Las zanjas son excavaciones abiertas y asentadas en el terreno, accesibles a los operarios y realizadas con medios manuales o mecánicos. La excavación debe hacerse con sumo cuidado para que la alteración de las características mecánicas del suelo sea la mínima posible. Su anchura no suele ser mayor de 2 m ni su profundidad superior a 7 m, en cuyo caso se consideraría la excavación un vaciado.
La apertura de una zanja tiene dos fases: una de excavación y otra de entibación, pudiendo presentarse esta última o no en función de las características del terreno y del tiempo estimado en que la zanja estará abierta. Cuando la excavación de la zanja se realice por medios mecánicos, además, será necesario que el terreno admita un talud en corte vertical a esa profundidad y que la separación entre el tajo de la máquina y la entibación no sea mayor que, en ese punto, la profundidad de la zanja dividida por 2. Los productos de excavación de la zanja, aprovechables para su relleno posterior, podrán depositarse en caballeros situados a un solo lado de la zanja, a una separación mínima de 0,60 m respecto del borde de la misma. De emplearse entibación, distancias entre 0,50 y 0,90 m suelen ser suficientes para facilitar la circulación del personal de montaje y reducir la posibilidad de caída de piedras sobre la tubería.
Si bien las zanjas pueden abrirse manualmente, hoy en día la excavación se realiza con maquinaria, fundamentalmente con palas retroexcavadoras de tipo universal y zanjadoras, máquinas diseñadas exclusivamente para excavar zanjas (Figura 1). De algunos de estos tipos ya hemos hablado en entradas anteriores: zanjadora de brazo inclinable, zanjadora de ruedas de cangilones, incluso cortadora de disco con picas para zanjas estrechas. Estas máquinas proporcionan buenos rendimientos, siempre que se den las condiciones adecuadas. Así, las zanjadoras, cuyos rendimientos son realmente elevados, presentan el inconveniente de que, para su utilización, es preciso que el terreno sea adecuado, es decir, que sea tierra franca o terreno de tránsito y que no haya demasiados obstáculos. Las retroexcavadoras, aunque obtienen menores rendimientos que las zanjadoras, pueden utilizarse en terrenos más variados, lo que permite su empleo en la carga, descarga y colocación de los tubos y les permite superar mejor los obstáculos del terreno. En las ciudades, generalmente no se presentan los problemas anteriores, pero sí aparece el problema de la gran cantidad de conducciones en el subsuelo, correspondientes a distintos servicios. Ello implica excavar manualmente las zonas de cruce con la zanja y utilizar maquinaria en el resto de las zonas.
La anchura mínima del fondo de la zanja depende del espacio que requieren los operarios para colocar los tubos, por lo que se establece una anchura mínima de 0,60 m. En los puntos donde deba colocarse una junta, se realizan ensanchamientos de la zanja cuyas dimensiones dependen del tipo de junta y de la manipulación necesaria para su montaje. La norma UNE-EN 1610 indica el ancho mínimo de la zanja en función del diámetro nominal de la tubería y de la profundidad de la zanja.
La calidad del fondo de la zanja es fundamental para la conservación adecuada de las canalizaciones, puesto que la presencia en ella de zonas de distinta dureza hace que la tubería no quede en buenas condiciones de sustentación. Por lo anterior, es conveniente no efectuar nunca excavación de más, así como limpiar el fondo de piedras, realizando el refino final cuidadosamente. Por otra parte, si aparecen materiales de rigidez excesiva, como rocas o cimentaciones en desuso, se deberá excavar por debajo de la rasante y realizar un relleno posterior de unos 10-15 cm perfectamente compactado. Además, no se recomienda utilizar como relleno materiales con alto contenido de componentes orgánicos, ni instalar las tuberías en suelos orgánicos sin tomar precauciones especiales (como el empleo de geotextiles, etc.).
La profundidad de la zanja debe indicarse en el proyecto, pero en cualquier caso, y habida cuenta tanto del efecto de las cargas del tráfico como de las posibles heladas, la separación entre la generatriz superior del tubo y la superficie del terreno debe tener un valor mínimo de 0,60 m.
En general, se evitará la entrada de aguas superficiales a las excavaciones, achicándolas lo antes posible cuando se produzcan, y adoptando las soluciones previstas para el saneamiento de las profundas. Debe intentarse que la zanja esté abierta el menor tiempo posible para evitar los peligros de desprendimientos, inundaciones y meteorización del terreno, así como las posibles alteraciones que la tubería ya montada pueda sufrir debido a los agentes atmosféricos. Por ello, conviene establecer un programa de ejecución que coordine, por tramos de longitud adecuados, las fases de apertura de zanja, montaje y terraplén. Si fuera preciso mantener la zanja abierta durante algún tiempo, es conveniente, para evitar la meteorización, dejar por lo menos 0,20 m sin excavar, realizando esta excavación poco antes del montaje.
La estabilidad de las paredes de la zanja puede conseguirse dándoles el talud adecuado, pero en algunos casos en que esto no es posible, bien por el coste económico de la excavación, bien por la imposibilidad física de espacio, es preciso la entibación. Las zanjas son especialmente peligrosas para los operarios, por lo que, como regla general, no se debe excavar sin entibación una profundidad mayor de 1,20 m. Si se entiba, la zanja se realiza con paredes verticales, debiendo ser la entibación tanto más compleja cuanto mayor sea la inestabilidad del terreno. Hay que tener presente que existe una altura crítica de una excavación sin entibación. Se realizará la excavación por franjas horizontales de altura no mayor a la separación entre codales más 30 cm, que se entibará a medida que se excava. Además, en el diseño de la entibación debe considerarse la colocación y el montaje de la tubería. Por último, indicar que mientras se efectúe la consolidación definitiva de las paredes y el fondo de la excavación, se conservarán las contenciones, apuntalamientos y apeos realizados para la sujeción de las construcciones y/o terrenos adyacentes, así como de vallas y/o cerramientos.
Os dejo algunos vídeos sobre la excavación de zanjas. Espero que os sean de interés.
https://www.youtube.com/watch?v=sLWhMq6pBF0
Referencias:
AENOR (2000). UNE-EN 805. Abastecimiento de agua. Especificaciones para redes exteriores a los edificios y sus componentes.
AENOR (2016). UNE-EN 1610. Construcción y ensayos de desagües y redes de alcantarillado.
YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.
YEPES, V. (2014). Equipos de compactación superficial. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 187. Valencia, 113 pp.
YEPES, V. (2016). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia. Editorial Universitat Politècnica de València, 202 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-457-9.
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