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

*