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Tutoría II Parcial Castro - Segura Topografía y Suelos
Universidad Católica de Santiago de Guayaquil
Trabajo de Tutoría correspondiente al segundo parcial
Topografía y Suelos
Tema: “Elaboración de un Proyecto de sótano para edificios, con 6 pisos
subterráneos para parqueo, en los sitios donde ya existan edificios de parqueos públicos
construidos en la ciudad de Guayaquil. Se incluirá el cálculo del Factor de Seguridad de
la Cimentación del mismo”.
Integrantes:
Scarlett Castro
Pamela Segura
Ing. Gilberto Martínez
Semestre A
2015
Tutoría II Parcial Castro - Segura Topografía y Suelos
Contenido
Tutoría II Parcial Castro - Segura Topografía y Suelos
Tabla de Ilustración
Tutoría II Parcial Castro - Segura Topografía y Suelos
Introducción
Tutoría II Parcial Castro - Segura Topografía y Suelos
Definición de excavación
Es la operación de cortar y remover cualquier clase de suelo independiente de su
naturaleza o de sus características físico-mecánicas, dentro o fuera de los límites de
construcción. Su ejecución incluye las operaciones de nivelación y evacuación del
material removido a su lugar de asentamiento final.
Tipos de excavación
La excavación se establece de cuatro maneras:
1. Por su profundidad
2. Por su nivel de detalle
3. Por tipo de material excavado
4. Por su grado de humedad
Por su profundidad
o Poco profundas
o Profundas
Poco profundas
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Son aquellas que se encuentran en el rango de uno a cinco metros de profundidad.
Se puede llevar a cabo ya sea con maquinaria, de una potencia de 80 Hp o menor, como
lo son retroexcavadoras, o también con uso de mano de obra de forma intensiva, se da
sin construcción de rampas para la salida de camiones, únicamente de aquellas
utilizadas por el personal.
A pesar de su poca altura, si se debe tomar en cuenta el uso de sistemas de protección de
taludes durante su realización, como lo son los apuntalamientos, los cuales son los más
recomendados, debido a su fácil colocación y desmontaje al finalizar el proceso de
excavación. (Aviles, 2014)
En su mayoría estas excavaciones, los sistemas definitivos de protección del talud, no
son demasiados complejos, esto debido su poca altura, ya que en la mayoría de casos se
utilizan, muros de mampostería reforzada.
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Profundas
Son aquellas que superan los cinco metros de profundidad, se realizan con maquinaria
que supere una potencia de 80 Hp; para su ejecución debe tomarse en cuenta elementos
tales como: sistemas complejos de protección de taludes y rampa de salida de camiones.
La construcción de los sistemas de protección de taludes se realiza durante el proceso de
excavación o bien se realizan antes de este, estos van desde el método de suelo
enclavado, micro pilotes, pilotes o tablestacas, entre otros. (Peña, 2007)
Para llevar a cabo este tipo de excavación es importante que el ingeniero, considere el
peligro que el desprendimiento de tierra de los taludes es mayor, y por ende la vida de
los trabajadores corre mayor riesgo. Esto debido a que diferencia de niveles
topográficos, entre los dos planos unidos por un talud, existe una tendencia natural de
las masas a equilibrar sus potenciales energéticos.
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Nivel de complejidad
o Excavación masiva
o Excavación Estructural
o Excavación en rampa
Por su nivel de complejidad
o Excavación masiva
Consiste en realizar el movimiento de grandes cantidades de material, para este
tipo de excavación presenta el mayor rendimiento debido que al momento de
realizar los cortes, solamente se debe prestar especial cuidado al tallado de
taludes y la profundidad máxima de excavación. Debido a la potencia de la
maquinaria empleada los niveles de rendimiento de corte pueden variar entre
110 y 125 metros cúbicos por hora, este rendimiento va a variar según : la
distancia de acarreo, pericia del operario de la maquinaria, el tipo de maquinaria
y el tamaño de la pala hidráulica de corte y la clase de suelo excavado. Durante
el proceso de excavación es importante el correcto tallado de los taludes,
respetando los ángulos mínimos y las alturas máximas. (Moscozo, 2011)
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o Excavación estructural
Es aquella en la que se realiza para la conformación de las fosas para la
cimentación, en este tipo de excavación la cantidad de material movilizado es
menor que en la excavación masiva, ya que los rendimientos se reducen en
comparación a la excavación masiva a un rango entre 50 y 60 metros cúbicos
por hora, a pesar que se emplean tanto maquinaria que supera los 80 Hp de
potencia, otro factor importante es debido a que la capacidad de la pala
hidráulica se puede reducir hasta 0,30 metros cúbicos (Moscozo, 2011). La
dificultad se encuentra en que durante el proceso del tallado de las fosas se debe
respetar las longitudes establecidas de estas, como también la profundidad con la
que se debe contar.
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o Excavación en rampa
Consiste en retirar la rampa de salida de los camiones, este proceso se realiza
tomando en cuenta la altura del sótano y el tipo de maquinaria disponible. A
pesar que es la última excavación a realizar, se deberá de planificar desde el
inicio del proceso de excavación, porque su localización depende de elementos
como: la profundidad a la que se encuentre, maquinaria disponible y forma de
acceso. Para llevar a cabo este tipo de excavación, los rendimientos oscilan entre
los 50 y 60 metros cúbicos por hora, al igual que la excavación estructural, esto
debido a lo ya mencionado.
Por tipo de material excavado
o Excavación en roca
o Excavación común en tierra, conglomerado y roca descompuesta
o Excavación en roca
Se define como roca a aquel material cuyo tamaño exceda de 50 cm, la dureza y
textura las cuales no pueden excavarse por métodos diferentes de demoliciones
controladas o por trabajo manual por medio de fracturas y cuñas, según las
condiciones del lugar o las características de la roca.
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o Excavación común en tierra, conglomerado y roca descompuesta
Es aquel material que no se asimila a la clasificación de roca ya definida y que
pueden extraerse por los métodos manuales normales o mecánicos, utilizando las
herramientas y equipos de uso frecuente para esta clase de labor: barras, picos,
palas, equipos desde excavadoras hidráulicas hasta retroexcavadoras. Entre estos
materiales están: arcilla, limo, arena, cascajo y piedras con tamaño inferior a 50
cm, sin tener en cuenta el grado de compactación o dureza y considerados en
forma conjunta o independiente.
Por su grado de humedad
o Excavación húmeda
o Excavación seca
o Excavación húmeda
Es aquella que se ejecuta por debajo del nivel freático existente en el
momento de hacer la excavación y que exige el uso continúo de equipo de
bombeo para extracción del agua. No se considera como excavación
húmeda, la debida a lluvias, infiltraciones, fugas de aguas, aguas procedentes
de alcantarillados existentes, aguas perdidas o de corrientes superficiales que
puedan ser corregidas o desviadas sin necesidad de bombeo.
o Excavación seca
Se considera como seca toda excavación que no se asimile a la definición
dada para la clasificación excavación húmeda.
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Definición de sótano en edificio
Un sótano es una estructura que se encuentra por debajo del nivel natural del terreno, en
su mayoría se utilizan para la ubicación de elementos complementarios que ayudarán al
buen funcionamiento del edificio, siendo estos elementos tales como, bombas de agua y
plantas eléctricas entre otros. Los sótanos también son utilizados para albergar el área de
estacionamientos de vehículos en edificios, tanto comerciales como de apartamentos.
Estudios necesarios para la ejecución del proyecto
Para ejecutar los trabajos excavación o movimientos de tierra, se debe contar con
estudios previos. Estos estudios deben de aportar información concreta acerca de las
características del suelo antes de iniciar las labores de excavación. Se aconseja tomar en
cuenta los siguientes parámetros.
o Contar con un estudio estratigráfico del terreno a excavar, el cual demuestre qué
tipo de suelo se espera encontrar
o Se debe determinar con exactitud el nivel freático del lugar, esto será de gran
importancia para poder determinar la forma de trabajo que se tendrá durante la
excavación.
o Ubicación de edificaciones próximas o colindantes, se debe contar con
información actualizada del estado de dichas construcciones tal como, a qué
profundidad se encuentra la cimentación.
o Cota máxima de la profundidad que alcanzará la excavación.
o Detectar en el subsuelo todos los obstáculos y/o infraestructura existente que
pudiera afectar la excavación. Como sistemas de comunicaciones (líneas de
teléfono, internet, etc.), sistemas de agua potable, drenajes u otros.
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Proceso de Excavación
Estudios de suelos
Los diferentes estudios que se realizan a los suelos, ayudarán a conocer mejor las
características físicas y propiedades mecánicas de los diferentes tipos de estratos en los
cuales se encuentra conformado el terreno.
Reconocimiento del terreno en el que se proyecta la edificación
Determinar las precauciones y cuidados para no causar daños y perjuicios a
propiedades ajenas, que se encuentren contiguas a la zona de trabajo.
Definir los límites del área que va ser limpiada, ya sea por descripción en planos o por
indicación de la fiscalización.
Limpieza del terreno.
Será la remoción y retiro de toda maleza, desperdicios y otros materiales que se
encuentre en el área de trabajo y que deban ejecutarse manualmente. Disponer del área
de construcción, libre de todo elemento que pueda interferir en la ejecución normal de la
obra a realizar. El rubro incluye la limpieza total del terreno, en las áreas en las que se
determinen como necesarias y que no sean susceptibles de realizar en los rubros
correspondientes a “excavaciones y desalojo de material”. (Chimborazo)
Replanteo y nivelación.
Descripción: Se entenderá por replanteo el proceso de trazado y marcado de puntos
importantes, trasladando los datos de los planos al terreno y marcarlos adecuadamente,
tomando en consideración la base para las medidas como paso previo a la construcción
del proyecto. Se realizará en el terreno el replanteo de todas las obras de movimientos
de tierras, estructura y albañilería señaladas en los planos, así como su nivelación, los
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que deberán realizarse con aparatos de precisión como teodolitos, niveles, cintas
métricas. Se colocará los hitos de ejes, los mismos que no serán removidos durante el
proceso de construcción, y serán comprobados por Fiscalización.
Residuos de Excavación
Botaderos
Es denominado así, al lugar de despacho del material excavado, en algunos casos el
material que es excavado puede llegar a ser vendido fuera del proyecto, generando así
un factor de retorno al proyecto, de no ser vendido o reutilizado el material excavado,
este deberá ser dispuesto hacia algún lugar donde sea permitido.
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Factor de Seguridad
El concepto de Factor de Seguridad (Fs) nace de la necesidad tanto de proveer seguridad
a las obras y elementos diseñados y construíos, como de optimizar los mismos. Este
factor es adimensional y positivo; tiene incertidumbres y límites y permite tanto el
control indirecto de deformaciones como la estimación de probabilidades de falla. A
pesar de ser adimensional, no es unívoco ni universal. Puede haber numerosas
definiciones del mismo, dependiendo del problema, el modo de falla y la variable que se
use para su definición.
En Ingeniería Civil el Factor de Seguridad se define como la relación entre Resistencia
R y Demanda D. Para tener un nivel de seguridad homogéneo es indispensable definir
un Factor de Seguridad Básico FSB, calculado con la variable de la cual dependa
realmente la falla o rotura del elemento al cual se aplica. Los materiales sólidos sólo
pueden fallar o romperse por esfuerzos de tracción o de corte. En los materiales térreos,
de baja resistencia a la tracción, el esfuerzo que realmente define la falla es el esfuerzo
cortante. En consecuencia en Geotecnia, el Factor de Seguridad Básico FSB se define
como la relación entre esfuerzos cortantes últimos o resistentes, y los esfuerzos
cortantes actuantes o de diseño.
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BibliografíaAviles, R. (Julio de 2014). Excavaciones para cimentaciones . Obtenido de Slideshare:
http://es.slideshare.net/richard-123/excavaciones-para-cimentaciones
Chimborazo, E. S. (s.f.). Espoch. Obtenido de http://www.espoch.edu.ec/Descargas/noticias/ESPECIFICACIONES_TECNICAS_CENTRO_DE_CAPACITACION_TUNSHI_64e41.pdf
Ingenieria, E. C. (2009). Factores de Seguridad. Obtenido de Escuela Colombiana de Arquitectura: http://www.scg.org.co/wp-content/uploads/FACTORES-DE-SEGURIDAD-BASICOS-E-INDIRECTOS-AJGG2.pdf
Moscozo, R. (Julio de 2011). Metodologia para la ejecución y control de Excavaciones . Obtenido de Biblioteca USAC: http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_3277_C.pdf
Peña, A. (Noviembre de 2007). Construccion de 4 sotanos bajo un edificio. Obtenido de Geotecnia Ambiental : http://www.geotecniaambiental.cl/assets/ArchivosCategorizados/Construccion-de-4-sotanos-bajo-un-edificio-existente-en-la-calle-Prado-de-Madrid..pdf
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3419/36116-11.pdf?sequence=11
http://www.construmatica.com/construpedia/
Excavaciones_en_Tierras#Proceso_Constructivo
http://webidu.idu.gov.co:9090/jspui/bitstream/123456789/34179/35/60019330-26.pdf
http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/2028/2/132335.pdf
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