ingeieria de detalle

TRABAJOS TOPOGRFICOS DE DETALLE EN PROYECTOS DE INGENIERA

INGENIERA DE DE DETALLE PARA PROYECTOS

NDICE

1 Topografa. Definicin y nociones bsicas.

2 Topografa para Ingeniera Civil.

3 Geotcnica. Nociones bsicas.

4 Movimiento de tierras.

5 Diseo de movimiento de tierras.

6 Precios. Orden de magnitud de trabajos expuestos

1. Topografa. Definicin y nociones bsicas.

La topografa es una ciencia aplicada que a partir de principios, mtodos y con la ayuda de instrumentos permite representar grficamente las formas naturales y artificiales que se encuentran sobre una parte de la superficie terrestre, como tambin determinar la posicin relativa o absoluta de puntos sobre la Tierra.

Esta ciencia estudia los mtodos y procedimientos para realizar mediciones sobre terrenos relativamente pequeos y plasmarlos en forma grfica y a escala en un plano, con todas las caractersticas necesarias para proyectar obras de arquitectura y de ingeniera civil. Aprender topografa es de suma importancia para todas las personas que requieran realizar estudios de ingeniera civil, arquitectura, o cualquier carrera de ingeniera que sea afn a las obras de construccin.

DEFINICIN


NOCIONES BSICAS

1. TIPOS DE LEVANTAMIENTOS

Topogrficos: Son aquellos que por abarcar superficies reducidas pueden hacerse despreciando la curvatura de la tierra, sin error apreciable.

Levantamientos de terrenos en general. Topografa de vas de comunicacin. Topografa de Minas. Levantamientos Catastrales. Levantamientos Areos.

Geodsicos: Son levantamientos en grandes extensiones que hacen necesario considerar la curvatura de la tierra.


Topogrficos

Geodsicos


NOCIONES BSICAS

2. APLICACIN DE LA TOPOGRAFA

Se basa esencialmente en la Geometra Plana, Geometra del espacio, Trigonometra y Matemticas en general. Se hacen necesarias algunas cualidades personales, como por ejemplo: Iniciativa, habilidad para manejar los instrumentos, habilidad para tratar a las personas, confianza en s mismo y buen criterio general

Precisin: Todas las operaciones en topografa estn sujetas a las imperfecciones propias de los aparatos y a las imperfecciones en el manejo de ellos; y es por eso que la naturaleza y magnitud de los errores deben se comprendidas para obtener buenos resultados.

Comprobaciones: Siempre en todo trabajo de Topografa, se debe buscarla manera de comprobar las medidas y los clculos ejecutados. Esto tiene por objeto descubrir equivocaciones y errores, y determinar el grado de precisin obtenida

Notas de campo: Es la parte ms importante del trabajo de campo en Topografa. Las notas de campo deben tomarse siempre en libretas especiales de registro, y con toda claridad para evitar el tener que pasarlas posteriormente.


NOCIONES BSICAS

3. RED BSICA, POLIGONALES

La poligonal es una figura geomtrica que contiene como elementos ngulos y distancias. Una poligonal puede ser cerrada o abierta, estas pueden contener lados rectos y curvos. Con ello se podr establecer puntos de control en el terreno (debidamente materializados), para que exista correlacin de terreno a representacin y a la inversa, de representacin y encajes en oficina a la zona de terreno o campo. Los puntos que definen la poligonal, son puntos que fsicamente se encuentran en el terreno y por medio de observaciones y mediciones, sus coordenadas se establecen bajo un criterio riguroso en geometra. Estos nos servirn para nuestro estacionamiento y orientacin de los trabajos de topografa tanto en levantamiento como en replanteos.


NOCIONES BSICAS

Poligonales cerradas. Se utilizan cuando conocemos las coordenadas de partida y nuestro itinerario es de vuelta a la zona de inicio. Por lo tanto, con las mediciones de ngulos y distancias de cada vrtice, su correspondiente clculo y ajuste obtendremos las coordenadas ajustadas y precisas de los vrtices, obteniendo una figura geomtrica cerrada.


NOCIONES BSICAS

Poligonales abiertas. Normalmente son lneas rectas quebradas, utilizadas en topografa para realizar estudios y proyectos de construccin como vas de comunicacin: carreteras, calles, avenidas, caminos, lneas de alcantarillado, de agua potable, de transmisin (elctrica, telfono, fibra ptica, cable, etc.), aeropuertos, puertos. Estas poligonales tienen como caracterstica principal un origen y un destino conocido, y nunca cierran sobre si mismas.


NOCIONES BSICAS

4. ERRORES

Orgenes de los errores: Pueden ser instrumentales, personales y/o naturales. Los errores se dividen en dos clases: Sistemticos y accidentales. Sistemticos: Son los que, para condiciones de trabajo fijas en el campo, son constantes y del mismo signo y por tanto son acumulativos, por ejemplo: en medidas de ngulos, aparatos mal graduados o arrastre de graduaciones en los trnsitos; en medidas de distancias y desniveles, cintas o estadales mal graduados, catenaria, cinta inclinada, mala alineacin, error por temperatura, etc.. Accidentales: Son los que se cometen indiferentemente en un sentido o en otro, y por tanto es igualmente probable que tengan signo positivo o negativo. Ejemplo: en medidas de ngulos, lecturas de graduaciones, visuales descentradas de la seal; en medidas de distancias, colocacin demarcas en el terreno, variaciones en la tensin de la cinta, apreciacin defracciones, etc. Muchos de estos errores se eliminan porque se compensa. El valor ms probable de una cantidad medida varias veces, es el promedio de las medidas tomadas, o media aritmtica. Esto se aplica tanto a ngulos como a distancias y desniveles.


NOCIONES BSICAS

5. INSTRUMENTACIN

Para la generacin de cartografa o planos topogrficos tenemos a disposicin para cada caso, una instrumentacin y una metodologa distinta.

VUELOS FOTOGRAMTRICOS Y LIDAR. Se realizan para generar cartografa de pequeas escalas y grandes extensiones. Escalas a partir de 1:2.000


NOCIONES BSICAS

VUELOS UAV (vuelos no tripulados). Se realizan para generar cartografa de pequeas escalas y medias extensiones. Escalas 1:250, 1:500, 1:1000

GPS diferencial. Instrumentacin de topografa que nos permite georreferenciacin, enlace con la geodesia y mediante RTK, levantamientos topogrficos.


NOCIONES BSICAS

ESTACIONES TOTALES. Instrumentacin de topografa clsica , que mediante mediciones de distancias y ngulos nos permite obtener coordenadas de cada punto observado.

TEODOLITOS. Instrumentacin de topografa que nos permite mediante ngulos y metodologas apropiadas obtener coordenadas de puntos observados. Se utilizan para observaciones de redes geodsicas.


NOCIONES BSICAS

NIVELES TOPOGRFICOS. Instrumentacin de topografa clsica , que mediante lecturas en una mira se obtienen lecturas de diferencia de alturas entre dos puntos medidos.

LASER SCANNER. Instrumentacin de topografa, que mediante un escaneo vertical nos proporciona una nube de multitud de puntos 3D.

2. Topografa para Ingeniera Civil

Un plano Topogrfico bien estructurado y con todos los elementos representados es necesario como base para el buen desarrollo del proyecto de ingeniera. Es la base para encajes, localizaciones , mediciones y clculos de ingeniera. La caracterstica fundamental de la topografa civil es que el 80% de los trabajos a realizar son trabajos de replanteos. Los relevamientos se ejecutan en la primera etapa de obra donde se busca tener conocimiento de las dimensiones y formas del terreno donde se va a ejecutar la obra. La topografa para obra civil es utilizada como un servicio para los distintos sectores de obra como ser: excavadores, armadores, carpinteros, soldadores, etc. Resulta sencillo darse cuenta que la topografa es fundamental en la ejecucin de la obra, debindose realizar con tres premisas fundamentales: responsabilidad, velocidad y sencillez.


Responsabilidad: porque la ejecucin de la obra se realiza en base a las referencias que topografa marca. Una marca mal realizada representa un trabajo posterior sin sentido por no estar ubicada en el lugar que corresponde. Velocidad: el retraso en las marcas representa el retraso en la obra, ya que nadie puede realizar su tarea si no sabe dnde hacerla. Sencillez: marcas complicadas de comprender o de utilizar son motivo de errores.


1. CLASES DE LEVANTAMIENTOS

LEVANTAMIENTOS CON DISTANCIMETRO. Estos levantamientos suelen ser rpidos en zonas de gran extensin, o con trnsito vehicular o peatonal de por medio. El inconveniente es la precisin que est sujeta principalmente al pulso que posea el ayudante que sujeta el prisma reflector, y a la verticalidad del bastn porta prisma.


LEVANTAMIENTOS POR ESCUADRA. Estos levantamientos pueden ser muy tiles y precisos. No es necesario un distancimetro. Consiste en la materializacin de dos ejes de referencia perpendiculares entre s y la medicin de la distancia entre dicho eje y el objeto a relevar.


LEVANTAMIENTOS TRIGONOMTRICOS. Se los puede llegar a considerar los ms exactos. Es necesario conocer ejes de referencia como en el caso anterior. La medicin se realiz mediante la obtencin del ngulo acimutal, vertical y la distancia directa al objeto. Con este mtodo tambin se puede determinar el nivel del objeto. Requiere un trabajo ms de clculo, pero con una planilla de clculo por computadora el tiempo perdido es mnimo.


2. CLASES DE REPLANTEO

REPLANTEO POR PUNTOS. Mediante las coordenadas de cada punto y con la previa orientacin en campo, se replantea en campo mediante coordenadas polares cada punto significativo del proyecto.


EJES DE REPLANTEO. Los ejes de replanteo son lneas de referencia a las cuales hay que referir cualquier medida de obra. En toda obra existen dos ejes de replanteo denominados "ejes principales de obra" y estn ubicados ortogonalmente entre s. Si la obra posee una gran extensin generalmente se colocan "ejes auxiliares" paralelos a los principales.


La materializacin de puntos significativos de un proyecto en obra o en campo, pueden ser de varias formas. Puntos mediante fierros, estacas, puntas de acero, banderas o puntos con pintura. Los ejes se pueden materializar mediante camillas, hilos, cuerdas

3. Geotcnia. Nociones bsicas

El trmino "geotecnia" hace alusin al conjunto de reconocimientos y ensayos o pruebas realizadas al terreno y a la interpretacin de los datos obtenidos en los mismos, que permiten caracterizar los diversos suelos presentes en la zona de estudio y sus propiedades, en funcin de los objetivos y caractersticas del proyecto. El estudio geolgico-geotcnico debe contener todos los datos relevantes para la correcta ejecucin del proyecto y se elabora en base a ensayos de campo y de laboratorio adecuados al tipo de proyecto, incluyendo las recomendaciones propias en funcin de la naturaleza de las actuaciones (explanadas, estructuras, taludes, etc.).

DEFINICIN


1.1. Introduccin. En este apartado se indican las hojas y cuadrantes del Mapa Topogrfico Nacional que en cada caso se estudian, as como la metodologa seguida y el autor o autores del trabajo.

NOCIONES BSICAS

1. ESTUDIO GEOLGICO Y GEOTCNICO


1.2. Caractersticas generales. Este epgrafe recoge una serie de aspectos que permiten efectuar un encuadre de la zona dentro del territorio en el que se localiza: climatologa, topografa, geomorfologa y estratigrafa general, as como tectnica y sismicidad.

NOCIONES BSICAS

1.3. Estudio de zonas. Basndose en la caracterizacin geomorfolgica efectuada en el punto anterior, se divide el rea de trabajo en zonas relativamente homogneas, para las que se efecta un estudio de detalle que incluye, entre otros aspectos, cortes geolgicos, columnas estratigrficas, y la determinacin de grupos litolgicos, para los que se define su litologa, estructura y caractersticas geotcnicas fundamentales. Estos aspectos se deben reflejar, a su vez, en la cartografa correspondiente que se incluir en el estudio.


1.4. Conclusiones generales. En el apartado correspondiente a las conclusiones, se ponen de manifiesto, desde un punto de vista eminentemente prctico y aplicado a la ejecucin del proyecto, los principales aspectos y problemas relativos a la topografa, hidrologa, litologa, geomorfologa y geotecnia. 1.5. Informacin sobre yacimientos. Se dar una visin sucinta de las principales canteras y yacimientos rocosos y granulares activos en la zona del proyecto, acompaada de un mapa o esquema resumen.

NOCIONES BSICAS


6. Planos. Se adjuntarn los siguientes planos con la correspondiente escala mnima de presentacin: Geolgico 1/200.000. Geomorfolgico 1/200.000. Suelos 1/200.000. Geotcnico 1/200.000. Litolgico-estructural 1/50.000. Cada uno de los planos ir acompaado de su correspondiente leyenda en la que se reflejarn, de manera resumida, las caractersticas principales sealadas en los restantes apartados para cada zona. 7. Reportaje fotogrfico. El estudio deber incluir un reportaje fotogrfico y la localizacin de las fotografas.

NOCIONES BSICAS


Se detallan los anlisis ms utilizados en la caracterizacin geotcnica, teniendo en cuenta su fiabilidad, la rapidez en la ejecucin y la conveniencia de su aplicacin en funcin del tipo de terreno. Cada uno de los ensayos recibir una identificacin formada por una letra, que indica plataforma, desmonte, terrapln o estructura, y un nmero de orden dentro de cada tipo. De cada uno de los ensayos se tomarn coordenadas o referencias por distancias a puntos bien definidos de la cartografa. Todos los ensayos se representarn, reflejando su identificacin, en los planos geolgicos.

NOCIONES BSICAS

2. PROSPECCIONES DE CAMPO


2.1. Calicatas Una calicata es una excavacin del terreno para la observacin directa del mismo. stas se realizan de forma habitual mediante medios mecnicos (giratoria, mixta o mini) de potencia suficiente para excavar suelos y roca meteorizada, hasta una profundidad de, al menos, tres metros o hasta encontrar el sustrato rocoso. En el momento de la excavacin debe estar presente un tcnico cualificado, quien anotar las principales caractersticas de la misma: dificultades de excavacin, aparicin de agua en el fondo o en las paredes de la misma (con indicacin cualitativa del caudal), estabilidad del corte, etc. Dicho tcnico realizar la descripcin de los suelos y estimar la consistencia de los materiales cohesivos, encargndose tambin de la toma de, al menos, dos muestras para la realizacin de ensayos. Las calicatas se volvern a rellenar inmediatamente, salvo que se solicite lo contrario para poder observar durante cierto tiempo la afluencia de agua, estabilidad de las paredes, etc. Este mtodo de investigacin deteriora el sustrato base de cimentacin, por lo que se recomienda evitar situarlas bajo puntos donde se proyecte apoyar zapatas o cerca de cimentaciones existentes, para prevenir problemas de estabilidad, descalces, etc.

NOCIONES BSICAS


Calicatas

NOCIONES BSICAS


2.2.Penetraciones dinmicas Son los ensayos de Penetracin Continua del tipo Borros, sustituidos ltimamente por los ensayos D.P.S.H. Este tipo de ensayos consiste en hincar un utensilio metlico de dimensiones normalizadas (puntaza) en el suelo por golpeo o empuje. Debido a su continuidad permiten determinar la variabilidad y rigidez del suelo, su compacidad en profundidad y la localizacin de rellenos en cotas altas. Por tanto, a partir de los resultados del ensayo, se puede obtener la resistencia dinmica Qd del terreno mediante la frmula holandesa de hinca, la cual estima la resistencia esttica unitaria Rp (Buisson y otros). Finalmente, la carga admisible del terreno puede calcularse a partir de esta resistencia esttica unitaria mediante diversas correlaciones (Sanglerat, Meyerhorf y otros). La forma y el rea de la puntaza, la seccin del varillaje, el peso de la maza y la altura de la cada deben estar normalizados.

NOCIONES BSICAS


La informacin se suministrar mediante grficos del ensayo, en los que se anotarn en abscisas el nmero de golpes para una penetracin de 20 cm, y en ordenadas, hacia abajo, las profundidades de la puntaza del penetrmetro. Sobre este grfico se realizar una representacin ms simplificada, determinando tramos en los que la resistencia a la penetracin pueda considerarse constante, anotando en cada tramo la presin de hundimiento. El ensayo se dar por finalizado cuando se alcance el rechazo, es decir, cuando se superen los 100 golpes para un tramo de 20 cm de hinca. Los terrenos ms adecuados para este tipo de ensayos son arenas y limos arenosos, siendo de ninguna utilidad en terrenos rocosos, con presencia de bolos y gravas compactas, con niveles cementados o pre consolidados y en rellenos antrpicos de bloques y fragmentos gruesos.

NOCIONES BSICAS


2.3. Resistencia en terrenos blandos En terrenos blandos, como arcillas no consolidadas, puede aplicarse el CPT (Cone Penetration Test) o cono holands, que analiza la resistencia en punta y en el fuste del terreno segn el avance, o el ensayo del molinete (Vane Test), utilizado para registrar la resistencia al corte in situ del terreno aplicando una torsin en punta.

NOCIONES BSICAS


2.4. Sondeos mecnicos Estos sondeos son normalmente del tipo de extraccin continua de testigo. Segn avanza la perforacin, se extraen muestras alteradas o inalteradas. Tambin se efecta el ensayo normalizado de penetracin estndar (S.P.T.) en cada cambio de sustrato o cada 3 m en suelos con cohesin y cada 1,5 m en arenas. Los testigos se ordenan, segn la profundidad, en cajas para incorporar al informe y posible consulta. Una vez finalizado el sondeo, existe la posibilidad de dejar una tubera embebida para poder as evaluar el nivel fretico. En la realizacin de los S.P.T., se pondr especial cuidado en que los valores obtenidos sean representativos, para lo que debern tomarse las siguientes precauciones: Independientemente del tipo de suelo, debe evitarse que se produzca sedimentacin del material en suspensin, para lo cual debe reducirse al mnimo el tiempo transcurrido entre la realizacin de la maniobra y la realizacin del ensayo. En el caso de arenas, debe evitarse el sifonamiento del fondo, manteniendo el nivel de agua en el sondeo y extrayendo la batera de forma lenta, con objeto de no producir una succin. En la columna del testigo se indicar la cota inicial y final del ensayo y el nmero de golpes por cada 15 cm de penetracin.

NOCIONES BSICAS


El informe resultado de los trabajos recoger la columna litolgica de cada sondeo, as como fotografas originales de las cajas porta testigos. Asimismo, para cada uno de los sondeos se realizan las siguientes observaciones: Nivel de agua en el sondeo. Porcentajes de testigos, R.Q.D., grado de alteracin de la roca, buzamiento de estratificacin y juntas, rugosidad, alteracin, espaciado y naturaleza de rellenos. Ensayos ejecutados en el interior de los sondeos y resultados de los mismos. Cotas de tomas de testigos parafinados o muestras y nmeros asignados a los mismos. Tipo y dimensiones de los toma muestras empleados. Sistemas de penetracin de los toma muestras. Tipo y dimensiones de los sistemas de rotacin. Longitudes de penetracin de los toma muestras, de las muestras extradas y de las muestras conservadas. Peso de la maza y altura de cada en muestras tomadas a percusin. Nmero de golpes requeridos. Los suelos ms adecuados para la realizacin de este tipo de ensayo son los suelos granulares; en los suelos cohesivos los resultados obtenidos solo se pueden tomar como orientativos, ya que en este tipo de suelos, las presiones intersticiales y los rozamientos generados en el momento del golpeo afectan sustancialmente a los valores obtenidos.

NOCIONES BSICAS


2.5. Ensayos de laboratorio Como se ha visto anteriormente, dependiendo de la naturaleza del terreno, ser posible la ejecucin de unos u otros ensayos, que buscan determinar las siguientes propiedades: Estado natural e identificacin: para la identificacin del terreno se usan ensayos que determinan su granulometra, plasticidad (Lmites de Atterberg), expansibilidad, etc. Los ensayos que identifican el estado del terreno son los relacionados con su densidad aparente y humedad natural. Ensayos mecnicos: dentro de los ensayos de resistencia, se encuentra el ensayo de compresin simple, el de corte directo y los ensayos triaxiales en sus diferentes variantes. Ensayos de deformabilidad: Para conocer la deformabilidad del terreno, y para terrenos cohesivos, se emplea el edmetro; con este ensayo se pueden detectar los parmetros que determinan los asientos y el grado de consolidacin del terreno. Ensayos qumicos: Tambin existen ensayos especficos para detectar las propiedades qumicas y posible agresividad del suelo y agua a los cementos de los hormigones; en ellos se busca el contenido en sulfatos, pH, carbonatos y materia orgnica.

NOCIONES BSICAS


Ensayos geofsicos Para estructuras de especial relevancia o significacin, como pueden ser los tneles o los puentes, puede ser necesario o til emplear estudios o ensayos geofsicos, no intrusivos, que posibilitan una mejora de la informacin del subsuelo para la estabilidad de la obra civil, permitiendo resolver problemas estructurales con mnimo impacto y, en bastantes ocasiones, con menor coste. Los mtodos ms comnmente utilizados son: Los mtodos elctricos ms comunes, basados en la informacin que proporcionan los cambios de resistividad, son las calicatas electrnicas, los sondeos elctricos verticales y las tomografas, que permiten delimitar cambios de materiales (utilizados en vertederos, valoracin de escombreras y caracterizacin de la resistividad de materiales), caracterizar estructuras geolgicas, detectar cavidades, etc., siendo estas ltimas utilidades las ms apropiadas para la auscultacin de tneles. Los estudios ssmicos, que permiten valorar las propiedades elsticas de las rocas o valorar una estructura. El ms utilizado es la ssmica de refraccin y reflexin, que permite establecer los perfiles del suelo, resultando una tcnica til cuando no se pueden aplicar otras tcnicas menos sofisticadas en el estudio de la estabilidad de suelos bajo estructuras existentes, como es el caso de puentes.

NOCIONES BSICAS

4. Movimiento de tierras

Se entiende por Movimiento de Tierras al conjunto de actuaciones a realizarse en un terreno para la ejecucin de una obra. Dicho conjunto de actuaciones puede realizarse en forma manual o en forma mecnica. Previo al inicio de cualquier actuacin, se deben efectuar los trabajos de replanteo, prever los accesos para maquinaria, camiones, rampas etc. En los apartados siguientes se describen el conjunto de actuaciones inherentes al movimiento de tierra

DEFINICIN

Es habitual que antes de comenzar el movimiento de tierras, se realice una actuacin a nivel de la superficie del terreno, limpiando de arbustos, plantas, rboles, broza, maleza y basura que pudiera hallarse en el terreno; a esta operacin se la llama despeje y desbroce. Cuando ya se encuentra el terreno limpio y libre, se efecta el replanteo topogrfico y se comienza con la excavacin.


Excavacin La excavacin es el movimiento de tierras realizado a cielo abierto y por medios manuales, utilizando pico y palas, o en forma mecnica con excavadoras, y cuyo objeto consiste en alcanzar el plano de arranque de las cimentaciones. La excavacin puede ser: Desmonte El desmonte es el movimiento de todas las tierras que se encuentran por encima de la rasante del plano de arranque. Vaciado El vaciado se realiza cuando el plano de arranque se encuentra por debajo del terreno. Terraplenado El terraplenado se realiza cuando el terreno se encuentra por debajo del plano de arranque y es necesario llevarlo al mismo nivel.

DEFINICIN


DEFINICIN


Tendr en consideracin los siguientes tems: Caractersticas del terreno, tales como: cohesin, densidad, compacidad; son factores que influyen en el rendimiento de la maquinaria. Factores intrnsecos del terreno, tales como: asentamientos, niveles freticos, zonas plsticas, que pueden incrementar la medicin. Factores externos, tales como factores climticos, tendidos areos o subterrneos, edificaciones vecinas, trfico, que pueden hacer que se paralice la excavacin. Formas de ejecutar las excavaciones, teniendo en cuenta profundidad, seccin, altura, etc.; esto nos orientar hacia el tipo de maquinaria mas adecuada a emplear. Los trabajos en tierra se realizan por lo general por medios mecnicos con la maquinaria adecuada en cada caso.

TRABAJOS EN TIERRA


Durante los trabajos de replanteo topogrficos debemos prever la ubicacin de rampas para salida y entrada de camiones; es necesario delimitar el rea de nuestra actuacin y marcar puntos de referencia externos que nos sirvan para tomar datos topogrficos. Deber tener en cuenta la cota final de la excavacin y dejar las tierras a nivel, ya que resultara muy costoso tener que volver a rellenar lo ejecutado. Es importante conocer el ngulo de talud natural del terreno, sobre todo los de poca cohesin, conocer la ubicacin exacta al excavar dejando paramentos ataluzados. El talud adecuado a cada terreno no solo se aplica al corte principal sino a todos los frentes de excavacin, incluyendo las rampas. En el caso en que en el terreno no se pudieran realizar los taludes necesarios, deber recurrirse a la excavacin por bataches.

TRABAJOS EN TIERRA


TRABAJOS EN TIERRA


Tendr en consideracin los siguientes tems: Caractersticas de la roca, su dureza, forma geolgica, estratificacin etc., de estos datos sabremos el precio del metro lineal de barreno, el nmero de unidades, cantidad y tipos de explosivos. Factores externos tales como: edificaciones lindantes, trfico, etc.; datos para saber cantidad y tipos de explosivos a utilizar. Obtener los permisos requeridos con suficiente antelacin; aunque las operaciones con explosivos son realizadas por empresas especializadas, las mismas deben aportar las autorizaciones requeridas para su ejecucin en tiempo y forma. La ejecucin en roca depende de la dureza de la roca; si esta es blanda, se puede excavar con mquinas con martillos rompedores o con explosivos, si son rocas de gran dureza, su excavacin solo se logra con explosivos.

TRABAJOS EN ROCA


La excavacin con explosivos involucra riesgos, es una operacin peligrosa que debe ser confiada a personal capacitado para esta especialidad. Por ello se establece un plan de seguridad antes de comenzar con las detonaciones. El trabajo se realiza con unos taladros llamados barrenos, en la roca de mayor o menor longitud, en funcin del frente a abrir. Luego se limpia el barreno, se carga el cartucho y se lo introduce en el barreno. A continuacin se limpia el barreno cuidadosamente, se carga el cartucho, se introduce en el barreno, se retaca, se conectan los detonadores a la fuente de alimentacin y se detonan. Despus se debe comprobar que todos los barrenos hayan explotado y que no ha habido alguno fallido. Para efectuar desmontes se ejecuta por bancos, no superando nunca los 15 metros de altura. Para efectuar terraplenado, se rellena con material hasta la marca de la cota. Este relleno se realiza por tongadas que se van apisonando hasta lograr la compactacin necesaria. Se utilizan tierras naturales y limpias; pueden ser obtenidas de la propia excavacin o de prstamos que ya se definen en la etapa de proyecto, o se autorizan por el Director de Obra.

EXCAVACIN CON EXPLOSIVOS


EXCAVACIN CON EXPLOSIVOS


El vaciado entre medianeras es un caso particular, o al realizar vaciados de profundidad considerable, antes de efectuar el vaciado se realiza la cimentacin, que se construye mediante pantallas in situ. Estas cimentaciones de contencin, por ser esbeltas y al estar sometidas a los empujes del terreno, requieren de anclajes y arriostramiento. Las tareas de anclajes y arriostramiento requieren para ser ejecutadas de las actuaciones previas de movimientos de tierras, que consisten en la excavacin del terreno hasta una cota establecida para formar una plataforma de trabajo y ubicar los anclajes. Luego se realiza el vaciado propiamente dicho o se excava hasta otra posible plataforma. Hemos visto que el vaciado se plantea en dos o ms fases, por ello, al momento de valorar esta unidad, debemos considerar esta circunstancia.

VACIADO ENTRE MEDIANERAS


VACIADO ENTRE MEDIANERAS


El vaciado entre medianeras es un caso particular, o al realizar vaciados de profundidad considerable, antes de efectuar el vaciado se realiza la cimentacin, que se construye mediante pantallas in situ. Estas cimentaciones de contencin, por ser esbeltas y al estar sometidas a los empujes del terreno, requieren de anclajes y arriostramiento. La excavacin en Zanjas y Pozos es el movimiento de tierras que se efecta a travs de medios mecnicos o manuales, para llegar al firme a fin de ofrecer el apoyo de las cimentaciones. En su ejecucin se realizan tareas de apertura, refinado y la limpieza del fondo; si se requiere se incluyen los trabajos de entibado y achique o agotamiento del terreno si existe agua. Se considera zanja a la excavacin en el terreno con un ancho o dimetro que no supere los 2 m. y una profundidad no mayor de 7 m. Por lo general, los pozos y zanjas son los que se realizan para la construccin de las zapatas, vigas riostras y para instalaciones de saneamiento.

EXCAVACIN EN ZANJAS Y POZOS


El ancho de la zanja debe permitir realizar con comodidad los trabajos; de acuerdo a su profundidad se recomienda tomar las medidas libres y medidas entre las probables entibaciones, conforme lo siguiente: Profundidad.......Ancho Mnimo hasta 1,5 m ............0,65 m. hasta 2 m. .............0,75 m. hasta 3 m. ..............0,80 m. hasta 4 m. ..............0,90 m. mas de 4 m. ..............1,00 m. Finalizado el vaciado, se realizan los trabajos de replanteo de la cimentacin y de saneamiento. Se marcan las zapatas y vigas riostras identificadas, dejando siempre puntos fijos externos como referencia, y se efecta la excavacin. Cuando se finaliza la excavacin se procede al refino manual de los paramentos y a la limpieza en el fondo. Deber prestarse especial cuidado al efectuar zanjas y pozos en los bordes del vaciado para cimentacin de los muros.



En terrenos de poca cohesin es preciso emplear las entibaciones. Como las entibaciones, por lo general, no estn contempladas en los proyectos, es de responsabilidad y decisin del contratista ejecutarlas, proponiendo al director de obra su realizacin. Las entibaciones se clasifican en: Ligeras: cuando no se dispone de tableros. Semicuajada: cuando se reviste el 50 % de la pared. Cuajada: cuando se reviste el 100 % de la pared. Mientras se realizan, las entibaciones deben revisarse a diario antes de comenzar el trabajo. Las entibaciones se retiran cuando ya no son necesarias y por franjas horizontales, comenzando de la parte inferior del corte. Tomar los recaudos pertinentes ya que es una tarea peligrosa, tanto el entibado como el desentibado. Si aparece agua en las zanjas, se proceder a su eliminacin por los medios y maquinarias convenientes.

ENTIBACIONES


ENTIBACIONES

5. Diseo de movimiento de tierras

INTRODUCCIN

Este apartado, lo que quiere exponer y desarrollar, son las pautas necesarias para que exista equilibrio entre un diseo geomtrico de cualquier proyecto y su necesidad para optimizar los movimientos de tierras del mismo.

Para un mejor entendimiento utilizaremos como ejemplo un proyecto lineal, un proyecto de pista de nuevo trazado que se encuentra proyectado en un lote


PROCEDIMIENTO INICIAL PARA OPTIMIZAR EL MOVIMIENTO DE TIERRA

Antes de hacer un enfoque en la seleccin de la maquinaria segn las propiedades geolgicas y mecnicas de los suelos, es indispensable comenzar por detallar el procedimiento que se debe realizar para optimizar el movimiento de tierras de un proyecto (en este caso, seleccionado por nosotros). A continuacin se presentan los pasos que se deben seguir para adquirir, desde el momento que nace la idea, una optimizacin en el movimiento de tierras.

1. Estudio de perfectibilidad del terreno Se debe comenzar con una visita al lote con el acompaamiento de un asesor experto con el fin

de obtener una impresin inicial en la cual nos podramos basar para comenzar a estudiar la probabilidad de xito del proyecto. Se puede realizar un chequeo de visita a campo:

Accesibilidad: Distancia desde carretera principal a sitios de trabajos, tipo de rodadura, ancho de

va, tipos de accesos, observaciones de puntos crticos. Impresin general de la topografa del lote: pendiente predominante del lote, cercos y linderos,

nmero de quebradas y caos, servidumbres, zonas protegidas y observaciones generales de la topografa


2. Diseos La etapa de los diseos de movimiento de tierra debe comenzar en el momento en que se

tengan todos los elementos de entrada que permitan realizar un diseo adecuado, tales como estudios de suelos, disposiciones legales del sector y una topografa adecuada.

Es de anotar que debe de haber una comunicacin permanente entre el diseador urbanstico y

el diseador de vas, terraceos y alcantarillados, pues todos estos diseos van interrelacionados entre si y por tanto, cualquier cambio que se genere en uno de estos va a repercutir en los otros.

A continuacin presentaremos un modelo propuesto del procedimiento de diseo con el fin de

optimizar el movimiento de tierras.


3. Concentracin de trabajo en el lote Con el fin de identificar cual es la zona ptima para realizar los trabajos, inicialmente se busca

que dicha zona no presente problemas de accesibilidad y que no sea muy agresiva topogrficamente para permitir acceso a la maquinaria, por lo tanto, se propone inicialmente obtener un plano en planta que nos indique la pendiente que tiene el terreno en cada sector, y as, y con ayuda de las curvas de nivel del terreno natural, identificar un posible acceso al lote y a la zona donde la topografa es menos agresiva para proseguir a informarle al urbanista en que sector del lote es buena la localizacin del proyecto.

En la figura cada color indica cada pendiente del sector


En el plano anterior muestra una idea de cul sera la mejor localizacin del proyecto y por lo tanto no nos obliga a cumplirlo estrictamente, pero es de anotar que una buena distribucin urbanstica en este espacio favorece en gran manera la trabajabilidad, y por tanto, disminuye los costos de operacin.

De lo anterior se debe obtener un diseo urbanstico que se acomode muy bien a las reas

designadas previamente como se muestra. Diseo urbanstico:


4. Diseo de terraceo y rasantes de va. Para el terreno donde se est trabajando en este ejemplo, un optimo movimiento de tierra se da

cuando la relacin volumen corte/volumen llenos = 1.3, este dato es un valor aproximado al factor de expansin del material, y quiere decir, que al compactar los llenos, estos reducen su volumen un 30% de ms de los obtenido en el corte, por lo tanto, el diseador deber buscar alcanzar dicha relacin mediante un equilibrio entre los cortes y los llenos obtenidos del teraceo y las vas a ser ejecutadas, para lo cual se propone lo siguiente.

El diseador despus de recibir el diseo urbanstico deber empezar por estudiar dicha

propuesta, para la cual se propone comenzar por saber cul sera el terraceo promedio de cada uno de los lotes como si estos fueran a localizarse sobre el terreno natural sin todava ser modificado., para proseguir a asignarse a cada uno de los lotes el terraceo ms apropiado, buscando que los cortes y los llenos a ser realizados en cada uno de los lotes no se salgan de los parmetros lgicos, y adems, cuidando la diferencia de terraceos entre un lote y el lote inmediatamente siguiente no tengan diferencias demasiado significativas, ya que esto hara necesario otro tipo de estructuras, tales como muros de contencin, que garanticen la estabilidad del proyecto y que a su vez lo hacen ms costoso.


Despus de realizar el procedimiento anterior, se recomienda realizar un perfil natural longitudinal a cada una de las vas del proyecto, con el fin de comenzar a disear una rasante que permita dar acceso a cada uno de los lotes, y que adems, tenga una elevacin adecuada para poder extender las redes de desage, alcantarillado, gas, entre otros, ya que si la rasante est demasiado elevada, esto podra hacer que las redes de alcantarillado queden demasiado profundas o se puede dar el caso en que no sea posible disear un alcantarillado que no est a cierta profundidad y por lo tanto, no se le podr dar servicio al lote.

Adems, uno de los factores importantes a tener en cuenta a la hora de disear las vas es el anlisis de los taludes, ya que los taludes incrementan en gran cantidad los volmenes tanto de corte como de llenado, y por lo tanto, entre ms elevada o ms profundo se realice el diseo de una va respecto al terreno natural, los llenos o los cortes de los taludes se incrementan en gran manera.

Con el fin de obtener un ptimo movimiento de tierras, es necesario que despus de tener una

idea principal, se proceda a modificar el terraceo respecto a la rasante de la va obtenida inicialmente, para posteriormente modificar la rasante de la va segn el nuevo terraceo, y seguir de esta forma hasta alcanzar un diseo parcial.


En el momento que se considere tener un diseo parcial, es necesario proceder a calcular el volumen tanto de cortes como de llenos a partir de la topografa modificada del proyecto con ayuda de un programa de volmenes de movimiento de tierras.

Con los datos del volumen obtenidos, se empieza a estudiar la relacin volumen de

cortes/volumen de llenos, buscando que esta relacin cumpla con el valor establecido, que en este caso en particular es de 1.3. Si observamos que el valor obtenido no se aproxima a este, es necesario modificar el terraceo y las vas segn se considere.

Es de anotar que en algunas ocasiones es imposible enterrar o elevar ms el proyecto, as que se

podra buscar otras alternativas tales como modificar el diseo horizontal de la va, cambiar el loteo,. Etc. Con el fin de buscar un valor que se aproxime ms a la relacin requerida. Pero lo ms comn es que ningn proyecto cumpla exactamente con una relacin volumen de corte/volumen de llenos y por tanto es necesario buscar un botadero si la relacin es mayor que lo requerido o buscar el material necesario faltante si la relacin es menor a la requerida.


El plano de volmenes es una ayuda muy importante, ya que indica en dnde se presentan los llenos y los cortes (incluyendo un rango de profundidades), para comenzar a disear la estrategia de la forma en que va a ser realizado el movimiento de tierras con el fin de optimizarlo.


5. Anlisis de movimiento de tierras. El anlisis del movimiento de tierras es un paso muy importante que se debe hacer previo a la

realizacin del presupuesto y se debe dejar establecido junto con el constructor previamente a comenzar los trabajos de construccin, con el fin de que no se presenten reclamos por parte de ste despus de comenzar las actividades. Pero por costumbre este anlisis se hace durante el proceso de construccin, dejando dicha responsabilidad al criterio del constructor, que por lo general no le da el valor que le debera dar, sino que hace el anlisis segn se d el avance de obra.

Lo que se pretende con este anlisis es el de reducir el transporte que se da dentro del proyecto

por motivo de los trabajos que se estn realizando, ya que por lo general, gran parte de los sobrecostos que se presentan en este tipo de proyectos se da por culpa de este transporte, y que si se realizara esta anlisis en todos los casos, dicho transporte se podra controlar con mayor facilidad.


Dos elementos de entrada importantes para poder realizar un buen anlisis del movimiento de tierras son:

Un presupuesto estimativo de los trabajos a ser realizados. El plano de movimiento de tierras que sali del diseo. Para comenzar a realizar el anlisis del movimiento de tierras se debe empezar por definir los

siguientes aspectos: Espesor de descapote, ejemplo 0.45. Longitud de acarreo que se tiene en cuenta dentro de la excavacin y por lo tanto

no requiere transporte.


En este ejemplo se pretende extender el descapote sobre todo el terreno modificado despus de que se hayan realizado los trabajos, y por lo tanto, el primer anlisis que se debe realizar es el de estudiar el lugar de acopio provisional del descapote dentro del proyecto con el fin de acopiarlo en un lugar apropiado que permita realizar los trabajos de movimiento de tierras con toda comodidad sin tener que transportar el descapote de un lugar a otro, con el fin de despejar la zona para que se puedan ejecutar los trabajos en esta. Por lo tanto, sera ideal encontrar un sector lo ms grande posible donde no se realicen modificaciones del terreno.

El segundo anlisis que se debe realizar es el de estudiar el orden en que se deben ejecutar los

trabajos, con el fin de disminuir al mximo el transporte del material de corte hacia los sitios de lleno, jugando con el acarreo que se tiene en cuenta dentro de la excavacin.


Plano anlisis del movimiento de tierras:

Despus de realizar este anlisis y de obtener el plano que se muestra en la figura, se debe preceder a realizar el presupuesto segn el volumen de tierra que tenga que ser transportado con el fin de obtener la topografa modificada.


Curvas de nivel generadas del terreno original y su malla 3D.


3D de la topografa modificada con el diseo del proyecto

6. Precios. Orden de magnitud de los trabajos expuestos

1. Obtencin de planos topogrficos y cartogrficos

Vuelos fotogramtricos Escala 1:2.000 Costo : s/. 50 70 la hectrea

Escala 1:5.000 Costo : s/. 20 30 la hectrea

Vuelos UAV Escala 1:500 Costo : s/. 250 350 la hectrea

La variacin de los precios esta supeditada a la ubicacin, tipo de orografa, accesibilidad y complejidad de los vuelos. Por ello cada caso es singular y requiere un estudio personalizado.


Puntos geodsicos Costo : s/. 1.500 2.000 por punto geodsico

Topografa clsica georeferenciado. Levantamientos. Zona sin edificacin Costo : s/. 120 300 la hectrea

Zona urbana Costo : s/. 800 1200 la hectrea

Topografa de nivelacin Itinerarios de nivelacin Costo : s/. 250 350 el kilmetro

La variacin de los precios esta supeditada a la ubicacin, tipo de orografa, accesibilidad y complejidad de los vuelos. Por ello cada caso es singular y requiere un estudio personalizado.


2. Estudio de suelos

Ejemplo. Caso practico, expediente tcnico. Caracterizacin de suelos en la zona de cimentaciones de una futura pasarela. A. Exploracin de campo; incluidos ensayos de campo y obtencin de muestras. Una (01) calicata y un (01) penetrmetro dinmico tipo DPSH. Obtencin de muestras de todos los estratos significativos B. Ensayos de laboratorio sobre las muestras de suelo extradas de la zona. Anlisis granulomtrico Lmites de Attenberg Humedad Densidad Anlisis qumico Clasificacin 1 Ensayo de Corte Directo Costo : s/. 45.000 50.000


2. Estudio de suelos

Ejemplo. Caso practico, estudio de factibilidad. Estudio de mecnica de suelos con fines de cimentacin para los estribos de un

puente. A. Exploracin de campo; incluidos ensayos de campo y obtencin de muestras. Dos (02) calicatas. Obtencin de muestras. B. Ensayos de laboratorio sobre las muestras de suelo extradas de la zona. Anlisis granulomtrico Lmites de Attenberg Humedad Densidad Anlisis qumico Clasificacin 1 Ensayo de Corte Directo Costo : s/. 7.000 8.000



Maquinaria retroexcavadora Costo : s/. 150 por hora Maquinaria excavadora 165 c.v. (0.75- 1.4 m3) Costo : s/. 230 por hora


4. Obras singulares

Obras lineales, carreteras tipologa un carril por cada sentido.

Localizacin en selva Costo : 1.5 millones $ por kilmetro (40- 60 % movimiento de tierras) Localizacin en sierra Costo : 1 - 1.5 millones $ por kilmetro (40-60% movimiento de tierras) Localizacin en costa Costo : 0.7 - 1.0 millones $ por kilmetro (30- 50% movimiento de tierras) Precios referenciales por kilmetro. La finalidad de un proyecto es la definicin tcnica en ingeniera y la de estudio de costos.

Por ello, cada proyecto tiene su propia complicacin y problemtica, y se estudian de forma independiente.

Puente modular de 25 m en selva baja. Costo : s/. 750.000 800.000, siendo el 70% cimentaciones (incluye micro

pilotes, excavaciones, fierro y concreto en los estribos)

CONCLUSIONES DE LA PONENCIA

La necesidad de un buena Topografa para: La base de todos los trabajos geotcnicos y estudios de suelo. La base de todos los procesos de ingeniera, definiciones geomtricas, encajes y

clculos . La base de las mediciones de cualquier proyecto, gran importancia a nivel

econmico. Definir en el terreno lo diseado en proyecto, necesidad de replanteos topogrficos

rigurosos. Controles y orientaciones de cualquier ejecucin en obra.

Jess Manuel Tejero Martos, Ing. en Geomtica y Topografa.

ingeieria de detalle

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