBRERO de pata de cabra.

Una combinación interesante en compactación de arcilla, para grandes producciones, es un~::t"

compactador pata de cabra de alta velocidad, que extiende y realiza las primeras pasadas rompiendo

los bolos, y un compactador vibratorio pata de cabra que realiza las pasadas posteriores, compactando

en profundidad.

6.7.3 COMPACTADORES VIBRATORIOS LISOS

Los modelos pesados de 17-20 t en algunos tipos de arcillas han dado también buen resultado,

hincando con la vibración los terrones de arcilla, sin romperlos, en la masa de las arcillas. Sin embargo

dan mejor trabazón los pata de cabra autopropulsados, que tienen además la ventaja del extendido con

la hoja frontal.

Figura 6.2 Compactador vibratorio liso BORA C80, de BITELLI.



Juan Cherné TarilonteAndres González Aguilar


1\.i.Movimiento de Tierras

6.8 COMPACTADORES DE SUELOS GRANULARES.

Si el material es granular son adecuauos los compactadores vibratorios de tambor liso; llamados

también compaetadores de suelos, dependiendo el modelo adecuado de las características del material

y espesor de la capa. En estos casos el extendido puede ser con bulldozer o motoniveladora.

Al aumentar la densidad por el número de pasadas, hay que variar la frecuencia, bajándola. y si hay

varias amplitudes, la última pasada debe hacerse con la menor, para dar una compactación superficial.

6.8.1 SUELOS GRANULARES.

A) Sin finos.

Aquellos en los que los tamaños inferiores a 0,080 mm (UNE) o 75 ¡.rm (ASTM) son menores

del 5%.

Son suelos de poca cohesión, en los que los compactado res pesados tienden a hundirse, por lo que

son preferibles los de menor carga axial, dando las pasadas iniciales sin VIbración. Al aumentar el

tamaiio y % de los gruesos, debe aumentar también la carga axial del compactador.

Lns espesores aumentan al disminuir los tamaños, llegando en arenas hasta 70 cm.

En los eompactadores se utilizan frecuencias de vibración altas y amplitudes bajas.

Respecto a la humedad, debido a la menor absorción de los gruesos, tiene menos importancia la de

compactación, o sea, no es tan rigurosa la W.

En los suelos arenosos, la adicción de agua facilita tanto el desplazamiento de los granos, que a

veces cs un procedimiento de compactación. Esto es interesante para rellenar huecos cerca de obras de

fábrica o estructuras que pueden dañarse por la acción de los eompaetadores, en las primeras tongadas


del lerraplén sobre ellas. En el caso de utilizar este sístema de rellenar con arena y adicción de agua,

hay que asegurarse de que la arena no tcnga por donde escaparse, pues dc lo eonlrario tluiría. Esto

puede presentarse en la construcción de túneles si se cortan acuiferos.

En los suelos arenosos puede producirse pues el colapso por la entrada de agua que disminuye el

volumen, sin que concurra un aumento de carga. Se producen entonces los socavones rompiéndose el

pavimento, casos más frecuentes en ciudades.

B) Con finos.

Cuando los tamaiios inferiores a 80 " están comprendidos entre el 5 y el 35%.

La parte fina tiene más intluencia en la humedad, ya que los gruesos (5-20 mm) tienen poca

absorción y por consiguiente la humedad óptima es más importante.

Los espesores son menores que en el caso anterior.

6,9 PEDRAPLENES,

Si en la traza de la carretera hay voladuras o roca escarificada, este material se aprovecha para

pedraplenes. A veces cl núcleo es de pedraplén y la coronación de matcrial granular.

El extendido es mediante traclor de cadenas de tamaiio mediano, en capas que pucden lIcgar hasta

80-100 cm, y excepcionalmentc hasta 200 cm, utilizándose en estc caso el grandc.

Respecto a la granulometría sc admiten tamaiios máximos del espesor de la tongada siempre que

queden integrados en la misma sin salir esquinas, lo cual requiere un control riguroso, y se recomienda

que el tamaño máximo Sea inferior a la tongada.

La arena (Tamiz UNE 20) está limitada al 30% y los linos (Tamiz UNE O,OS) al 10% para evitar

emigraciones a los huecos y posibles asientos posteriores.

Juan Chcrné TmílonteAndrl~S Gonzálcz Aguilar

II S Construcciones IndustrialesS° Ingeniería Industrial

Juan C-herne TarilonleAndrés GonzúJcz Aguil¡\f

116 Construcciones IndustflalesSo Ingeniería Induslrial


Las lajas deben ser < 30% para no ditlcultar la reducción de volumen de huecos de la

compactación.

La descarga debe hacerse a unos 2 m del borde, empujando desde el tractor, con el fin de que no

haya segregación de tamaños, al rodar más los gruesos que los otros.

Antes de los pases del compactador la supertlcie tiene que estar bicn apianada por cI tractor.

La compactación se realiza con compactadores vibratorios de suelos, de tipo pesado, de 16 a 20 t.,

frecucncias de vibración las más bajas posibles, y amplitudes altas, mayores de 1,6 mm.

El riego de compactación depende de la naturaleza de la roca (aumenta en las blandas, < 600

Kg/cm'l, climatología y funcionalidad de la obra, cuanto mús humedad mejor compactación. Puede

variar entre un mínimo del 5 % por cuestiones de traficabilidad, hasta un 20 %, habiéndose utilizado

en algún caso el agua de mar.

El control de compactación por Producto Terminado, consiste en la obtención de la porosidad "n", o

el índice de huecos "e". Para ello se excava una macrocata con una retro y se carga el material en un

camión, para posterior pesada.

El volumen se mide con agua, procedente de una cisterna con contador, impermeabilizando las

paredes con un plástico.

También se puede hacer un control topográfico pesando los camiones que se van vertiendo y

midiendo el volumen ocupado del pedraplén, obteniendo así la densidad.

Lus espaldones (zona exterior ó borde) deben tener un ancho de unos 4 m, y se ejecutan en tongadas

menores que el núcleo (zona interior), siendo más dificil para los compactado res llegar al borde,

incluso se utilizan los mús ligeros.

La macrocata es también útil para comprobar la calidad del esqueleto mineral Vs, y la

granulometria resultante, después de realizada la compactación.

e e)Movimiento de Tierras

Si el terraplén es de altura importante también se requiere un control de medición del asiento debido

a su peso propio, el cual se realiza por topografía, oscilando entre cI 0,25 - l % de la altura total.

6.10 MATERIAL TODO liNO,

Se llama así al material no clasificado procedente de excavación, cuando tiene una granulometria

desde tamaños normales de 20-30 cm, incluso los de 60 cm pero no excediendo del 35 % los> 15 cm.

En general son maleríales que no son ni terraplén ni pedraplén.

Se extiende en capas de espesor entre J y 1,5 del tamaño máximo.

Es eompactable de forma similar al material granular. El control de compactación cs mediante el

ensayo de placa de carga, de dj¡imetro cI mayor posible, $ 30, 60, 80 cm, según sea el tamalio múximo

y la capacidad portante exigida.

También se controla la compactación con macrocatas, como si fuesen pedraplenes.

Según la granulometría, y de más a menos restrictivo, los controles de compactación serian:

nuclear, placa de carga, macro cata.

6.11 PAQUETE DEL FIRME.

Está constituido de abajo arriba por las capas que figuran en la tabla 6.8.

El ensayo de laboratorio en las Ref. 1, 2 Y 3 es el PM; en obra en Ref. 1 y 2 el nuclear de

transmisión directa y en la Ref. 3 cl nuclear de retrodispersión.

Juan Cherné TaritontcAndrés González AguiJar


Juan Chcrnc TarilonlcAndrés Gonzálcz Aguijar

118 Construcciones Industriales50 Ingenicria Industrial

'.\.,.Movimiento de Tierras

RE!' CAPARANGO ESPESOR

EXTENDIDO POR COMPACTACIONEN PERFIL (cm)

I IixplwllIda 51)

.. . --~~._- - _ .. --_._. _.- ~- . . -------- - ('ompuclmjorVariul1/c:A:

. SuMase de A4%nive!al1ora vibratorio de

2 =u/1or,.a natural. 2U 25 suelos.

- Base de ::aho,.,-a 2U.25

artificialVariante B: 15 .. 25 . Compactador de

3 - Suelo (.:emcnto. 15.25 dos tambores- Grava cerncn(o. vibratorios de 10

t.A¡;lomerado en Extendedo/'a

. Compactador decaliente: 11. 12 neumáticos de 2 j

4 . Base. 6-9 -35t.- Intermedia. .¡ 6 . Compactado/' liso• Rodadura. estútico J U t. lin

a;domerado.

Tabla 6.8 Paqucte de firme.

6.1 l. l EXPLANADA.

Esta es una capa muy importante ya quc sus capas superiores son caras, y debe ser cxtendida lo más

precisa posible en espesor, sin pa~arsc de la cota, porque cualquier desigualdad negativa en los varios

Km de un tramo de carretera, reprcscnta muchas toncladas de material de la capa superior, que

constituyen una partida que se gasta innecesariamente y que debe ahorrarse.

Este es un motivo económico y también hay otro técnico, porque la regularidad superfIcial de cada

capa inOuye en la siguiente superior, y así hasta la rodadura, que es la que da la calidad al usuario.

Por otra parte, al ser el cimiento del firme, las especifIcaciones de compactación y controles deben

ser más rigurosos. recomendándose adcmás del nuclear la placa de carga.

',__ eMovimiento de Tierras

Interesa, pues, que la nivelación sea lo más perfecta posible y se utilice una motoniveladora dotada

de los últimos adelantos de nivelación. que en este momcnlo es el sistema de ultrasonido, porquc no

hay contacto con el hilo dc nivclación de la capa. La motoniveladora realiza un refino dc precisión con

unas seis pasadas y precisión '" l cm.

En los casos en que se coloque firme de hormigón hidráulico sobre la explanada, puede ser más

conveniente nivelar con refinadora o Trimmer en vez de motoniveladora, porque la refinadora puede

nivelar en el ancho total de la extendedora de hormigón de 10 m y además requicre menor habilidad

para el maquinista que una motoniveladora.

Si se puede disponer de esta máquina, resulta más precisa y simple de manejo que una

motoniveladora para utilizarla en la explanada, aunque el lirme no sea de hormigón hidráulico.

6.11.2 OTRAS CAPAS SUPERIORES.

Lo dicho anteriormente sobre la importancia de la nivelación en la explanada vale para las capas

superiores, es decir, son rentables las extendedoras con los perfeccionamientos disponibles en el

mercado que sean capaces de colocar los espesores del firme lo más próximos a los del proyecto.

6.12 UTILIZACIÓN DEL COMPACTADOR DE NEUMÁTICOS YEL DE DOS TAMBORES

VIBRA TORIOS.

La rapidez que se consigue en la compactación con los compactado res vibrantes ha desplazado

el efecto en profundidad que tiene el compactador de neumáticos y su utilización queda reducida a una

mejora de la calidad superficial, por un efecto de amasado.

Juan Chcrné TarilontcAndfl~S Gonzalez Aguilar

119 Construcciones Industriales50 Ingcnicria Industrial

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120 ConstrucCiones fndustriales5° lngcnil:ria Industrial

47495100 Movimiento de Tierras

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