Dibujo Dibujo en en la la Ingeniería. Ingeniería. Bloque: Bloque: Sistema Sistema de de Planos Planos Acotados Acotados Tema Tema 9: 9: Explanaciones. Explanaciones. UNIVERSIDAD DE ALMERÍA Departamento de Ingeniería Rural Área de Expresión Gráfica en la Ingeniería Explanaciones Índice: • Introducción • Definición y clasificación de explanaciones • El terreno y su influencia en el diseño de una explanación • Datos necesarios para la representación gráfica de una explanación. • Determinación de la línea de paso. • Definición de taludes en función de la línea de vertido. Método de las envolventes o conos de talud. • Intersección o acuerdo entre taludes contiguos. • Intersección de los taludes con el terreno original. • Perfiles de una explanación. • Norma Tecnológica ADE. •Cubicación de tierras. Introducción. Introducción. Introducción. Drenaje agrícola Riego Saneamientos Introducción. Introducción. Definición y clasificación de explanaciones Definición y clasificación de explanaciones. Una explanación puede definirse como el movimiento de tierras necesario para construir una plataforma plana, horizontal o inclinada, que permita edificar o construir sobre sí misma. Tipos de explanaciones: explanaciones • Horizontales • En terraplén • Plano inclinado • En desmonte • Mixtas o a media ladera Definición y clasificación de explanaciones Desmonte y terraplén. Taludes. ✔ Conceptos generales Desmonte Terreno Original Cota de Explanación Terraplén Punto de paso ANTES DE LA EXPLANACIÓN DESPUÉS DE LA EXPLANACIÓN Definición y clasificación de explanaciones Plataforma. ✔ Conceptos generales Definición y clasificación de explanaciones Movimiento de tierras. ✔ Conceptos generales Operaciones básicas de un movimiento de tierras: tierras • Excavación y extracción de escombros • Carga de los escombros en un medio de transporte adecuado • Transporte de los escombros hasta el lugar previsto. • Descarga de los escombros para darles aplicación como relleno o para la formación de terraplenes. Caso de no tener aplicación su descarga se realizará en un vertedero apropiado. El terreno y su influencia en una explanación El terreno. Rozamiento interno: interno Cohesión: τ tg φ = σ arenas medias y gruesas Φ = 30º a 35º arcillas Φ = 0º a 20º Resistencia que un suelo opone a la cortadura Tipo general de suelo Arcilla casi líquida Arcilla muy blanda Arcilla blanda Arcilla media Arena cenagosa húmeda Cohesión (Kp/cm2) 488 976 1953 4882 1965 El terreno y su influencia en una explanación Clasificación de los terrenos. Naturaleza Blandos Rocosos Dureza y consistencia Tipos Sueltos Tierra vegetal seca, arena seca, gravilla fina Tierra vegetal húmeda, tierra grasa mezclada Ordinarios con arena, arena húmeda, arena arcillosa compacta, gravilla fina arcillosa compacta, grava gruesa, turba Tierra grasa mezclada con piedras, tierra Pesados arcillosa, grava arcillosa compacta, arcilla, marga, escombreras disgregadas Muy pesados Arcilla húmeda, marga compacta, escombreras consistentes, greda tierna, pizarra friable, piedras calizas agrietadas, rocas descompuestas Tiernos Arenas aglutinadas, calizas blandas, cretas o gredas, pizarra compacta Semiduros Yeso, gres, espato. Granito, gneis y pórfidos semidescompuestos Duros Caliza dura, mármoles, granito, gneis, pórfido, basalto Muy duros Granitos y gneis compactos, cuarzos, sienita, pórfidos petrosilíceos, gres compactos muy cuarzosos, pudingas. El terreno y su influencia en una explanación Clasificación de los terrenos. Muy duros: atacables con explosivos (roca compacta) Duros: Atacables con máquinas o escarificador (terrenos de tránsito, rocas descompuestas y tierras muy compactas) Medios: Atacables con picos, pero no con pala (arcillas semicompactas con o sin gravas o gravillas) Blandos: arenas) Atacables con pala (tierras sueltas, tierra vegetal, El terreno y su influencia en una explanación Elección de taludes en función del terreno. Tipo de suelo Grava gruesa Grava fina Gravilla Arena gruesa Arena fina Arcilla Talud de desmonte intervalo 1.2 1.5 1.5 1.6 1.8 2.4 Talud de terraplén intervalo 1.5 1.5 1.6 1.8 2 2.7 Datos necesarios para representar una explanación Datos necesarios para definir una explanación DATOS NECESARIOS ◗ Contorno de explanación (línea de vertido) ◗ Cota de explanación ◗ Terreno original ◗ Taludes desmonte y terraplén Datos necesarios para representar una explanación Taludes de una explanación Talud: Talud superficie reglada desarrollable de cono director generada por infinitas generatrices que se apoyan en una curva directriz, plana o alabeada, formando un ángulo constante con el plano de comparación. Datos necesarios para representar una explanación Línea de paso Curva plana resultado de la intersección de la plataforma de explanación con el terreno. 110 N A V E D E M A D RE S Y CR IA CASETA TRANSFORMADOR Cota de explanación 106 metros 110 110 105 DEPÓSITO DE AGUA DESMONTE 105 NA ICI OF TERRAPLEN SILOS DE PIENSO O EB VE C DE NA 105 100 100 Tipología de taludes Tipología de taludes en función de la línea de vertido ◗ Recta inclinada ◗ Línea quebrada horizontal ◗ Línea quebrada de plano inclinado ◗ Contorno curvo contenido en plano horizontal ◗ Contorno alabeado Tipología de taludes Talud definido por una recta inclinada B(6) R A(0) Tipología de taludes Talud definido por una recta inclinada B(6) V R A(0) 5i Tipología de taludes Talud definido por una recta inclinada B(6) (6) (5) V (4) P (3) (2) R A(0) 5i (1) (0) Tipología de taludes Talud definido por una recta inclinada B(6) (6) P (5) V R=2i B(6) (4) P 5 (3) R (2) R A(0) 5i (1) (0) A(0) 6 5 4 3 2 1 0 Tipología de taludes Talud definido por una línea quebrada horizontal terraplén talud talud Tipología de taludes Talud definido por una línea quebrada horizontal Tipología de taludes Talud definido por una línea quebrada horizontal EXPLANACIÓN HORIZONTAL B(5) C(5) 4i 5 4 3 2 1 A(5) Tipología de taludes Talud definido por una línea quebrada de plano inclinado A(-1) A(5) EXPLANACIÓN EXPLANACIÓN Ø2i B(5) B(0) Ø2i C(1) C(4) DESMONTE 5i TERRAPLÉN Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal 80 Línea de paso EXPLANACIÓN COTA 50 m 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal 80 Línea de paso EXPLANACIÓN COTA 50 m 75 30 50 70 45 40 35 TERRAPLÉN 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal 67,5 67,5 DESMONTE 70 65 60 55 50 80 Línea de paso EXPLANACIÓN COTA 50 m 75 30 50 70 45 40 35 TERRAPLÉN 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal generatrices R=i Línea de vertido elíptica 90 100 F2 Curvas toroidales 110 F1 Tipología de taludes Talud definido por contorno curvo en plano horizontal V d c b elipses homotéticas a/b=c/d a Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado A Curva alabeada ABCDEFG B Línea de vertedero Método de las envolventes Superficie envolvente C D E F G Superficie envolvente Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado A(0) B(10) C(20) D(30) E(40) Método de las envolventes Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado A(0) B(10) C(20) D(30) E(40) Método de las envolventes Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado A(0) T(0) B(10) 1 C(20) 2 D(30) E(40) 3 S envolvente de cota 0 Método de las envolventes Tipología de taludes Talud definido por contorno alabeado A(0) a la arista de retroceso (envolvente de las generatrices) T(0) g1 generatrices g2 B(10) g3 1 C(20) g4 2 D(30) E(40) 3 10i S envolvente de cota 0 Método de las envolventes Acuerdo de taludes Intersección de taludes contiguos N A V E D E M A D RE S Y CR IA CASETA TRANSFORMADOR Desmonte DEPÓSITO DE AGUA Id NA ICI F O Terraplén It VE E EC BO SILOS DE PIENSO D NA Taludes de desmonte y terraplén id , it Intersección de taludes y terreno Intersección de los taludes y el terreno 110 CASETA TRANSFORMADOR N A V E D E M A D RE S Y CR IA A’ 110 110 105 Desmonte DEPÓSITO DE AGUA Id 105 NA ICI OF Terraplén It SILOS DE PIENSO O EB VE C DE NA A 105 100 100 Perfiles Perfiles de una explanación Sección que produce en el terreno y explanación un plano vertical o una superficie cilíndrica de generatrices verticales. 40 45 50 35 30 Camino AB a 45 40 35 desmonte 50 20 25 30 25 20 15 b terraplén A 40 30 20 B 10 0 E.H. 1/500 E.V. 1/100 cotas en metros línea de paso Perfiles Perfil de una explanación ESCALA VERTICAL 1/100 110 1:1 Talud Punto de Paso DESMONTE Desmonte Cota de Explanación 106 m 105 TERRAPLÉN Talud Terraplén 2:1 100 A ESCALA HORIZONTAL 1/400 A' Norma tecnológica ADE Norma tecnológica ADE Ámbito de aplicación: • Altura de desmonte o terraplén < 6 metros • Nivel freático en desmonte > 1 metro de profundidad por debajo de la cota más profunda de excavación • No incluye terrenos muy duros excavados mediante explosivos • No incluye terrenos como base de terraplén muy compresibles o de estructura colapsable Norma tecnológica ADE Información previa De proyecto: proyecto Plantas y secciones acotadas de la explanación Urbanística: Urbanística Servidumbres afectadas por la explanación. Topográfica: Topográfica Plano topográfico que sobrepase al menos 15 m el perímetro de la explanación. Accidentes más notables. Geotécnica: Geotécnica Corte estratigráfico y tipo del terreno a excavar hasta un mínimo de 2 m por debajo de la cota más baja de desmonte. Características del terreno de relleno en terraplenes y de la base. Cota del nivel freático. Sísmica: Sísmica Grado sísmico del lugar según NTE: ECS. Del lugar: lugar Pendientes naturales, accidentes en laderas exteriores como fuentes, bolsas de arena o de grava, etc. Legal: Legal Información de la DG de Patrimonio Artístico y Cultural del MEC en zonas de presumible existencia de restos arqueológicos. Notificación del movimiento de tierras a la propiedad de las fincas colindantes. Norma tecnológica ADE Criterios de diseño • Adaptación al paisaje natural. Conservación de árboles y cursos naturales de agua. • Solicitaciones externas. No se considerarán si se respetan las distancias recogidas en las figuras. Siempre la separación > 1 m. • Erosión. Recomendable el acabar el talud con una cubierta vegetal. Alejar el talud de tuberías a presión. Las cunetas de recogida de aguas superficiales deberán estar revestidas. >D S D D Vial Talud junto a cimentación S≥D/2 en desmonte S≥D/3 en terraplén Talud junto a vial Norma tecnológica ADE Planos de Obra. PLANO DE PLANTA: Representación de la planta acotada del replanteo, incluyendo curvas de nivel y las cotas de los vértices del perímetro (1/2000) SECCIONES: Definición de perfiles y borde de la explanación con un mínimo de dos ortogonales entre sí (EH: 1/2000 EV:1/200) DETALLES: Definición gráfica de los detalles que no estén contemplados por la norma o para los que no exista especificación (1/100) Norma tecnológica ADE Características del material de terraplén. Núcleo: Núcleo • < 25% de piedras con tamaño > 15 cm • Límite líquido < 40 • CBR > 3 • Materia orgánica < 2% Coronación: • < 10% de piedras. % de finos (φ<80 micras) < 35% • Límite líquido < 40 • CBR > 5 • Materia orgánica < 1% Norma tecnológica ADE Asientos en terraplén. Asientos previsibles: Tierra arcillosa: sobredimensionamiento de 1/12 Tierra ordinaria: sobredimensionamiento de 1/14 Tierras silíceas: sobredimensionamiento de 1/23 Pedraplenes: sobredimensionamiento de 1/40 Cubicación de tierras Cubicación de tierras. ✔ Determinación del volumen de tierras de desmonte y terraplén • Volumen del prismatoide • Método de la media de las áreas • Regla de Hutchinson • Método de las tongadas • Cálculo asistido por ordenador Cubicación de tierras Volumen del prismatoide. Un prismatoide es un sólido limitado por dos polígonos (regulares o irregulares) planos y paralelos entre sí, unidos por caras laterales que pueden ser paralelogramos, trapecios, triángulos o cuadriláteros alabeados. Se puede definir su volumen en función de dos secciones extremas y una intermedia: 3 2 Sz = az + bz + cz + d h V = ∫ Sz.dz = 0 a 4 b 3 c 2 z + z + z + dz 4 3 2 Sh h Sz S(0) a 4 b 3 c 2 h + h + h + dh 4 3 2 3 2 h ah bh ch + + +d S = 8 4 2 2 S ( z = 0) = d V= Cubicación de tierras Volumen del prismatoide. h (S (h) + 4S (h / 2) + S (0) ) 6 2h V1−3 = ( S3 + S1 + 4 S 2 ) 6 2h V3−5 = ( S3 + S5 + 4S 4 ) 6 V= 2h (4Spares + S1 + S n + 2Simpares ) V= 6 h h 1 2 3 n Cubicación de tierras Media de las áreas. T1 + T2 Vt = x 2 D1 + D 2 Vd = x 2 Cubicación de tierras Media de las áreas. D Vd = a 2 T Vt = ( x - a) 2 Cubicación de tierras Media de las áreas. D2 x Vd = (T + D) 2 T2 x Vt = (T + D) 2 Cubicación de tierras Media de las áreas. T'22 x T1 + T2 Vt = ; x+ T'2 + D'1 2 2 D'12 x D1 + D 2 Vd = x+ 2 D'1 +T'2 2 Cubicación de tierras Regla de Hutchinson. Asimila el volumen comprendido entre dos secciones al de un tronco de pirámide: S1 ( h V = S1 + S 2 + S1S 2 3 h S2 ) Cubicación de tierras Cubicación por tongadas. Cubicación de tierras Cálculo asistido por ordenador. volumen elemental Cubicación de tierras Cálculo asistido por ordenador. h (4Ypares + Y1 + Yn + 2Yimpares) 3 xn − x1 h5 h= ;ε < n 90 V= Método de Simpson: y y1 y2 yn h h h h x