Estudio de Canteras

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CAMINOS II

ESTUDIO DE CANTERAS

Uno de los costos ms importantes en la construccin y mantenimiento de vas

terrestres, corresponde a los materiales: roca, grava, arena y otros suelos, por lo

que su localizacin y seleccin se convierte en una de los problemas bsicos del

Ingeniero Civil, en conexin estrecha con el gelogo.

Existen dos formas para detectar canteras, ya sea a travs de mtodos

exploratorios comunes, desde la simple observacin sobre el terreno, hasta el

empleo de pozos a cielo abierto, pasteadoras, barrenos y mquinas perforadoras;

o a travs de estudios geofsicos, que en pocas recientes han alcanzado una

gran potencialidad por ahorrar tiempo, esfuerzo humano y mucha exploracin.

Es necesario establecer diferencias entre Bancos de Roca y los de Suelo, ya que

los de Roca pueden presentarse con diversos grados de alteracin o el material

que se encuentre puede ser mixto, en el sentido de contener tanto formaciones

rocosas como autnticos suelos. Adems, existen dos puntos principales a tomar

en cuenta, el primero se refiere a los cambios fsicos que la roca puede sufrir por

fragmentacin durante la extraccin, manejo o durante la colocacin; el segundo

es respecto a la alteracin fsico-qumica que puede presentarse durante la vida

til de la obra. En los casos de Bancos de Suelos, estos mismos factores deben

considerarse, aunque revisten menor importancia, pues los suelos seguramente

han sufrido ya sus transformaciones fsico-qumicas importantes durante su

proceso de descomposicin que les dio existencia a partir de la roca madre.

3.3.1. Localizacin de canteras de la zona. Localizar una cantera es ms que descubrir un lugar en donde exista un

volumen alcanzable y explotable de suelos o rocas que puedan emplearse en la

construccin de una carretera, satisfaciendo las especificaciones de calidad. Ha



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de garantizarse que los bancos elegidos son los mejores entre todos los

disponibles en varios aspectos que se interrelacionan. En primer lugar, en lo que

se refiere a la calidad de los materiales explotables, juzgada en relacin estrecha

con el uso a que se dedicarn. En segundo lugar, tienen que ser los ms

fcilmente accesibles y los que se puedan explotar por los procedimientos ms

eficientes y menos costosos. En tercer lugar, tienen que ser los que produzcan las

mnimas distancias de acarreo de los materiales a la obra ya que, por lo general,

este aspecto tiene una importante repercusin en los costos. En cuarto lugar,

tienen que ser los que conduzcan a procedimientos constructivos ms sencillos y

econmicos durante su tendido y colocacin final en la obra. En quinto lugar, pero

no el menos importante, los bancos deben estar ubicados de tal manera que su

exploracin no conlleve a problemas legales de difcil o lenta solucin y que no

perjudiquen a los habitantes de la regin, produciendo injusticias sociales.

Con los criterios antes mencionados, se han ubicado dos canteras cercanas

a la zona del Proyecto denominadas la victoria y tres tomas ; las que por su

calidad slo servirn de material de sub-base, por ello hubo la necesidad de elegir

la Cantera La Victoria ubicada a una distancia considerable pero con material

ptimo para base y carpeta asfltica.

CANTERAS:

Tres tomas (Ferreafe): se extrajo el agregado grueso

La victoria (Ptapo): se extrajo el agregado fino.



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CANTERA LA VICTORIA

La Cantera La Victoria se encuentra ubicado en el sector Pampa

La Victoria o Pampa de Burros, nombres originales que se encuentran

dentro del patrimonio de la comunidad de campesinos de la provincia de

Ferreafe a una distancia de 30 Km. de Chiclayo y a 3 Km. del distrito de

Ptapo.

Esta cantera cuenta con una vasta extensin de aproximadamente

2300 hectreas. De esta cantera extrajimos el agregado fino.

Cantera Tres Tomas

Cantera La Victoria



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CANTERA TRES TOMAS

La cantera Tres Tomas que se encuentra ubicada en el distrito de

Mesones Muro, provincia de Ferreafe a 23 km de la ciudad de Chiclayo.

De esta cantera se extrajo el agregado grueso.

La cantera es de origen aluvial, fluvial proveniente del ro Loco;

como todo ro transporta en su seno: agua a gran velocidad,

generalmente cuando llueve, bloques de roca de unos 70 a 80 cm de

dimetro, cantos rodados de 20 cm de dimetro, chungos o roca clasto,

material de 1, , , de pulgada as como piedras cascote o guijarro.

Estas piedras cascote se usan como base en la construccin de

carreteras, ubicndose a un metro de profundidad para mejorar la

capacidad portante del suelo.

La exploracin de una zona en la que se pretenda establecer un Banco

de Materiales debe tener las siguientes metas:

- Determinacin de la naturaleza del depsito, incluyendo toda la

informacin que sea dable obtener sobre su geologa, historia de



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exploraciones previas, relaciones con escurrimiento de agua

superficial, etc.

- Profundidad, espesor, extensin y composicin de los estratos de

suelos o rocas que se pretenda explotar.

- Situacin de agua subterrnea, incluyendo posiciones y variaciones del

nivel fretico.

- Obtencin de toda la informacin posible sobre las propiedades de los

suelos y las rocas, los usos que de ellos se haya hecho, etc.

La investigacin completa est formada por tres etapas:

1.- Reconocimiento Preliminar: Que debe incluir la opinin de un

gelogo. En esta etapa debe considerarse oficial el contar con el

estudio geolgico de la zona, por sencillo que sea.

2.- La Exploracin Preliminar: En la que por medio de procedimientos

simples y expeditos, puede obtenerse informacin sobre el espesor y

la composicin del subsuelo, la profundidad del agua fretica y dems

datos que permitan, en principio, definir si la zona es prometedora para

la implantacin de un banco de las caractersticas del que se busca y

si, por consiguiente, convienen continuar la investigacin sobre ella.

3.- La Exploracin Definitiva: En la que por medio de sondeos y pruebas

de laboratorio han de definirse detalladamente las caractersticas

ingenieriles de los suelos y las rocas encontradas.

En aplicacin para este proyecto, se ha empleado muestreo a travs

de pozos a cielo abierto, definiendo algunas caractersticas de acuerdo



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a la disponibilidad de recursos econmicos, tal como se mencionan a

continuacin:

TABLA N 3.7

CARACTERSTICAS DE LAS CANTERAS SELECCIONADAS

CANTERA TRES

TOMAS

CANTERA LA

VICTORIA

CARACTERSTICAS

MATERIAL: Color

amarillo.

POTENCIA: 100 000

m3

UBICACIN:

Mesones muro prov.

Ferreafe a 23 km de

Chiclayo

.

EXPLOTACIN:

Cargador frontal-

excavadora

(Tractor-Cargador).

OBSERVACIONES:

En Explotacin.

CARACTERSTICAS

MATERIAL: Color

amarillo.

POTENCIA: 400 000

m3

UBICACIN:

Ptapo - Chongoyape.

EXPLOTACIN:

Sistema Convencional

(Tractor-Cargador).

OBSERVACIONES:

En Explotacin.



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Mtodos de Evaluacin de Muestras:

Se efectuar en laboratorio. En cuanto a los Ensayos de Identificacin y

Determinacin de las Propiedades Fsicas; ya han sido explicadas

anteriormente, tan slo sern resumidas al final del captulo (Cuadro de

resumen de ensayos de laboratorio Cantera). En lo referente a los

ensayos de Determinacin de las Propiedades Mecnicas se adiciona el

ensayo de Determinacin del Desgaste por Abrasin del agregado grueso

menor de 1 pulgada, utilizando la Maquina los ngeles.

Descripcin de los Ensayos de Laboratorio:

En cuanto a los Ensayos de Identificacin y Determinacin de las

Propiedades Fsicas y Mecnicas sern todas las enunciadas excepto los

ensayos de Permeabilidad y de Materia Orgnica por Calcinacin. Slo

ser necesario adicionar el Ensayo de Determinacin del Desgaste por

Abrasin del agregado grueso menor de 1 pulgada, utilizando la

Mquina los ngeles.

A.- Determinacin del desgaste, por abrasin, del agregado grueso menor

de 1 pulgada, utilizando la mquina los ngeles

Designacin AASHTO T96-65.

Definicin:

Esta prueba tiene por objeto conocer la calidad del material desde el punto

de vista de su desgaste, ya sea por el grado de alteracin del agregado o por

la presencia de planos dbiles y aristas de fcil desgaste. Cuando se trata de

analizar el desgaste de piedras en trozos, se emplea la Mquina Deval;

asimismo, cuando se quiere conocer el desgaste de agregado grueso mayor

que 3/4 de pulgada, pero menor de 3 pulgadas, se emplea la Mquina los

ngeles, segn el Mtodo ASTM, designacin C-535. Sin embargo, en



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nuestro caso, se ha empleado el Mtodo Estndar AASHTO, designacin T-

96-65, que determina el desgaste de agregado grueso menor de 1

pulgada, utilizando la Mquina los ngeles.

Equipo:

- Mquina los ngeles: consiste en un tambor cilndrico hueco de acero,

cerrado en sus extremos con un dimetro interior de 28 pulgadas (711 5mm) y

una longitud interior de 20 0.2 pulgadas (508 5mm). Este tambor se montar

sobre ejes fijados en sus extremos, pero sin penetrarlo, de tal manera que pueda

girar alrededor de estos ejes en posicin horizontal, con una tolerancia de 1:100

en su pendiente. Para facilitar la introduccin de la muestra, el tambor lleva una

puerta que es hermtica para evitar la salida del polvo.

- Tamices: Se usarn las mallas de 1 1/2, 1, 3/4, 1/2, 3/8, que debern

cumplir con las especificaciones AASHTO M-92.

- Balanza: Se utiliz una balanza con sensibilidad a un gramo.

- Carga Abrasiva: Consiste en esferas de acero de dimetro 1 27/32 pulgadas

(46,8 mm) con peso de 420 gramos cada una. La carga abrasiva que se coloca

dentro del tambor depende de la granulometra de la muestra a ensayarse que se

indica en La Tabla N 3.8.

TABLA N 3.8

CARGA ABRASIVA A APLICARSE SEGN GRANULOMETRA DE

LA MUESTRA

GRANULOMETRA NMERO DE

ESFERAS

PESO DE LA CARGA

ABRASIVA EN GRAMOS

A 12 5 000 25

B 11 4 584 25

C 8 3 330 20

D 6 2 500 15



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Asimismo, en la TABLA N 3.9 se muestra la granulometra de las muestras

que se ensayan:

TABLA N 3.9

GRANULOMETRA DE LAS MUESTRAS A ENSAYAR

TAMICES

(Abertura Cuadrada)

GRANULOMETRA DE LAS

MUESTRAS

(PESO EN GRAMOS)

PASA RETENIDO EN A B C D

PULG Mm PULG Mm

1 250

25

1 250

25

1 250

10

1 250

10

2 500

10

2 500

10

2 500

10

2 500

10

5 000

10

1 1/2

1

3/4

1/2

3/8

1/4

N 04

37,50

25,00

19,00

12,50

9,50

6,30

4,75

1

3/4

1/2

3/8

1/4

N 04

N 08

25,00

19,00

12,50

9,50

6,30

4,75

2,36

TOTAL 5 000

10

5 000

10

5 000

10

5 000

10



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Procedimiento:

1.- Se lav la muestra para retirar los finos adheridos a los agregados,

luego se seco en la estufa, a peso constante a una temperatura de

110C 5C.

2.- Se prepar la muestra segn la Granulometra A y se coloc en el

tambor junto con las esferas; se procedi a girar el tambor a velocidad

de 30 a 35 revoluciones por minuto. Hasta alcanzar 500 revoluciones,

se procura lograr una velocidad uniforme de rotacin.

3.- Despus del nmero de revoluciones indicado, se sac el material y

se tamiz por la Malla N 12 (1,70 mm); el material retenido en sta

debi ser lavado y secado al horno a peso constante a 110C 5C,

pero no se efectu de esa manera, dado que la falta de lavado

despus del ensayo, raras veces har variar en ms de 0,2 % el

porcentaje de desgaste.

4.- En consecuencia, el peso de la muestra originalmente ingresada al

tambor (P1), y el peso del material retenido en la Malla N 12 despus

del ensayo (P2), la prdida por desgaste ser:

% DE DESGASTE =

100xP

PP

1

21

3.3.2. Resultados de los Ensayos de Laboratorio realizados

A continuacin se presenta un Cuadro Resumen de los resultados obtenidos en

los Laboratorios de Suelos, Pavimentos y Ensayo de Materiales necesarios para el

Diseo de Proyecto.



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TABLA N 3.10 CUADRO RESUMEN DE RESULTADOS OBTENIDOS EN

LABORATORIO

ENSAYOS Canteras

TRES

TOMAS

(Sub-Base)

LA VICTORIA

(Base) ENTIFICACIN Y PROPIEDADES FSICAS

- CONTENIDO DE HUMEDAD NATURAL (%)

- LMITES DE CONSISTENCIA

. Lmite Lquido (%

. Lmite Plstico (%)

. ndice de Plasticidad (%)

- CLASIFICACIN SUCS

- CLASIFICACIN AASHTO

- PESO VOLUMTRICO SUELTO (Kg/m3)

(Kg/m3)

- PESO ESPECFICO RELATIVO DE

SLIDOS

- PORCENTAJE DE SAL (%)

2,04

23,68

18,26

5,42

GM

A 1b (0)

2 099,58

2,55

0,09

3.60

23.33

21.18

2.15

SM

A 1 a (0)

2 025,42

2,75

0,08

PROPIEDADES MECNICAS Tres tomas LA VICTORIA

- RELACIN DENSIDAD HUMEDAD

. Mxima Densidad Seca (gr./cm3)

- VALOR PORTANTE DE CALIFORNIA CBR

. ( 0,2 Penetracin)

- DESGASTE POR ABRASIN (%)

2,147

27,00

22,14

2,20

78.05

10,11

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