Caminos IIIng. Sergio Alonso Jurez Flores
EXPLORACION Y EXPLOTACION DE CANTERAS
Se llama cantera a la fuente de aprovisionamiento de suelos y rocas necesarios para la construccin de una obra.
Dependiendo del tipo de material que se busque puede ser, de suelos de rocas y mixtas.
Localizar un cantera es mas que descubrir un lugar donde exista un volumen alcanzable y explotable de suelos para emplearse en una determinada obra, satisfaciendo ciertas especificaciones de calidad y de volumen.
Entonces podemos decir que una cantera es mejor:
Por su calidad
Por su potencia y rendimiento
Por su accesibilidad y estado de las vas de acceso
Por su situacin legal
LA CALIDAD DE UNA CANTERA esta dada por el grado de cumplimiento de las especificaciones del material que se busca: y se deduce de los ensayos de laboratorio que se practiquen sobre las muestras tomadas durante la etapa exploratoria.
LA POTENCIA Y RENDIMIENTO potencia bruta es el volumen total de la cantera incluyendo a los materiales de desbroce y en exceso.
Rendimiento es aquella parte de la potencia neta (descontando el over y el desbroce) aprovechable para un fin especifico (terrapln sub-base, base o agregados)
LA ACCESIBILIDAD Y EL ESTADO DE LAS VAS DE ACCESO A LA CANTERA, AS COMO LA SITUACIN LEGAL no definida desde a etapa exploratoria pueden ser en muchos casos definitorias al ocasionar gastos innecesarios y hasta atrasos o paralizaciones de la obra.
EXPLORACIN DE CANTERAS
Se define con este trmino al conjunto de actividades tendientes a determinar si una cantera rene los requisitos mnimos para su explotacin.
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO.- etapa en la que despus de haberse considerado una cierta posibilidad, obtenida por referencias de una cantera que a sido explorada en otra poca o por el estudio de cartas, mapas fotografas areas o de satlites, se requiere caminar sobre el terreno par a estudiar sus accesos definir los linderos, cubicar sus probables volmenes explotables y elaborar un programa de explotacin para las siguientes etapas de estudio.
ESTUDIOS PRELIMINARES .- etapa en la que por medio de procedimientos simples y expeditos puede obtenerse informacin sobre el espesor y composicin del sub-suelo, profundidad del agua fretica y dems datos que permitan definir si la cantera es prometedora para la explotacin con un fin especifico y si por consiguiente es conveniente o no continuar la investigacin sobre ella.Tales procedimientos van desde la excavacin de calicatas y sondeos hasta la ejecucin de pruebas in situ.
ESTUDIOS DEFINITIVOS .- Es la mas importante pues define los costos, pero lamentablemente es la que no se hace o se deja como responsabilidad del contratista durante la ejecucin de la abra, de tal manera que por no haber sido presupuestada no se lleva normalmente acabo con la profundidad requerida, lo cual obviamente redunda en la calidad y el costo final de la obra.
Durante los estudios definitivos, hay que tener en cuenta que la mejor prueba de campo es aquella
Que duplica a escala el proceso de explotacin que se usara despus en forma masiva;
Que la profundidad y extensin de la rea por explotar debe ser mucho mayor de lo que se necesite segn el proyecto
Que de dos materiales elegibles es el posible optar por el peor, si un tratamiento adecuado lo convierte en el mejor.
Tambin deber contarse con una forma clara y escueta de presentacin de los resultados de los ensayos de campo y laboratorio.
ENSAYOS MS COMUNES QUE SE REALIZAN TANTO PARA TERRAPLN SUB-RASANTE:
gravedad especifica
Absorcin de gravas
Contenido de humedad
Granulometra
Limite liquido
Limite plstico
Ensayo de compactacin
Ensayo de ndice de cono
CBR
Prueba de deflexin
Medida de la compactacin
La frecuencia de ensayos dependiendo cada 100 50 20 - 10 m3
EXPLOTACION DE CANTERAS
Es el conjunto de actividades mediante las cuales se extraen materiales de una cantera para ser empleados en una obra determinada.Las actividades necesarias durante la explotacin de una cantera son:
Desmonte y limpieza
Extraccin y acopio
Carguo y transporte
Cuando se trata de la explotacin de materiales trreos por ejemplo para terraplenes, sub-base y bases las precauciones que hay que tener en cuenta son:
No mezclar los materiales de desperdicio (capa de desbroce o el over) con los materiales de explotacin.
Acopiar mezclando lo mas posible a fin de lograr uniformidad
Procurar la humedad e los suelos finos en el banco
Cargar de abajo hacia arriba evitando segregacin
IDENTIFICACIN ADECUADA DE UNA CANTERA
Una cantera deber tener los datos de identificacin:
Ejemplo la cantera de JALLIHUAYA:
UBICACION:se ubica a 7 Km al sur oeste de la ciudad de Puno cercano a la poblacin de JALLIHUAYA.
GEOLOGA Y GEOMORFOLOGA:se origina de rocas areniscas y conglomerados conformadas por depsitos coluviales y fluviales se observan grabas pobremente graduadas con partculas sub. redondeadas.
ACCESO:el acceso es normal durante todas las pocas del ao, puesto que tiene una va con pavimento flexible en 6 Km y 1 Km de afirmado.
SITUACIN LEGAL:Esta cantera es propiedad del centro poblado JALLIHUAYA.
USOS:Para base y sub base
GRANULOMETRA:SUCS
GM
AASHTOA-1 a (o)
VOLUMEN DE EXPLOTACIN:
Ejemplo:
Calculo de rendimientos
rea de la cantera
:35000 m2
Profundidad aprovechable
:1.5 m
Desbroce (Suelo superficial que debe eliminarse):0.15 m
Over en la cantera (material mayor de 3
Despus del desbroce)
:25%
Esponjamiento
:5%
Potencia bruta en banco
:52 500 m3
Desbroce
:5 250 m3
Potencia neta en banco (p. Bruta desbroce):4 7250 m3
Over 25% de la potencia neta
:11 813 m3
Potencia aprovechable en el banco
:35 437 m3
ENSAYOS MAS COMUNES EN EL ESTUDIO DE SUELOS
Los materiales para sub-base y base estarn sujetos a los tratamientos mecnicos que lleguen a requerir para cumplir con las especificaciones adecuadas, siendo los ms usuales: la eliminacin de desperdicios, el disgregado, el cribado, la trituracin y en algunas ocasiones el lavado.
El material que se manda del banco para efectuar el anlisis correspondiente, deber traer las etiquetas adecuadas y al llegar a laboratorio se le efectuar un secado, su disgregacin y se le cuartear.
En pavimentos se realizan bsicamente 3 tipos de ensayos que sern:
Para clasificar el suelo,
Para controlar la obra y
Para proyectar el espesor y los porcentajes ptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a continuacin:
TERRAPLEN.
Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de Atterberg
Control. Peso volumtrico seco mximo y grado de compactacin
SUB-RASANTE
Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg.
Control. Peso volumtrico seco mximo y grado de compactacin.
Diseo. VRS, cuerpo de ingenieros de los EU y prueba de placa.
BASE Y SUB-BASE.
Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg
Control. Valor cementante, ndice de durabilidad, PVSM, GC, equivalente de arena y expansin, adherencia con asfalto. Diseo. Prueba de placa, VRS, y cuerpo de ingenieros..
CARPETA ASFLTICA
Clasificacin granulomtrica, contenido de humedad, lmites de A tterberg
Control. Adherencia con asfalto, equivalente de arena, intemperismo, forma de la partcula, desgaste, densidad y absorcin. Todas las pruebas que se realizan a los asfaltos.
Diseo. Marshall, HUEEM, compresin simple.
ENSAYOS LABORATORIO DEL MTC (ESTUDIO DE SUELOS)
CODIGO
ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOS
PU (S/.)
NTP
ASTM
SU01
Contenido de humedad
15
339.127
D2216
SU02
Anlisis granulomtrico por tamizado
40
339.128
D422
SU03
Anlisis granulomtrico por sedimentacin
120
339.128
D422
SU04
Limite liquido
20
339.129
D4318
SU05
Limite plstico
20
339.129
D4318
SU06
Limite de contraccin
20
339.140
D427
SU07
Peso volumtrico de suelos cohesivos
30
339.139
Norma BS 1377
SU08
Gravedad especifica de slidos
30
339.131
D854
SU09
Densidad natural, cono de arena 6" (incluye 5 puntos) (1)
155
339.143
D1556
SU10
Densidad natural, cono de arena 12" (incluye 3 puntos) (2)
135
339.143
D1556
SU11
Densidad mnima
30
339.138
D4254
SU12
Densidad Mxima
100
339.137
D4253
SU13
Permeabilidad en suelos granulares (carga constante)
200
339.147
D2434
SU14
Permeabilidad en suelos finos (mtodo de pared flexible)
345
339.156
D5084
SU15
Valor relativo de soporte CBR
225
339.145
D1883
SU16
Proctor estndar
85
339.142
D698
SU17
Proctor modificado
95
339.141
D1557
SU18
Contenido de humedad con Speedy(costo diario) (3)
15
-
D4944
SU19
Compresin no confinada
115
339.167
D2166
SU21
Compresin triaxial UU, 2.8" de dimetro
300
339.164
D2850
SU22
Compresin triaxial UU, 4" de dimetro
300
339.164
D2850
SU23
Compresin triaxial CU, 2.8" de dimetro
800
339.166
D4767
SU24
Compresin triaxial CU, 4" de dimetro
1100
339.166
D4767
SU25
Compresin triaxial CD, 2.8" de dimetro
1000
-
-
SU26
Compresin triaxial CD, 4" de dimetro
1700
-
-
SU27
Consolidacin unidimensional
310
339.154
D2435
SU28
Expansin (libre o carga constante)
150
339.170
D4546
SU29
Expansin controlada
200
339.170
D4546
SU30
Colapso
200
339.163
D5333
SU31
Contenido de materia orgnica
60
-
D2974
*
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