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Excavacion ESTA SI - SFADG
Ingenieria Civil
Universidad Autónoma de Chiapas
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4 CORTES Y EXCAVACIONES
4.2 EXCAVACIÓN
De acuerdo a la norma NC-MN-OC03- 01. “La excavación consiste en la remoción y extracción de materiales, además del cargue, retiro y disposición de los materiales provenientes de dicha actividad, según los planos y secciones transversales del proyecto, con las modificaciones que indique EPM”.
También comprende el retiro de la capa vegetal o descapote y otros materiales blandos y orgánicos en las áreas donde se vayan a realizar las excavaciones necesarias para la construcción de las redes de servicio, conexiones domiciliarias, cámaras de inspección, cajas, apiques, nichos y cualquier excavación que a criterio de EPM sea necesaria para la correcta ejecución de las obras.
Las excavaciones consisten en un seguimiento a un diseño previamente elaborado, utilizando métodos y maquinaria según los cortes, profundidad y la misma naturaleza del suelo, es de singular importancia conocer de antemano el estudio de suelos del proyecto.
Para definir la elección de la maquinaria, hay que tener en cuenta factores determinantes del proyecto como la geometría de la sección transversal, la ubicación de los botaderos, la estabilidad de la zona y la amplitud del área para moverse las máquinas
Figura 4.2 Excavación de materiales blandos en superficie plana.
Figura 4.2.1 Disposición de Maquinaria en la excavación de la Vía Interna en Valle Sur – Municipio de Itagüí.
4.2 TIPOS DE EXCAVACIONES
Fonseca Elías J. López Orozco Luz M. (2011). Menciona que: “Los tipos de excavación, se pueden dividir en tres grupos: subterráneas, subacuáticas y a cielo abierto. Dependiendo de la constitución del terreno y del material excavado, se tendrán que utilizar unos u otros medios de excavación”.
EXCAVACIONES SUBTERRANEAS
Son aquellas que se ejecutan en condiciones artificiales o forzadas de iluminación y ventilación.
Pueden ser:
En túnel y galerías: Normalmente es necesario el uso de explosivos o topos según longitud y tipo de terreno. Debe tener sección suficiente para permitir el uso de medios mecánicos de excavación, carga y acarreo (mayor de 3 m 2 ). También se utilizan rizadoras y martillos de percusión.
En pozo: Excavación en vertical o casi vertical, teniendo que ser extraídos los productos por elevación.
Las dificultades, organización, medios auxiliares y coste de éstas excavaciones subterráneas, están fuertemente condicionadas por la distancia de los frentes de ataque a los accesos y bocas de entrada y por la presencia de agua, especialmente en excavaciones descendentes.
Figura 4.2.2 Excavación subterráneas en túneles.
EXCAVACIÓN EN ROCA
Las excavaciones en roca se deben realizar mediante el uso de explosivos o métodos alternos de excavación a base de técnicas de demolición tales como: cemento expansivo, choque térmico y/o cuñas metálicas e hidráulicas. Los métodos alternos deben utilizarse teniendo en cuenta las siguientes condiciones: Si el uso de explosivos con métodos tradicionales de voladura puede poner en peligro personas o estructuras, la desintegración de la roca deberá hacerse con técnicas tales como: cemento expansivo, choque térmico y/o cuñas metálicas e hidráulicas. Zonas con alteración de orden público. Condiciones propias del proyecto como, vías estrechas o callejones, diámetro de las tuberías a instalar, profundidad de las excavaciones, características geotécnicas del terreno, proximidad a centros educativos y hospitales, entre otros.
EXCAVACIÓN HETEROGÉNEO
Comprenderá la correspondiente a los materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas y todos aquellos que para su excavación no sea necesario el empleo de explosivos y se precise el desgarramiento del material con la utilización de escarificadores profundos (Bulldozer con ripper).
Los Bulldozer D9 y D8 de Caterpillar que tienen ripper son muy utilizados en nuestro medio para excavar el material heterogéneo.
Figura 4.2.2 Excavación heterogénea con Bulldozer CAT.
Figura 4.2.2 Excavación de terreno en suelos de tipo rocosos.
El desgarramiento es un proceso que consiste en fisurar los materiales mediante una herramienta llamada “ripper o desgarrador” instalada en la parte trasera de un Bulldozer.
El ripper es una herramienta que se instala en la parte trasera del Bulldozer cuyo objetivo es fragmentar materiales de resistencia intermedia
entre roca y material común
EXCAVACIÓN EN TIERRA O MATERIAL
COMÚN
Material de fácil excavabilidad tipo suelo descompuesto, comprenderá a todos los materiales no incluidos en los apartados anteriores.
4.2 CORTES
Según la norma N·CTR·CAR·1·01·003/11 : “Los cortes son las excavaciones ejecutadas a cielo abierto en el terreno natural, en ampliación de taludes, en rebajes en la corona de cortes o terraplenes existentes y en derrumbes, con objeto de preparar y formar la sección de la obra, de acuerdo con lo indicado en el proyecto o lo ordenado por la Secretaría”.
Figura 4.2.2 Lewis Ripper.
Figura 4.2.2 Excavación en suelo descompuesto.
Figura 4.2.3 Cortes a cielo abierto en ampiacion de ataludes en terreno natural.
BARRENADORAS
De operación manual o mecanizada, con la
versatilidad suficiente para que se adapten fácilmente al patrón de barrenación. Perforadora neumática articulada a una guía de acero, que es accionada por medios neumáticos o hidráulicos que giran, suben o bajan a lo largo de la oruga.
TRACTORES
Montados sobre orugas, reversibles, con la potencia y capacidad compatibles con el frente de ataque. Es un tipo de topadora que se utiliza principalmente para el movimiento de tierras, de excavación.
MOTOESCREPAS
Autopropulsadas, reversibles y autocargables, con capacidad de ocho coma cuatro (8,4) metros cúbicos como mínimo. Son máquinas que van montadas sobre cuatro grandes neumáticos, diseñadas para mover grandes volúmenes de materiales y depositarlas a distancias alejadas de la obra.
Figura 4.2.3.2 bulldozer D8r Caterpillar
Figura 4.2.3.2 Perforadora neumática
Figura 4.2.3 motoescrepa caterpillar 615c series II
CARGADORES FRONTALES
Autopropulsados y reversibles, de llantas o sobre orugas, con la potencia y capacidad compatibles con el frente de ataque, para la excavación y carga de los materiales producto del corte.
Es un equipo tractor, que tiene una cuchara en su extremo frontal, utilizado específicamente en la construcción
de edificios, minería, carreteras, autopistas, túneles, presas hidráulicas para cargar camiones con materiales (piedra, arena, tierra, y otros. ). Estos se diseñan con tren de rodaje y con neumáticos, siendo estos últimos los más comunes; se utilizan también para transportar materiales a cortas distancias
4.2.3 TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO
Los materiales producto de los cortes se cargarán y transportarán al sitio o banco de desperdicios que indique el proyecto o que apruebe la Secretaría. Cuando se trate de materiales que no vayan a ser aprovechados posteriormente y que hayan sido depositados en un almacén temporal, serán trasladados al banco de desperdicios lo más pronto posible. El transporte y disposición de los materiales se sujetarán, en lo que corresponda, a las leyes y reglamentos de protección ecológica vigentes, considerando lo establecido en la Norma N·CTR·CAR·1·01·013, Acarreos.
4.2.3 EJECUCIÓN
CONSIDERACIONES GENERALES Para la construcción de cortes se considera la Norma N·LEG·3, Ejecución de Obras.
Figura 4.2.3 Cargadores frontales / retroexcavadoras
Los daños originados por derrumbes, deslizamientos, agrietamiento y oquedades, entre otros, causados por negligencia del Contratista de Obra, serán reparados por su cuenta y costo, a satisfacción de la Secretaría.
4.2 MÉTODOS DE EJECUCIÓN
Según los sistemas de trabajo y las condiciones particulares de ubicación de la obra tenemos:
MÉTODO 1 EXCAVACIÓN Y LLENO ADYACENTE
En éste método se hace el corte o excavación del material con el Bulldozer y se empuja o acarrea con el mismo equipo hasta el lugar final bien sea en terraplén para la misma vía o la conformación de un sitio aledaño que sirve para la disposición de los materiales provenientes de las excavaciones.
Para esta actividad se pueden utilizar desde los Caterpillar D4 hasta los D8 o similares, dependiendo de la cantidad de material a remover. A mayor cantidad de m3 a mover se debe usar un equipo mayor o sacrificar el tiempo de ejecución del proyecto.
MÉTODO 2 EXCAVACIÓN Y LLENO O DISPOSICIÓN DEL MATERIAL ALEJADA En este método se debe cargar el material excavado y llevarlo hasta el sitio de disposición final en volquetas y en este sitio regarlo con un Bulldozer. El material excavado puede utilizarse en terraplenes en la vía o disponerlo en los sitios designados como depósitos de material sobrante de la excavación. La Excavación y cargue se hace con excavadora, según sea la cantidad de material que hay que excavar y el tiempo de que se disponga se debe definir cuál es el equipo que se necesita.
Figura 4.2.4 excavación y relleno con Bulldozer en sitio aledaño.
El transporte del material se hace en volquetas hasta el sitio de disposición final donde la extensión se hace con Bulldozer. En relación con este método existen las siguientes alternativas desde el punto de vista de la posición relativa entre la excavadora y la volqueta.
VOLQUETA POR DEBAJO DEL NIVEL DE SUSTENTACIÓN DE LA RETROEXCAVADORA:
Esta alternativa es la ideal dentro de su género, ya que las variables, altura de carga y ángulo de giro, tienden a ser mínimas.
VOLQUETA AL MISMO NIVEL DE
SUSTENTACIÓN DE LA EXCAVADORA:
La excavación se encuentra al mismo nivel o ligeramente por encima del nivel de la retroexcavadora y la volqueta. En estos los operadores tienden hacer una plataforma provisional para optimizar el rendimiento del
cargue
LA EXCAVACIÓN SE ENCUENTRA POR
DEBAJO DEL NIVEL DE ALCANCE DE LA
EXCAVADORA: En estos casos se deben utilizar dos excavadoras, a esta actividad comúnmente se le llama repaleo, pues la primera excava hasta cierto nivel dejando el material al alcance de la segunda facilitando el cargue de las volquetas.
Figura 4.2.4 Volqueta por debajo del nivel de sustentación.
Figura 4.2.4 Volqueta al mismo nivel de sustentación
Figura 4.2.4 Volqueta al mismo nivel de sustentación
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Secretaria de comunicaciones y transporte (2018). Libro: CTR Construcción. Tema: CAR Carreteras. Parte: 1 Concepto de obra. Título: 01 Terracerías. Capitulo: 003 Cortes. Sitio web: normas.imt/normativa/N-CTR- CAR-1- 01 -003-11
Centros de excelencia técnica unidad normalización y especificaciones. Norma de construcción de excavaciones: NC-MN-OC03-01. Sitio web: epm.com/site/Portals/3/documentos/2017/NC-MN-OC03- 01%20Excavaciones
Fonseca Elías J. López Orozco Luz M. (2011). Guía práctica de maquinaria adecuada para la construcción de proyectos viales. Especialización en vías y trasporte. Universidad de Medellín. Sitio web: repository.udem.edu/bitstream/handle/11407/262/Gu%C3%ADa% 20pr%C3%A1ctica%20de%20maquinaria%20adecuada%20para%20la% construcci%C3%B3n%20de%20proyectos%20viales?sequence=
Excavacion ESTA SI - SFADG
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