construc - 05 factor de asentamiento y esponjamiento

8/18/2019 Construc - 05 Factor de Asentamiento y Esponjamiento

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César Arana ZegarraDocente W.A – UPN

Enero 2016

CONSTRUCCIONES


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FACTOR DE ESPONJAMIENTO Y ASENTAMIENTO

César Arana Zegarra. W.A – UPN

Conocer el tipo de terreno es un factor fundamental para seleccionar lamaquinaria que se va a emplear.

Asimismo, la orografía (descripción y representación del relieve terrestre) del

terreno condiciona en gran medida el modelo y tamaño de la máquina que ha de

usarse en función de las pendientes y los desniveles máximos que cada equipo es

capaz de superar.

Composición y características de los suelos

Los suelos están siempre compuestos, en mayor o menor cantidad, por:

• Materias sólidas: provienen en su mayor parte de la disgregación de rocas.

• Agua: está contenida en forma de humedad entre la materia sólida.

• Aire: queda atrapado y mezclado entre los componentes anteriores.

Las cantidades de agua y de aire contenidas en los terrenos influyen en sus

distintas propiedades y en su comportamiento (humedad, esponjamiento, etc.).


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Esquema de la composición de los suelos


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El peso específico propio de las materias sólidas y la proporción en la que se

encuentran estos tres elementos determinan la densidad del terreno.

Este dato es necesario para la definición de la capacidad de transporte de los

volquetes disponibles y, por lo tanto, para el cálculo del rendimiento máximo que se

puede lograr con las máquinas utilizadas para la carga.

Se entiende como densidad la magnitud que expresa la relación entre la masa y el

volumen de un cuerpo y peso específico a la relación entre el peso y su volumen


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Densidad de los tipos de suelos más habituales


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Esponjamiento de las tierras

Las tierras en su estado natural, antes de ser removidas por trabajos de desmonte

o excavación, presentan un grado mas o menos de compactación debido a la

antigüedad del tajo, lluvias recibidas, compactaciones recibidas por paso de

personas o vehículos, naturaleza del terreno, etc.

Lo cual hace que esas tierras tengan un porcentaje de poros reducido debidoal acoplamiento de partículas entre si.

Por ello, cuando las tierras son extraídas de su lugar de origen, por cualquier medio

y vertidas en otro lugar, el nuevo volumen siempre es superior.

A este fenómeno se le conoce como esponjamiento, y se define como el aumentode volumen que experimentan las tierras al ser extraídas de su lugar de origen.


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Esponjamiento de las tierras

Cuando en un terreno se excava un volumen de tierra Vo, por las razones

expuestas anteriormente poseen un volumen V1 mayor que Vo.

El incremento de volumen es: ∆V = V1- Vo

Incremento de volumen producido por el esponjamiento de tierras

• Coeficiente de esponjamiento Ce:

Este coeficiente se obtiene dividiendo el incremento del volumen ∆V

por el volumen inicial Vo


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• Coeficiente de asentamiento Ca:

Este coeficiente depende de muchas circunstancias, el cual debe ser evaluado, no

solo para cada tipo de suelo, sino que también para cada circunstancia determinada,

como por ejemplo el tratamiento a recibir por las tierras, el tiempo, etc.

Si se sustituye V1 por su valor se obtiene:

El conocimiento experimental de estos coeficientes es sumamente importante y

necesario para determinar los volúmenes de tierras a extraer o transportar, bienpara terraplenar, o bien para llevar a vertedero


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18. Factor de Esponjamiento y Asentamiento:


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Representación de un terreno en las fases de desmonte, esponjado y terraplén


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Factores de transformación entre desmonte, terreno esponjado y terreno compactado


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Ejemplo:

Si en una obra disponemos de camiones con una capacidad de 10 m3 y un límite de carga

de 20 Tm, ¿cuántos camiones necesitamos para rellenar un terraplén de 1.000 m3 de

arcilla duras y qué volumen en banco es necesario?

Solución:Paso 1

Comprobamos si los camiones de los que disponemos pueden ir a plena carga.

Densidad de la arcilla dura = 1.800 kg/m3

A plena carga el camión acarrea en cada viaje 10 m3 x 1.800 kg/m3 = 18.000 kg = 18 Tm,

que, al ser inferior a su límite (20 Tm), no presenta ningún problema.

Para rellenar 1.000 m3 de arcilla compactada precisamos 1.000 m3 x 1,59 = 1.590 m3 de

arcilla esponjada.


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Paso 2:

Volumen de desmonte:

Con los datos de la tabla, lo podemos calcular directamente a partir del volumen

compactado o también del volumen esponjado. Para comprobarlo, podemos hacerlo de

las dos maneras.

A partir del volumen compactado:

Volumen de desmonte = 1.000 m3 1,11 = 1.111 m3

A partir del volumen esponjado:

Volumen de desmonte = 1.590 m3 0,70 = 1.113 m3

Como vemos, de ambas maneras la solución es prácticamente la misma.

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