Excavación es la actividad mediante la cual sacamos material de la corteza terrestre para adecuar un terreno, de tal forma que nos permita la implantación de una edificación proyectada.
Antes de iniciar la ejecución de la actividad, es indispensable realizar las labores previas de planeación y estudio del movimiento de tierras. Esto es de vital importancia si se quiere hacer un trabajo en forma económica y sin desperdicio de tiempo ni recursos.
El estudio de oficina y exploración en el campo son las dos investigaciones que dan las bases para una correcta planeación del movimiento de tierras. Ambas actividades deben correlacionarse y hacerse simultáneamente, alimentándose de la información obtenida en cada una de ellas a la otra.
ESTUDIO DE OFICINA, PLANOS Y ESTUDIOS DE SUELO
La información importante que dan los planos y los estudios de suelo respecto al rubro excavación, es la siguiente:
- Tipo de suelo.
- Cota del nivel freático, es decir, la profundidad en donde se encuentra el agua subterránea.
- Ubicación y cantidad de excavación requerida en la obra.
- Cota de cimentación, es decir, la profundidad a la que debemos fundir el plinto o la zapata.
Se deben estudiar detalladamente los planos y las especificaciones propias del proyecto, aclarando y definiendo todos los factores que van a condicionar las características específicas de la labor a realizar. También es indispensable que el ingeniero o profesional responsable de la obra analice en detalle el estudio de suelos, el cual debe contener un estudio de estabilidad de los taludes, durante y después de ejecutado el movimiento de tierras. Este debe contener una serie de recomendaciones para realizar la obra que deberán ser seguidas en detalle.
Ser cuidadoso en verificar la cota en donde se encontrará el nivel freático es importante, pues un suelo saturado se comporta de un modo muy diferente respecto a cuando su humedad es normal; es más pesado, se expande, dificulta el trabajo y rebaja los rendimientos de los equipos, además afecta la estabilidad general de la excavación.
INSPECCIÓN EN CAMPO
Es indispensable hacer una visita de inspección al sitio de trabajo para observar todos los aspectos que puedan influir en la ejecución de la obra, y el estado de las vías de acceso a ella.
- Necesidad de desalojo de la capa vegetal, estableciendo su espesor.
- Profundidad del nivel freático (realizando una calicata).
- Identificación del tipo de suelo a excavar.
- Espacio para la movilidad de la maquinaria o cuadrilla de oficiales.
- Espacio para la ubicación del material que se va a desalojar.
- Espacio para recibir el material de relleno.
- Espacio para el proceso de relleno.
- Vulnerabilidad de edificaciones vecinas por la excavación.
- Ubicación de las instalaciones eléctricas y sanitarias subterráneas.
TOMA DE DECISIONES
Con esta información podemos tomar las siguientes decisiones:
1. Hacer excavación a pulso o con máquina, que dependerá fundamentalmente de la profundidad de la excavación, del volumen, del tipo de material y del espacio disponible para la maniobra.
Una excavación con máquina preferentemente se la realiza cuando:
- Los volúmenes son mayores a 150 m3.
- Profundidades mayores a 1.20 m.
- Cuando el tipo de material es cascajo mediano a grueso, roca suelta o compactada. Para suelos blandos, arenas y gravas, se usa pala y de ser necesario el pico.
- Cuando los espacios disponibles son mayores a 6 m.
2. Prever el uso y tipo de bomba de agua para abatir el nivel freático.
3. Prever las seguridades para la estabilidad de las edificaciones vecinas, ya sea con una excavación escalonada o con muros y apuntalamiento de dichas estructuras.
4. Prever las seguridades para las instalaciones eléctricas y sanitarias identificadas dentro del área de excavación.
5. Prever el uso de entibados o tablestacados para la estabilidad de la excavación, en excavaciones profundas y materiales no cohesivos.
6. Si el suelo es grava debemos usar entibados, si el suelo es limoso debemos excavar formando taludes y si el suelo es arcilloso podemos hacer cortes verticales de hasta 1.50 m a 2.00 m de profundidad.
7. Identificar el botadero del material de desalojo, en función del volumen y distancia del mismo.
8. Determinar el tipo y cantidad de las herramientas o maquinaria a utilizar en la excavación, así como la cantidad y tipo de volquetas necesarias para el desalojo.
CANTIDADES DE OBRA:
La unidad de medida de esta actividad es el metro cúbico (m3) y se lo mide en sitio, en sus tres dimensiones, ancho, largo y profundidad. Es importante tomar en cuenta que para el desalojo el material excavado, aumenta su volumen, a lo que se le denomina abundamiento, el porcentaje de aumento depende del tipo de suelo, material vegetal 20%, arena o grava 10%, cascajo 30% – 40 %.
HERRAMIENTAS, MAQUINARIAS Y RENDIMIENTOS:
La excavación a mano o a pulso se la realiza con pico y pala, y su desalojo con carretilla.
El rendimiento de la excavación a mano dependerá del tipo de suelo y de la profundidad, así: excavación en suelo blando hasta 1.5 m de profundidad, se podrá tener rendimientos promedios de 4 m3/jornal y excavación en cascajo hasta 1.5 m de profundidad, el rendimiento promedio podría ser de 2.5 m3/jornal.
El acarreo de material de desalojo en carretilla hasta una distancia de 20 m, podría tener un rendimiento promedio de 5 m3/jornal.
La excavación con maquinaria en obras medianas se la podría realizar usando retroexcavadora.
RETROEXCAVADORAS
Este es el equipo más empleado hoy en día para hacer las excavaciones en los movimientos de tierra, por la facilidad y ventaja que representa el hecho de que las actividades de cortar y cargar se realizan en una sola operación. Tiene una cuchara o balde en el extremo de un brazo de movimiento hidráulico que corta el suelo y lo lleva, por movimiento del brazo, hasta el sitio de disposición o el equipo de transporte.
Los rendimientos aproximados de excavación que proponemos a continuación sirven únicamente para hacer una estimación del orden de magnitud de los equipos a emplear.
Para hacer cálculos más exactos se debe consultar con el fabricante del equipo o en su manual. Los rendimientos siempre serán afectados por el grado de dureza o compacidad del suelo.
CONSIDERACIONES A TOMAR EN CUENTA DURANTE LA EXCAVACIÓN
- Limpieza y desbroce del área del terreno donde se realizará la excavación.
- Remoción de la capa de material vegetal, si este existiera.
- La excavación se la realizará de una manera ordenada, comenzando del fondo del terreno hacia el frente.
- Se deberá verificar continuamente la cota de excavación y la estabilidad de los taludes.
- Se deberá mantener controlado el proceso de abatimiento del nivel freático, así como el destino del agua bombeada.
- Contar con rampas que permitan la movilidad de las carretillas o maquinaria.
- Controlar el óptimo uso de las volquetas en el desalojo, evitando o reduciendo lo más posible el tiempo de espera en el proceso de carga.
AGRADECIMIENTOS A: Estudiantes de Geotécnia de la escuela de Ingeniería Civil.
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