TIPOS DE EXCAVACIONESEXCAVACION DE ZAPATA: Es una excavacin relativamente pequea de dimensiones similares (largo ancho y profundidad) que en general, no necesita mayores consideraciones de ingeniera, excepto que se desea hacer un gran numero de estas.EXCAVACION DE ZANJAS: Es una excavacin de ancho condicionado por los procedimientos de ejecucin (mayor a 0,5 mt. y menor a 3,2 mts) y de largo superior al ancho. El destino de excavacin de zanja es fundacin o canalizacin.EXCAVACIONES AMPLIAS: se designa como tal a aquellas excavaciones de mas de 3,2 mt. De ancho y profundidad importante, con frecuencia cubren superficies iguales o superiores a la de la edificacin, y su destino comnmente es es subterrneos, fundaciones de losas o grandes fundaciones.POZOS: excavaciones de forma rectangular o circular para usos tales como captacin de aguas, calicatas para prospeccin de suelo, profundidad mucho mayor que su largo.

EXCAVACIONES ABIERTAS SIN PRESENCIA DE AGUA.Segn la profundidad de la excavacin y la estabilidad del suelo de una excavacin abierta se puede disear de las siguientes formas.Taludes libre: verticales, inclinado, escalonado.Taludes protegidos, apuntalados, entibados.

La eleccin de dejar un talud vertical o no, libre o protegido, estar dado por varios factores, tales como:Tipo de terreno: existen terreno lo suficiente cohesivos para que permitan alcanzar alturas de excavacin relativamente profundas en donde se trabajar al interior de la excavacin, ya que una causa importante de los accidentes en la construccin esta asociada a esta causa.

Costo relativo entre ambas soluciones: En general cuando no es recomendable utilizar taludes verticales, las alternativas de utilizar taludes inclinados o taludes verticales protegidos. Es decir, se debe balancear el costo de una sobreexcavacin versus el costo de un trabajo de excavacin con protecciones. Obviamente utilizar taludes inclinados esta sujeto a condiciones de espacio. Y en excavaciones con taludes protegido son menos operacionales, desde el punto de vista del tipo y tamao de equipo que pueda operar dentro de la excavacin, en comparacin con una excavacin libre.Tiempo en que la excavacin permanecer abierta: Si la excavacin debe permanecer mucho tiempo abierta es altamente recomendable proteger los taludes de la excavacin, particularmente cuando alrededor de la excavacin transiten vehculos de transporte o equipos que emiten vibraciones.Asentamientos permisibles en torno de la excavacin: la presencia de construcciones u obras de infraestructura cercanas a la excavacin obligan a tomar todas las prevenciones para no afectar estructuras adyacentes, as como todos sus instalaciones de servicio.Presencia de agua: Las excavaciones a cielo abierto sin presencia de agua, implican que la napa fretica se encuentra bajo la superficie, lo que permite trabajar sin riesgo de infiltracin, sin embargo cualquier reexcavacin se encuentra expuesta a inundacin por aguas lluvias

EXCAVACIONES CON TALUD LIBRE.Segn la NCh349, las excavaciones con talud libre se deben efectuar, cuando el espacio lo permita, de acuerdo al ngulo de reposo del tipo de terreno, lo que se conoce como talud natural.

Cuando se deban realizar excavaciones con profundidad mayor a 1.20 mts. Y si las condiciones del terreno y el entorno lo permiten o exigen realizar excavacin con talud vertical, solo se podra efectuar si el terreno es cohesivo y se ha calculado la altura critica de excavacin. Hc, que es la mxima altura que se puede conseguir sin entibacin.

Esta formula solo tiene validez si cualquier sobrecarga al borde de la excavacin se encuentra a una distancia d del borde superior de la excavacin (Hs)

La altura mxima de excavacin a la cual se le denomina altura de seguridad Hs se calcula dividiendo la altura critica Hc por el factor de seguridad F.S, que puede variar entre 1.1 y 2.

Cuan exista sobrecarga al borde de una excavacin o cuando sea necesario colocar camiones , maquinaria pesada al borde de una excavacin, instalacin de faenas, Hc se calculara con la siguiente expresin:

Pero en general se recomienda el empleo de taludes libres verticales solo en aquellos terreno cohesivos o medianamente cohesivos y en excavaciones que permanecern abiertas por corto tiempo, pues los suelos al estar en contacto con el medio externo pierden su humedad y generan perdida de cohesin.

EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOSEn algunas ocaciones no es posible dar la inclinacin necesaria a un talud y se debe excavar verticalmente. Ademas, en suelos poco cohesivos y poco estables o en aquellos suelos que puedan desprender piedras o bolones, es fundamental considerar el empleo de algn sistema de proteccin. Los tipos mas usuales de proteccin en excavaciones provisorias son:HORMIGN PROYECTADO O SHOTCRETE: En general solo previene el desprendimiento de piedras pequeas y controla la perdida de humedad y la consiguiente falta de cohesin de los taludes.

TALUDES PROTEGIDOS-SHOTCRETE

MALLAS METALICAS:Estn mas bien diseadas para evitar el desprendimientos de piedras y bolones y reducir los riesgos del impacto en caso de desprendimientos de bolones, las mallas no contribuyen a la estabilizacin del talud, solo sirve para la prevencin ante desprendimientos.

EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOS

PUNTALES:Los puntales se pueden emplear apoyndose en el otro frente de la excavacin o contra el piso de la excavacin, esta solucin se utiliza en suelos de mediana cohesin.

EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOS

ENTIBACIONES:La forma mas comn de entibaciones son las tablaestacados, pero tambin se utilizan ataguias metlicas o de concreto aunque estas ultimas solo se justifican con presencia de agua.Entibaciones de ExcavacionesEn edificaciones, tneles, carreteras, puertos, se requiere excavaciones, solo provisionales durante el proceso constructivo.En estas construcciones existen limitantes, debindose utilizar estructuras de sostenimiento de tierras.Las estructuras de sostenimiento de tierras de forma provisional son llamadas entibaciones.EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOS

EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOS - ENTIBACIONES

EXCAVACIONES CON TALUDES PROTEGIDOS - ENTIBACIONESEntibaciones parcialesSon utilizadas en excavaciones en suelos cohesivos, donde tericamente pudiera construirse una excavacin vertical, pero existe el problema de que aparezcan grietas de traccin en la parte superiora) Grietas de Traccin en unaexcavacin abierta.b) Excavacin con Entibacin Parcial, uso de codal para evitar las grietas de traccin.

ENTIBACIONESEntibaciones TotalesCuando se necesita una entibacin ms completa, se pueden emplear los siguientes mtodos:1. Tablestacas verticales.2. Tableros Horizontales.3. Muros construidos IN SITU

ENTIBACIONES

SEGURIDAD EN EXCAVACIONESCausas de accidentesLas principales causas de accidentes en las excavaciones son las siguientes:trabajadores atrapados y enterrados en una excavacin debido al derrumbe de los costados.trabajadores golpeados y lesionados por materiales que caen dentro de la excavacin.trabajadores que caen dentro de la excavacin;medios de acceso inseguros y medios de escape insuficientes en caso de anegamiento.vehculos llevados hasta el borde de la excavacin, o muy cerca del mismo (sobre todo en marcha atrs), que causan desprendimiento de paredes.

SEGURIDAD EN EXCAVACIONESasfixia o intoxicacin causados por gases ms pesados que el aire que penetran en la excavacin, por ejemplo los gases de caos de escape de motores diesel y de gasolina.

SEGURIDAD EN EXCAVACIONESAccesosCuando se trabaja en una excavacin, es preciso asegurarse de que existan medios seguros de ingreso y salida, como por ejemplo una escalera de mano bien sujeta. Esto adquiere particular importancia cuando hay riesgo de anegamiento, y el escape rpido es esencial. IluminacinEl rea que rodea a la excavacin debe estar bien iluminada, sobre todo en los puntos de acceso y en las aberturas de las barreras.

SEGURIDAD EN EXCAVACIONESCABLES ELECTRICOSTodos los aos hay obreros que realizan excavaciones en obras en construccin y sufren quemaduras graves al tocar accidentalmente cables electrificados bajo tierra. Siempre tiene que suponer que el cable de Electricidad se encuentra est electrificado. Antes de empezar a cavar, haga averiguaciones con la empresa correspondiente

VehculosDeben colocarse bloques de tope adecuados y bien anclados en la superficie para impedir que los vehculos volquetes se deslicen dentro de las excavaciones, riesgo que corren en especial cuando dan marcha atrs para descargar . Los bloques deben estar a suficiente distancia de la orilla para evitar los peligros de un desprendimiento bajo el peso de los vehculos.

SEGURIDAD EN EXCAVACIONES

FUNDACIONESSe denomina fundacin al conjunto de elementos estructurales cuya misin es transmitir las cargas de la edificacin al suelo. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que los pilares o muros que soportar, el rea de contacto entre el suelo y la cimentacin ser proporcionalmente ms grande que los elementos soportados.

IMPORTANCIA DE CIMENTACIN

La cimentacin es importante por que es el grupo de elementos que soportan a la superestructura; para lo cual se utiliza la llamada zapata de fundacin, esta divide las cargas de la edificacin en partes iguales de manera que ninguna exceda a la otra, esto solamente no se da cuando se trata de un terreno de piedra.

TIPOS DE CIMENTACIN La eleccin del tipo de cimentacin depende especialmente de las caractersticas mecnicas del terreno, como su cohesin, su ngulo de roce interno, posicin del nivel fretico y tambin de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos esos datos se calcula la capacidad soporte, que junto con la homogeneidad del terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentacin. Siempre que es posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentacin menos costoso y ms simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad de soporte o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentacin superficial se evalan otros tipos de cimentaciones.

Cimentaciones superficialesSon aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo, por tener ste suficiente capacidad de soporte o por tratarse de construcciones de importancia secundaria y relativamente livianas.En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:Cimentaciones ciclpeas. Zapatas. Zapatas aisladas. Zapatas corridas. Zapatas combinadas

Cimentaciones ciclpeasEn terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con parmetros verticales y sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclpeo (hormign) es sencillo y econmico. El procedimiento para su construccin consiste en ir vaciando dentro de la zanja piedras de diferentes tamaos al tiempo que se vierte la mezcla de concreto en proporcin 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas.

Cimentaciones ciclpeasEl hormign ciclpeo se realiza aadiendo piedras ms o menos grandes a medida que se va hormigonando para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear piedra ms pequea que en los cimientos de mampostera hormigonada. La tcnica del hormign ciclpeo consiste en lanzar las piedras desde el punto ms alto de la zanja sobre el hormign en masa, que se depositar en el cimiento. Precauciones:Tratar que las piedras no estn en contacto con la pared de la zanja. Que las piedras no queden amontonadas. Alternar en capas el hormign y las piedras. Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormign.

Zapatas aisladas Las zapatas aisladas son un tipo de cimentacin superficial que sirve de base de elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata ampla la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la carga que le transmite. El trmino zapata aislada se debe a que se usa para asentar un nico pilar, de ah el nombre de aislada.

La profundidad del plano de apoyo se fija basndose en el informe geotcnico. Es conveniente llegar a una profundidad mnima por debajo de la cota superficial de 50 u 80 cm. Conviene utilizar hormign de consistencia plstica, con ridos de tamao alrededor de 40 mm. En la ejecucin, y antes de echar el hormign, disponer en el fondo una capa de hormign pobre de aproximadamente 5 cm de espesor (emplantillado), antes de colocar las armaduras.

Zapatas aisladas

Zapatas aisladas

Zapatas corridasLas zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de pilares. Estructuralmente funcionan como viga que recibe cargas lineales o puntuales separadas, en general a travs de un muro. Son cimentaciones de gran longitud en comparacin con su seccin transversal. Las Zapatas Corridas se aplican normalmente a muros. Pueden tener seccin rectangular, escalonada o estrechada cnicamente. Sus dimensiones estn en relacin con la carga que han de soportar, la resistencia a la compresin del material y la presin admisible sobre el terreno.

Zapatas corridasPor practicidad se adopta una altura mnima para los cimientos de hormign de 60 cms aproximadamente. Si las alturas son mayores se les da una forma escalonada teniendo en cuenta el ngulo de reparto de las presiones.En el caso de que la tierra tendiese a desmoronarse o el cimiento deba escalonarse, se utilizarn encofrados. Si los trabajos de cimentacin debieran interrumpirse, se recomienda cortar en escalones la junta vertical para lograr una correcta unin con el tramo siguiente. Asimismo colocar unos hierros de armadura reforzar esta unin.

Zapatas corridas

Losas de fundacinLa solucin adecuada, desde el punto de vista econmico, para una cimentacin superficial, cuando la superficie necesaria de zapatas supere el 50 % de la superficie en planta. (mayor facilidad de ejecucin, menos encofrados, excavacin menos dificultosa, etc.). Se emplean cuando las cargas transmitidas al terreno con respecto a la planta a cimentar son elevadas (grandes silos, depsitos elevados, etc.), cuando la resistencia del terreno es baja, cuando las estructuras son poco deformables con objeto de disminuir los asientos diferenciales en terrenos poco homogneos, etc.

Losas de fundacin

Cimentaciones profundasSe basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentacin para soportar las cargas aplicadas, o ms exactamente en la friccin vertical entre la cimentacin y el terreno. Por eso deben ser ms profundas, para poder proveer sobre una gran rea sobre la que distribuir un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos mtodos utilizados en cimentaciones profundas son:

Cimentaciones profundasPilotes: son elementos de cimentacin esbeltos que se hincan (pilotes de desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente abierta en el terreno (pilotes de extraccin ejecutados in situ). Antiguamente eran de madera, hasta que en los aos 1940 comenz a emplearse el hormign.

Cimentaciones profundas