1 Medición de Movimiento de Suelos

MEDICIÓN DE MOVIMIENTO DE SUELOS

Movimiento de Suelos

CONTENIDO1. Aspectos generales2. Cálculo analítico de áreas de corte y relleno3. Cálculo analítico de volúmenes de corte y relleno4. Compensación longitudinal por el Diagrama de áreas5. Compensación longitudinal por el Diagrama de Brückner


• Las unidades de obra que pertenecen a los Movimientos de Tierras pueden presentar una doble dificultad en cuanto a su medición:

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

• Es muy difícil de medir durante el proyecto (ej. cortes y terraplenes) si no se disponen de buenos datos topográficos


OBJETIVOS1. Conocer volúmenes de obra básica2. Determinar cantidad de transporte3. Calcular el costo de la obra4. Definir magnitud y maquinaria de trabajo5. Previsiones presupuestarias

Movimiento de suelos

El “arte” del buen proyectista es lograr un buen diseño con el menor MdS

• Hacer una adecuada elección del trazado• Realizar un buen diseño geométrico


• Comprende• Manipuleo de los suelos

• Realización de excavaciones y terraplenes• Recubrimiento con suelo seleccionado• Tratamiento de laderas• Preparación de la subrasante

• Transporte• Desde canteras hacia los depósitos


• Datos de campaña• Configuración topográfica

• Planialtimetría

• Valoración geotécnica • Inspección visual, sondeos, perforaciones• Determinar utilización - consistencia – trabajabilidad


Movimiento de suelos• Datos

• Conocer el proyecto• Conocer perfiles del terreno

cota roja


Proceso de trabajo1. Definición de rasante y perfil tipo2. Cálculo de áreas de corte y terraplén

a) Métodos gráficos – analíticos – mecánicos; precisión y rapidez - según condiciones del proyecto

b) Planímetroc) Sistemas computacionales

3. Cálculo de volúmenes de C y Ta) Clásicos: método expeditivos – método aproximadosb) Modernos: computacionales


Cálculo Analítico de áreas de corte y terrapléna) Métodos de la cota rojab) Planímetroc) Analítico

Movimiento de suelosCÁLCULO DE LAS ÁREAS

• Método de la cota roja

cota roja = cota proyecto - cota terreno

• Es un método expeditivo• Es aplicable a terrenos llanos

cota roja

Movimiento de suelos• CÁLCULO DE LAS ÁREAS

• Método del planímetro• De uso en terrenos muy accidentados• El planímetro es un integrador mecánico de áreas

• Método analítico• Calcula áreas a partir de las coordenadas de los vértices de los

polígonos que definen la geometría de los perfiles, a través de cálculo electrónico


Cálculo Analítico de volúmenes de corte y terraplén

a) Métodos de la cota roja mediab) Método de las secciones medias extremas –caso

secciones homogéneasc) Método de las secciones medias extremas –caso

secciones NO homogéneas

Movimiento de suelos• CÁLCULO DE LOS VOLÚMENES

• Método de la cota roja media• Aplicable a terrenos llanos• Usado en anteproyectos

A B

ym

ABperfiláreaVolumen ⋅= .

p

a

ym


• Método de las secciones medias extremas (caso de secciones extremas homogéneas)• Suposición irreal de una variación lineal• Bastante preciso para separación reducida


• Método de las secciones medias extremas (caso de secciones extremas NO homogéneas)


• Método de las secciones medias extremas (caso de secciones extremas NO homogéneas)

Movimiento de suelosDIAGRAMA DE ÁREAS

• Diagrama de áreas NO depurado• Diagrama sin superposición de áreas• Ordenadas: eje longitudinal (progresivas)• Abscisas: áreas de corte (+) y terraplén (-)• Permite visualizar el tipo de movimiento a realizar

• Diagrama de áreas depurado excedente• Cuando el suelo de los cortes puede utilizarse en los terraplenes ⇒ se hace una primera compensación transversal.

• Se debe considerar el índice de compactación de los terraplenes• Gráficamente esta compensación se logra abatiendo la zona de corte

sobre la de terraplén.

Movimiento de suelosDiagrama de áreas

• Índice de compactación• Antes de depurar se deben mayorar las áreas de terraplén para tener

en cuenta el índice de compactación del suelo o la roca.• El índice de compactación es la relación entre la densidad Próctor del

suelo que formará el terraplén y la densidad natural del suelo a excavar:

Ic = δT / δDIc > 1: sueloIc < 1: roca

Movimiento de suelos• DIAGRAMA DE ÁREAS

• Índice de compactación

Suelo

Roca

banco camión terraplén Ic

> 1

<1


• Diagrama de áreas NO depurado Y excedente depurado


Progresiva Area corte m2 Area terraplen m2Area terraplen * Ic

m2

0.00 0.00 0.00 0.00

50.00 5.00 2.70 4.05

100.00 3.60 1.95 2.93

130.00 8.00 7.50 11.25

210.00 0.00 0.60 0.90

315.00 3.20 2.64 3.96

420.00 6.80 6.72 10.08

500.00 5.60 2.10 3.15

620.00 3.80 1.35 2.03

700.00 7.80 4.90 7.35

810.00 3.00 3.75 5.63

920.00 4.60 4.00 6.00

1010.00 1.00 0.60 0.90



• Compensación longitudinal1. Transporte de material de excedente de desmonte

2. Aporte lateral

C1 = V desmonte* D transporte* Cu transporte

C2 = V desmonte* Cu desmonte

si C1 = C2 => D transporte= Cu desmonte/ Cu transporte

Movimiento de suelos• DIAGRAMA DE ÁREAS

• Compensación longitudinal

aportetransporte

distanciaD transporte

costo

Movimiento de suelosMOMENTO DE TRANSPORTE

• Es la integral de un diagrama de volúmenes acumulados• ¿Cómo conviene hacer el transporte? • ¿Cómo se lleva, desde corte → terraplén?

Movimiento de suelosDiagrama de masas o de Brückner:• Es la integral del diagrama de áreas acumulado• Por lo tanto es el volumen acumulado• También llamado diagrama de masas

T

área D

progresivas

volumenacumulado

progresivas

Movimiento de suelos• Máximos y mínimos en el diagrama corresponden a

puntos nulos en el diagrama de áreas

T

área D

progresivas

volumenacumulado

progresivas


• Diagrama de Brückner• ¿cuál es el volumen a mover en una cámara cerrada?

áreas

Brückner

La horizontal delimita áreas iguales de corte y terraplén, lo que implica igual volumen en el Brückner, el que está dado por la ordenada máxima para esa horizontal


• Diagrama de Brückner• ¿cuál es la distancia de transporte media Xm en la cámara cerrada?

áreas

Brückner

∆M = ∆V * x

δM = δV * x

M = ∫(x dV) = xm * V

xm = ∫(x dV) / V

xm = área cámara /V

x

∆V


Diagrama de Brückner

Diagrama de áreas Brückner

Unaordenada

Área de corte óterraplén que hay queejecutar en esaprogresiva

El volumen de terraplén o corteacumulado hasta esa progresiva

Cámaracerrada

Volumen de terrapléno corte a ejecutar entreesas progresivas

� Una compensación longitudinalentre corte y terraplén� El área representa el momentode Transporte� La ordenada máxima elvolumen a mover�La pendiente positiva es corte

Movimiento de suelos´CÁLCULO PARA DIAGRAMA DE BRÜCKNER

1. Método de las áreas medias: Es la media de dos áreas de corte o relleno entre dos progresivas consecutivas que será multiplicada por la distancia para obtener así volumen.

2. Método de las distancias medias: Es la media de longitud entre dos progresivas alternas multiplicadas por sus correspondientes áreas para obtener así volumen.

Movimiento de suelos´CÁLCULO PARA DIAGRAMA DE BRÜCKNER

El procedimiento para cada método es:a) Calcular las áreas (o distancias) medias para cortes y relleno por progresiva,

según el método.b) Calcular los volúmenes de corte y rellenoc) Dibujar el diagrama de áreas acumuladas (depurado).d) Dibujar el diagrama de volúmenes acumulados (depurado).e) Compensar longitudinalmente obteniendo cámaras cerradas y abiertas de

ser el casof) Determinar el momento de transporte de las cámaras abiertas y cerradas.g) Determinar las ordenadas máximas de cada cámara.h) Determinar la distancia media de cada cámara, las cámaras abiertas deben

incluir las distancias de eliminación o préstamo según sea el caso.i) Determinar la distancia excedente para cada cámara con la diferencia de la

distancia libre de pago.j) El transporte es el producto de la distancia excedente y la ordenada

máxima.

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