Movimiento de tierra

El procedimiento correcto y habitual del movimiento de tierras es el siguiente:

El despiece y desbroce se produce antes de comenzar con el movimiento de tierras; se realiza una actuacin en la superficie del terreno para limpiarla de los arbustos, plantas, rboles y basura que pueda haber.

Una vez que el terreno se encuentra limpio, se efecta el replanteo, donde se prev la ubicacin de rampas para la entrada y salida de camiones y se delimita el rea de actuacin, marcando los puntos de referencia externos que sirven como datos topogrficos.

La fase de excavacin puede realizarse con medios manuales, utilizando pico y pala, o de forma mecnica, con maquinaria adecuada para ello. La excavacin puede ser clasificada como:

Desmonte: movimiento de tierras que se encuentra por encima del plano de arranque.

Vaciado: se realiza cuando el plano de arranque est por debajo del terreno.

Terraplenado: se hace cuando el terreno se halla por debajo del plano de arranque y es necesario elevarlo al mismo nivel.

La maquinaria de movimiento de tierra Las mquinas para el movimiento de tierras se caracterizan por ser en general equipos autopropulsados utilizados en la construccin de: caminos, carreteras, ferrocarriles, tneles, aeropuertos, obras hidrulicas y edificaciones.

Estn fabricadas para realizar funciones tales como: soltar y remover la tierra, elevar y cargar la tierra en vehculos que han de transportar, distribuir y compactar la tierra.

Equipos de excavacin y empuje: tractores

Los tractores son equipos diseados para acciones de excavacin y empuje. Existen dos tipos: sobre ruedas y sobre cadenas. Las aplicaciones de los tractores son:

Como elemento de tiro (pull): remolcando mquinas que no tengan suficiente traccin o potencia (trallas, compactadores de neumticos, rodillos vibratorios). Actualmente, con este fin se utilizan menos ya que existe una tendencia a mquinas autopropulsadas.

Como elemento de empuje (push): empujando a las mototrallas en la fase de carga.

Como equipo de trabajo:

Hoja de empuje recta (bulldozer) Hoja de empuje orientable (angledozer)

Escarificador (ripper).

Equipos de excavacin en posicin fija: excavadoras hidrulicas

Las excavadoras hidrulicas son mquinas diseadas para excavar terrenos, se llaman hidrulicas porque su equipo de trabajo se mueve mediante cilindros hidrulicos. Se diferencian de otras mquinas porque trabajan fijas, slo mueven la superestructura. Cuando la excavacin sale de su alcance la mquina se mueve pero durante este desplazamiento la mquina no excava.

Las grandes dimensiones de sus equipos de trabajo les permiten tener una capacidad de carga superior a la de las cargadoras, en cuanto a alcance y altura y al evitarse desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo desplazamientos se disminuyen los tiempos de ciclo alcanzndose mayores producciones.

Segn sea el equipo de trabajo recibe los siguientes nombres:

a) Excavadora de empuje frontalb) Retroexcavadorac) Excavadora bivalva

Equipos de excavacin y carga: cargadoras

La cargadora es una mquina equipada con cuchara frontal y un sistema de brazos accionado por cilindros hidrulicos, cuya funcin principal es:

Cargar materiales sueltos de abajo hacia arriba.

Transportarlos a distancias mnimas.

Descargarlos sobre tolvas de poca altura o sobre medios de acarreo (camiones y dmperes).

Debido a la elevada fuerza de sus cilindros tambin es capaz de arrancar material en banco de no mucha resistencia.

Mquinas de excavacin, carga y transporte combinadas: trallas

Retrocargadoras o mixtas: Son mquinas autopropulsadas sobre ruedas, con un bastidor diseado para montar un equipo de carga frontal y otro trasero de retroexcavacin, de forma que pueden ser usados alternativamente. Combina las ventajas de las palas cargadoras con las de la retroexcavadora.

Trallas: Las trallas son mquinas utilizadas en el movimiento de tierras que realizan las funciones de arranque, carga, transporte, descarga y nivelacin de suelos tales como arena, arcilla, tierra e incluso zahorras.

Dragalinas

Es la excavadora de cables ms utilizada, trabaja por arrastre del material.

Equipos de transporte: camiones y dmperes

En el movimiento de tierras, los vehculos que se utilizan para el acarreo son:

Camin Dmper

Extendido y nivelacin: motoniveladoras

Motoniveladora: La funcin principal de la motoniveladora es la nivelacin del terreno, moviendo pequeas cantidades de tierra a poca distancia. La niveladora corta y levanta la tierra para reemplazarla en la misma zona o cerca, nivelndola y dndole un perfil diferente.

Compactacin de tierras: compactadora

Se encarga de estabilizar la tierra, comprimindola, amasndola o vibrndola para eliminar bolsas de aire y aumentar su densidad. Se usan diferentes compactadoras dependiendo de la naturaleza del terreno.

De neumticosDe pata de cabra Con tambor vibratorio liso Medicin de Movimiento de Tierras Las unidades de obra que pertenecen a los movimientos de tierras pueden presentar una doble dificultad en cuanto a su medicin:

Es muy difcil medirlas o comprobarlas una vez ejecutadas (ej. en cimentaciones, una vez excavadas y hormigonadas). Por esto es recomendable realizar la medicin antes de iniciar los trabajos.

Es muy difcil de medir durante el proyecto (ej. desmontes y terraplenes) si no se disponen de buenos datos topogrficos. Unidad de obra y Unidad de Medicin

Las unidades de obra ms comunes en movimiento de tierras suelen ser:

Unidad de obraUnidad de Medicin

Desbroces m2

Excavacin de desmontes m3

Excavacin de rebajes m3

Excavacin de zanjas m3

Zanjas y pozos m2

Terraplenes m3

Relleno de zanjas m3

Transporte de tierras m3

Factores que influyen en el movimiento de tierra1. Tipos de Terreno El tipo de terreno incide en el rendimiento de los equipos utilizados, ya que establece variaciones en los costos que dependen de la dureza o grado de compactacin. A mayor dureza y compactacin, menor ser el rendimiento de la excavacin.

Por ello debe comprobarse previo a la ejecucin del proyecto cuales son las caractersticas del terreno a excavar. El modo de analizar el terreno se efecta mediante la excavacin de catas o realizando un estudio geotcnico.

2. Profundidad de excavacin

Este es un factor que influye sobre el rendimiento de la excavacin. A mayor profundidad, mayor dificultad y menor rendimiento.

Por lo general, las bases de rendimientos agrupan los distintos tipos de excavacin en profundidades de 0 a 1,50 m., de 1,50 m. a 3,00 m, y superiores.

3. Sistemas de trabajo El movimiento de tierras, segn el tipo de obra, puede ser manual o mecnico. El ms utilizado es el mecnico, en primer lugar por la extensa variedad de maquinaria que sustituye el trabajo manual. A pesar de esto, en algunos casos, los medios manuales son los ms adecuados cuando la mquina no puede operar o maniobrar o por instalaciones existentes.

4. Distancia al vertedero

Para carga y transporte de tierras se especifican unidades de obra en funcin a la distancia a vertedero. A mayor distancia, disminuye el rendimiento.

5. Compactacin

El grado de compactacin del terreno es otro factor de influencia. En las partidas de terrapln y relleno de zanjas, deber especificarse el grado de compactacin que tendr el terreno.

A menor grado de compactacin, se facilita el movimiento de tierra y sus costos son ms bajos. Drenaje Drenaje en carreteras Consiste en la evacuacin de las aguas superficiales y en ocasiones de las aguas freticas lejos del rea de influencia de la carretera, a fin de proteger en forma conveniente, segura y econmica la inversin realizada en la construccin, la vida de las personas y las propiedades. Las estructuras de las carreteras que controlan el drenaje comprenden el pavimento, el ancho de la faja vial, los taludes, cunetas y contracunetas longitudinales, las alcantarillas y los puentes. El drenaje superficial comprende:

Recogida (pluviales o deshielo-procedentes de la plataforma y sus mrgenes, mediante caces cunetas e imbornales y sumideros)

Evacuacin (aguas recogidas a travs de arquetas y colectores longitudinales a cauces naturales sistemas de alcantarillado o a la capa fretica, bien sea directamente, obras de desage transversal o canalizaciones de cielo abierto o enterradas) Restitucin de la continuidad de los cauces naturales interceptados por la carretera mediante su eventual acondicionamiento y la construccin de obras de drenaje transversal. Caz: Franja estrecha longitudinal en forma de canal revestido de muy poca profundidad y generalmente situada al borde de la plataforma, junto a aceras o medianas elevadas, el caz est limitado por un bordillo o barrera. La capacidad del desage depende de la profundidad de la corriente. sta no puede ser muy grande sin recurrir a pendientes transversales peligrosas para la circulacin o sin admitir una excesiva anchura de la lmina de agua. Es preciso desaguar el caz por un colector mediante un sumidero continuo o una serie de sumideros aislados. Los caces debern desaguarse antes de los cambios de peralte para evitar q el agua cruce la calzada. Cuneta: Zanja longitudinal abierta en el terreno junto a la plataforma, tendr igual pendiente longitudinal q la rasante de la carretera salvo q se estime necesario estrechar ms al terreno o modificar dicha pendiente para mejorar la capacidad de desage. Salvo justificacin se utilizar uno de los tipos de cuneta indicados en la figura. La eleccin se har segn los criterios siguientes:

Condiciones de franqueamiento seguro del perfil transversal de la cuneta

Las cunetas reducidas solo podrn emplearse en terreno accidentado y debern siempre cubrirse o protegerse con barreras de seguridad.

Debe disponer un drenaje profundo bajo la cuneta y su superficie deber impermeabilizarse revistindose con hormign, piezas prefabricadas, encachados de piedra o materiales bituminosos.

Colectores: Los colectores estarn formados por tubos. El recubrimiento de los tubos deber ser suficiente para evitar daos en ellos al paso de la circulacin. Se evitaran en los colectores los puntos bajos o tramos con poca pendiente, favorables al depsito de sedimentos, salvo q resulten inevitables y se dispongan los oportunos areneros. Alcantarillas

Las alcantarillas son conductos cerrados que se construyen transversales a un terrapln, y por debajo de este, con el objeto de conducir las aguas provenientes de las cunetas y contra cunetas hacia cauces naturales, eliminando peligros de daos e interrupciones del trnsito.

Diseo hidrulico El diseo hidrulico tiene como objetivo proporcionar una instalacin o sistema de drenaje adecuado, seguro y econmico para el flujo que se estima pasara por el durante su vida til de diseo, sin riesgos no razonables para la vida, estructura de la carretera y propiedades. Por lo general se debe tener en cuenta lo siguiente:

La localizacin del eje de la alcantarilla con respecto al del camino se determina por estudio de los planos y, generalmente debe estar ubicada sobre el eje de un curso de agua natural existente, o bien en el fondo de una depresin, en el caso de que no exista un curso de agua. Por lo regular, el alineamiento de la alcantarilla debe coincidir con el de la corriente natural y, de ser posible, deber cruzar el camino en ngulo recto.

El gradiente hidrulico de la alcantarilla debe coincidir comnmente con el que tenga la corriente. Si la pendiente se reduce en la alcantarilla, da lugar a una reduccin de la velocidad, lo que origina que los sedimentos transportados por la corriente se depositen a lo largo de la alcantarilla. Por el contrario, si la pendiente de la alcantarilla se aumenta considerablemente respecto del cauce natural, se obtienen velocidades altas que pueden dar inicio a los problemas de erosin a lo largo y a la salida de la estructura. Sumideros Los sumideros son las estructuras encargadas de recoger el agua que fluye por las cunetas de las vas con el mnimo de interferencia para el trfico vehicular y peatonal, evitando se introduzca a los colectores materiales de arrastre.

Caractersticas de los sumideros

Los sumideros pueden tener o no una capacidad establecida para interceptar el caudal que corre por la cuneta. Todos los tipos de sumideros captan ms agua a medida que aumenta la altura de agua en la cuneta.

Un sumidero ubicado en un punto bajo de una cuneta, captar eventualmente toda el agua que alcance, pero la altura de agua puede tornarse excesiva si el sumidero no tuviese una altura suficiente.

Los sumideros deben ubicarse: En puntos bajos y depresiones.

En lugares donde se produzca la pendiente longitudinal de las calles. Justo antes de puentes y terraplenes

Preferiblemente antes de los cruces de calles o de pasos de peatones. No se deben ubicar sumideros en lugares donde no puedan interferir otros servicios pblicos como electricidad y telfonos. Tipos de sumideros

a) Sumidero de ventana o acera: Consiste en una abertura a manera de ventana practicada en el bordillo o cordn de la acera, generalmente deprimida con respecto a la cuneta. El sumidero posee adems de la ventana, un canal lateral de desage, una pequea cmara de recoleccin de sedimentos y una tubera de conexin con el colector publico

El funcionamiento hidrulico de este sumidero es ineficiente, en especial cuando no existe la depresin o se encuentra en calles con pendiente pronunciada. Su mayor ventaja radica en su poca interferencia con el trnsito vehicular, al margen de ello son costosos y captan fcilmente desperdicios que perjudican su normal funcionamiento.

b) Sumidero de reja o calzada

Consiste en la ejecucin de una cmara donde penetran las aguas pluviales, esta se cubre con una reja para impedir la precipitacin de vehculos, personas u objetos de cierto tamao. Generalmente consta de una reja propiamente dicha, la cmara de desage y la tubera de conexin al colector.

La mayor ventaja de este sumidero, es su capacidad hidrulica bastante superior al de ventana, en especial con pendientes pronunciadas. Su mayor desventaja son los inconvenientes que causa el trnsito y la facilidad de captacin de desperdicios que tapona el rea til de la reja, adems del ruido que se produce cuando un vehculo pasa sobre ella.

c) Sumidero mixto o combinado

Es una combinacin de los dos anteriores, tratando de tomar de cada uno de ellos lo ms positivo, mejorando la eficiencia del sumidero de ventana y reduciendo la ocupacin de la calzada para el sumidero de rejas.

d) Sumideros especiales

Son aquellos que tienen una configuracin algo diferente de los anteriores. Se utilizan en los siguientes casos:

Conexin de calles con canales abiertos o caudales naturales

Coleccin de aguas superficiales de reas extensas

Conexin directa entre colectores y pequeas calles naturales