Movimiento de tierras

PRÁCTICA RECOMENDADAPARA LA EJECUCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD

DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS

1. OBJETO:

El propósito de esta Práctica Recomendada es el de establecer un procedimiento que garantice la calidad en la ejecución de la actividad de construcción conocida como Movimiento de Tierras. El procedimiento que aquí se define debe ser controlado minuciosamente para asegurar la calidad el producto. Esta Práctica Recomendada se pondrá a prueba, se discutirá y refinará hasta obtener una Norma aplicable en el medio para la correcta ejecución y aceptación de esta actividad.

2. GENERALIDADES:

2.1. SINÓNIMOS: Explanación, excavaciones y terraplenes, cortes y llenos.

2.2. DEFINICIÓN:

El movimiento de tierra es el proceso de aflojar, acarrear y depositar los materiales de la corteza terrestre de su localización in situ al sitio de su disposición final en una construcción. Este proceso se ejecuta para moldear el terreno a las necesidades de la edificación, sea en seco o bajo el agua.

2.3. ALCANCE:

Esta Práctica Recomendada se debe usar siempre que se ejecute la actividad de movimiento de tierras, sean obras en terrenos malos (terrenos poco consistentes), obras profundas, obras subterráneas u obras superficiales. En esta Práctica Recomendada nos limitaremos a aquellos destinados a preparar el terreno para que en él se desarrolle una construcción de pequeña o mediana magnitud que no requiera el dinamitado y movimiento de roca, tema que será tratado en otra Práctica Recomendada.

2.4. TERMINOLOGÍA:

Acarreo: Acción de transportar algo hacia un lugar determinado.

Agregados pétreos: Son una materia prima de amplio uso en casi todas las construcciones. Se usan solos o combinados con un aglutinante para formar concretos hidráulicos o asfálticos.

POA-P.R.Movimiento de Tierras PRB10-11/04

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Apilonar: Acción de juntar cierto tipo de material todo en un mismo punto. También se dice apilar.

Capote: Capa superficial de suelo orgánico que cubre los terrenos.

Cepa: Zanja

Compactación: Acción que conduce a la reducción de la porosidad y volumen de un suelo por pérdida de agua y empaquetamiento. Mejora las propiedades mecánicas del suelo.

Cortar: Acción de aflojar y desplazar el terreno.

Cribas: Mallas que tienen la función de clasificar el material pétreo, se clasifican según el espaciamiento entre los barrotes que la conforman.

Explanación: Moldeo del terreno natural para adaptarlo a las necesidades de una nueva edificación.

Llenar: Acción de colocar y compactar la tierra en un nuevo sitio.

Rastrojo: Monte espeso de hierbas y arbustos que crecen en un terreno abandonado.

Terraplén: Lleno en tierra compactado para uso de ingeniería.

Talud: Inclinación del paramento de un muro o de un terreno.

Trituración: Proceso de reducir el tamaño de los fragmentos de roca.

3. MATERIALES:

Los movimientos de tierra, o sea los cortes y llenos sobre la superficie de la tierra, trabajan un material básicamente: el suelo.

3.1. El suelo: Se puede decir que suelo es roca en descomposición, ya sea por trituración hasta pulverización por erosión. Este material presenta numerosas formas de acuerdo a los procesos geológicos que haya soportado durante su existencia. Es así como se tienen suelos muy duros, como las rocas ígneas sanas, hasta lodos de partículas muy finas saturados de agua, de consistencia prácticamente líquida. Los suelos originalmente provienen de diferentes tipos de rocas, con distintas composiciones químicas y orígenes, las cuales por los


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procesos de presión, temperatura y erosión se van transformando y descomponiendo en partículas más o menos pequeñas y duras.

Para poder ejecutar satisfactoriamente un movimiento de tierras es indispensable que se conozcan las características del o de los tipos de suelos involucrados. Es necesario saber reconocer los diferentes tipos de suelos.

Aunque en el laboratorio de suelos se puede hacer una clasificación precisa mediante la granulometría, la plasticidad, y otros ensayos, la primera clasificación la debe hacer el técnico en el terreno.

3.1.1. El sistema unificado de clasificación del suelo: Es un método conciso de clasificar el suelo con propósitos de ingeniería. Es el método más ampliamente usado para clasificar los suelos. Es fácilmente entendible, preciso e internacionalmente reconocido.

Inicialmente se clasifican las partículas según su tamaño. Para ello se emplean una serie de cribas o mallas de aperturas conocidas, para separar los diferentes tamaños existentes en un suelo dado. Cada malla se conoce según el tamaño de su abertura en fracción de pulgada (entre ¾” y 12”), o por un número que indica la cantidad de aperturas por pulgada (entre # 4 y # 200).

De acuerdo al tamaño, las partículas se llaman:

1. Rocas: tamaño mayor a 12”.

2. Piedras: entre 3” y 12”.

3. Grava o cascajo grueso: entre ¾” y 3”.

4. Grava o cascajo fino: entre # 4 y ¾”.

5. Arena gruesa: entre # 10 y # 4.

6. Arena media: ente # 40 y # 10.

7. Arena fina: entre # 200 y # 40.

8. Limo: entre 0.005 mm y 0.075 mm.

9. Arcilla: entre 0.001 mm y 0.005 mm.

10.Coloide: menor de 0.001 mm.


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Los granos de tamaño menor de 1/200” se conocen como finos, y los de tamaño mayor como gruesos.

En un suelo se conocen los conceptos de bien o mal gradado, dependiendo si en él coexisten cantidades relativamente uniformes de todos los tamaños, o se presentan vacíos en ciertos tamaños.

De acuerdo a las partículas predominantes en un suelo dado, el sistema unificado de clasificación de suelos reconoce estos tipos de suelos.

Los que contienen más el 50 % de gruesos:

GW: Grava limpia bien gradada y grava arenosa, sin o pocos finos.

GP: Grava mal gradada y grava arenosa, sin o pocos finos. Menos del 5 % de finos.

GM: Grava limosa y grava arenosa limosa. Más del 12 % de finos.

GC: Grava arcillosa y grava arenosa arcillosa. Más del 12 % de finos.

SW: Arena bien gradada y arena gravosa, sin o pocos finos. Menos del 5 % de finos.

SP: Arena mal gradada y arena gravosa sin o pocos finos. Menos del 5 % de finos.

SM: Arena limosa y arena gravosa limosa. Más del 12 % de finos.

SC: Arena arcillosa y arena gravosa arcillosa. Más del 12 % de finos.

Los que contienen más del 50 % de finos:

ML: Limo inorgánico sin o de baja plasticidad, y limo gravoso, arenoso arcilloso. Límite líquido menor de 50.

CL: Arcilla inorgánica de baja a media plasticidad, y arcilla gravosa, arenosa o limosa. Límite líquido menor de 50.

OL: Limo orgánico y arcilla de baja a media plasticidad. Límite líquido menor de 50.

MH: Limo inorgánico y limo micáceo o diatomáceo elástico arenoso. Límite líquido mayor de 50.


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CH: Arcilla inorgánica de alta plasticidad. Arcilla gravosa, arenosa limosa. Límite líquido mayor de 50.

OH: Arcilla orgánica o limo de plasticidad media a alta. Puede ser gravosa o arenosa. Límite líquido mayor de 50.

PT: Toba, materia orgánica oscura y esponjosa, fibroso y de olor orgánico.

AF: Lleno artificial compuesto por suelos y materiales de desperdicio.

Para suelos que tienen características en la frontera de 2 clasificaciones se llaman por las dos clasificaciones separadas por una barra. Ej. SP/SM, CL/CH.

Los suelos que tiene contenidos de finos entre el 5 % y el 12 % se clasifican con los nombres para menos del 5 % de finos y para más del 12 % de finos, separados por un guión. Por ejemplo: SP-SM, SP-SC.

La clasificación de los suelos debe ir acompañada por una detallada descripción de la consistencia, color, olor, etc. Cualquier variación en los descriptores puede ser de mucha importancia.

3.1.2. Estudio de suelos: Todo terreno en donde se planee construir una edificación debe ser estudiado previamente por un ingeniero especializado en suelos. El suelo es un material de construcción producto de la evolución geológica de la tierra. Su estado es el resultado de las acciones telúricas durante períodos muy largos. Es afectado por el vulcanismo, los movimientos geológicos, la erosión causada por el viento y el agua. Aún las mismas acciones de los humanos afectan el suelo. Se puede decir que es un material fabricado sin ningún control de calidad.

El estudio de suelos pretende acercarse a la capacidad de soporte del terreno, haciendo investigaciones puntuales por medio de muestras extraídas a diferentes profundidades y sitios en el plano, determinadas por la experiencia del experto en suelos. Estas muestras son llevadas al laboratorio donde son analizadas con diferentes ensayos para determinar su clasificación, composición, compacidad, y resistencia. Todo terreno en su substrato presenta diferentes capas de suelos distintos. El estudio de suelos pretende identificar estos estratos o capas, en su composición, resistencia, profundidad y espesor a partir de las muestras puntuales. Por ello no se puede pretender que un estudio de suelos sea exacto en la identificación del sustrato. Es por ello que hay que ir verificando a medida que se hace la excavación o el movimiento de tierras la localización real de los estratos.

Además los terrenos son el resultado de los movimientos de los materiales pétreos y terrosos por acción de los agentes ya mencionados. Están en el sitio


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donde se encuentran como fruto de las acciones de estos agentes. Están en su ubicación actual en un equilibrio que puede ser estable o inestable. Esto quiere decir que cualquier variación producida en su forma puede afectar gravemente su estabilidad produciendo derrumbes o agrietamientos en las vecindades. Por ello todo estudio de suelos, cuyo objeto primordial es investigar la capacidad de soporte del terreno para la edificación que se hará, debe ser complementado por un estudio geotécnico que investigue los posibles efectos de la alteración del equilibrio resultante del movimiento de tierras.

Es por lo anterior que un estudio de suelos serio debe contener al menos las siguientes partes:

1. Descripción del terreno donde se hace el estudio, para evitar confusiones con terrenos vecinos o parecidos.

2. Descripción del proyecto para el cual se hace el estudio. En un terreno se pueden hacer varios proyectos diferentes, cada uno de los cuales puede requerir estudios de suelos distintos.

3. Descripción de la exploración efectuada. Ubicación y profundidad de los apiques y perforaciones, tipo de perforación, ubicación o profundidad de las muestras, ensayos efectuados en ellas.

4. Estratigrafía o ubicación estimada de las diferentes capas que conforman el sustrato.

5. Recomendación de fundación, tipo de fundación, estrato portante, capacidad de soporte, y profundidad esperada.

6. Estudio geotécnico, con los posibles efectos y modo de manejo por la alteración de la condición natural del terreno.

7. Recomendaciones de ejecución del movimiento de tierras y fundaciones.

8. Sistemas de control y verificación del resultado del estudio.

Siempre que se va a ejecutar un movimiento de tierra se debe consultar el estudio de suelos, especialmente en la parte de recomendaciones geotécnicas. Además, se tiene que contar con la opinión del ingeniero de suelos, o del geólogo, que le asegure a la obra la estabilidad en el trabajo, y lo que es más importante la de los lotes, vías y construcciones vecinas. Un movimiento de tierras siempre es un trabajo que puede alterar gravemente la estabilidad de la zona.

En resumen se puede decir que el estudio de suelos da una descripción aproximada y detallada de lo que se encontrará al hacer el movimiento de tierras.


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Es pues un elemento importantísimo en la planeación del trabajo del movimiento de tierras.

3.1.3. Ensayos: Los ensayos a los que se debe someter el suelo para identificar sus características mecánicas y geológicas estarán determinados por el ingeniero especializado que realiza el estudio de suelos.

Los ensayos más comunes son:

3.1.3.1. Ensayo de densidad máxima: También conocido como Proctor estándar o Proctor modificado. Este ensayo de laboratorio determina el contenido de humedad en el cual un tipo de suelo alcanza la mejor compactación. El ensayo consiste en compactar con un peso y energía dados, un material con diferentes contenidos de humedad, usualmente cuatro, de seco a húmedo. Cada contenido de humedad es graficado contra la correspondiente densidad creando la llamada Curva de Compactación, cuyo tope está en el encuentro de la humedad óptima y la densidad máxima. Esta es la humedad en la cual se debe compactar el suelo en el terreno para obtener la mejor compactación. Cuando se hace el ensayo de densidad en el campo ésta se compara con la densidad máxima del laboratorio para determinar el porcentaje de compactación. El procedimiento está detallado en la norma ASTM-D 1557 método A.

3.1.3.2. Granulometría: Este ensayo busca determinar la distribución de los diferentes tamaños de granos que constituyen el suelo. Como ya se describió en el numeral 3.1.1. de este documento, el ensayo consiste en pasar las partículas del material por una serie de cribas o mallas con aperturas o huecos mayores al # 200, o sea 1/200 de pulgada, midiendo el peso de la parte retenida en cada una de ellas. Cuando se hace el ensayo de hidrómetro en la misma muestra, el cual mide la distribución de las partículas menores de 1/200 de pulgada, se dice que se hizo el ensayo granulométrico completo. El conjunto de mallas lo conforman las descritas en el numeral mencionado. La muestra se deja saturar en agua para romper la cohesión entre las partículas del suelo, y por lavado sobre la malla # 200, se eliminan las partículas de menor tamaño. La muestra sin finos es secada al horno nuevamente, se pesa y se vacía sobre las mallas colocadas unas sobre otras en orden descendente de mayor a menor apertura. Se coloca el juego de mallas sobre una batidora para que se decante la muestra entre las cribas según su tamaño durante 15 minutos, procediéndose a pesar el retenido en cada malla, determinando así los porcentajes en peso de cada tamaño.

3.1.3.3. Análisis hidrométrico: Este ensayo utiliza el proceso de sedimentación para determinar la distribución de los diferentes tamaños de partículas para el material fino que pasa la malla # 200. Este método se complementa con el ensayo de granulometría para obtener la distribución de los tamaños de granos gruesos y finos. El proceso está regulado con la norma ASTM D 422.


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3.1.3.4. Ensayo de límites líquido y plástico: Se define como límite plástico el contenido de humedad al cual la muestra de suelo empieza a desquebrajarse cuando es moldeada y remoldada formando un cilindro de 1/8” de diámetro, o el contenido de humedad correspondiente a un límite arbitrario entre los estados plástico y semisólido de un suelo. Se define límite líquido el contenido de humedad al cual una plasta de suelo cortada por un surco de dimensión estándar, fluirá uniéndose en una longitud de ½”, baja el impacto de 25 golpes en el aparato estándar para medirlo, o el contenido de humedad correspondiente a un límite arbitrario entre las consistencias líquida y plástica de una muestra de suelo. El método del ensayo está descrito en la norma ASTM D 4318.

3.1.3.5. Ensayos de densidad en el campo: Estos ensayos se hacen para medir el contenido de humedad y la densidad alcanzada por el proceso de compactación en el terraplén que se construye. Tanto el contenido de humedad, como la densidad o grado de compactación se miden como un porcentaje. El porcentaje de humedad indica la cantidad promedio de agua en una localización específica. El porcentaje de compactación se define por la densidad seca de un suelo comparada por la máxima densidad seca de la misma muestra según el ensayo de laboratorio de densidad máxima descrito en le numeral 3.1.3.1.

Este ensayo se puede realizar por dos métodos: el método del cono de arena, y el nuclear. Ambos ensayos también determinan el contenido de humedad. Los métodos para realizarlo están determinados por las normas ASTM D1556, y ASTM D3017/D2922 respectivamente.

El método del cono de arena utiliza un frasco plástico lleno de arena de sílica No. 20, con embudo y válvula en la boca, una base de aluminio, un balde báscula de 1 kg y 20 kg con precisión de un gramo, una estufa de campo y herramientas de excavación manual. Usando la base como guía se excava un hueco de 10 a 15 cm de profundidad, sacando el material cuidadosamente al balde. Al terminar la excavación, se coloca el jarro con la arena invertido sobre la placa, se abre la válvula dejando fluir la arena hasta llenar el hueco excavado. Se pesa en el jarro la cantidad de arena de sílica remanente para calcular la empleada en llenar el hueco. Por comparación entre la arena calibrada y el suelo extraído en el balde se calculan la densidad y humedad de la muestra, y se comparan con los resultados del ensayo de densidad máxima o Próctor.

El método nuclear es más rápido y acertado pero el equipo es costoso y de uso especializado por lo peligroso, al manejar materiales radioactivos para la medición tanto de la humedad como de la densidad del terreno. Su uso se justifica en proyectos de gran magnitud.

4. HERRAMIENTA Y EQUIPO:


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Al seleccionar el equipo para una obra se debe determinar si una máquina puede satisfacer los requisitos de la obra, teniendo en cuenta la potencia necesaria. Si la máquina no tiene la potencia necesaria se deben analizar las diferentes alternativas que proporcione el proyecto o si definitivamente se debe sustituir dicha máquina por una más potente.

4.1. POTENCIA:

Una de las primeras consideraciones al seleccionar una máquina es la potencia necesaria para hacer el trabajo. Esta mide la potencia necesaria para vencer la resistencia total (RT). La resistencia total es la suma de resistencia a la rodadura y resistencia de la pendiente (RP).

4.1.1. Resistencia a la rodadura: Es la fuerza que se debe vencer para mover la máquina en suelo horizontal, la cual es afectada por fricción interna, la flexión del neumático y la penetración del neumático.

4.1.2. Resistencia a la pendiente: Es la gravedad que se debe vencer al subir o bajar una pendiente.

4.2. EQUIPO DE CORTE Y CARGUE:

Es el equipo que se utiliza para cortar y mover la tierra dentro del sitio de la obra. Entre los más empleados se tienen:

4.2.1. Topadora o buldózer: Es una pala niveladora montada sobre un tractor de orugas. Lo útil en el movimiento de tierras es una cuchilla soportada por dos brazos articulados que pueden hacerse bajar o subir mediante un mecanismo hidráulico o de cable. Si la hoja está en su posición inferior, la máquina excava tierra con una profundidad de corte de 20 a 30 cm. Poniendo la hoja en posición intermedia se pueden extender montones de áridos en capas de espesor de 20 a 30 cm. La posición alta es una posición de transporte (altura de la cuchilla sobre el suelo, de 75 cm a 1 m). La potencia de la máquina se caracteriza por la del tractor y varía de 25 a cerca de 400 CV. La longitud de la cuchilla es de 1.8 a 6 m, según las dimensiones de la máquina.

Estos equipos dotados de un escarificador, consistente en una uña o conjunto de uñas acopladas en la parte posterior con un mecanismo hidráulico, son muy eficientes en aflojar o quebrar la roca en terrenos rocosos semi-descompuestos o no muy duros, lo que permite excavarlos sin el empleo de explosivos.

Para los movimientos de tierra de las edificaciones, el buldózer o topadora es útil para remover la capa vegetal de terrenos de magnitud importante, apilándola en un sitio seleccionado para su almacenamiento temporal para ser reutilizada posteriormente, o ser cargada en volquetas para disponer de ella en un botadero


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o lleno. También es útil para hacer movimientos de tierra en lotes extensos relativamente planos, donde los cortes y los llenos están relativamente equilibrados.

Su empleo en los movimientos de tierra para edificaciones ha disminuido mucho en los últimos años debido a que necesita terrenos extensos para operar, y la necesidad de emplear cargadores para disponer del suelo removido.

Los datos que damos a continuación dan una idea aproximada de la capacidad de topadoras tipo:

Tipo Caterpillar D4 25-30 m3/horaTipo Caterpillar D6 50-80 m3/hora

Estos datos sirven para hacer un cálculo preliminar del tipo de equipo que cabe en un lote a moldear. No damos datos para equipos de mayor tamaño, por ser de muy difícil uso en edificaciones.

4.2.2. Grúa: Es una máquina diseñada para recoger un objeto o un material, levantarlo y desplazarlo a un nuevo sitio dentro de su radio de acción. Muy poco usado este equipo en movimientos de tierra para edificaciones.

4.2.3. Pala-grúa: Está compuesta por una plataforma que incluye el mecanismo de impulsión, la superestructura giratoria la cual está apoyada sobre la plataforma y a la que está adherida la pluma. Esta superestructura le permite giros de 360 grados. Muy poco usado este equipo en movimientos de tierra para edificaciones.

4.2.4. Pala: Esta máquina está conformada igual que la grúa o sea con una unidad impulsora, una superestructura giratoria y los implementos que van unidos a ésta y que afectan el trabajo. Las palas van desde 1 hasta 200 y3 de capacidad nominal del balde. Casi siempre van montadas sobre orugas, ya que la estabilidad en ellas es más importante que la movilidad. De poco uso hoy en día.

4.2.5. Retroexcavadora: Este es el equipo más empleado hoy en día para hacer las excavaciones de los movimientos de tierra para edificaciones, por la facilidad y ventaja que representa el hecho de que corte y cargue 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. La capacidad del balde va desde 1 hasta 6 y 3 , o más. La retroexcavadora tiene un par de gatos hidráulicos laterales que se extienden cuando ya está en posición de trabajo y que le aportan una gran estabilidad y fuerza de tracción al excavar.


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Los rendimientos aproximados de excavación que proponemos a continuación sirven únicamente para hacer una estimación del orden de magnitud de los equipos a emplear.

Tipo de retroexcavadora Vol. balde en Y3 Rendimiento en m3/horaRetro sobre llantas normal 3/4 10-20Retro sobre orugas 3/4 20-50Retro sobre orugas 1 50-100Retro sobre orugas 1 1/2 100-150Retro sobre orugas 2 150-250

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.

4.2.6. Cargador frontal: Este equipo se diferencia de las palas, las grúas, las dragalinas, las retroexcavadoras, en que no gira sobre su eje vertical y además en que su cucharón no excava, o sea, no remueve el material de su localización in- situ. Al menos no lo hace en forma económica, y el material se le debe entregar ya removido o aflojado, pero tiene una ventaja muy importante, que es la de poder hacer acarreo de material. En los movimientos de tierra trabaja en combinación con el buldózer o topadora, cargando en volquetas el material excavado por éste. También es eficiente removiendo derrumbes recientes y sueltos.

4.2.7. Dragalina o pala de arrastre: Excava en general a un nivel inferior a aquel en que está parada. Resulta así que en general puede trabajar desde una zona alta y seca pudiendo cargar equipo de transporte que no requieren entrar en zonas bajas, húmedas y de difícil salida. La máquina lanza el balde con el cable superior, igual al de la grúa y con el cable inferior lo hala hacia la máquina, operación en la cual excava. Luego levanta el balde con el cable superior, y con un giro, carga o bota el material. En los movimientos de tierras para edificaciones ha sido reemplazada por la retroexcavadora.

4.2.8. Traílla: Es una máquina utilizada en el corte y acarreo de materiales. Se emplea básicamente en los grandes movimientos de tierra necesarios para la construcción de represas y centrales hidroeléctricas. Trabaja cortando tierra por medio de una cuchilla por el fondo de la caja que se va llenando a medida que avanza sobre el terreno. Descarga por el fondo en el sitio de lleno. Cuando es autopropulsada se conoce como mototraílla. No es empleada normalmente en movimientos de tierra para edificaciones.

4.3. EQUIPO DE COMPACTACIÓN:

Son los equipos empleados para compactar los llenos o terraplenes. Entre ellos tenemos:


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4.3.1. Compactadora Pata de Cabra: Son cilindros metálicos para ser arrastrados por un tractor, que tienen patas que salen de la superficie del cilindro, las cuales pueden tener varias formas. Son muy eficientes para compactar suelos con alto contenido de finos como limos o arcillas. Usualmente trabajan compactando capas delgadas.

4.3.2. Compactadores de llantas: Pueden ser de arrastre o auto propulsados. Usan llantas neumáticas y son eficientes en suelos grueso- granulares, incluso esquistos y roca. Los hay de peso liviano, y muy pesados, hasta de 200 toneladas. El espesor de la capa depende del peso del equipo.

4.3.3. Compactadores vibratorios: Son cilindros metálicos dotados de un motor que produce vibraciones, en los cuales la capacidad de compactación depende de la frecuencia y energía de ellas. Pueden ser de arrastre o autopropulsados. Son útiles en suelos granulares.

4.3.4. Cilindros compactadores: Tienen ruedas cilíndricas de acero y normalmente son autopropulsados, y se usan cuando se busca una superficie tersa y sellada. Están limitados a capas delgadas.

4.4. EQUIPO DE TRANSPORTE:

Es el equipo empleado para sacar el material del sitio de la obra y llevarlo al botadero o sitio de almacenamiento provisional.

4.4.1. Banda transportadora: Equipo de acarreo de materiales, muy útil para sacar el material excavado de sitios profundos con dificultades para el acceso para equipo voluminoso, cómo en el caso de los sótanos. Carga directamente a las volquetas o equipo de transporte.

4.4.2. Volquetas y camiones: Para transporte de material generalmente a grandes distancias. Los hay de dos clases: equipo para circular por carretera, o para fuera de camino. En los movimientos de tierra para edificaciones se emplean usualmente las de carretera, pues circulan normalmente por las calles de la ciudad en su viaje al sitio de disposición o botadero. Usualmente su capacidad, limitada para trabajar en la ciudad varía entre 3 y 12 m3.

Se debe tener en cuenta que las volquetas que circulan por las vías públicas deben ser lavadas antes de salir a transitar por ellas, para evitar contaminar con tierra o suelo las calles de la ciudad. Igualmente, es mandatario cubrir con una carpa la tierra dentro del cajón o volco, para evitar que el viento o el movimiento del vehículo esparzan material en la vía.


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5. EJECUCIÓN DEL TRABAJO:

5.1. PLANEACIÓN:

Antes de iniciar la ejecución de la actividad es indispensable realizar las labores previas de planeación y estudio del movimiento de tierras lo cual es de vital importancia si se quiere hacer un trabajo en forma económica y sin desperdicio de tiempo y de 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 y deben estas dos actividades correlacionarse y hacerse simultáneamente alimentando con la información obtenida en cada una de ellas a la otra. 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. Se debe dejar constancia del estado de las vías por donde circularán las volquetas, pues es usual que las municipalidades cobren al constructor los daños resultantes por la circulación de equipos pesados sobre vías no diseñadas para tales cargas.

Analizada la obra a ejecutar, se debe seleccionar un sitio para la disposición del material sobrante, o botadero, el cual debe tener disponibles todas las licencias ambientales y municipales. Para ello se debe tener en cuenta la cercanía al sitio de la obra, con el fin de minimizar el costo del transporte del material sobrante, usualmente el insumo que más influye en los movimientos de tierra en las grandes ciudades, pero teniendo en cuenta la tarifa que usualmente cobran en estos sitios.

5.1.1. Estudio de planos: 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 del lote antes, durante y después de ejecutado el movimiento de tierras. Este debe contener una serie de recomendaciones para realizar la obra, las cuales deben ser seguidas en detalle. El profesional responsable solicitará ayuda al experto en suelos y geotecnia, en caso de duda. Deberá ser cuidadoso en verificar la cota en donde encontrará el nivel freático, 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, y afecta la estabilidad general de la excavación.

5.1.2. Cantidades de obra: Del estudio de los planos se hará el cálculo de las cantidades de obra discriminando según las distintas etapas de ejecución del proyecto. Estas cantidades servirán de base para la negociación del suministro de los equipos de excavación, las volquetas para disponer del material sobrante en el botadero. La selección del equipo se basa en el volumen de tierra a remover, la


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capacidad y cantidad de los equipos disponibles, la disposición del equipo en el sitio de trabajo, y las características del material a cortar. Seleccionado el equipo de corte, generalmente una o varias retroexcavadoras, se procede a calcular la cantidad de volquetas necesarias para asegurarle continuidad en el trabajo de las máquinas que cortan tierra, sin que las volquetas estén sobrando haciendo fila de espera. Para ello hay que tener en cuenta: la distancia del botadero, el tiempo del viaje de ida y regreso, el coeficiente de expansión del material excavado, la sobre-excavación por taludes que aseguren la estabilidad del trabajo, la necesidad o no de dejar parte del material en la obra para futuros llenos, y la capacidad de las volquetas disponibles.

5.1.3. Programación: Con las cantidades de obra calculadas, y seleccionado el equipo, se analiza el programa de trabajo general para el proyecto, con el fin de determinar si se está cumpliendo con las necesidades de la obra. Si esto no se da, se harán los ajustes necesarios en la selección del equipo.

5.1.4. Planos de trabajo: Las obras de movimiento de tierras se deben planificar hasta el punto de dibujar planos de trabajo, en los cuales se deben plasmar las secuencias de ejecución de la obra, vías industriales para circulación del equipo de corte y las volquetas, rampas, taludes, drenajes y otras obras que garanticen la estabilidad del terreno y sus vecinos durante la explanación, y con posterioridad a ella. Es de común ocurrencia que haya que prever un sistema de drenaje y bombeo con el fin de bajar o abatir en nivel freático y así mejorar las condiciones de estabilidad de la obra y rendimiento del equipo de trabajo.

5.2. COTIZACIONES:

Con toda la información recopilada se preparan las solicitudes de cotización definiendo por escrito muy claramente las cantidades, características, plazos de entrega, responsabilidades acerca de la calidad del trabajo y certificaciones si son necesarias.

El movimiento de tierras en las edificaciones generalmente es subcontratado con empresas especializadas en este tipo de labores, que requiere equipo costoso y personal experto. Se debe subcontratar pagando por unidad de volumen en corte o lleno medida en el sitio. El subcontratista especializado debe correr con los riesgos de botadero, transporte del equipo, y de la mano de obra empleada. Debe conocer en detalle el plan de trabajo, el cual usualmente se desarrolla o afina con su colaboración.

5.3. PRESUPUESTO:

Conocidas las cotizaciones, se deben rehacer los análisis de precios unitarios para los distintos tipos de suelos contando con los precios ofrecidos, los


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rendimientos reales, los reajustes de precios si los hay, y las cantidades de obra recalculadas. El resultado de este estudio se compara con el presupuesto vigente para el proyecto. Si no se acomoda a lo esperado, se debe informar al superior responsable de la ejecución presupuestal para encontrar una solución al costo adicional, o para buscar una aprobación de este. En estos casos se debe avisar al encargado de hacer los prosupuestos para que tenga en cuenta el hecho en futuros presupuestos.

5.4. CONTRATACIÓN:

Superada esta etapa se adjudicarán los distintos contratos, tanto de suministro de equipos, como de mano de obra, plasmándolos por escrito, dejando claramente establecidas las condiciones de contratación estipuladas en la solicitud de contratación, además de las correspondientes a la forma de pago, garantías, multas, pólizas, responsabilidades y arbitramentos necesarios.

5.5. EJECUCIÓN DE LA ACTIVIDAD:

Para la ejecución propiamente dicha de la actividad se debe seguir el siguiente procedimiento:

5.5.1. Actividades previas: Una vez finalizada la etapa de planeación, y antes de iniciar el movimiento de tierras, se debe hacer una cuidadosa inspección y verificación de las actividades previas, para asegurarse que estas estén completa y satisfactoriamente terminadas. A continuación sugerimos un listado de estas actividades que sirve como base de verificación:

Topografía: Se debe hacer antes de iniciar el movimiento de tierras un cuidadoso levantamiento topográfico y localización y replanteo, con el fin de tener una base para cubicar o medir el volumen excavado cuando el trabajo esté terminado, y definición de las líneas de corte, sus taludes y cotas. Se replantea y verifica la posición de las estacas de chaflanes de cortes y llenos las veces que sea necesario.

Desmonte y limpieza: Se refiere a la tarea de retirar toda la capa vegetal como pasto, arbustos y árboles existentes en el terreno, además de la remoción de escombros de anteriores estructuras.

Limpieza manual: Es el método más económico empleado en áreas pequeñas o aquellas que sean tan pantanosas o agrestes que no permitan el ingreso de maquinaria.

Limpieza con maquinaria: El equipo más empleado es el Buldózer, puede usarse paralelamente al manual, removiendo el pasto, arbustos y raíces pequeñas.


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Protección de árboles: En movimientos de tierra residenciales es común que se dejen algunos árboles, a estos se les protege el tronco con tela y una armadura de tablilla.

Revisión de la topografía y restitución de estacas: Una vez despejado el terreno se reponen las estacas partidas o perdidas y puede procederse a un chaflanado más detallado.

Instalaciones provisionales o definición de campamentos: De acuerdo al alcance definido, éstos serán los espacios dedicados al personal de supervisión y administración.

Entrada de maquinaria para preparación de accesos y áreas de maniobra: Se adecua un camino provisional y una zona donde la maquinaria pueda girar.

Descapote: Es la actividad de retirar la capa de suelo orgánico que además contiene grama, hierbas y raíces. Se debe tener en cuenta que normalmente este material tiene utilidad en la reposición de zonas verdes en la obra u otras obras.

Control topográfico de secciones descubiertas: Se verifican los volúmenes de capote retirados con los inicialmente proyectados, se reponen estacas.

5.5.2. Obras preliminares de drenaje: Desviación de corrientes naturales a través de tubería o canales impermeabilizados, retirándolos tanto como sea posible del área de trabajo y excavación manual de cunetas paralelas a los accesos. Si las recomendaciones geotécnicas lo recomiendan, se deben construir pozos de bombeo para abatir o bajar la cota del nivel freático. En las partes altas de los taludes que se conformarán, se deben construir zanjas de coronación que desvíen el agua de escorrentía del talud, donde podría causar deslizamientos de tierra. 5.5.3. Seguridad Industrial: Se debe cumplir para esta actividad con el programa general de Salud Ocupacional de la obra, y para efectos de atender adecuadamente la parte correspondiente a la Seguridad Industrial se debe tener en cuenta que los principales riesgos de enfermedad profesional y accidente de trabajo relacionados con esta actividad son:

Debe exigirse el uso de botas, casos, guantes y gafas protectoras en el caso de utilizar taladros y cinceles.


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Las excavaciones se iniciarán una vez efectuada la limpieza y descapote del terreno, la señalización para prevenir accidentes, el traslado o protección de las redes existentes.

A medida que avanza la explanación, se deben colocar elementos de protección necesarios para impedir el derrumbe de paredes y taludes.

Aunque no está considerado dentro del alcance de este documento, es frecuente el tener que recurrir al uso de explosivos para romper la roca que se presente durante el movimiento de tierras. El empleo de explosivos requiere de muy estrictas condiciones de seguridad, los cuales deben ser implementados con suficiente anticipación.

En zanjas profundas y estrechas habrá que disponer de 60 cm de ancho libres como mínimo para permitir el paso de los operarios y hacer la excavación escalonada para facilitar la paleada de la tierra sobre plataformas intermedias.

En general se debe mantener permanentemente en operación un programa de Salud Ocupacional y Seguridad Industrial dirigido por personal experto en estas materias. Se debe mantener una campaña educativa continuada por medio de instrucción verbal, reforzada con carteles recordatorios distribuidos en el frente de trabajo. Se debe cumplir con las resoluciones Nos. 02413 de 1.979 y 1016 de 1.989 del Ministerio de Trabajo y Seguridad Social.

5.6. PROCESO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS:

Cumplidos y observados los pasos anteriores se puede dar inicio a la labor de mover la tierra, según los requerimientos del proyecto.

5.6.1. Explanación: La explanación en material homogéneo comprende los materiales formados principalmente por suelo orgánico, cenizas volcánicas, limos, arcillas, gravas, combinaciones de las anteriores y en general por todos los suelos que puedan excavarse sin necesidad de explosivos. Así mismo los bloques o bolas de rocas aislados con volumen menor de un metro cúbico.

Si es necesario se deberán construir pendientes, bombeos y cunetas en todas las explanaciones y terraplenes para asegurar un drenaje satisfactorio en todo momento. Cuando sea necesario interrumpir drenajes superficiales existentes, alcantarillas o sub-drenajes, se facilitará el drenaje temporal apropiado hasta cuando los trabajos de drenaje permanente se hayan concluido.

Las cunetas laterales y drenes que desagüen áreas en corte deberán desviarse a su salida a través del terreno natural, de modo que se evite la erosión de los terraplenes. Toda explanación deberá quedar conformada de acuerdo con las exigencias de los planos dentro de las tolerancias indicadas por las


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especificaciones respectivas. No se comenzará la explanación hasta tanto no se hayan aprobado los trabajos de limpieza, desmonte y en las áreas necesarias el descapote, además, se encuentren debidamente tomados todos los puntos topográficos en referencia para el control de medidas. Las tolerancias admisibles para la aceptación de la explanación serán las especificadas en el proyecto.

5.6.1.1. Explanación con buldózer: Si el trabajo se hace empleando el buldózer se sigue el método del frente abierto. Se hace trabajar el equipo dentro de las líneas de las estacas a lo largo de la menor dimensión. El escombro se pone en el límite o a un metro atrás de éste. Luego se regresa al buldózer y reinicia el avance en la faja adyacente o traslapada con la primera. El material retirado es cargado empleando cargadores o retroexcavadoras y posteriormente dispuesto por medio de volquetas. Si el suelo es tan duro que la cuchilla no pueda llenarse en una distancia corta, el buldózer puede trabajarse solamente en un área corta de excavación, dando varias pasadas, después de las cuales, el montón de escombros sueltos puede empujarse al montón de desperdicios. Si se dispone de un escarificador o arado de subsuelo, puede usarse para romper las capas de tierra antes de hacer la excavación.

Las rampas pueden cortarse con el buldózer teniendo ciertas precauciones como la de enterrar gradualmente la cuchilla, pues de hacerlo muy drásticamente se formaría un escalón. Si el corte no puede iniciarse con distancia suficiente hacia atrás para formar la rampa, se puede poner el escombro sacado en la margen de la excavación, formando un montón apilado, de manera que el buldózer pueda reversar sobre él y se incline con un ángulo adecuado para cortar.

El área que van a ocupar los montones se puede calcular o suponer colocando los primeros montones en su costado más alejado. Las cargas sucesivas se tiran avanzando hacia la excavación, luego se llevan las siguientes cargas sobre ellos empujando los capotes de los montones inferiores hacia atrás. El montón se forma entonces, por una serie de cuñas cuyo ángulo agudo apunta hacia la excavación. La subida hacia el montón debe hacerse con una pendiente acorde a la potencia del equipo y el criterio del operador y puede estar comprendido entre 1:5 y 1:2,5. Las pendientes más suaves permiten empujar cargas mayores pero requieren más espacio. Una vez creada la rampa se procede al corte de las capas inferiores.

Después de que la excavación ha llegado a la mitad de la profundidad, el buldózer se lleva hasta el borde perpendicular a aquel en que se construyó la rampa y se excava paralelamente a los lados largos. La nueva rampa de entrada debe comenzarse antes. Al ir cortando, la máquina se desvía hacia el centro de la excavación y el escombro se deja en el piso y parte de él se saca por la nueva rampa. De esta manera se corta toda la anchura de rampa por que el buldózer entra a la excavación por el costado opuesto. Al aproximarse a la orilla de los lados largos, el escombro se puede empujar hacia arriba sobre su banco y hacia


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las rampas. Cortando en esta forma se obtienen paredes verticales a lo largo de los costados de mayor longitud del agujero.

Las rampas interiores pueden también quitarse por medio de pasadas oblicuas desde cerca del centro, dirigiendo el buldózer de manera que la cuchilla quede paralela al banco, al tiempo que llega a él. De esta manera puede recortarse el talud que queda adelante del buldózer con el material extraído en la orilla afuera de la excavación. Habiendo quitado una rampa del lado corto, el buldózer puede dar vuelta para cortar gran parte del opuesto.

Después de quitar los taludes de los lados largos, se puede profundizar el piso del corte empujando el material paralelamente a éstos. Para formar los taludes requeridos por el diseño, se corta toda la longitud para tener una pendiente suave que se va aumentando conforme se profundiza la excavación. Al acercarse el fondo de la excavación a la rasante final, se detiene la excavación dejando cierta pendiente para que el agua escurra hacia un extremo donde será retirada a través de una obra de drenaje. La última capa se retirará con cuidado, justo antes de la entrega. De igual manera se procede en los taludes. No resulta práctico excavar cepas para cimentación de los muros abajo del nivel de la excavación general con buldózer. En las obras de edificación la capa final de la excavación se debe hacer a mano, pues este equipo produce alteraciones del suelo con su movimiento que pueden afectar las condiciones de los trabajos posteriores en él.

También se puede utilizar el buldózer empleando el método de los cuatro montones. Este es otro método para excavar este mismo sótano, y se puede aplicar cuando el espacio lo permita. El suelo se empuja en cuatro direcciones. Con rampas cortadas en cada banco se empujan hacia arriba los montones, cada montón se forma principalmente de material que queda del centro hacia su lado. Con este plan, toda la superficie de la excavación se puede trabajar como si fuera una unidad, con el buldózer empujando siempre tierra al montón más cercano. Las cuatro direcciones de empuje pueden tomarse en rotación o variarse de acuerdo con el gusto del operador. Las ventajas de este método son la eficiencia que se obtiene, porque la distancia de empuje es mínima. Se debe procurar que los cuatro montones sean aproximadamente iguales pero su tamaño relativo puede variar sin cambiar el método. El acceso y el espacio para almacenar material no son tan buenos como el método del frente abierto. El material de las rampas después deberá retirarse dejando una franja de circulación para acceder al fondo.

Se puede presentar el hacho de tener acceso limitado en algunos puntos del trabajo. Cuando los árboles y otros edificios permitan la entrada del buldózer en solamente unos puntos y en donde todo el escombro debe empujarse hacia afuera a través de este lugar, los movimientos del buldózer tendrán que repetirse a cada nivel de corte. Se corta en el mismo sentido del acceso y se gira para recorrer el banco que está frente a éste, sacando los montones hacia arriba,


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ampliando cada vez más el recorrido. Se avanza inicialmente de frente y luego al hacerse más amplio el sector cortado se trabaja avanzando en diagonal, acercándose cada vez más a la esquina opuesta del acceso. En los materiales blandos puede ser posible cortar las esquinas con el buldózer empujando la tierra para aflojarlos, luego empujando el material hacia atrás. Sin embargo, generalmente es más barato excavarlos a mano, arrojando el material en el recorrido del tractor. Para hacer este tipo de excavaciones es necesario un tiempo mayor que para hacer el de excavación abierta.

Cuando la excavación del sótano es en un terreno o lote en media ladera el material excavado se puede empujar a un lado, hacia la ladera así como al fondo, para formar un escalón que quedaría a nivel o con la pendiente de la ladera o con una inclinación contraria. Luego el buldózer podría operar en este escalón empujando hacia el frente o hacia el fondo. El escalón se ensancha al mismo tiempo que se profundiza y proporcionará un espacio al buldózer para empujar ladera abajo, primero diagonalmente y luego directamente, además el corte posterior paralelo a la pared del fondo, dejando las dos esquinas traseras para cortarlas a mano para evitar que la máquina se atore contra las piedras o los costados.

5.6.1.2. Excavación con retroexcavadora: La retroexcavadora es la principal competidora en los trabajos de excavaciones pequeñas para sótanos. Puede hacer un trabajo con cortes muy exactos sin tener que cortar fuera de los límites de la excavación. Puede hacer cortes de poca profundidad, pero se compara más favorablemente con los buldózer cuando el agujero tiene una profundidad mayor de 2 metros, o cuando las condiciones del fondo son desfavorables, como cuando hay agua, lodo, piedras o afloramientos de roca. Puede hacer excavaciones en condiciones diferentes sin tener que cambiar los aditamentos.

Se recomienda que se tracen las líneas de la excavación a una distancia de unos 10 cm hacia fuera del limite exacto de la misma, aunque en los suelos de textura uniforme, la retroexcavadora puede hacer un trabajo muy preciso. Además de las estacas de las esquinas deberán ponerse otras intermedias que sirvan de guía a intervalos cortos a lo largo de la línea de la excavación, porque el operador no puede ver a lo largo estas líneas sin bajarse de la máquina y la pared queda determinada con el primer corte.

Es necesario alinear con precisión la máquina para hacer un trabajo preciso. Si el corte se va a comenzar a lo largo de la línea del frente, la retroexcavadora se coloca paralela, con el cucharón extendido a las tres cuartas partes y descansando unos cuantos centímetros más allá de la esquina.

Se excava ahora una zanja hasta el fondo con su orilla izquierda en la línea de la excavación, y el material excavado se vacía al frente. El extremo lejano de la zanja formará una curva de radio corto hacia adentro. Luego se hace retroceder


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la máquina unos cuantos metros cortando el extremo izquierdo de la zanja hasta ser casi vertical, debido a la posición más extendida del cucharón. La zanja de la pared frontal se prolonga luego tan cerca de la máquina como sea posible y el material entre ella y el corte central se corta en capas hasta el fondo. La línea central será irregular.

El montón de material excavado tenderá a formarse con un talud muy inclinado en la orilla del agujero, a menos que se empuje hacia atrás, lo que se puede hacer regulando la oscilación del cucharón al alejarse durante la descarga para que pegue en el montón en un lugar donde su impulso empuje una cantidad considerable de material excavado hacia fuera, sin detener su propio movimiento. La maniobra de empujar el material hacia atrás debe comenzarse pronto, porque el montón sube rápidamente. La excavación se continúa en esta misma forma poniendo atención para que se forme un fondo firme a nivel hasta que se llega el extremo derecho. La pala puede probablemente cortarlo hasta formar una pared aproximadamente vertical inmediatamente enfrente de ella, pero tendrá un borde irregular. Luego se hace girar la pala y caminar a la sección del fondo que no se ha excavado y se excava en la misma forma descrita para el frente y se completa la excavación.

La retroexcavadora puede cargar el material excavado en camiones en vez de descargarlos en el terreno. Si se han preparado planes en los que tiene que utilizar el relleno lejos de la cimentación, resulta más barato acarrearlo en camiones que empujarlo después con un buldózer.

Se debe tener especial cuidado con las rampas. En la mayoría de los casos, la pala del cucharón de brazo corta una rampa hacia abajo, dentro de las líneas que marcan la excavación que deben tener la pendiente y ser de tal material que los camiones cargados puedan subir por ella. La pendiente puede ser de uno en cinco a uno en doce, según la potencia de los camiones y las cargas que se les pongan. La pendiente se hace tan suave como la longitud y la profundidad de la excavación lo permitan, para que puedan llevarse las mayores cargas.

Si el terreno está inclinado, la rampa debe cortarse partiendo del punto más bajo en la orilla en la que los camiones tienen acceso.

Las rampas de tierra generalmente se quitan inmediatamente después de que se termina la excavación para la que se utilizaran. Las rampas bajas pueden aflojarse y quitarse parcialmente con la pala excavando detrás al ir saliendo.

Si el espacio lo permite, la rampa se puede excavar fuera de la superficie que ocupará el sótano, para lo que es necesario hacer una excavación mayor y relleno, pero que puede justificarse si la pala de cucharón de brazo es la única máquina con que se dispone y si el extraído se puede apilar cerca, o cuando otro


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trabajo cerca de estas propiedades vaya a producir suficiente material de desperdicio para hacer rellenos.

Cuando la especificación del trabajo contempla la construcción de obras de contención a medida que avance la excavación, el ritmo de la obra debe contemplar los tiempos necesarios para la ejecución de estas obras, que pueden consistir en la construcción de terrazas en terreno natural, muros de contención, muros anclados, trabajos de estabilización en suelos poco cohesivos, tierra cocida, etc. Su ejecución no está contemplada dentro del alcance de este documento.

También es necesario trabajar con sumo cuidado los fondos de las excavaciones. Lo recomendable, como ya se dijo, es terminar las excavaciones a mano o con equipo muy liviano para no alterar las condiciones del suelo.

5.7. CARGUE DEL MATERIAL SOBRANTE:

Los camiones que acarrean el material excavado por la retroexcavadora pueden cargarse lateralmente a la pala o retroexcavadora, por seguridad, o por la parte de atrás por comodidad. Si los costados de las cajas de los camiones son muy altos, la carga será incómoda y se tirará una cantidad excesiva de material. Esta dificultad puede reducirse cargando directamente atrás de la máquina, de manera que tenga que caminar sobre el material que se ha tirado, lo cual lo elevará facilitando la carga.

Otro método de cargar los camiones con facilidad es empezar el corte en la banqueta, formando una rampa descendente para los camiones, suficientemente amplia para que los mismos puedan caminar en reversa hacia la parte del frente que se va a cargar, mientras que la retroexcavadora excava a un lado.

5.8. TERRAPLENES:

Consiste en la construcción de llenos con materiales extraídos de la excavación, de zonas de préstamo y de las explanaciones, de acuerdo con los alineamientos, pendiente, perfiles transversales, dimensiones indicadas en los planos y en la libreta de topografía. Los materiales para terraplenes y rellenos no podrán contener desperdicios como raíces, césped y otros materiales parecidos, o en cualquier caso, orgánicos. Antes de proceder a la colocación de los materiales para terraplenes se deberá haber efectuado el trabajo de desmonte o descapote. Toda la superficie de suelo existente sobre la cual se ha de colocar el terraplén deberá ser escarificado de manera que el suelo que se usará como material para llenar se ligue bien con la superficie existente. El fondo del suelo sobre el que se hará el terraplén debe ser conformado de tal manera que asegure que no se forme una superficie de falla entre el terreno natural y el lleno. En superficies de alguna importancia se deben conformar escalas y llaves que aseguren la


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estabilidad del lleno. Si el material del suelo natural está muy suelto, se debe hacer una compactación antes de iniciar el lleno.

El material para construir el terraplén deberá colocarse en capas horizontales sucesivas del espesor máximo indicado en las normas del contratante. Deberán humedecerse u orearse hasta lograr el contenido de humedad adecuado y uniforme para obtener las densidades de compactación especificadas de acuerdo con las características del material y del proyecto. Estas capas deberán ser construidas con pendientes suficientes para permitir en todo momento el escurrimiento de las aguas superficiales.

Al ensanchar un terraplén existente deberá cortarse previamente el talud de dicho terraplén en forma escalonada en un ancho previamente definido por el director de la obra.

Cuando se deban construir terraplenes a través de terreno pantanoso que no soportaría el paso de camiones y otros, la parte inferior del terraplén deberá tratarse mediante el retiro de material inadecuado, construcción de filtros y refuerzo de la capacidad portante con geotextil, o atendiendo las especificaciones aprobadas.

Las tolerancias admisibles para la aceptación de la aceptación de los terraplenes serán de acuerdos a las especificaciones del proyecto. Las tolerancias admisibles para la aceptación de la explanación serán las especificadas en el proyecto, teniendo en cuenta las cotas de cualquier punto de la sub-rasante, la distancia desde el eje del proyecto y el borde superior del terraplén y la compactación de cada una de las capas del terraplén.

Cualquier tipo de tierra mineral o de roca se puede utilizar para el terraplén, pero la arcilla y el limo son generalmente malos. Se ablandan cuando se mojan, cambiando con frecuencia el volumen. Pueden actuar como mechas para elevar el agua a la superficie. El humus debe evitarse, igualmente que la tierra vegetal, que es una mezcla de suelo mineral y de humus. La arena y la grava suelta y limpia tienen una excelente resistencia pero proporcionan una mala tracción, son difíciles de compactar y deben mezclarse con otros materiales. Los mejores terraplenes son mezclas de dos o más de los tipos de materiales sencillos. La arena y la grava son mejores cuando están mezclados con suficiente arcilla o limo para que les sirva de cementante. Los suelos ligeros con un elevado porcentaje de arena o grava son buenos cuando el trabajo debe hacerse en lugares o en estaciones lluviosas, absorben y drenan grandes cantidades de agua y no se hacen resbalosas con facilidad.

El agua contenida en los suelos determina en gran parte su comportamiento en un terraplén. Cada suelo se compacta mejor cuando su proporción de agua es la óptima. Con menos agua los granos quedan en libertad para moverse entre sí,


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con más, el suelo puede deformarse o deslizarse bajo el efecto de las presiones. Un suelo que contiene mucha agua puede presentar características elásticas, baja con el peso de las aplanadoras y cuando han pasado vuelve a subir a su posición original.

Un suelo puede contener el agua necesaria para su mejor compactación y aparecer bastante seco. Cuando se aprietan los granos juntándolos, las películas de agua intersticiales se desalojan tendiendo a salir hacia la superficie mojándola. Este proceso puede tener efectos acumulativos cuando son varias las capas de que está formado el terraplén. Los suelos elásticos se compactan algo bajo el efecto de las aplanadoras. En la operación se calienta el terreno y se expulsa el agua hacia arriba, con lo que se acelera el secado. Si el suelo está muy seco, se moja con carro tanque cuando se está extendiendo y aplanando.

Si la tierra vegetal se ha empujado bastante atrás, es posible conformar el material del relleno al mismo tiempo que se empuja hacia afuera del sótano, o inmediatamente después. Ordinariamente es más fácil extender varios montones pequeños que uno grande, por lo que es prudente suspender la excavación ocasionalmente y extender los montones que se hayan formado con un buldózer que es el equipo idóneo. Si la excavadora contiene agua, el material excavado podrá estar muy lodoso para extenderlo luego por lo que debe procurarse que la excavación esté correctamente ordenada. Las capas se colocan en espesores entre 15 y 25 cm, según las especificaciones y son compactadas inmediatamente.

Es conveniente que los terraplenes queden bien unidos a la superficie sobre la que descansan para evitar la formación de zonas saturadas, canales de agua y posiblemente el abatimiento de los taludes. Esto se puede lograr generalmente quitando la vegetación , la capa vegetal y arando surcos en dirección transversal al talud del terreno. Cuando el área que se va a terraplenar está mojada, irregular o que de alguna manera impida el paso de la maquinaria, la primera capa se construye descargando la carga de los camiones de volteo en el terreno y emparejando el material con buldózer hasta una altura que sea cuando menos suficiente para soportar las unidades de acarreo sobre los lugares blandos o sobre los obstáculos. Después de que se ha formado un piso transitable, el resto de las capas se forma por medio de camiones, traíllas o cualquier otro tipo de acarreo.

Si la superficie es irregular pero transitable, se pueden rellenar los lugares bajos con capas compactadas o quitar las salientes, antes de colocar la parte principal del terraplén. El manejo y compactación del material de relleno se dificulta con la presencia de piedras sueltas. Las rocas, aun las de tamaño pequeño, interfieren con la conformación. Si su diámetro es mayor que el que va a tener la capa de terraplén, sobresaldrán arriba, entonces puede hacerse necesario el tamizado del material proveniente de la excavación.


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Los suelos en su estado natural probablemente han permanecido en su misma posición por largos períodos. Las partículas se han acomodado entre sí, dejando poco espacio. Los cementos naturales pueden haberlas unido. Cuando un suelo de estos se excava o se altera, se rompe en terrones o granos que se hacen chocar entre ellos quedando con una estructura desordenada, con espacios de aire o huecos interiores, lo que aumenta el volumen del suelo y aumenta su capacidad para absorber y conducir agua. Un suelo suelto así, se convierte en un lodo blando si se moja. El proceso constituido por el mojado y el secado alternativos junta un poco los granos, reduciendo los huecos. Si el proceso de mojado y secado se repite, el material puede compactarse hasta llegar a tener su volumen original.

Se puede obtener una compactación considerable de un terraplén por medio del equipo de compactación y de excavación. La presión producida sobre el terreno bajo de las llantas de las traíllas cargadas puede llegar a ser de treinta a cuarenta libras por pulgada cuadrada, y el efecto amasador de estas llantas y la vibración de las orugas son muy efectivos. Sin embargo, la compactación tiende a disminuir con la distancia al corte, pues todo el material del terraplén debe pasar por la porción más cercana, y solamente una pequeña fracción sobre el extremo lejano. Además es difícil y algunas veces imposible conseguir que los operadores cambien de ruta para compactar sistemáticamente todo el ancho. Puede ser necesario para cambiar las rutas tener operarios estacionados a lo largo del camino para decir o señalar a los operadores por donde deben caminar, o con el uso de obstáculos móviles.

Generalmente, es inconveniente que una unidad muy cargada comience una ruta nueva en un terraplén blando, porque la potencia y los esfuerzos producidos en la máquina resultan excesivos. El primer recorrido lo debe hacer una máquina de vacío en el viaje de regreso, después pueden caminar las unidades cargadas por esas huellas. Se puede evitar que las huellas se hagan muy profundas apisonando con máquinas vacías toda la faja que se quiera compactar, antes de utilizarlas cargadas. Si se están utilizando en el acarreo tantas unidades que haya probabilidad de que choquen, se deben separar los dos sentidos de la circulación y cambiarse las rutas según sea necesario. Si con el tránsito en dos sentidos se puede utilizar con seguridad, la misma ruta, se puede desviar gradualmente a un lado.

El terraplén se va compactando conforme se va construyendo. Se utilizan rodillos de varios tipos en capas delgadas del terraplén para apretar y poner en un contacto más estrecho que el que tenían en el banco, a sus granos. El peso de las unidades de acarreo y las conformadoras o motoniveladoras ayudan a conseguir este efecto. Los migajones pueden reducirse al noventa por ciento de su volumen en el banco con una compactación cuidadosa. Un terraplén bien compactado no se contrae con el tiempo, ni con su exposición a la intemperie, de manera que teóricamente es posible colocarle encima una carga de manera


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inmediata. Además, tiene la mayor resistencia posible que corresponde al tipo de suelo, de manera que las ruedas o las orugas no se hunden mucho, la velocidad y capacidad del equipo de acarreo que camina sobre él aumenta. Un terraplén compactado no absorbe el agua de lluvia con facilidad, por lo que permanecerá lo suficientemente duro aun con las lluvias más fuertes. El que la superficie se ponga resbalosa depende de su contenido de arcilla y de la posible presencia de una capa de polvo seca, suelta, que no haya estado compactada antes de la lluvia.

5.9. MANEJO Y OPERACIÓN DE ZONAS DE DEPÓSITOS O BOTADEROS:

Previa a la iniciación de los trabajos de disposición de materiales, se definirán y construirán en las áreas asignadas para los depósitos las obras de conformación y estabilización del futuro lleno como:

Descapote Construcción de drenajes Obras de mitigación de impacto ambiental

Se deben extender los materiales y conformar y compactar las zonas de depósito de manera que presenten apariencia aceptable. Estas zonas deben tener buen drenaje natural y no obstruir los drenajes del terreno, bien sean naturales o artificiales. Las protecciones relacionadas con las zonas de depósito, obras de contención, drenaje, etc. serán señaladas por el contratante. Normalmente las municipalidades tienen normas de gran exigencia para el adecuado manejo de estos sitios. El constructor debe vigilar que el contratista de movimiento de tierras cumpla con ellas. Cuando se copa la capacidad de algún botadero autorizado, el trabajo debe terminarse con el cubrimiento del sitio con una capa vegetal, engramado y arborización.

6. ACEPTACIÓN Y RECIBO DEL MOVIMIENTO DE TIERRAS:

Aunque es muy difícil seguir a la perfección todo lo programado cuando se está llevando a cabo un movimiento de tierras, se exige tener en cuenta todo lo estipulado en esta Práctica Recomendada para una buena aceptación del trabajo, además, al finalizar la actividad, esta debe cumplir con todos los requisitos asignados y con las especificaciones del proyecto.

Para recibir el trabajo de un movimiento de tierras, se debe verificar durante la ejecución del trabajo el cumplimiento de todas las recomendaciones del estudio de suelos y geológico para garantizar la estabilidad de la obra. El ingeniero o profesional responsable de la obra debe estar vigilando que la estratigrafía y el comportamiento del nivel freático en la realidad del trabajo cumplan con lo previsto en el estudio de suelos. Cualquier variación en las condiciones previstas


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debe ser anunciado al experto en estos temas para que haga los correctivos necesarios. Durante la ejecución de las obras se debe observar cuidadosamente el comportamiento de los taludes, agrietamientos en la parte superior, inclinaciones, medidas con inclinómetro de precisión, asentamiento de construcciones vecinas, afloramientos de agua, etc., todos ellos signos de que algo anormal está ocurriendo. Normalmente el subcontratista de movimiento de tierras no tiene responsabilidad por las medidas de control de estabilidad, recayendo ésta en el constructor o contratista principal de la obra. Esto debe ser tenido en cuenta por el profesional responsable.

Antes de terminarse el movimiento de tierras se deben verificar con exactitud el alineamiento, taludes y cotas de la excavación. Se debe dejar el raspado final para hacerse a mano o con equipo liviano para no alterar las condiciones del suelo. En caso de que se presenten sobre-excavaciones por descuido del contratista, estas serán subsanadas por cuenta de éste. El trabajo debe ser complementado con la construcción de zanjas, cuentas y pozos de bombeo para garantizar la estabilidad de la obra una vez terminada y expuesta a la intemperie. Los taludes deben ser protegidos de la escorrentía con el método recomendado por el ingeniero de suelos.

Para el recibo de los terraplenes se debe controlar el espesor de las capas con que se esparce el material, la humedad de compactación y el grado de compactación alcanzado por medio de los ensayos de densidad en el terreno, ya descritos en este documento. Si no cumple con lo establecido, se debe escarificar el material y repetir el proceso de forma controlada. Por supuesto se verificará la geometría del terraplén por medio de los alineamientos, pendientes y cotas obtenidas.

6.1. RECHAZO Y RETROALIMENTACIÓN:

En el caso de que no se cumpla con alguna de las condiciones de aceptabilidad, debe procederse inmediatamente a ejecutar la reparación necesaria, previa elaboración de un informe describiendo el problema presentado, analizando sus causas y definiendo la corrección y reparación necesaria. Este informe debe servir de retroalimentación a las personas involucradas en el proyecto para prevenir repeticiones futuras de la misma anomalía. Una vez corregidas las fallas se debe repetir el proceso de verificación, hasta lograrse el recibo y aceptación definitivo.

7. PROBLEMAS MÁS FRECUENTES, SUS CAUSAS Y SOLUCIONES:

Los problemas que más frecuentemente se presentan en los movimientos de tierra son:

7.1. DESLIZAMIENTOS O DERRUMBES:


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Son desprendimientos gravitatorios de la tierra que cambian la geometría buscada con el trabajo.

7.1.1. Causas: Entre las principales causas de los derrumbes de encuentran:

Falta de protección de los taludes a condiciones climáticas como la lluvia. Por variación de la humedad del terreno. Por filtración acuosa. Debido a la sobrecarga de los bordes de la excavación. Por falta de empleo de taludes con pendiente adecuada. Por variación de temperatura. Debido al fallo de entibaciones u obras de contención.

7.1.2. Soluciones: Los taludes que limitan los movimientos de tierra deben tener cierta inclinación con la horizontal para mantenerse en equilibrio estable. La determinación del ángulo de inclinación es indispensable para fijar los perfiles y determinar la cubicación de los movimientos de tierra y para dar a los taludes una inclinación correcta compatible con una buena estabilidad de las obras. Se debe respetar la recomendación del geólogo o ingeniero de suelos al respecto. Es también muy importante mantener un adecuado control de aguas superficiales y de infiltración. Para ello se deben seguir las recomendaciones del ingeniero de suelos. Se deben mantener las protecciones y drenes recomendados.

7.2. DAÑOS EN PROPIEDADES Y VÍAS VECINAS:

Es muy frecuente que se presenten o causen daños a las construcciones vecinas durante el proceso de excavación para una edificación. Es muy importante registrar en las actas de vecindad antes de hacer el trabajo, el estado de las construcciones y vías vecinas a la obra. Esto con el fin de no tener que responder por daños preexistentes.

7.2.1. Causas: Entre las principales causas de este problema podemos mencionar, como en el caso anterior la falta de control de asentamientos, inclinaciones y de aguas infiltradas. También es causa de este problema la no planeación de las acciones de protección para esas propiedades o vías.

7.2.2. Soluciones: Este problema se resuelve con una adecuada planificación con el ingeniero de suelos de las acciones de protección o mitigación adecuadas. Debe ser parte muy importante de la planeación inicial del trabajo. Puede requerir la ejecución de la excavación por etapas de tal manera que se asegure la estabilidad de estos bienes. Puede requerir también obras como recintes a las fundaciones, o contenciones provisionales o definitivas para los taludes de la excavación.


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7.3. INUNDACIONES:

En épocas de invierno puede ocurrir que las crecientes o avenidas de corrientes de agua cercanas a la obra accedan a esta causando graves daños. También puede ocurrir con una lluvia fuerte o por rotura de tubos de conducción de agua en el vecindario.

7.3.1. Causas: La causa principal es la falta de una adecuada planeación para evitar o afrontar este tipo de eventos.

7.3.2. Soluciones: En todo procedimiento de movimiento de tierras se debe planear las obras de protección para evitar el acceso de corrientes de agua vecinas. Se debe implementar un sistema de drenaje que evacue las aguas lluvias, el cual debe ser diseñado para eventos muy fuertes. Se debe mantener un control adecuado y suficiente de asentamientos para evitar la rotura de tubos vecinos.

7.4: DEFICIENCIA DE LOS CAMINOS INTERNOS:

Se presenta muy a menudo que los trabajos deben ser suspendidos o disminuidos en su ritmo, por dificultades de acceso y salida de las volquetas que sacan el material excavado. Esto es más frecuente en las épocas de invierno.

7.4.1. Causas: Si no se hace una buena planeación de los caminos de acarreo o estos no se tienen en buen estado, se aumenta el ciclo de trabajo lo que significa un mayor costo para el contratista.

7.4.2. Soluciones: Construir los caminos de acarreo con cuidado, con una adecuada superficie de rodadura o afirmado y mantener a un mínimo las pendientes y eliminar totalmente los obstáculos y las curvas cerradas. Se debe mantener las cunetas de evacuación de aguas lluvias limpias y en buen estado de funcionamiento.


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Movimiento de tierras