018-05-cubicaciones y programación de obras

CUBICACIONES Y PROGRAMACION DE OBRAS

Leopoldo J. Ortega CorralesLeopoldo J. Ortega CorralesIngeniero Agrónomo

INIA Remehue

I. CUBICACION DE OBRAS.

La cubicación consiste en la cuantificación de las dimensiones físicas de la obra y

de los requerimientos de servicios, materiales y equipos necesarios para la

ejecución de cada partida.

Toda obra se debe dividir en partidas, que son las faenas o elementos

constructivos que se pueden evaluar individualmente.

Para la cubicación de las dimensiones físicas de la obra se requiere realizar el

diseño y cálculo hidráulico, que entrega estos resultados, los que deben

expresarse finalmente en un cuadro resumen para todo el proyecto.

Por ejemplo, en las siguientes tablas se presenta la cubicación de las

dimensiones de obra para un proyecto de Drenaje Superficial en Suelos Ñadis,

consistente en la construcción de una macrored de drenaje, compuesta por los

cauces naturales ampliados y por colectores, en donde la cubicación corresponde a

la longitud y volumen de corte en cada uno de estos componentes.

TABLA 1. Ejemplo cubicación ampliación cauces naturales.

CAUCE LONGITUD(m)

VOLUMEN DE CORTE(m 3 )

Río Colegual 6.515 89.408

Estero Kuschel 11.310 26.864

Estero Perro 1.730 2.515

T O T A L 19.555 118.787

TABLA 2. Ejemplo cubicación colectores.

COLECTOR LONGITUD(m)

VOLUMEN DE CORTE(m 3 )

Colector Principal 1 6.856 27.780

Colector Principal 2 641 997


Colector Principal 4 1.724 2.916


Colector Principal 6 528 1.151

T O T A L 10.984 34.453

Para determinar la cubicación de cada partida de la obra, se deben conocer los

estándares que indican la relación entre las dimensiones de la obra y los

rendimientos de servicios, materiales y equipos que se utilizarán, los cuales se

denominan “estándares de rendimiento”.

2

II. ESTANDARES DE RENDIMIENTO.

En el presente capítulo se indican algunos estándares de rendimiento para obras

de drenaje y sus diferentes partidas.

2.1Estándares de Rendimiento para obras de Drenaje superficial de la Décima Región.

Los estándares que se presentarán en este numeral, corresponden a valores

promedio de obras ejecutadas en la Xa. Región. Por lo tanto, se deben utilizar

con la prudencia del caso, y adecuarlos dependiendo de las características del

terreno, el tipo de maquinaria, y las condiciones de trabajo, más aún si se trata de

condiciones muy particulares, o de proyectos en otras regiones.

2.1.1. Zanjas colectoras

Las etapas que existen en la construcción de zanjas son :

Roce, despeje y limpieza de faja.

Excavación de la zanja.

Retiro del material

Cercado.

Roce, Despeje y Limpieza de Faja

Consiste en la eliminación de todos los árboles y matorrales sobre el área a

ocupar, en el ancho del dren, más las bermas correspondientes.

En la Tabla 3 se presentan los estándares y características de esta etapa.

Tabla 3. Estándares de roce, limpieza y despeje de faja.

3

Etapa Medio Actividad Rendimiento

Roce y

Despeje

Mano de Obra

no calificada

con rozones y

horquetas.

Corte de vegetación.

Acumular material en hileras o

montones.

Cargar material en camión.

100 m/jornada para

faja de 3 m de ancho

Traslado a

botadero

Camión tolva. Traslado de material a botadero 100 m/hr con distancia

a botadero de 1 km.

Excavación de la zanja

Esta labor puede realizarse ya sea manualmente o con maquinaria.

En el caso de construcción manual, los estándares son los siguientes :

Rendimiento excavación estrata de suelo = 9 m3/Jornada

Rendimiento excavación estrata de ripio = 2 m3/Jornada

Vida útil pala en excavación = 0,1 km/pala

Vida útil picota en excavación = 0,5 km/picota

En el caso de construcción mecanizada, se utilizan excavadoras y mano de obra.

La excavadora cumplirá la labor de excavación propiamente tal, en tanto que la

mano de obra se utilizará para el repase o terminación del sello y los taludes de

las zanjas. En la Tabla 4 se presentan los estándares y características de esta

etapa, para excavación mecanizada.

Tabla 4. Estándares de excavación mecanizada de zanjas

4

Etapa Medio Rendimiento

Excavación Excavadora Oruga Modelo 200.

133 HP potencia nominal.

Balde 1200 mm ancho y 0,93 m3

capacidad.

Terreno blando = 50-70 m3/hr.

Terreno semi-blando = 40-60 m3/hr

Terreno duro = 30-40 m3/hr

Terminación

de la sección

Mano de obra no calificada con

palas derechas.

Se requiere aproximadamente un

movimiento de tierra igual al 2,5%

del material excavado.

Rendimiento aproximado de 5

m3/jornada.

Estos valores dependen del tipo de excavadora, de las condiciones de trabajo y

de la destreza del operador.

Retiro del material

Es recomendable que la excavación de las zanjas, ya sea mecanizada o manual,

considere la separación del suelo y del material que exista bajo éste, ya sea ripio

o arcilla.

El suelo excavado puede ser aprovechado para rellenar sectores de pequeñas

depresiones al interior de los potreros, o simplemente, ser desparramado en

éstos. En el caso de que bajo del suelo exista ripio, éste constituye un excelente

material para construcción de caminos, el cual puede ser construido

inmediatamente al lado de la zanja, o ser utilizado para el relleno de caminos y

callejones existentes en el predio.

En el caso de las estratas de arcilla, este material no constituye ningún beneficio,

y por lo tanto, se debe eliminar trasladándose a un lugar de botadero.

5

Lo ideal y recomendable es realizar la faena de excavación y traslado del material

en forma simultánea. En la Tabla 5 se indican algunos estándares para el retiro

del material.

Tabla 5. Estándares de retiro del material excavado

Modalidad Rendimiento

Manual, con pala y carretilla con

retiro a 100 m de distancia

Rend. traslado tierra excavada = 6,75 m3/jornada

Rend. traslado ripio excavado = 3 m3/jornada

Mecanizada, con camión tolva y

descarga a 1 km de distancia

Rend. traslado tierra excavada = 38 m3/hr.

Rend. traslado ripio excavado = 32 m3/hr.

Para las cubicaciones finales, se debe considerar el esponjamiento del material al

ser excavado, que corresponde a 30% para el ripio y un 50% para el suelo.

Cercado de zanjas.

En toda la extensión de la red de drenes colectores, se instalan cercos a ambos

lados de la zanja, a una distancia de 3,5 m desde el borde del dren, para facilitar

las labores de mantención posteriores.

El cerco se construye utilizando estacones de pellín de 2,2 a 2,5 m de longitud, y

de 4 a 5 pulgadas de diámetro. Se instalan espaciados cada 3,5 m, con 4

corridas de alambre de púa clavado con grampas de 1 ½”. Los estacones se

pintan totalmente con 1 mano de aceite de motor quemado, y en su extremo

superior se pintan 25 cm con 2 manos de óleo blanco.

Para todo el proceso de construcción de los cercos, desde el pintado de los

estacones, su hincado en el terreno, colocación y tensión de los alambres, etc. se

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utiliza mano de obra semi-calificada, estimándose un requerimiento de 100

jornadas para la construcción de 1 km de cerco doble de estas características (5

jornadas/100 m cerco simple).

2.1.2. Limpieza y ampliación de cauces

En todo proyecto de drenaje, se debe analizar el cauce evacuador de las aguas

de manera de decidir su intervención en el caso de que el tamaño de su sección

o condiciones de limpieza, no aseguren la conducción de los caudales adicionales

que surgen de una red de drenaje.

Por lo tanto, dependiendo de la gravedad del problema, a veces es necesaria la

limpieza, y el aumento de la sección de conducción de los cauces naturales

existentes en la zona del proyecto.

Limpieza de cauces naturales

La labor de limpia consiste en la extracción de sedimentos y en el despeje y retiro

de toda la vegetación existente sobre el ancho de corte de los cauces, ya sean

malezas, matorrales, o árboles de diverso tamaño. Esta labor se realiza sobre el

lecho de los cauces, utilizando una excavadora oruga.

La labor de limpieza de árboles no se realiza mediante la tala, sino que se efectúa

mediante el volteo de los árboles utilizando el brazo de la excavadora, lo cual se

consigue fácilmente, debido a que el arraigamiento de estos árboles en el lecho

de los cauces es de tipo superficial. Posterior al volteo de los árboles, se arrastran

y levantan los matorrales y árboles derribados, utilizando el brazo y el balde de la

excavadora, conjuntamente.

Excavación de cauces naturales

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Para el cálculo de la excavación en cauces naturales, se debe considerar que

existe una sección actual, la cual será ampliada. Por lo tanto, la sección de

excavación corresponde a la diferencia entre la sección futura y la sección actual

del cauce.

Al igual que la labor de limpieza, esta labor se realiza sobre el lecho de los

cauces, utilizando una excavadora. En la Tabla 6 se presentan las características

y los estándares para Intervención de Cauces Naturales.

Tabla 6. Estándares limpieza y excavación de cauce natural

Medio Etapa Rendimiento

Excavadora Oruga

Modelo 200

133 HP potencia

nominal

Balde 1200 mm

ancho y 0,93 m3

capacidad

Limpieza

de Cauce

Natural

Condición de obstrucción severa = 315 m2/hr

Condición de obstrucción normal = 450 m2/hr

Condición de obstrucción favorable = 585 m2/hr

Excavación

de Cauce

Natural

30 – 40 m3/hr.

2.2. Excavaciones

Antes de comenzar una excavación de cualquier tipo, se debe efectuar varios

trabajos en el terreno, ya que nunca presentan las características necesarias para

poder empezar los trabajos sin algún tipo de actividad previa. Entre estas

actividades se cuentan:

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Desmalezar terreno o escarpe.

Remover estructuras y árboles existentes

Nivelar el terreno

Señalizar las obras y colocar protecciones.

Planificación de circulación de vehículos, maquinarias a usar y personal.

Planificación del retiro de escombros.

Proteger estructuras existentes y árboles (según sea necesario).

Determinar el sistema de evacuación de agua subterránea o superficial (según

sea necesario)

Precauciones especiales para el medio ambiente.

Posteriormente se debe replantear el plano sobre el terreno, efectuando un

trazado de la obra y distancias, cotas y ángulos, y verificándolos cada vez que sea

necesario.

La excavación puede hacerse empleando varias técnicas y equipos diferentes, y

éstas van directamente relacionadas con el tamaño de la excavación, el tipo de

suelo, la presencia de agua, el tipo de transporte y la planificación de la

operación.

En trabajos pequeños y en suelo blando, el terreno se puede excavar con palas,

azadones, picotas, y chuzos, dependiendo del grado de compactación del terreno,

y un equipo de trabajo que consiste en una cuadrilla de jornales.

En las Tablas 7 a 13 se presentan estándares de rendimiento de excavación y

faenas asociadas.

TABLA 7. Rendimiento de la actividad de escarpe para terreno blando.

Terreno Blando: Dunas, arenas sueltas, limos, terrenos de relleno y tierra vegetal

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Detalle Herramienta

Utilizada

Unidad Hombres-día

Escarpe de 0,20 m de profundidad,

radio de apaleo 2,0 m pala m2 0,022

Escarpe de 0,20 m de profundidad

hasta un máximo de 1 m por cada lado pala m2 0,083

Fuente: Revista ONDAC.

TABLA 8. Rendimiento de la actividad de escarpe para terreno semiduro.

Terreno semi-duro: Arcillosos, ripiosos, maicillo desgregable con la mano

y en general terrenos agrícolas compactados

Detalle Herramienta Utilizada Unidad Hombres-día

Escarpe Pala, chuzo y picota m3 0,125


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TABLA 9. Rendimiento de la actividad de escarpe para terreno duro.

Terreno duro: greda seca, tosca blanda, maicillo endurecido no desgregable

con la mano, roca descompuesta, ripio arcilloso en estabilizado de caminos

Detalle Herramienta Utilizada Unidad Hombres-día

Escarpe Pala, chuzo, picota y combo m3 0,200


TABLA 10. Rendimiento de la actividad de excavación en distintos tipos de terreno.

Tipo de

terreno

Profundidad

(m)

Ancho (m) Herramientas Unidad Hombres-

día

Blando Hasta 2,00 más de 1,40 Pala m3 0,143

Blando Hasta 2,00 menos de 1,40 Pala m3 0,172

Blando Más de 2,00 más de 1,40 Pala m3 0,285

Blando Más de 2,00 menos de 1,40 Pala m3 0,345

Semi-duro Hasta 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo y/o picota m3 0,250

Semi-duro Hasta 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo y/o picota m3 0,294

Semi-duro Más de 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo y/o picota m3 0,357

Semi-duro Más de 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo y/o picota m3 0,435

Duro Hasta 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo, picota y combo m3 0,312

Duro Hasta 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo, picota y combo m3 0,370

Duro Más de 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo, picota y combo m3 0,417

Duro Más de 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo, picota y combo m3 0,500

Muy duro Hasta 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo, picota, combo

y cuña

m3 0,526

Muy duro Hasta 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo, picota, combo

y cuña

m3 0,625

Muy duro Más de 2,00 más de 1,40 Pala, chuzo, picota, combo

y cuña

m3 0,667

Muy duro Más de 2,00 menos de 1,40 Pala, chuzo, picota, combo

y cuña

m3 0,833


11

TABLA 11. Rendimiento del acarreo en carretilla a distintas distancias.

Distancia del acarreo (m) Unidad Hombres-día

10 m3 0,079

50 m3 0,184

100 m3 0,315

Fuente:Revista ONDAC.

TABLA 12. Rendimiento de las actividades de relleno y compactación.

Actividad Descripción Unidad Hombres-día

Esparcimiento Capas de 0,20 m m2 0,010

Colocación del material de relleno

en capas

m3 0,050

Compactación con pisón a mano Capas de hasta

0,20 m

m3 0,133

Compactación con

vibrocompactador

Capas de hasta

0,30 m

m3 0,026


En excavaciones abiertas con volúmenes mayores de movimiento de tierra se

debe considerar el empleo de maquinarias, como por ejemplo palas mecánicas,

grúas, zanjadoras etc. En general, la elección del equipo va a depender de las

condiciones de la excavación y la disponibilidad del equipo en el mercado.

Este ítem representa uno de los más difíciles de evaluar debido a los siguientes

factores:

La gran heterogeneidad de maquinaria disponible

12

Las distancias de movimiento de tierra con maquinaria de transporte La ubicación de las zonas empréstito

Lo accesible del lugar

El tipo de suelo

Un resumen de los movimientos de tierra promedio por medio de maquinarias se

presenta en la siguiente tabla:

TABLA 13. Rendimiento de algunas maquinarias de movimiento de tierra.

Máquina m3 de tierra movilizados /hora

Motoniveladora 10

Bulldozer 12 - 14

Cargador Frontal 12

Retroexcavadora, construyendo taludes, ancho

de corte 0,70 m

8 - 10

Retroexcavadora, sin construir taludes, ancho

de corte 0,70 m

- 12


13

2.3. Hormigón.

TABLA 14. Dosis mínima de cemento según el propósito

Elementos de hormigón simple

Fundaciones y radieres 170 kg/m3

Sobrecimientos 225 kg/m3

Pavimentos resistentes 280 kg/m3

Elementos de hormigón armado 300 kg/m3

Elementos de hormigón en zonas salinas 340 kg/m3

Fuente: Instituto Chileno del Hormigón ICH.

TABLA 15. Dosificación y resistencia del hormigón según propósito.

Contenido

mínimo de

cemento (kg/m3)

Sacos de

cemento/

m3

Resistencia

esperada

kg/cm2

Denomina-

ción

(Mpa)

Cimientos simples, para

viviendas de 1 piso

170 4 100 H1

0

10

Sobrecimientos sin armar,

radieres corrientes no

absorbentes de humedad

225 5,3 150 H1

5

15

Cimientos, sobrecimientos

armados

270 6,4 200 H2

0

20

Cadenas, pilares, dinteles,

vigas, losas hasta de 3 m de

luz

300 7 250 H2

5

25

Pavimentos con cargas

medianas

300 7 250 H2

5

25

Pavimentos con cargas

elevadas o estructuras

delicadas

340 o más 8 o más 300 o más H3

0

30


14

Según las necesidades de construcción, los hormigones pueden ser preparados

para que tengan una resistencia final a los 28 días desde la instalación mayor o

menor, de acuerdo al tipo de mezcla que se proyecte.

TABLA 16. Dosificaciones en volumen recomendadas para distintas dosis de cemento.

Dosis de Cemento

CANTIDADES PARA 1 SACO DE CEMENTO

Volumen de hormigón resultante

(kg/m3) Cemento Agua (lts)

Arena seca (lts)

Grava (lts)

(litros)

170 1 saco 42 130 175 250

225 1 saco 32 90 135 190

270 1 saco 27 68 115 157

300 1 saco 24 65 100 142

340 1 saco 21 55 90 125


TABLA 17. Dosificaciones prácticas para preparar hormigones.

Usos más frecuentes Emplantillados CimientosSobre-

cimientos y radieres

Muros, pilares y cadenas

Lo-sas

Pavi-mentos

Mezclas de sacos/m3 4 5 6 7 8 9

Cemento 1 1 1 1 1 1

Grava o ripio (lts) 175 140 120 100 90 85

Arena húmeda (lts) 130 100 75 65 50 40

Agua aproximada (lts) 31 25 21 19 17 15

Rendimiento de la mezcla (lts)

250 200 167 142 125 111

Fuente: Cemento MELON.

2.4 Ladrillos.

15

TABLA 18. Rendimiento de ladrillos según tamaño y disposición física en la obra.

Rendimiento por m2 según disposición

Tipo de ladrillo

Nombre comercial

Dimensióncm

soga Cabeza pandereta

Hecho a

mano

De muralla 41x20x6 34 68 11,3

Fiscal 31x15x7 39 78,1 19,5

Pejesapo 30x20x7 40.3 59,5 16,1

Hecho a

máquina

Macizo 24x11,5x7 50 100 32

Perforado Rejilla estándar 24x11,5x7,1 49 96 32

Cerámico básico 24x11.5x9 40 80 32

Rejilla gordo 24x11,5x11,3 32,5 65 32

Rejilla súper flaco 24x17,5x7,1 49 66 21,6

Cerámico especial 24x17,5x9 40 54 21,6

Rejilla súper 24x17,5x11,3 32 44 21,6

Titán 29x14x7,1 41 82 22,2

Cerámico modular 29x14x9 33,3 66,6 22,2

Gran titán 29x14x11,3 27,1 54,2 22,2

Hueco Bloque hueco 24x24x14.8 25,3 25,3 16

Tabique

estructural

29x9x9 33,3 100 33,3

Tabique

estructural flaco 29x5x9 55,5 166,6 33,3

Tabicol 24x17,5x7,1 49,3 66,7 21,6

Tabicol especial 24x14,5x7,1 49,3 79,6 25,8

Tabicol flaco 24x17,5x4,9 67,8 91,6 21,6


16

FIGURA 1. a) ladrillos de soga; b) ladrillos de cabeza; c) ladrillos de pandereta.

17

b

ca

III. PROGRAMACION DE OBRAS.

Dependiendo de la complejidad y envergadura de la construcción de un Proyecto

de Drenaje, en la mayoría de los casos es recomendable que una vez conocido el

diseño, cálculo, cubicación y presupuesto del proyecto, se proceda a realizar una

PROGRAMACIÓN DE LA OBRA, en forma previa al inicio de la construcción.

Esta actividad consiste en ordenar la ejecución de las diferentes etapas de

construcción de la obra a través del tiempo, señalando su duración y secuencia

durante el plazo total de la obra y sus requerimientos específicos de maquinaria,

obra de mano, capital y otros recursos.

Posteriormente, dependiendo del traslape entre las diferentes etapas de la obra,

es posible determinar el requerimiento total de recursos por cada unidad de

tiempo de ejecución, (día, semana, meses).

En la formulación de la programación de la obra, se distinguen tres pasos

sucesivos:

Paso 1:

Identificar las diferentes actividades constructivas de la obra y definir los

estándares de rendimiento para cada actividad.

Paso 2:

Identificar las diferentes etapas de construcción de la obra y determinar los

requerimientos de maquinaria, mano de obra y otros recursos para cada etapa.

Paso 3:

18

Determinar los requerimientos totales de maquinaria, mano de obra y otros

recursos para cada unidad de tiempo de ejecución, en una Carta Gantt.

Ejemplo de formulación de programación de obra

Se presenta un ejemplo para un Proyecto de Drenaje Superficial en Suelos Ñadis,

consistente en la construcción de una Macrored Extrapredial de Drenaje,

conformado por Zanjas Colectoras y por Cauces Naturales Ampliados.

Paso 1:

En la Tabla 19, se presentan los estándares de rendimiento para las diferentes

actividades constructivas del Proyecto.

Paso 2:

Luego se identifican las diferentes etapas de construcción de la obra, y se

determinan los requerimientos totales de maquinaria y obra de mano y la

duración de cada etapa, en base a su cubicación. Para este efecto, se asume

que cada día-maquinaria equivale a 10 horas maquinaria.

En la Tabla 20 se indica el cálculo de los requerimientos de días-maquinaria y de

jornales, en número de unidades simultáneas, y la duración de cada etapa de la

construcción en días hábiles y en semanas de 6 días hábiles aproximando el valor

de la semana al entero superior.

Paso 3:

En la Tabla 21 se presenta la Carta Gantt de la construcción de las obras,

indicándose el número total de maquinarias y jornales requeridos en cada etapa y

durante el transcurso de la ejecución del Proyecto.

19

Tabla 19. Estándares de rendimiento y construcción obras proyectadas.

────────────────────────────────────────────────────A C T I V I D A D MEDIO DE CONSTRUCCION RDTO.─────────────────────── ────────────────IDENTIFICACION UNIDAD IDENTIFICACION UNIDAD────────────────────────────────────────────────────

AMPLIACION CAUCE

Limpieza Condición Favorable m2 Excavadora hr 585 m2/hrLimpieza Condición Normal m2 Excavadora hr 450 m2/hrLimpieza Condición Severa m2 Excavadora hr 315 m2/hrExcavación m3 Excavadora hr 36 m3/hr

CONSTRUCCION COLECTORES

Hechura faja km Camión tolva hr 0,1 km/hr Mano de obra J 0,1 km/JExcavación suelo m3 Excavadora hr 70 m3/hrExcavación ripio m3 Excavadora hr 40 m3/hrRepase y Terminación Sección m3 Mano de Obra J 5 m3/JRetiro del suelo excavado m3 Camión tolva hr 38 m3/hrRetiro del ripio excavado m3 Camión tolva hr 32 m3/hrEsparcimiento suelo y ripio m3 Buldozer hr 75 m3/hrCercado km Mano de Obra J 0,01 km/J────────────────────────────────────────────────────

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