Las excavaciones son el proceso por el cual se retiran cantidades de tierra y elementos naturales de un terreno, para dar inicio a una construcción o cimentación. El objetivo es retirar una cierta cantidad de suelo o tierra por medio de procesos manuales (pica y pala) o con herramientas mecánicas (excavadoras, retroexcavadoras, martillos eléctricos) esto dependerá del tipo de excavación; si es profunda o superficial y del tipo de suelo.
Las excavaciones se realizan con diversas finalidades; para cimentar, para limpiar terrenos, para construir túneles, para reemplazo de materiales subterráneos, para relleno de terraplenes, estructurar taludes, entre otros.
Para cada uno de estos casos se pueden requerir procesos diferentes, en donde se puedan combinar procesos manuales y mecánicos, o en donde sólo intervengan maquinaria pesada por la magnitud del proyecto y el tipo de suelo en donde se trabaje. En cualquiera de los casos se debe estar sujeto a un plan y estructura de trabajo que detalle paso a paso la gestión en el campo de trabajo.
Las excavaciones se pueden clasificar de varias maneras según el tipo de suelo, profundidad, volumen y forma, es decir, si son en zanjas, pozos, zapatas o en suelos rocosos, y por el tipo de suelos y su composición.
Excavaciones superficiales
Estas excavaciones son aquellas que se realizan en las primeras capas de la tierra y no constituyen una profundidad mayor a los 2 metros. Generalmente, este tipo de excavación se lleva a cabo cuando se va a realizar una cimentación con losas, apoyándolas directamente sobre el terreno.
Las excavaciones superficiales se pueden realizar con herramientas manuales ya que no implica un proceso extenso. Por el contrario, pueden ser muy superficiales (0,60 mts) lo que hará innecesario el uso de maquinaria pesada. Dependiendo el tipo de suelo presente se pueden emplear picas, palas y marros
Excavaciones profundas
Las excavaciones profundas se determinan después de los 2 o 3 metros de profundidad, cuando se hace necesario el uso de maquinaria especializada para poder mover y sacar la tierra presente.
Este tipo de excavaciones tienen procesos y reglamentaciones específicas y más rigurosas respecto a las excavaciones superficiales para mantener la seguridad de los trabajadores y efectuar con agilidad y estabilidad el proyecto.
Es fundamental conocer el tipo de suelo y su composición para determinar la maquinaria que se va a utilizar y los sistemas de contención. Se deben determinar para evitar que las paredes de la excavación se vengan abajo por una relajación del suelo o una mala gestión de contención diferente a los taludes.
Excavaciones según el suelo
Excavaciones en roca:
Este tipo de excavaciones suelen ser en su mayoría en áreas de mucha profundidad, por ejemplo, cuando se hacen excavaciones para túneles o estructuras de sótanos y parqueaderos internos.
Cuando se hace una excavación, ya sea profunda o no y en el suelo hay presencia de grandes rocas se hace necesario el uso de un martillo eléctrico o un taladro barreno, el cual tiene la punta con la forma de tornillo y va penetrando el suelo, es capaz de retirar las rocas del suelo dentro de un hueco.
Existen varios tipos de barrenos según la clasificación del suelo y sus necesidades; para suelo blando, rocas, mezclas de grava, arenas y muestreos.
Por otra parte, cuando las rocas son muy grandes es necesario el uso de explosivos que puedan fragmentar dichas rocas, ya que no es posible que las máquinas logren romper o fragmentar rocas grandes y macizas, y es justamente con los barrenos como se introducen los explosivos o dinamita en el terreno para posterior hacer la detonación.
Excavaciones en terrenos compactos o de tránsito:
En este tipo de excavación se encuentran suelos con rocas desmoronadas y tierra compacta con materiales granulares gruesos y arcillas duras, por lo que se pueden utilizar excavadoras y retroexcavadoras para hacer este trabajo.
Excavaciones en conglomerados y tierra descompuesta:
Estas excavaciones son más fáciles de ejecutar, se pueden determinar cómo tierras de cultivo ya que en su mayoría son arcillas, tierra árida y gravas, por lo que se puede combinar la excavación manual y mecánica.
Excavaciones húmedas
Son una de las excavaciones que mayor dificultad puede presentar, ya que se deben realizar bajo el nivel freático. La capa freática es la capa o acumulación de agua que se encuentra en el suelo en distintos niveles de profundidad.
Teniendo en cuenta que el nivel freático constituye la distancia entre el nivel del terreno y la capa superior de agua en el suelo. Es importante recordar que el suelo está compuesto de agua, aire y sólidos, razón por la que es imperioso hacer un estudio del suelo antes de efectuar la excavación y extraer las muestras del suelo a través de un sondeo.
Complicaciones en excavaciones húmedas
Cuando no se reconoce la humedad presente en el suelo y se lleva a cabo una excavación se puede llegar a presentar diversas complicaciones que afecten el trabajo y causen riesgos para el personal de trabajo y la maquinaria utilizada.
Un ejemplo de estas situaciones, es cuando en las excavaciones profundas se encuentran pozos o acuíferos (agua subterránea que está confinada) que no se tenían previstos. Si se llegase a presentar el caso, cuando se perfora un acuífero, este puede traer presión o tapar con agua la excavación que se esté realizando y modificar la estabilidad del suelo presente.
Es decir, lo puede volver más blando y húmedo, y por consiguiente traer una relajación del suelo, lo que no sería favorable ya que en el peor de los casos puede traer desplomes y caída de la maquinaria si no se cuenta con los taludes y entibaciones requeridas.
Para estos casos, donde se presente un nivel freático alto y se requiera bajar o eliminar el agua presente, es necesario emplear técnicas y métodos específicos como la succión con bomba, o técnica wellpoint cuando son pozos pequeños entre 1 y 3 metros de altura.
¿Qué es un sondeo?
Un sondeo en procesos de geotecnia, es el estudio o muestreo que se hace al suelo para reconocer sus características, este puede determinar qué tipo de suelo se está tratando. El sondeo nos arroja unas muestras las cuales se llevan al laboratorio y permite identificar el suelo; si es granular, arcilloso, fino, rocoso y por supuesto, la capa freática del terreno y la humedad presente.
Estos sondeos se pueden hacer de manera manual o mecánica con barrena, con golpeo, a presión o con extracción de testigo.
En demoliciones FE, nos encargamos de realizar excavaciones en diferentes tipos de suelos y terrenos, para llevar a cabo procesos integrales y efectivos de la mejor manera.
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