el suelo y las maquinas de movimiento de tierras

1. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO
y las Máquinas de
Movimiento de Tierras
EL SUELOEL SUELO
yy las Máquinas delas Máquinas de
Movimiento de TierrasMovimiento de Tierras
DPTO. DE TRANSPORTES Y TECNOLOGIA DE PROYECTOS Y PROC
SEXTO CU
TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION I: EQUIPOS Y PLAN
Prof. Francisco Ballester
Prof. Jorge A. Capote

2. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
El primer problema que surge es la propia
definición de tierras dada su gran ambigüedad:
El primer problema que surge es la propia
definición de tierras dada su gran ambigüedad:
Para el constructor, suelo es la capa superior de la corteza terrestre, no
petrificada, que puede ser excavada sin necesidad de recurrir a explosivos; el
resto de la corteza terrestre se designa como roca.
Para el constructor, suelo es la capa superior de la corteza terrestre, no
petrificada, que puede ser excavada sin necesidad de recurrir a explosivos; el
resto de la corteza terrestre se designa como roca.
çç Parte sólida del Planeta Tierra, en contraposición con el Mar.Parte sólida del Planeta Tierra, en contraposición con el Mar.
çç Materia inorgánica desmenuzable, de que principalmente seMateria inorgánica desmenuzable, de que principalmente se
compone el suelo naturalcompone el suelo natural

3. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
En España, el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del MOPU
(PG5) indica que en el caso de excavación clasificada. se consideran los siguientes
tipos:
* Excavación en roca. Comprenderá la correspondiente a todas las masas de
roca, depósitos estratificados y la de todos aquellos materiales que presenten
características de roca maciza, cementados tan sólidamente, que únicamente pueden
ser excavados utilizando explosivos.
* Excavación en terreno de tránsito. Comprenderá la correspondiente a
los materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas, y todos
aquellos que para su excavación no sea necesario el empleo de explosivos y sea
precisa la utilización de escarificadores profundos pesados.
* Excavación en tierra. Comprenderá la correspondiente a todos los materiales
no incluidos en los apartados anteriores.

4. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
DEFINICIONES Y PARAMETROS QUE ES PRECISO CONSIDERARDEFINICIONES Y PARAMETROS QUE ES PRECISO CONSIDERAR
• Densidad del material
• Esponjamiento
• Compactación
Considerando el peso, tamaño de partículas y el contenido de humedad de los diversos materiales, la DENS
(peso específico en toneladas por metro cubico) según su estado, puede tener importantes variaciones.
Cuando se excava un material, normalmente se fractura en partículas menores que ya no pueden ajustarse
entre si tanto como estaban en su estado natural. Esa reacomodación de las partículas crea huecos en el mat
provocando un incremento de su volumen llamado: ESPONJAMIENTO que se mide en metros cúbicos suelto
El volumen ocupado por el material en su estado natural o suelto, se puede reducir por medio de la COMPACTA
El cociente entre la medida compactada y la medida en banco se llama factor de compactación.

5. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
1 m3 1,30 m3
0,75 m3
Banco Esponjado Compactado
Coef. Expansión (30 %)
Esponjamiento Coef. Compactación (25 %)
Factor de Compactación

6. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
Volumen
Banco
Aumento de Volumen
Suelto
Transporte
Nivelación y Compactación
Compactado
Carga
Voladura

7. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
Coef. de Expansión ( Esponjamiento ) (P.E)
El esponjamiento es el aumento de volumen del
material al excavarlo
ò Al material en el terreno se le denomina en banco (Vb) y
al material ya excavado, material suelto (Vs)
volumen suelto - volumen banco
volumen banco
P.E. = x 100

8. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
Factor de Conversión Volumétrica (F.C.V)
El F.C.V. es la relación entre los volúmenes del material
en banco y el material suelto.
material banco
material suelto
F.C.V. = =
1 m3
1,30 m3
= 0,769

9. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
TABLA I.9 DENSIDADES APROXIMADAS DE LOS DISTINTOS MATERIALES
MATERIAL
Densidad
suelto-banco
TM/m
3
Factor
volumétricode
conversión
Porcentaje
de
expansión
BAUXITA 1,42 - 1,89 0,75 33%
ESCORIA 0,56 - 0,86 0,65 54%
CALIZA 1,54 - 2,61 0,59 70%
MINERAL DE URANIO 1,63 - 2,20 0,74 35%
ARCILLA:
Estado natural
Seca
Húmeda
1,66 - 2,02
1,48 - 1,84
1,66 - 2,08
0,83
0,81
0,80
22%
25%
25%
ARCILLA Y GRAVA:
Seca
Húmeda
1,42 - 1,66
1,54 - 1,84
0,86
0,84
17%
20%
CARBON:
Antracitoso A bocamina
Lavado
Bituminoso A bocamina
Lavado
1,19 - 1,60
1,10 - 1,48
0,95 - 1,28
0,83 - 1,13
0,74
0,74
0,74
0,74
35%
35%
35%
35%
ROCA ALTERADA:
75% Roca 25% Tierra
25% Roca 50% Tierra
25% Roca 75% Tierra
1,96 - 2,79
1,72 - 2,28
1,57 - 1,06
0,70
0,75
0,80
43%
33%
25%
TIERRA:
Seca
Húmeda
Barro
1,51 - 1,90
1,60 - 2,02
1,25 - 1,54
0,80
0,79
0,81
25%
26%
23%
GRANITO FRAGMENTADO 1,66 - 2,73 0,61 64%
GRAVA:
Natutaral
Seca
Seca de 6 a 50 mm
Mojada de 6 a 50 mm
1,93 - 2,17
1,51 - 1,69
1,69 - 1,90
2,02 - 2,26
0,89
0,89
0,89
0,89
13%
13%
13%
13%
ARENAYARCILLA 1,60 - 2,02 0,79 26%
YESOFRAGMENTADO 1,81 - 3,17 0,57 75%
MINERALES DE HIERRO
Hematites
Magnetita
Pirita
2,46 - 2,91
2,79 - 3,28
2,58 - 3,03
0,85
0,85
0,85
18%
18%
18%
ARENISCA 1,51 - 2,52 0,60 67%
ARENA:
Seca
Húmeda
Empapada
1,42 - 1,60
1,69 - 1,90
1,84 - 2,08
0,89
0,89
0,89
13%
13%
13%
TIERRA Y GRAVA:
Seca
Húmeda
1,72 - 1,93
2,02 - 2,23
0,89
0,91
13%
10%
TIERRA VEGETAL 0,95 - 1,37 0,69 44%
TACONITAS 2,43 - 4,21
3,20 - 5,61
0,58
0,57
73%
75%
BASALTOS O DIABASAS
FRAGMENTADAS
1,75 - 2,61 0,67 49%
NIEVE:
Seca 0,13--- -- --
Tablas de Densidades...

10. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
Correlación entre las propiedades de un relleno compactado y losgrupos de la Clasificación Unificada de Casagrande
(SHERARD et al 1963).
GRUPO Permeabilidad
relativa
k (cm/s)
probable
Resistencia
relativa al
sifonamiento
Resistencia
relativa al
esfuerzo
cortante
Facilidad de
puesta en obra
(facilidaddel
control densidad-
humedad)
GW Permeable 10-3
a 10-1
Alta Muy alta Muy buena
GP Perm. a muy perm. 5*10-3 a 10 Alta a media Alta Muy buena
GM Semipermeable 10-7
a 10 Alta a media Alta Muy buena
GC Impermeable 10-8
a 10-5
Muy alta Alta Muy buena
SW Permeable 5*10-4 a 5*10-2 Alta a media Muy alta Muy buena
SSPP ppeerrmm.. aa sseemmiipp eerr 55**1100-- 55
aa 55**1100-- 11
BBaajjaa aa mmuuyy bbaajjaa AAllttaa BBuueennaa aa mmeeddiiaannaa
SM Semiper. a imper. 10-7
a 5*10-4
Media a baja Alta Buena a mediana
SC Impermeable 10-8
a 5*10-5
Alta Alta a media Buena a mediana
ML Impermeable 10-8 a 5*10-5 Baja a muy baja Media a baja Mediana a muy
mala
CL Impermeable 10-8
a 10-6
Alta Media Buena a mediana
OL Impermeable 10-8 a 10-5 Media Baja Mediana a mala
MH Muy impermeable 10-9 a 10-7 Media a alta Baja Mala muy mala
CH Muy impermeable 10-10
a 10-8
Muy alta Baja a media Muy mala

11. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
TABLA I.7 CONDICIONES LIMITES DE UN RELLENO COHESIVO PARA EL TRABAJO DE EQUIPOS SOBRE
CADENAS
Condiciones para el trabajo del equipo
Tipo de equipo Máximo de relación:
Humedad
Límite plástico
(1)
Cohesión mínima
(KPa)
(2)
Bulldozer pequeño (7 t) con cadena ancha
1,60-1,65 20
Bulldozer pequeño (7 t) con cadena normal
1,45-1,55 30
Bulldozer grande (38 t) con cadena ancha
1,45-1,55 30
Bulldozer grande (38 t) con cadena normal
1,40-1,45 35
(1) Demostrado solamente para suelos con más del 60% de limo más arcilla
(2) Demostrado solamente para suelos con más del 90% de limo más arcilla

12. EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
EL SUELO Y LAS MAQUINAS
DE MOVIMIENTO DE TIERRAS
TABLA I.8 CONDICIONES LIMITES PARA EL TRABAJO DE TRAILLAS EN RELLENOS COHESIVOS
Máximo de la relación Humedad/Límite
plástico
(1)
Tipo de trailla y operación
50% o más de limo y
arcilla
menos del 50%
de limo y arcilla
Resistencia al
esfuerzo cortante
mínima con el
molinete (KPa)
(1)
Traillas remolcadas y
pequeñas (menos de 15 m3)
Operación con máxima eficacia
1,1 0,9 140
Operación posible 1,3 1,2 60
Traillas motorizadas medias y
grandes (más de 15 m3)
Operación con máxima eficacia
1,0 0,9 170
Operación posible 1,2 1,1 100
(1) Estos valores no se han detenido para suelos con más del 10% de partículas mayores de 20mm.