¿Que es el movimiento de tierras?
El movimiento de tierras en ingeniería civil es una serie de actividades fundamentales que se llevan a cabo para preparar y adecuar el terreno en el cual se llevará a cabo una obra civil. Esta preparación puede realizarse de dos maneras: manualmente, mediante el uso de herramientas como pico y pala, o de forma mecánica, utilizando maquinaria especializada.
Es un proceso crítico en la planificación y ejecución de cualquier proyecto de construcción, ya sea para el desmonte, terraplén, relleno u otras operaciones relacionadas. Al realizar un análisis detallado y económico de esta fase, se deben tener en cuenta diversos factores, tales como la densidad del suelo, el nivel de compactación, el tipo de material presente y su capacidad de expansión.
El movimiento de tierras constituye una de las primeras etapas para la construcción de cualquier tipo de infraestructura. Consiste en un conjunto de actividades que incluyen la excavación y remoción de los materiales del suelo, hasta una profundidad de 1,20 metros, correspondiente al límite de acarreo libre. Estos materiales provienen de las zonas que requieren excavación, según lo indicado en los planos y secciones transversales del proyecto o las instrucciones proporcionadas por el Supervisor.
Además de la excavación y remoción del suelo, también se debe tener en cuenta la eliminación de la capa vegetal y otros materiales blandos, orgánicos y potencialmente dañinos en las áreas donde se construirán terraplenes para carreteras u otras estructuras. La unidad de medida comúnmente utilizada para cuantificar el movimiento de tierras es el metro cúbico.
Pasos para un Movimiento de tierras
1. Despiece y desbroce
Antes de iniciar la excavación, se realiza una intervención en la superficie del terreno para limpiarlo de arbustos, plantas, árboles y basura presentes.
2. Replanteo
En esta etapa, se establece la ubicación de rampas para la entrada y salida de camiones, y se delimita el área de actuación, utilizando puntos de referencia externos que proporcionan información topográfica.
3. Excavación
La fase de excavación puede realizarse manualmente, mediante el uso de herramientas como pico y pala, o de forma mecánica, empleando maquinaria especializada. Esta etapa de excavación puede clasificarse en tres categorías:
– Desmonte: Se refiere al movimiento de tierras que se encuentra por encima del plano de arranque, es decir, cuando se necesita retirar suelo o roca para alcanzar el nivel deseado del terreno.
– Vaciado: Esta categoría se aplica cuando el plano de construcción está por debajo del nivel actual del terreno. En este caso, se deben eliminar capas de suelo hasta alcanzar la profundidad requerida para la obra.
– Terraplenado: En situaciones en las que el nivel del terreno es más bajo que el nivel deseado, es necesario aumentar la altura del terreno mediante la adición controlada de material, para alcanzar la cota de diseño.
¿Qué se necesita para el movimiento de tierras?
Para poder realizar el movimiento de tierras y las excavaciones necesarias generalmente es necesaria maquinaria pesada, aunque esto va a depender de la magnitud del movimiento y el volumen de tierra que se vaya a retirar con la excavación, puesto que también puede realizarse con mano de obra humana y herramientas de apoyo como palas y carretas, para volúmenes pequeños claro.
¿Por qué es importante el movimiento de tierras?
El movimiento de tierras es un proceso de suma importancia, así como una adecuada planificación y ejecución, son fundamentales para el éxito y la eficiencia de cualquier proyecto de construcción. Mediante la utilización de técnicas adecuadas y maquinaria especializada, se busca optimizar el tiempo y los recursos empleados en esta fase, garantizando una adecuada preparación del terreno para la construcción de la obra civil.
¿Cómo se clasifican los movimientos de tierras?
En el ámbito de la ingeniería civil, las excavaciones constituyen una etapa crucial en la construcción de infraestructuras y se pueden clasificar de varias maneras, considerando diferentes criterios. Entre ellos, se encuentran los siguientes:
1. Excavaciones según el tipo de material
– Excavación de tierra: Consiste en la remoción de la capa de suelo situada inmediatamente debajo de la capa vegetal y por encima de la roca. Este tipo de excavación se utiliza comúnmente para la construcción de terraplenes (rellenos) y cimientos. Es generalmente de manejo sencillo y se puede realizar eficientemente utilizando retroexcavadoras u otro tipo de maquinaria.
– Excavación en roca: Se refiere al movimiento de formaciones rocosas que no pueden ser excavadas de manera directa, sino que requieren el uso de barrenos y voladura sistemática para su remoción.
– Excavación de fango: Implica la manipulación de material que contiene una cantidad excesiva de agua y suelo indeseable. Debido a su falta de estabilidad bajo carga, el fango rara vez se utiliza como material de relleno en obras civiles.
– Excavación no clasificada: Involucra el movimiento de una combinación de capa vegetal, tierra, roca y fango, sin una clasificación específica.
2. Excavaciones según la forma
– Excavación en zanja o regata: Este tipo de excavación corresponde a una especie de canal con una profundidad mínima de 40 centímetros, diseñada para alojar muros de contención.
– Excavación a plena anchura: Se refiere al movimiento de tierra en toda la extensión de la superficie que se construirá, con una profundidad delimitada por sótanos o bodegas en edificaciones.
– Excavación de pozos: Consiste en movimientos de tierra que se desarrollan en profundidades significativamente mayores que en superficie. Este tipo de excavación se lleva a cabo para la construcción de cimientos de pilotaje, caisson o para la búsqueda de manantiales subterráneos de agua.
– Excavación en galería: Requiere el uso de apuntalado o entibado a medida que se avanza en la excavación. El entibado se realiza mediante la colocación horizontal de tablas sostenidas por puntales bien afirmados o parales transversales.
– Excavación para muros de contención o cortes: En caso de que el terreno sea inclinado, se realizan cortes y taludes necesarios para obtener los niveles de piso definidos en los planos.
3. Excavaciones según el modo
– Excavación manual: Se emplea para pequeños volúmenes y poca profundidad, como en el caso de excavaciones para zapatas aisladas. Si el terreno es firme, los cortes serán verticales, mientras que en terreno flojo se realizarán cortes inclinados para garantizar su estabilidad sin necesidad de acodalamientos, en la medida de lo posible. En terrenos fangosos o inestables, es esencial entibar las paredes a medida que se avanza en los cortes. Incluso en terrenos firmes, el entibado puede justificarse cuando las excavaciones superan un metro de profundidad y se busca evitar la excavación de taludes. La tierra extraída debe depositarse a una distancia mínima de un metro del borde de las zanjas mientras se retira del sitio.
– Excavación a máquina: Se lleva a cabo para volúmenes grandes o profundidades superiores a 2 metros, lo cual justifica el uso de equipos de maquinaria pesada. Luego, para perfeccionar los cortes y completar las excavaciones donde las máquinas no pueden operar, se realiza un trabajo manual complementario.
4. Excavaciones según el tipo de trabajo
– Escarificado o desmonte: Implica el movimiento de cualquier material desde la superficie original hasta la parte superior de cualquier material apto para ser utilizado en un terraplén permanente.
– Excavación para caminos: Corresponde a la parte de un corte para un camino que inicia donde termina el descapote y concluye en la línea de la subrasante terminada o en la parte inferior de la capa de base.
– Excavación para canales: Se refiere a la rectificación o cambio de ubicación de un arroyo o corriente, generalmente a lo largo de un derecho de vía.
– Excavación para cimentación: Se realiza para la construcción de pilotes, muros y zapatas de cimentación de un edificio. Las profundidades de las excavaciones se definen en función del estudio de suelos y pueden llevarse a cabo mediante medios manuales o mecánicos.
– Excavaciones para tanques subterráneos: Estas excavaciones se realizan hasta la profundidad necesaria para la ejecución de los trabajos respectivos, dejando un margen para el concreto solado. Las paredes deben tener taludes con una inclinación que garantice su estabilidad y protegerse contra el deterioro causado por las aguas lluvias mediante el uso de una capa de mortero pobre de cemento y arena en la superficie y un fondo protegido con una capa de 5 centímetros de concreto.
– Excavaciones para pozos sépticos: Las zanjas y excavaciones para pozos sépticos deben realizarse a la profundidad indicada en los planos y con el ancho necesario para la correcta construcción de los pozos. Se recomienda que los taludes sean verticales siempre que sea posible, y en caso necesario, se deben apuntalar adecuadamente las excavaciones para evitar derrumbes. El fondo de las zanjas debe apisonarse adecuadamente para proporcionar el mejor apoyo al suelo y asegurar que la tubería se apoye uniformemente en su cuadrante inferior.
– Excavación de material prestado: Consiste en obtener material para terraplenes o rellenos desde una fuente que no es la propia excavación.
– Excavación para puentes: Se refiere al movimiento de material encontrado al excavar para zapatas y estribos de puentes. En muchas ocasiones, la excavación para puentes se clasifica en húmeda, seca y en roca.
– Excavación para drenaje: Implica el movimiento de material encontrado durante la instalación de estructuras para drenaje, como tuberías para alcantarillado. Después de instalar el tubo de alcantarillado, el relleno se debe realizar con material adecuado, que a menudo se obtiene de una fuente que no es la propia excavación. Las zanjas y excavaciones para tuberías de alcantarillado y ductos eléctricos deben llevarse a la profundidad indicada en los planos y con el ancho necesario para la correcta instalación de los ductos. Los taludes deben ser verticales siempre que sea posible, y se debe apuntalar debidamente las excavaciones cuando sea necesario para evitar derrumbes. El fondo de las zanjas para tuberías debe apisonarse adecuadamente para proporcionar el mejor apoyo al suelo, y el área de apoyo debe conformarse de acuerdo con la forma de la tubería para que se apoye uniformemente en su cuadrante inferior.
Conclusión
Las excavaciones son una parte esencial de cualquier proyecto de ingeniería civil, y su correcta clasificación y planificación son fundamentales para asegurar la estabilidad y el éxito de las obras. La elección del tipo de excavación, la maquinaria y el método adecuados, así como la consideración de factores geotécnicos y topográficos, son aspectos clave para lograr un resultado óptimo y seguro en la construcción de cualquier infraestructura.
Bibliografía
- Manual de movimiento de tierras para ingenieros civiles de John W. Cross
- Principios de movimiento de tierras de Thomas H. Sanders
- Movimiento de tierras en obras civiles de Miguel Ángel Hernández
- Movimiento de tierras: una guía para ingenieros civiles de James J. O’Brien.
– Construmatica.
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