Ponencia 3: La excavación, Carga y Transporte: Técnicas actuales

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Joaquín Mariano Sandoval Valdéz
hace 8 años
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1 Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras. La Maquinaria y su Legislación. Ponencia 3: La excavación, Carga y Transporte: Técnicas actuales

2 Curso: Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras Ponencia nº 3: Excavación, Carga y Transporte: Técnicas actuales 1. Composición porcentual del coste de estas actividades 2. Factores a conside rar en la elección de los equipos a. Producción necesaria b. Excavabilidad: su prospección c. Compensación de las tierras d. Camino de rodadura e. Puntos infranqueables f. Concordancia de equipos g. Coste de los distintos equipos 3. Equipos para la ejecución del arranque y carga a. Tierra b. Tránsito c. oca 4. Equipos para el transporte de los mate riales excavados 5. endimientos de las máquinas de carga 6. Cálculo de los vehículos necesarios

Excavabilidad: su prospección c. Compensación de las tierras d. Camino de rodadura e. Puntos infranqueables f. Concordancia de equipos g.

3 Movimiento de Tierras EXPLANADA MVTO. DE TIEAS Es el conjunto de trabajos necesarios para la ejecución de una explanada con unas características mecánicas y geométricas determinadas por su posterior aplicación.

4 Composición porcentual del coste de grandes Movimientos de Tierras Suelo oca Arranque - 40% Carga 20% 15% Transporte 56% 30% Formación de terraplén 24% 15%

5 Principales factores a considerar en la elección de los Equipos de Arranque, Carga y Transporte 1. Producción necesaria 2. Excavabilidad del material a manipular 3. Caminos de rodadura: Factores legales, Orografía, Capacidad portante, etc. 4. Puntos infranqueables 5. Concordancia, en cuanto a rendimientos, de los equipos 6. Coste comparativo de los equipos posibles

Caminos de rodadura: Factores legales, Orografía, Capacidad portante, etc. 4.

6 Excavabilidad del Terreno Es la capacidad para ser arrancado por diferentes medios. A efectos de excavabilidad, el PG3 define tres 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 incluídos en los apartados anteriores.

únicamente pueden ser excavados utilizando explosivos.! Excavación en terreno de tránsito.

7 La prospección de la excavabilidad El conocimiento de esta característica de los terrenos a excavar es de singular importancia para: "El cálculo de los precios para la estimación de costes. "La elección de los equipos Herramientas posibles: "Prospección visual previa "Catas "Sondeos "Prospección sísmica

los precios para la estimación de costes.

8 Prospección mediante catas Descubre las distintas capas existentes, permitiendo inspeccionarlas directamente y medir su potencia. Define, sin duda, el nivel freático y es el mejor sistema para la toma de las muestras necesarias para ensayar en laboratorio. Limitaciones 1. La dureza del terreno a inspeccionar, ya que sólo es posible la investigación en tierras o materiales sueltos o poco consolidados 2. La pequeña profundidad que se alcanza (no más de 3 m, generalmente)

Define, sin duda, el nivel freático y es el mejor sistema para la toma de las muestras necesarias para ensayar en

9 Sondeos mecánicos con extracción de testigos Es un procedimiento caro y lento. Imprescindible en la investigación de canteras.

10 Prospección sísmica Basa su técnica en la determinación de la velocidad de propagación de ondas sónicas en los distintos medios que constituyen el terreno a estudiar. Nos informa sobre: #El espesor de los estratos #La velocidad media de propagación del sonido en dichos estratos Ventaja: apidez y economía Limitaciones: #No permite la toma de muestras. #Sólo detecta capas más duras o resistentes que las situadas por encima de ellas

Nos informa sobre: #El espesor de los estratos #La velocidad media de propagación del sonido en dichos

11 Clasificación de las excavaciones según la velocidad sísmica En cuanto al arranque: $oca: Velocidad de propagación sísmica, VS >= m/s $Tránsito: Velocidad sísmica entre 1000 m/s < VS < m/s $Tierra: Velocidad sísmica VS < m/s

12 CLASE DE OCA DESCIPCIÓN VELOCIDAD SÍSMICA (m/s) Valoración DUEZA Valoración ALTEACIÓN Valoración ESPACIADO DE JUNTAS (mm) Valoración CONTINUIDAD DE JUNTAS Valoración ELLENO DE LAS JUNTAS Valoración OIENTACIÓN DE DIECCIÓN Y BUZAMIENTO Valoración VALOACIÓN TOTAL VALOACIÓN DE LA IPABILIDAD SELECCIÓN DE MAQUINAIA POTENCIA (CV) KW CLASIFICACIÓN DE IPABILIDAD SEGÚN WEAVE I II III IV V oca muy buena oca buena oca media oca mala oca muy mala > oca extr. dura oca muy dura oca dura oca blanda oca muy blanda Sana Ligeramente sana Alterada Muy alterada Completamente alterada > < Discontinuas Poco continuas Continuas sin relleno Continua con algún relleno Continua con relleno Cerradas Algo separadas Separación <1mm elleno <5mm elleno >5mm Muy desfavorable Desfavorable Poco favorable Favorable Muy favorable * <25 Voladura Ext. difícil de ripar. Voladura Muy difícil de ripar Difícil de ripar Fácilmente ripable -- DD9G/D9G D9/D8 D8/D7 D / / / / / / * La puntuación por encima de 75 se considera como no ripable sin prevoladura

oca buena oca media oca mala oca muy mala >2150 2150 1850 1850 1500 1500 1200 1200-450 26 24 20 12 5 oca extr.

13 DESGAADOES Desgarradores!BULLDÓZE CON 535 H.P. Velocidad Sísmica Metros por segundo x 1000 Pies por segundo x 1000 TIEA VEGETAL ACILLA MOENA GLACIAL OCAS VOLCANICAS GANITO BASALTO OCAS DE DISLOCACIÓN OCAS SEDIMENTAIAS BITUMINOSA AENISCA LIMO CONSOLIDADO PIEDA ACILLOSA CONGLOMEADO BECCIA CALICHE PIEDA CALIZA OCAS METAMÓFICAS ESQUISTOS PIZAA MINEALES Y MENAS CABÓN MINEAL DE HIEO l l l l DESGAABLE MAGINAL NO DESGAABLE

VOLCANICAS GANITO BASALTO OCAS DE DISLOCACIÓN OCAS SEDIMENTAIAS BITUMINOSA AENISCA LIMO CONSOLIDADO PIEDA ACILLOSA

14 Equipos para arranque y carga de los materiales 1. Material de fácil excavabilidad - Tierra Con Bulldózer y Cargadora 1.2 Con Bulldózer y Mototrailla 1.3 Con etroexcavadora 2. Material de difícil excavabilidad - Tránsito Con Bulldózer y Cargadora 2.2 Con Bulldózer y etroexcavadora 3. Material de difícil excavabilidad - oca Mediante Voladura y carga con etroexcavadora 3.2 Mediante Voladura y carga con Pala de uedas 3.3 Con etroexcavadora y Martillo de alta producción

Material de difícil excavabilidad - Tránsito - 2.1 Con Bulldózer y Cargadora 2.2 Con Bulldózer y etroexcavadora 3.

21 Equipos para Transporte de los Materiales Excavados 1. Camión Volquete 2. Tracto-camión Bañera 3. Dúmper Articulado 4. Dúmper ígido

22 ELECCIÓN DEL TIPO DE VEHÍCULO DE TANSPOTE EN LOS MOVIMIENTOS DE TIEAS Tipo de Material Camino de acarreo Clima Dist. de acarreo oca Suelo Por Ctra. Fuera Ctra. Pendiente y capacidad portante Normal Dificultosa Seco Lluvioso Corta Larga Camión Volquete nº 6*6 N Tracto-camión Bañera N N N N N Dúmper articulado N N N N N Dúmper rígido N N N N = ecomendable N= No recomendable N= Nunca

23 endimiento de las Máquinas de Carga

24 TIEMPOS DE CICLO DE CAGA (Segundos) TIEA OCA BLANDA DUA VOLADA ETOEXCAVADOAS 25 a a a 45 MATEIAL ACOPIADO PALAS CAGADOAS 35 a a 50

25 Peso de los Materiales Peso de los materiales Suelto kg/m3 En banco kg/m3 Factores de Carga Basalto ,67 Arcilla - en su lecho natural ,82 oca descompuesta ,70-75% roca, 25% tierra Granito fragmentado ,61 Grava Mojada de 6 a 50 mm ,89 Yeso Fragmentado ,57 Piedra caliza - Fragmentada ,59 Arena y Grava ,90 Pizarra bituminosa ,75 Tierra vegetal ,70

26 Factores de llenado de etroexcavadoras para distintos materiales Porcentaje sobre la capacidad del cucharón Marga mojada o Arcilla Arenosa Arena y Grava Arcilla dura y tenaz oca volada bien fragmentada oca volada mal fragmentada 50-80

27 endimiento de las etroexcavadoras y Palas Cargadoras (Expresado en m3 banco/hora de trabajo) ENDTº = C*FL*FC*60*55 m3b/ht CiC C.- FL.- FC.- CiC.- Capacidad S.A.E. del cazo en m3 Factor de llenado Factor de carga Ciclo de carga en segundos La eficiencia de la hora de trabajo se considera igual a 55/60

28 Cálculo de los vehículos necesarios

29 Capacidad de Carga de los Vehículos Capacidad a ras (m3) Vehículos Viales Camión Volquete 13,5 Camión Bañera 24,0 Capacidad S.A.E. (m3) Vehículos Extraviales Dúmper 35 t (Colmo 2:1) 23,0 Dúmper 50 t (Colmo 2:1) 34,0 Dúmper 90 t (Colmo 2:1) 60,0

31 Capacidad de los Vehículos Expresada en m3 sobre perfil TIEA TÁNSITO OCA Camión Volquete Camión-Bañera 14 Dúmper 35 t Dúmper 50 t Dúmper 90 t

32 Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras Tiempos: De espera.- Depende de la distancia de acarreo y de la organización del tajo. Estimar de 0.5 a 2.0 min. De maniobras de Carga.- Según se entre de frente o marcha atrás, estimar respectivamente 0.25 y 0.50 minutos. De carga.- Es igual al nº de ciclos de carga por el tiempo de este ciclo, es decir: capacidad caja del vehículo*ciclo carga(seg.) / capacidad del cazo*60 min. De descarga.- Camiones 1.5 min. Dúmperes 1.0 min. "Bañeras" 2.5 min.

34 Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras (Cont.) Velocidades de Acarreo en Km/h: Distancia en Km. Camión Bañera Dúmper D< <D< D>1.5 15/30 20/40 25/30

35 Nº de Vehículos necesarios para una Máquina de Carga 1 CÁLCULO DEL ENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CAGA M3b/Ht 2 ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD SOBE PEFIL DE LA CAJA DEL VEHÍCULO C M3b 3 CÁLCULO DEL TIEMPO DE CICLO DEL VEHÍCULO 3,1 Distancia entre puntos de carga y descarga D KM 3,2 Tiempo de maniobras y espera en la carga TMC MIN. 3,3 Tie mpo de carga TC MIN. 3,4 tiempo de descarga TD MIN. 3,5 Tie mpo de recorrido(ida+vuelta;velocidad media=v;t=60*2*d/v) T MIN. 3,6 Ciclo del vehículo (CIC=TMC+TC+TD+T) CIC MIN. 4 Nº DE VIAJES DE CADA VEHÍCULO PO HOA 60/CIC VIAJ/H 5 ENDTº. PO VEHÍCULO60*C/CIC 60*C/CIC M3b/Ht 6 Nº DE VEHÍCULOS *CIC/60*C VEHÍC.

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