1er informe construcciones 2

Universidad Nacional de San MartínFacultad de Ingeniería Civil

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I.- INTRODUCCIÓN:

El estudio de los cambios de volumen tiene un interés muy importante en la Ingeniería Civil porque en todo casi todo proyecto de ejecución se realiza el movimiento de tierras. Basándose de los planos que están con sus magnitudes geométricas, el ingeniero lleva estas magnitudes al terreno donde se realizaran las diversas tareas que comprende el movimiento de tierras, las cuales son: limpieza del terreno, trazo y replanteo, para así poder ejecutar las excavaciones necesarias.

Todas las mediciones son cubicaciones de m3 y no pesos, ya que las densidades no se conocen exactamente. Es importante que antes de realizar el movimiento de tierras se realice un estudio de suelos o geotécnico de la zona donde se procederá a trabajar.

Los materiales provienen de industrias transformadoras, graveras, canteras, centrales de mezclas, o de la propia naturaleza. En el caso de utilizar el material producto de las excavaciones, debe tomarse en cuenta que este ha sufrido transformaciones, y ha pasado de un estado natural en banco o yacimiento a un perfil, mediante las operaciones citadas anteriormente.

En las excavaciones hay un aumento de volumen a tener en cuenta en el acarreo, y una consolidación y compactación en la colocación en el terreno definitivo.

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II.- OBJETIVOS:

Objetivo general.

Objetivos especificos

.Ver el desarrollo del proceso constructivo que se realiza en una obra.

Contrastar lo aprendido en clase con la realidad.

Hacer que mediante la práctica podemos aprender más.

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III.- MARCO TEÓRICO:

MOVIMIENTO DE TIERRAS:

3.1.- DEFINICIÓN:

Se denomina movimiento de tierras al conjunto de operaciones que se realizan con los terrenos naturales, a fin de modificar las formas de la naturaleza o de aportar materiales útiles en obras públicas, minería 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, saneos, etc.).

Los materiales se encuentran en la naturaleza en formaciones de muy diverso tipo, que se denominan bancos, en perfil cuando están en la traza de una carretera, y en préstamos fuera de ella. La excavación consiste en extraer o separar 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 transporte mediante la operación de carga.

Una vez llegado a su destino, el material es depositado 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.

De acuerdo con la función que van a desempeñar las construcciones hechas con los 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.

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3.2.- OBRAS PRELIMINARES:

Antes del comienzo de los trabajos, es preciso conocer una serie de circunstancias que pueden incidir en la seguridad de los mismos y que como mínimo, serán:

- Características del terreno en relación a los trabajos que se van a desarrollar, tales como: talud natural, capacidad portante, nivel freático, contenido de humedad, posibilidad de filtraciones, estratificaciones, alteraciones anteriores del terreno, etc.

-Proximidad de edificaciones y características de sus cimentaciones, así como posibles sobrecargas en las proximidades de las paredes de la excavación.

-Existencia de fuentes de vibraciones, (carreteras, fábricas, etc.).

- Existencia o proximidad a instalaciones y conducciones de agua, gas, electricidad y

alcantarillado.

3.2.1.- RECONOCIMIENTO DEL TERRENO:

Para conocer el terreno será necesario realizar un estudio geotécnico, que nos dé información sobre el tipo de terreno con que nos vamos a encontrar y su comportamiento, para disponer de antemano de una serie de medios y cálculos con los que acometer el trabajo con una serie de riesgos ya controlados.

Además, el Ingeniero, con su experiencia, y recabando información de la zona o de

personas que conozcan los posibles cambios realizados, (rellenos, cauces, etc.) puede

alcanzar a conocer el tipo de terreno que va a encontrar.

3.2.2.- EDIFICACIONES CONLINDANTES:

Si el edificio es exento, no existe esta problemática, pero la mayoría de los casos, el

solar objeto de la obra es medianero con otros edificios, por lo que será necesario

realizar las operaciones de apeo necesarias, para evitar los asentamientos y

hundimientos de las cimentaciones colindantes y de los muros medianeros, al

disminuirse la capacidad de carga del cimiento medianero como consecuencia de la

excavación.

3.2.3.- CONDUCCIONES ENTERRADAS:

Es preciso, antes de proceder a la excavación, conocer la situación exacta de los

servicios públicos que afecten a la construcción, con los datos aportados por los

diferentes organismos. Una vez obtenidos éstos, se marcará en el terreno, el lugar

donde están ubicadas, eligiendo un sistema que perdure hasta la realización de la

excavación en esa zona, anotando la profundidad exacta a la que se encuentran

éstas, protegiéndolas ante eventuales sobrecargas producidas, por la circulación de

vehículos pesados.

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Electricidad: Los cables enterrados, generalmente sólo dan un tipo de accidente y es el contacto directo por perforación del aislamiento y a través de la herramienta que utilizamos para excavar, (pala, martillo perforador, pico, etc.).

Saneamiento: La perforación de un saneamiento o galería desconocida, que podamos encontrar al excavar, puede ocasionar un accidente típico, originado por el hecho de que existan emanaciones de gases tóxicos, principalmente CO y al descender los trabajadores sin las debidas protecciones, se intoxiquen.

Gas: Los riesgos que nos producen la perforación o rompimiento de una conducción de gas son principalmente: -Intoxicación, (poco frecuente). -Explosión

3.3.- FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA ESTABILIDAD DE LOS TERRENOS:

Cuando iniciamos una excavación, estamos rompiendo el equilibrio que existe entre un sistema, a veces muy complejo, de fuerzas o tensiones.

La experiencia, nos muestra que el suelo, tiende siempre a restablecer este equilibrio que estamos rompiendo. En algunos casos, lo hace de inmediato, (caso de la arena), en otros, es más lento y puede durar horas, días, meses e incluso años.

Si conociéramos ese tiempo, podríamos realizar la excavación sin riesgo, pero el restablecimiento de este equilibrio, depende de múltiples factores que sólo podemos obtener de un estudio exhaustivo.

Entre estos factores podemos tener: -Ángulo de rozamiento -Granulometría -Consistencia -Humedad - Permeabilidad -Estratigrafía, buzamiento y fallas - Factores climatológicos, (aguas, lluvias, hielos, sequía). -Vibraciones

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3.4.- EXCAVACIONES:

Es habitual que antes de comenzar el movimiento de tierras, se realice una actuación

a nivel de la superficie del terreno, limpiando de arbustos, plantas, árboles, broza,

maleza y basura que pudiera hallarse en el terreno; a esta operación se la llama

despeje y desbroce.

Cuando ya se encuentra el terreno limpio y libre, se efectúa el replanteo y se comienza

con la excavación.

3.4.1.- DEFINICIÓN:

La excavación es el movimiento de tierras realizado a cielo abierto y por medios

manuales, utilizando pico y palas, o en forma mecánica con excavadoras, y cuyo

objeto consiste en alcanzar el plano de arranque de la edificación, es decir las

Cimentaciones.

La excavación puede ser:

Desmonte

El desmonte es el movimiento de todas las tierras que se encuentran por encima de la

rasante del plano de arranque de la edificación.

Vaciado

El vaciado se realiza cuando el plano de arranque de la edificación se encuentra por

debajo del terreno.

Terraplenado

El terraplenado se realiza cuando el terreno se encuentra por debajo del plano de

arranque del edificio y es necesario llevarlo al mismo nivel.

3.4.2.- TIPOS DE EXCAVACIÓN:

Los tipos de excavación, se pueden dividir en tres grupos: a cielo abierto, subterráneas y subacuáticas. Dependiendo de la constitución del terreno y del material excavado, se tendrán que unos u otros medios de excavación.

EXCAVACION A CIELO ABIERTO.

La clasificación podría ser la siguiente:

- En roca: es necesario utilizar explosivos.

- En terreno duro: uso de explosivos.

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- En terreno de tránsito: término poco definido, en general se puede excavar por medios mecánicos, pero no a mano.

- En tierras: se puede excavar a mano.

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

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

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

Como norma general hay que considerar que el equipo de transporte debe ser cargado entre 3 y 6 cargadoras o ciclos del equipo de carga.

Los puntos a tener en cuenta para seleccionar el equipo de transporte son: Recorrido, distancia, pendientes y curvas, material a transportar, producción requerida y equipo de carga disponible.

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.

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 m2).

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.

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:

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- Arenas y fangos: Se pueden transportar por tubería 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 extraído no puede transportarse por tubería, por componerse normalmente de trozos grandes.

- Rocas: Mediante martillo romperrocas o voladuras subacuáticas.

EXCAVACIONES CON EXPLOSIVOS:

La excavación con explosivos involucra riesgos, es una operación peligrosa que debe

ser confiada a personal capacitado para esta especialidad. Por ello se establece un

plan de seguridad antes de comenzar con las detonaciones.

El trabajo se realiza con unos taladros llamados barrenos, en la roca de mayor o

menor longitud, en función del frente a abrir.

Luego se limpia el barreno, se carga el cartucho y se lo introduce en el barreno. A

continuación se limpia el barreno cuidadosamente, se carga el cartucho, se introduce

en el barreno, se retaca, se conectan los detonadores a la fuente de alimentación y se

detonan.

Después se debe comprobar que todos los barrenos hayan explotado y que no ha

habido alguno fallido.

Para efectuar desmontes se ejecuta por bancos, no superando nunca los 15 metros de

altura.

Para efectuar terraplenado, se rellena con material hasta la marca de la cota. Este

relleno se realiza por tongadas que se van apisonando hasta lograr la compactación

necesaria.

Se utilizan tierras naturales y limpias; pueden ser obtenidas de la propia excavación o

de préstamos que ya se definen en la etapa de proyecto, o se autorizan por el Director

de Obra.

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Imagen de las diversas etapas del movimiento de tierras.

3.5.- PROFUNDIDAD CRÍTICA:

Se llama profundidad crítica de excavación de un terreno, a la profundidad máxima que se puede excavar en pared vertical estable, sin ningún tipo de fortificación.

Como orientación podemos dar los siguientes datos:

Los factores que influyen en la estabilidad de los terrenos y que pueden afectar la profundidad crítica son: -Climatológicos. - Sobrecargas.

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3.6.- TALUDES:

El límite de la estabilidad de un terreno, viene dado por el ángulo del talud natural de

ese terreno. Este ángulo, es el de máxima pendiente, (ángulo con la horizontal), que el

plano de una pared excavada de cualquier altura puede mantener indefinidamente, sin

que el material tienda a deslizarse o desmoronarse.

A continuación, incluimos una tabla de inclinaciones y pendientes de los taludes que

dependen de la naturaleza y contenido en agua del terreno.

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3.7.- FACTOR DE ABUNDAMIENTO Y COEFICCIENTE DE ESPONJAMIENTO:

F A=γENγ ES

=V ES

V EN

Donde: FA= factor de abundamiento

γ EN=peso específico de material en el banco o en

estado natural

γ ES=peso específico de material en estado suelto

%E=V ES

V EN−1 %E= coeficiente de esponjamiento

V ES=volumen en estado suelto

V EN=volumen en estado natural m3

FR=γENγEC

=V ECV EN

Donde: FR= factor de reducción

γ EC=peso específico de material en estado

compactado

%E=1−V EC

V EN

%E= coeficiente de esponjamiento

V EC=volumen en estado suelto

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3.8.- DIAGRAMA DE MASAS

En carreteras el problema de movimiento de tierras incluye el transporte de material seleccionado (cantera) al lugar donde se necesita para su compactación así como las distancias que existen entre el lugar de corte y el lugar de asignado para eliminación del material excedente.

Esto es importante ya que las distancias influyen en el costo de la obra y su eficiencia

En el diagrama se dibuja en el plano cartesiano, las “X” representan las distancias en Km. y el eje de las “Y” el volumen a cortar o rellenar m3 en la subrasante del trazo de carretera

Dentro de los objetivos del diagrama de masa tenemos:

compensar volúmenes fijar los límites de acarreo libre fijar el sentido del movimiento del material calcular las distancias de sobre acarreo controlar préstamos y desperdicios

TIPO DE SUELO

ESTADO INICIAL DEL

SUELO

CONVERTIDO EN m3

SIN EXCAVAR

SUELTO COMPACTO

1 m3 de Arena

sin excavar 1.00 1.11 0.95suelto 0.90 1.00 0.86

compactado 1.05 1.17 1.00

1 m3 de tierra corriente



1 m3 de arcilla



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mn = distancia económica de transporte, 100 a 120 m

Distanciade transporte= Á rea Ordenadamá xima

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IV.- RESULTADOS:

La obra visita se encuentra en el Jr. Alfonso Ugarte cuadra # 22, esta obra la está

ejecutando el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, bajo el programa

“Crédito Mivivienda”, con el financiamiento del Banco de Crédito del Perú.

El proyecto se titula: “Llanos del Río Club Residencial”, que es una serie de viviendas

tipo bifamiliar, tipo 1. El plazo para la ejecución de la obra es aproximadamente 1 año,

contando para ello con un presupuesto de más de s/. 400, 000,000.00 de nuevos

soles.

Cada vivienda tiene un área de 90 m2, de los cuales 72 m2 son construidos.

En la siguiente página se muestra e indica la ubicación de la obra.

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En la viste tenemos, el cartel de la obra visita.

Vista donde se encuentran todos los integrantes del grupo.

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En la vista tenemos a un obrero realizando el alineamiento, ayudándose de una baliza

previamente colocada.

En la vista tenemos al maestro de obra realizando el alineamiento para los ejes de

columnas, asistido por un peón.

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En la vista tenemos a un obrero realizando el trazo respectivo, para dar paso al

movimiento de tierras.

En la vista tenemos a un obrero procediendo a excavar en las áreas previamente

delimitadas en el trazo.

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Proceso de excavación para las zapatas.

Zapatas completamente excavadas.

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V.- ANEXOS: “Otras obras visitadas”

En la vista tenemos se puede observar que el trabajo de movimiento de tierras ya se

ha estado ejecutando. Esta fotografía corresponde a otra obra visitada ubicada en el

las esquinas del Jr. Martínez de Compagñon y Jr. Libertad.

En la presente imagen podemos observar a una retroexcavadora realizando

excavaciones en lo que prontamente va ser el asfaltado de la vía de evitamiento.

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En la vista tenemos a un grupo de obreros realizando el de nivelación, y más al fondo

se puede observar a un cargador frontal extendiendo el material a ser compactado por

el rodillo.

En la vista tenemos a un rodillo procediendo a compactar el material previamente

extendido por el cargador frontal.

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VI.- CONCLUSIONES:

El material extraído debe usarse en lo máximo posible en el relleno siempre y cuando éste sea buen material y no material orgánico por ejemplo

Dentro de las etapas de construcción el trazo y replanteo es una de los más importantes porque es la base para la excavación (movimiento de tierras) y porque permanentemente durante el proceso constructivo siempre se estará verificando los niveles.

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VII.- BIBLIOGRAFÍA:

http://www.construmatica.com/construpedia/Movimiento_de_Tierras

http://www.ibermutuamur.es/IMG/pdf/coleccionable07.pdf

http://www.canalconstruccion.com/movimiento-de-tierras-proyecto.html

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http://www.canalconstruccion.com/movimiento-de-tierras-proyecto.html

http://www.ibermutuamur.es/IMG/pdf/coleccionable07.pdf

http://www.construmatica.com/construpedia/Movimiento_de_Tierras


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