Excavaciones

EXCAVACIONESCLASIFICACIÓN DE LAS EXCAVACIONES  basada en la mayor o menor dureza del terreno, y que debe ser usada para la cubicación de los movimientos de tierra, pues de esta clasificación dependerán los medios necesarios para realizar la excavación las que varían con la naturaleza del terreno, que desde este punto de vista, se pueden clasificar en:  A) Excavación en terreno blando. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la pala. El material del suelo puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de estos materiales; también puede contener materiales de origen orgánico.  B) Excavación en terreno semiduro. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de picota. El material puede ser en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, moderadamente consolidada, o bien una arcilla fuertemente consolidada. Ing. Gonzalo Sena CLASIFICACIÓN DE LAS EXCAVACIONES  C) Excavación en terreno duro. Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la chuzo. El material puede ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente consolidada.  D) Excavación en terreno muy duro.Puede ser ejecutada valiéndose necesariamente del uso de maquinaria especializada. El tipo de material puede ser una roca semidescompuesta.  E) Excavación en roca. La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El material puede estar constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no pueden ser removidas mediante el uso de maquinaria. Ing. Gonzalo Sena NCH 353 Of 2000 – CUBICACION DE OBRAS DE EDIFICACION  Excavaciones para fundaciones con moldaje y en terrenos que exijan talud. al cubicar se “aumenta” ancho en 10 cm. Gonzalo Sena . por lado. Ing. ESPONJAMIENTO V2: Esponjado o Suelto V1: “En banco” o Geométrico V3: Compactado . aumentado en el esponjamiento que corresponda. Gonzalo Sena .NCH 353 Of 2000 .CUBICACION DE OBRAS DE EDIFICACION  Se calcula en volumen (m3) de escombro extraído. Ing.  El volumen es el registrado en la excavación. Gonzalo Sena .TIPOS EXCAVACIONES Ing. Gonzalo Sena .NCH 2282/2 AGUA POTABLE Ing. NCH 2282/2 AGUA POTABLE Ing. Gonzalo Sena . Gonzalo Sena .EXCAVACIONES PARA AGUA POTABLE Ing. NCH 2282/2 AGUA POTABLE Ing. Gonzalo Sena . NCh349 Of 1999 Construcción – Disposiciones de seguridad en excavación Ing. Gonzalo Sena . Gonzalo Sena .NCh 349 Of 1999 Construcción – Disposiciones de seguridad en excavación Ing. NCh349 Of 1999 Construcción – Disposiciones de seguridad en excavación Ing. Gonzalo Sena . Gonzalo Sena .NCh349 Of 1999 Construcción – Disposiciones de seguridad en excavación Ing. NCh349 Of 1999 Construcción – Disposiciones de seguridad en excavación Ing. Gonzalo Sena . Ing.  Todos los taludes se deben proteger mediante colocación de lechada de cemento de una relación agua cemento En caso de desmoronamientos se deberá consultar de inmediato al mecánico de suelos  Malla bizcocho: Malla cuadrada de alambre galvanizado tipo DWG de 2. 60 ó 70 mm de arista. La proyección de la lechada deberá realizarse lo mas pronto posible después de ejecutada la excavación.que es colocada en una superficie tras ser conducida por una manguera y empujada por aire a presión.  Lechada proyectada: Mezcla de agua y cemento. Gonzalo Sena . La verticalidad de la excavación se debe controlar permanentemente mediante plomadas en cada una de las aristas. a objeto de asegurar la verticalidad.TALUD  Talud: Inclinación del parámetro de un muro o de un terreno natural o artificial. y en algunos casos aditivos. a fin de evitar la pérdida de humedad natural de los suelos expuestos.11 mm de diámetro. formada por rombos de 50. Gonzalo Sena .  De acuerdo a la envergadura y al tipo de obra podemos encontrar:          Excavación de escarpe Excavación a mano Excavación a máquina Excavación subterránea Excavación a tajo abierto Excavación con entibación Excavación sin entibación Excavación con agotamiento Excavaciones con socalzado. Ing.TIPOS DE EXCAVACIONES  Excavaciones Actividad encargada de retirar parte del terreno para ubicar las fundaciones de la edificación futura. Gonzalo Sena .TIPOS DE EXCAVACIÓN • Escarpe Operación realizada por el Jornal que consiste en la remoción de la capa vegetal. lo que es realizado por el Jornal. • Excavación a mano Corresponde a la extracción del terreno. La profundidad es variable según el terreno. Ing. por lo tanto las soluciones pueden ser diferentes de una faena a otra. En consecuencia cada faena debe estudiarse como un caso especial comparándose los costos de las posibles soluciones. razón por la cual la faena a mano se reduce al aflojamiento y carguío de las tierras. Existe una gran variedad de equipos y la elección de uno va a depender de la calidad del terreno. en estos casos una faena hecha totalmente a mano resulta muy costosa.TIPOS DE EXCAVACIÓN • Excavación a Máquina o Masiva • En edificios de mucha altura que tienen uno o más subterráneos con grandes fundaciones. las excavaciones resultan de gran volumen y de profundidades apreciables. Gonzalo Sena . de los volúmenes a excavar y de los plazos de ejecución. Ing. TIPOS DE MAQUINARIA  Dentro de Máquinas utilizadas en excavaciones podemos encontrar de diferentes tipos las que son manejadas por operador de máquina pesada: -Excavadora. Gonzalo Sena . -Retroexcavadora -Cargador Frontal  Otras máquinas que muchas veces complementan esta actividad son: -Motoniveladora -Bulldozer Ing. EXCAVADORA Ing. Gonzalo Sena . Ing. Gonzalo Sena .Generalidades • Maquina ingenieril usada primordialmente para realizar excavaciones y que excava bajo el nivel donde se encuentra. Ing. Gonzalo Sena .GENERALIDADES Distancias Características: A: Máxima Altura de carga. C: Máximo nivel de excavación. B: Máximo Alcance en el nivel de suelo. TIPOS DE EXCAVADORA • Excavadoras sobre ruedas • Excavadora sobre oruga Ing. Gonzalo Sena . Gonzalo Sena .TIPOS DE EXCAVADORA • Excavadora compacta • Excavadora de largo alcance Ing. TIPOS DE EXCAVADORA • Excavadora para minería • Retroexcavadora Ing. Gonzalo Sena . USOS DE LA EXCAVADORA • Excavación de zanjas. Gonzalo Sena . • Demoliciones. • Movimiento de material. • Piping y Mineria. canales y pozos. Ing. Gonzalo Sena .FACTORES DE DECISIÓN A LA HORA DE ADQUIRIR UNA EXCAVADORA D E S E M P E Ñ O TAMAÑO Y USO VERSATILIDAD EFICIENCIA EN COMBUSTIBLE RENTABILIDAD MOVILIDAD COMODIDAD Y SEGURIDAD Ing. CARGADOR FRONTAL . . • Montados sobre ruedas u orugas.CARGADOR FRONTAL • Excava desde la superficie donde está la máquina hacia arriba. CARGADOR FRONTAL • Transportan material distancias cortas hasta camión o acopio • Articulación central (las huellas de las ruedas traseras pasan por sobre las de las delanteras) . BULLDOZER • Descripción/Características – De orugas o ruedas. Observación mandos finales – Bajo centro de gravedad BULLDOZER • Descripción/Características – De orugas o ruedas. Observación mandos finales – Bajo centro de gravedad TIPOS DE EXCAVACIÓN • Excavación Subterránea Excavación que tiene un techo natural. • Excavación a tajo abierto Excavación que no tiene un techo natural. Ing. Gonzalo Sena EXCAVACIÓN CON ENTIBACIÓN • Este tipo de trabajos se realizan en excavaciones de profundidad importante, angostas, donde el terreno es muy blando, se desliza con facilidad o donde no es posible dar un talud natural al terreno. • La entibación consiste en un apuntalamiento del terreno con elementos soportantes auxiliares para evitar derrumbes Ing. Gonzalo Sena ENTIBACIONES ENTIBACIONES . ENTIBACIONES . TIPOS DE EXCAVACIONES  Excavación sin entibación  Este tipo de excavación se realiza en aquellas faenas donde el terreno no se desmorona al ser removido de su estado natural o en aquellos donde es posible hacer un talud  Talud Se entiende por talud a la inclinación que tiene el terreno ya sea por sus condiciones naturales o por motivos de las excavaciones. Ing. Gonzalo Sena . por medio de bombas o Punteras. Gonzalo Sena . Ing. • Agotamiento de Napas Corresponde a la depresión o desvío de las capas de aguas subterráneas conocidas como napas freáticas.EXCAVACIONES CON AGOTAMIENTO DE NAPA Este tipo de excavación se utiliza cuando se necesita deprimir la napa subterránea para poder realizar esta actividad a través de métodos mecánicos. PROVOCA SUB-PRESIÓN Y CONSECUENTEMENTE FLOTACIÓN DE ESTRUCTURAS AFINES. DIFICULTA O IMPOSIBILITA EL TRABAJO MODIFICA EL EQUILIBRIO DEL SUELO PROVOCANDO LA INESTABILIDAD DEL FONDO DE LA EXCAVACIÓN O EL DESMORONAMIENTO DE LOS CORTES. AGOTAMIENTO DE SUELOS • .INCONVENIENTES • • • • • • INCONVENIENTES DE LA PRESENCIA DE AGUA EN UNA EXCAVACIÓN. CAMINOS.CONSIDERACIONES PARA LA SELECCIÓN DEL METODO DE AGOTAMIENTO DE AGUAS SUBTERRANEAS • • PROPOSITO DEL AGOTAMIENTO ( PRESAS. ETC) CANTIDAD DE AGUA A AGOTAR • • • PROFUNDIDAD DEL NIVEL FREATICO CONDICIONES GEOLOGICAS DE LA ZONA FACTORES DE COSTOS . EDIFICIOS. OBJETIVOS DE LAS EXCAVACIONES PARA DRENADO • • PRODUCIR CONDICIONES SECAS DE TRABAJO EVITAR LA ELEVACION O SUBPRESIONES EN EL FONDO DE EXCAVACIONES • • • REDUCIR LAS PRESIONES LATERALES SOBRE SOPORTES TEMPORALES MEJORAR LA ESTABILIDAD DE TALUDES TEMPORALES REDUCIR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE TERRENOS QUE SE VAYAN A EXCAVAR( EMPRESTITOS ) . Para ello es necesario implementar distintas soluciones para asegurar un nivel estable y un ambiente donde el agua de las napas subterráneas no influya de manera desfavorable en los trabajos realizados en las zanjas. Existen varias fuerzas empleadas en el agotamiento las cuales se deben superar por gravedad o por fuerza mecánica. Tiene por objeto eliminar total o parcialmente el agua existente en los frentes de trabajos y asegurar un nivel freático relativamente constante. Aumenta la resistencia al corte del suelo por reducción de las tensiones neutras. Gonzalo Sena . Esta medida es de vital importancia para el proyecto de una excavación con protecciones pues se ve involucrado directamente en la elección del tipo de solución de entibación a elegir. Cantidad de agua(flujo) Condiciones del terreno Profundidad del nivel freático Factor económico Ing. la capilaridad y la adhesión.        Se deben hacer algunas consideraciones en la elección del método de agotamiento de la napa subterránea. Una solución con madera no seria aconsejable para una excavación que contenga un nivel freático importante pues el hinchamiento de la misma provocaría no solo pandeos sino también variaciones tanto de la forma como la resistencia de los puntales. tales como la resistencia a la filtración (coeficiente de permeabilidad).EXCAVACIONES CON AGOTAMIENTO  Es el conjunto de operaciones necesarias para realizar una excavación y trabajos en profundidad en seco. BOMBAS CENTRIFUGAS • Son las más usadas en el mercado . pero se debe cuidar el fenómeno de cavitación . su funcionamiento es el ingreso por el eje de la bomba y se desplaza por la parte perimetral de ella para la expulsión . BOMBAS CENTRIFUGAS . Sistema Well Ponit ( Punteras) • El sistema Well-Point es un sistema agotamiento de agua mediante lanzas drenaje que se utiliza para rebajar el nivel la capa freática del terreno. de de de la . mediante aspiración e impulsión de las aguas. PUNTERAS TRABAJANDO . según la disposición de la obra. puede ser móvil o estar situado en un punto fijo de la obra. ya que no necesita de traslado para la realización del trabajo. en forma de filtro. según las necesidades.SISTEMA DE PUNTERAS • Utilizando la bomba de hinca. llamadas lanzas de drenaje o Well-Point. que disponen de un último tramo. son las que absorben el agua del terreno cuando están conectadas a un equipo de bombeo. dado que el bombeo del agua se realiza a través del conducto (o conductos) de aspiración al que concurren las diversas lanzas de drenaje insertadas en el terreno. que es una bomba de chorro de agua a presión. • El sistema funciona por medio de un equipo compacto de bombeo o equipo Well-Point que. el más profundo. Esta unidades. se hinca en el terreno. . un número considerable de tubos de 50 mm de diámetro. IMÁGENES DE PUNTERAS . Dos bombas de vacío eléctrico adosadas en el exterior de la cámara o tanque: se trata de dos depresores del tipo multiceclular enfriados por aire y lubricados por aceite. . • • Bombas sumergibles eléctricas o bombas para la impulsión del agua.EQUIPAMIENTO • • El equipo Well-Point. Todos los equipos están provistos de control de marcha automática. • • Cuadro de control eléctrico. para reducir al mínimo los paros y arrancadas. montado sobre un chasis con un eje con neumáticos y barra de tiro para facilitar su colocación en la obra. consta de los siguientes elementos principales: Cámara o tanque de separación de aire: consiste en un amplio recipiente cilíndrico con gran capacidad (1. así como los electrodos de barra para el control del nivel eléctrico.5 m3). Además los elementos de mando eléctrico se hallan en una caja hermética al agua. con lo que se reduce al mínimo los costos de funcionamiento. • El equipo Well-Point utilizado en los lugares con suministro eléctrico es una perfecta solución a las necesidades de rebajamiento de la capa freática. tiene un funcionamiento económico. con ahorro de energía merced al control eléctrico del nivel de agua. bombas de agua. • Provisto de un control de marcha completamente automático. .EQUIPO PARA SISTEMA PUNTERAS • Se trata de un equipo auto-aspirante de bombeo por vacío mediante una combinación de bombas de vacío. cámara o tanque separador de la mezcla aire-agua y unidad de control eléctrico. • El equipo está construido como una unidad compacta para funcionar bajo condiciones extremas y presenta un funcionamiento sin polución y especialmente silencioso. Aconsejamos utilizar preferentemente agua de la red municipal de distribución de agua potable.DESCIPCIÓN DE LA BOMBA DE HINCA • Los equipos de chorro de agua a presión son bombas especiales de alta presión. previstas para el hincado de las lanzas de drenaje. el agua inyectada sale libremente por la punta de la lanza y vuelve a la superficie arrastrando al terreno que rodea la punta de lanza. El vaciado del terreno de las cercanías de la punta de la lanza. • Esta serie de equipos de chorro de agua a presión proporciona la presión requerida para abrir las capas duras del fondo y el caudal de agua para transportar el material aflojado. • En efecto. una vez situada la lanza verticalmente sobre el terreno. . a través de las cabezas de las mismas. exentas de sólidos en suspensión. hace que descienda toda la lanza. • El equipo de chorro de agua a presión debe funcionar con agua limpia. • El procedimiento de hinca de las lanzas se realiza normalmente mediante agua a presión. 5 metros .CAPACIDAD DE LA BOMBA • • • • Equipo Well-Point: especificaciones Capacidad máxima 240 m3/hora Altura de impulsión 24. BOMBA PARA LAS PUNTERAS . BOMBA SUMERGIBLE PARA PLANTA DE TRATAMIENTO 1HP 220V . BOMBAS SUMERGIBLES . USOS DE LA BOMBA SUMERGIBLE . USOS DE LA BOMBA SUMERGIBLE . USOS DE LA BOMBA SUMERGIBLE . El colector constituye tubos de 0. Gonzalo Sena .WELLPOINT O PUNTERAS  Cada Wellpoint esta conectado con el colector principal mediante un tubo vertical liso por medio de uniones giratorias en tiras de un metro.6 metros que se enlazan con un acoplamiento que evita la estanqueidad del aire. Ing. la que se va profundizando fácilmente. Ing. El agua lava el terreno que es transportado hacia arriba por la cañería del pozo.  Las punteras permiten captar aguas superficiales y se aplican normalmente en localidades pequeñas.WELLPOINT O PUNTERAS  Estos pozos se ejecutan lanzando un fuerte chorro de agua por una cañería que termina en un trépano. Gonzalo Sena . Se usa para diámetros de 40 a 75 mm y para profundidades normalmente entre 3 y 8 m. comprobando que el 50% de su tamaño no sea menos que la abertura de las punteras.WELLPOINT O PUNTERAS • • • • Se deben tomar muestras representativas del terreno en los sectores que atraviesan las punteras. Se requiere una prueba de gasto constante del conjunto de las punteras para el caudal solicitado. Gonzalo Sena . Se deben tomar. durante la prueba de bombeo de las punteras. hasta obtener agua libre de arena y cristalina y luego a su máxima capacidad. este último cuando proceda. Cada puntera se debe desarrollar mediante un bombeo en forma intermitente. El control de niveles se debe efectuar en piezómetro habilitado especialmente para la observación de niveles. Toda malla de punteras debe tener a lo menos un piezómetro de observación de los niveles de agua. las muestras de agua destinadas a sus análisis físico-químico y bacteriológico. similar a lo establecido en la prueba de caudal variable para pozos. Ing. Las mallas de punteras se deben probar en forma escalonada. con estabilización de niveles de por lo menos 180 min. ubicadas al borde de las excavaciones.  Secuencia Constructiva para Pilas de Entibación  1..Realizar la excavación para la construcción de las pilas impares.. numerándolas según los planos de proyecto. El proceso se realiza de forma tal que no se produzca sobre excavación en la sección de alojamiento de la pila.SISTEMA DE PILAS DE SOCALZADO  El sistema de entibación consiste en la construcción de columnas de hormigón armado. Ing.Efectuar las demoliciones correspondientes y marcar las ubicaciones de las pilas en el terreno. además de permitir una excavación vertical.  2. Gonzalo Sena . El objetivo de estas pilas es sostener el terreno y las construcciones cercanas. .  6.  4.Transcurridas 24 horas después del hormigonado de las pilas impares se excavan y hormigonan las pilas pares..Introducir la armadura y fijarla en su posición definitiva.  7. las otras caras se hormigonarán contra el terreno y las sobre excavaciones sólo se rellenarán con hormigón. Enseguida se materializa el moldaje para hormigonado.. Todas estas faenas deberán coordinarse con dicha empresa.Solicitar las instrucciones correspondientes a la empresa contratista a cargo de la ejecución de los tensores de anclaje antes de iniciar las excavaciones. Ing.SISTEMA DE PILAS DE SOCALZADO  3.. Gonzalo Sena . Estas se harán en forma vertical hasta el nivel de los tirantes. quedando expresamente prohibido cualquier otro procedimiento de relleno.. sólo en la cara que enfrentará la excavación.Hormigonar las pilas impares.Colocar los tensores de anclaje y proteger todas las paredes con lechada de cemento.  5. SOCALZADO Ing. Gonzalo Sena . SOCALZADO . SOCALZADO . TENSORES . PUNTALES . MURO BERLINÉS . MURO BERLINÉS . MURO BERLINÉS . SOIL NAILING . con fibra (acero o polipropileno) – Mezcla seca o húmeda (problema del rechazo) – Sirven para evitar desmoronamiento y para impermeabilizar dando estabilidad . con acero.SOSTENIMIENTO • Shotcrete – Sin refuerzo. SHOTCRETE . SOSTENIMIENTO • Muros Pantalla o Muros Colados • Otros métodos – Tierra armada (para rellenos) – Hidrosiembra (para taludes) – Tablestacado • Entibaciones en zanjas . MUROS PANTALLA . MUROS PANTALLA . TABLA-ESTACA . HIDROSIEMBRA . TIERRA ARMADA . salvo indicación contraria del proyectista. en sobre-excavaciones. Gonzalo Sena .20m. en respaldo de estructuras y en otros lugares predeterminados en el proyecto. • En los casos en que el material de relleno deba ser depositado contra estructuras de hormigón armado. Ing. estos deberán colocarse una vez que el hormigón haya fraguado..RELLENOS • Este punto se refiere a los trabajos y materiales necesarios para efectuar rellenos en lugares o espacios excavados y no ocupados por las obras y estructuras. • Algo importante a destacar es que los rellenos estructurales deben ser Compactados en capas horizontales cuyo espesor sea igual o menor a 0. NCH 353 Of 2000 . Gonzalo Sena .CUBICACION DE OBRAS DE EDIFICACION • Según el uso que se le dé encontramos: • Relleno Estructural • Relleno Estructural Permeable Ing. estructura de hormigón armado tales como el relleno de las zanjas de las fundaciones de una edificación y alguna otra obra especificada en el proyecto. en especial para tuberías de alcantarillado.RELLENO • Relleno Estructural • Generalmente se ocupa para rellenar espacios excavados y no ocupados por las obras. Ing. Gonzalo Sena . Gonzalo Sena . Ing.CUBICACION DE OBRAS DE EDIFICACION • Relleno Estructural Permeable • El material se empleará en los rellenos de respaldo de estructura y otras obras donde puedan presentarse subpresiones provocadas por la saturación de los suelos.NCH 353 Of 2000 . CUBICACION DE OBRAS DE EDIFICACION • Se mide por el volumen (m3) del espacio neto que será rellenado. independiente de la naturaleza y origen del relleno. • La compactación se estima de acuerdo a la siguiente tabla 3 de la NCH 353 of 2000: .NCH 353 Of 2000 . Gonzalo Sena .Ing. .• Emplantillado • Capa de hormigón de bajo contenido de cemento. En muchos casos puede ser usado para nivelar y mejorar la calidad del suelo. en las fundaciones. llamado hormigón pobre. que tiene como función aislar la enfierradura del suelo. donde su espesor varía entre 5 y 10 cm.