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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


Contenido


Tabla de Ilustración


Introducción


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


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.


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.


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)


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.


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.


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.


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.


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


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.


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.


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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http://www.construmatica.com/construpedia/Excavaciones_en_Tierras#Proceso_Constructivo

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