Movimiento de Tierras en Carreteras - Memoria Explicativa de Proyecto

UNIVERSIDAD DE CARABOBO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA VIAL
VÍAS DE COMUNICACIÓN II

MOVIMIENTO DE TIERRAS
EN
CARRETERAS
PROYECTO –ENTREGA FINAL
Samuel Arteaga Jorge Fernandes Zoilo Hernández Noel Sorzano

Naguanagua, Marzo de 2013

MOVIMIENTO DE TIERRAS

MOVIMIENTO DE TIERRAS EN CARRETERAS

Una vez realizado el anteproyecto de unavialidad determinada (es decir, ruta más
conveniente, planos de planta, perfiles longitudinales con ubicación de las rasantes, y
secciones transversales) se procede al cálculo de los volúmenes de tierra a mover
necesarios para la ejecución efectiva del proyecto. Puede llevarse a cabo mediante
excavaciones directas sobre el terreno (en banco) o rellenos de terraplenes para elevación
de lavía. Al procedimiento de cálculo y en sitio empleado para desarrollar dicha tarea se
denomina movimiento de tierras y es uno de los pasos más importantes previos a la
construcción como tal de una carretera.

MOVIMIENTO DE TIERRAS A NIVEL DE PROYECTO

El encadenamiento de las secciones transversales consecutivas configura sólidos
(prismoides) cuyas superficies paralelas extremas estánrepresentadas por las secciones
transversales consecutivas, los laterales constituyen los taludes; teniendo como base o
techo, algunas veces el plano de la rasante de la vía, y en otras el terreno natural,
dependiendo alternativamente si se trata de sectores en banqueo (corte) o terraplén
(relleno). La combinación de dichos casos originan las llamadas media laderas, que
suponen los casos de cálculo máslaboriosos. El volumen que contienen estos prismoides
representa la excavación o el relleno de material que debe ejecutarse y el cual,
necesariamente se debe cuantificar.

El volumen de los prismoides que determinan las secciones transversales generalmente
dibujadas cada veinte metros viene dado por la siguiente expresión:

(1)

donde A1 y A2 son las áreas de las secciones transversalesconsecutivas, y Am una sección
intermedia; L representa la distancia de separación entre las secciones extremas.

Sin embargo, las Normas Venezolanas, así como la mayoría de las agencias internacionales
convienen en que dicha fórmula se aproxime a la siguiente:

VÍAS DE COMUNICACIÓN II

MOVIMIENTO DE TIERRAS

(2)

Esta fórmula se denomina con frecuencia como la fórmula de las áreasmedias, e implica
que se conozca de antemano las áreas de las secciones transversales extremas de un
prismoide cualquiera.



CÁLCULO DE ÁREAS DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES

Para el cálculo de las áreas se emplea con frecuencia el Método de Gauss de las Áreas
Medias, que consiste en resolver una matriz rectangular cuyos términos son las
coordenadas de los puntos en las seccionestransversales.

Analíticamente, el método consiste en dibujar la sección transversal en un sistema de
coordenadas en el cual la cota de la rasante con las abscisas y el eje o center line de la vía
con el eje de las ordenadas. Se obtiene así, una figura cuyas coordenadas son: (0; 0) (-X; 0)
(-X1; Y1) (-X2; Y2) (-X3; Y3) (0; Y4) (X5; Y5) (X; 0), cuya área viene dada por la matriz:

VÍAS DECOMUNICACIÓN II

MOVIMIENTO DE TIERRAS

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La matriz anterior se resuelve mediante multiplicación cruzada. A la suma algebraica de los
productos hacia la derecha se le resta la suma algebraica de los productos a la izquierda. Se
le aplica valor absoluto al resultado y se divide entre dos.

Ilustraremos el procedimiento con el siguiente ejemplo:

Ordenando los datos en la matriz se tiene losiguiente:

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Nótese que la matriz debe cerrar en el punto donde inició, para delimitar la región a
calcular.

VÍAS DE COMUNICACIÓN II

MOVIMIENTO DE TIERRAS

∑
∑
∑

∑
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Análogamente, se hace para secciones en terraplén. Cuando las secciones son combinadas o
en media ladera se separa en subsecciones en banqueo y terraplén, y se calculan sus
respectivas áreas;...