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Zanjas y entibaciones

En los trabajos ejecutados en zanjas se producen frecuentemente accidentes graves o mortales debidos al desprendimiento de tierras. Podemos considerar, con carácter general, peligrosa toda excavación que, en terrenos corrientes, alcance una profundidad de 0,80 m y 1,30 m en terrenos consistentes.

El Colegio Oficial de Aparejadores y Arquitectos Técnicos de Madrid nos ofrece el siguiente documento (enlace) donde se definen las líneas generales de las medidas de seguridad y procedimientos de trabajo, que garanticen la seguridad de los trabajadores que tienen que llevar a cabo labores en el interior de zanjas y pozos, haciendo hincapié en los sistemas de entibación, como garantes de la estabilidad de las paredes de la excavación. Otro documento de interés es el NTP 278: Zanjas: prevención del desprendimiento de tierras, del Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.

Os dejo un vídeo que grabé para mis estudiantes donde hago una introducción a las entibaciones.

A continuación os presento un vídeo del profesor José Ramón Ruiz, de la UPV, donde se explican los conceptos básicos de las entibaciones y las diferencias entre entibaciones cuajadas, entibaciones semicuajadas y entibaciones ligeras.

En este vídeo podemos ver alguna de las recomendaciones más importantes relacionadas con la seguridad en la ejecución de zanjas y entibaciones.

Igual os sorprende este vídeo sobre entibaciones realizado de forma original.

Referencias:

GARCÍA VALCARCE, A. (dir.) (2003). Manual de edificación: mecánica de los terrenos y cimientos. CIE Inversiones Editoriales Dossat-2000 S.L. Madrid, 716 pp.
GONZÁLEZ CABALLERO, M. (2001). El terreno. Edicions UPC, Barcelona, 309 pp.
IZQUIERDO, F.A. (2001). Cuestiones de geotecnia y cimientos. Editorial Universidad Politécnica de Valencia, 227 pp.
LAMBE, T.W.; WHITMAN, R.V. (1996). Mecánica de suelos. Limusa, México, D.F., 582 pp.
MINISTERIO DE FOMENTO (2002). Guía de Cimentaciones. Dirección General de Carreteras.
MINISTERIO DE LA VIVIENDA (2006). Código Técnico de la Edificación
TERZAGHI, K.; PECK, R. (1967). Soil Mechanics in Engineering Practice. 2nd Edition, John Wiley, New York.
YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2.ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.
YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376. ISBN 978-84-1396-174-3
YEPES, V. (2024). Estructuras auxiliares en la construcción: Andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras. Colección Manual de Referencia, serie Ingeniería Civil. Editorial Universitat Politècnica de València, 408 pp. Ref. 477. ISBN: 978-84-1396-238-2

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

¿Cómo evitar accidentes por enterramiento en zanjas?

Una de las unidades de obra que más vidas se cobra es la excavación de zanjas. Se entiende por zanja una excavación larga y angosta realizada en el terreno. En los trabajos realizados en zanjas se producen con frecuencia accidentes graves o mortales por desprendimiento de tierras. Por ello, es necesario adoptar las medidas que garanticen la seguridad de los trabajadores que deben realizar tareas en su interior. En general, se considerará peligrosa toda excavación que, en terrenos corrientes, alcance una profundidad de entre 0,80 y 1,30 metros, y de entre 0,80 y 1,50 metros en terrenos consistentes. Un buen monográfico al respecto es el elaborado por el Instituto Vasco de Seguridad y Salud Laborales. Por su interés, os recomiendo que os lo estudiéis atentamente.

Evidentemente, con una buena entibación y el buen juicio y la prudencia de las personas se pueden evitar muchos problemas. Aunque, en ocasiones, basta con bermas y taludes adecuados. El desmoronamiento de una zanja afecta gravemente a la seguridad de los trabajadores. Para evitar accidentes, es importante conocer el empuje de tierras al que se somete una entibación para evitar su colapso. Con el objetivo de ayudar a nuestros alumnos a entender de forma cualitativa el comportamiento de la presión a la que está sometida una entibación en función del peso específico, el ángulo de rozamiento interno del terreno y la profundidad a la que se encuentra dicha entibación, en la Universitat Politècnica de València se han desarrollado unos objetos de aprendizaje que permiten visualizar dicho comportamiento. No obstante, existen causas más importantes que provocan el desmoronamiento de una zanja, como la heterogeneidad del terreno, la presencia de elementos intermedios (canalizaciones, etc.), las acciones de agentes externos (tráfico rodado, acopios) y las inclemencias del tiempo y condiciones climáticas. Por tanto, el modelo que os pasamos es, evidentemente, demasiado sencillo, pero permite llamar la atención sobre este grave problema. Como siempre, la experiencia y el buen juicio del responsable de la obra y de los operarios están por encima de cualquier otra consideración. A continuación, os paso este pequeño objeto de aprendizaje.

La forma de trabajar con ellos es muy sencilla. Se debe seleccionar: la profundidad de la zanja (valores entre 1 y 15 m), peso específico aparente del terreno (hasta 30 kN/m3) y ángulo de rozamiento interno del terreno (en grados sexagesimales, hasta un valor de 60º). No se admiten valores negativos. Espero que os guste. El enlace es: https://laboratoriosvirtuales.upv.es/eslabon/Entibacion/

Además, os paso varios vídeos al respecto. Espero que os sean de utilidad.

Referencia:

YEPES, V. (2020). Procedimientos de construcción de cimentaciones y estructuras de contención. Colección Manual de Referencia, 2ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 480 pp. Ref. 328. ISBN: 978-84-9048-903-1.

Cursos:

Curso de estructuras auxiliares en la construcción: andamios, apeos, entibaciones, encofrados y cimbras.

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.

Sistema de entibación con guías deslizantes

Una forma de excavar zanjas en terrenos flojos a profundidades de 3-7 m o incluso más, es el uso de entibaciones con guías deslizantes. Se trata de reforzar la entibación con una estructura con guías laterales que permite el deslizamiento de paneles de acero. Las planchas se deslizan con mínimas fuerzas, sin golpes o sacudidas, incluso a gran profundidad. Además, se eliminan posibles problemas de asentamiento o desplazamiento de terreno tanto en la excavación como en la extracción; la entibación no se acuña ni se atasca. Su gran flexibilidad permite su empleo tanto en zonas de difícil acceso como en amplias conducciones subterráneas.

Mediante el uso de paneles en planos distintos que los superiores, es posible lograr mayores profundidades y de dimensión variable. Además, esto permite extraer los paneles inferiores sin mover los superiores, lo que involucra una gran eficiencia en el proceso de rellenos compactados.

Os dejo algunas guías de distintas empresas que os pueden ser de utilidad: Iguazuri Ischebeck Mecanotubo. Asimismo, os dejo algunos vídeos explicativos, que espero os gusten:

Referencia:

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

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Suelo reforzado con geosintéticos

Figura 1. Detalle de la estructura de un muro reforzado con geotextil. Fuente: geotexan.com

También se pueden construir muros compuestos por geosintéticos resistentes a las tracciones producidas por la presión del suelo (Figura 1). Se pueden utilizar en los muros distintos tipos de geosintéticos: los geotextiles, las geomallas y los geocompuestos de refuerzo.

El geotextil es un material textil plano, permeable, deformable, formado por fibras poliméricas. Su función es la de refuerzo, trabajando a tracción, además de evacuar el agua. Se introduce una longitud mínima de anclaje para evitar deslizamientos (Figura 2). El refuerzo se introduce junto con el relleno en capas de unos 50 cm, coincidiendo con el espesor del terraplenado. Son muros económicos y fáciles de construir. Presentan una gran flexibilidad y deformación. Además, la capa de geotextil puede convertirse en una superficie débil que favorezca los desplazamientos. Otro inconveniente es la susceptibilidad del geotextil a componerse ante la luz solar. A menudo se hidrosiembra el paramento visto para formar un muro vegetalizado (Figura 2).

Figura 2. Longitud de anclaje del geotextil. Fuente: https://geosynthetics.files.wordpress.com

Las geomallas también se puede reforzar el suelo utilizando una malla metálica, capaz de dar cierta rigidez al terraplén. Su función es la misma que el geotextil y se usan cuando la tracción requerida es mayor a la del geotextil. De este modo, las capas no constituyen superficies de debilidad, aunque el efecto de anclaje es menor al de los geotextiles. El inconveniente es que hay que prever la corrosión del material que forma la malla, así como que no corta por capilaridad el paso del agua, que puede llegar al cimiento.

Los geocompuestos de refuerzo son una combinación de los geotextiles y las geomallas. Proporcionan la resistencia a tracción necesaria y evitan el paso del agua al cimiento.

Figura 3. Detalle de un muro de suelo reforzado con malla. Fuente: www.orbemedioambiente.es

Os dejo un pequeño vídeo donde podemos ver cómo se ejecuta esta unidad de obra.

Os dejo un vídeo de geotecnia.online sobre el uso de los geosintéticos.

Referencia:

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

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Tablestacas

Las tablestacas o tablaestacas (sheet piles) son un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, en la que la dimensión longitudinal es muy superior a las otras. Están formadas por elementos prefabricados que suelen ser de acero, aunque también las hay de otros materiales. Los elementos prefabricados que componen las tablestacas se hincan en el terreno mediante vibración o golpeo.

Constituyen una estructura de contención flexible, definitiva o temporal (recuperable), que permiten realizar excavaciones de cualquier tipología: talud, zanja, pozo, sótano, etc., adaptándose a cualquier forma o dimensión en planta. También se puede utilizar el tablestacado como encofrado.

Se utilizan fundamentalmente para el sostenimiento lateral del terreno y, sobre todo, en presencia de nivel freático. Sirve para delimitar espacios y funciones en terrenos con desniveles. En ocasiones, el uso de tablestacas ofrece ventajas frente a otros sistemas de contención tradicionales (por ejemplo, los muros pantalla), tales como el aumento de los rendimientos en la ejecución de su obra y un mejor acabado de los elementos hormigonados (por ejemplo, acabado superficial y ejecución de una correcta impermeabilización en muros de sótano).

Os he grabado un vídeo explicativo sobre las tablestacas que espero que os sea útil.

En este enlace: http://www.cype.net/pdfs/congreso_cmm_2005.pdf podéis consultar aspectos relativos a su cálculo. También os dejo algunos vídeos sobre esta unidad de obra. Espero que os gusten.

En el vídeo siguiente podéis ver cómo se han utilizado las tablestacas como parte del procedimiento constructivo del túnel submarino más largo en China.

Por cierto, podéis ver el manual de cálculo de tablestacas de ArcelorMittal aquí: http://sheetpiling.arcelormittal.com/uploads/wp-content/uploads/AMCRPS_PHB_%209thEdition_web.pdf

Referencias:

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

Muros pantalla

Cuchara bivalva para construir pantallas.

Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleado habitualmente en ingeniería civil. Según el Código Técnico de Edificación (CTE-DB-SE C), son elementos de contención de tierras que se emplean para realizar excavaciones verticales en aquellos casos en los que el terreno, los edificios u otras estructuras cimentadas en las inmediaciones de la excavación, no serían estables sin sujeción, o bien, se trata de eliminar posibles filtraciones de agua a través de los taludes de la excavación y eliminar o reducir a límites admisibles las posibles filtraciones a través del fondo de la misma, o de asegurar la estabilidad de éste frente a fenómenos de sifonamiento.

Las pantallas de hormigón armado moldeadas en el suelo nacen en los años 50 como solución para resolver los problemas que plantean las excavaciones profundas próximas a edificios y estructuras subterráneas o por debajo del nivel freático. Esta técnica de la ingeniería civil surge como una aplicación de la larga experiencia en la utilización de lodos tixotrópicos existente en el campo petrolero.

Es la tipología de cimentaciones más difundida en áreas urbanas para edificios con sótano en un predio entre medianeras, en parkings y a modo de barreras de contención de agua subterránea en túneles y carreteras. El proceso constructivo se puede dividir, de forma resumida, en las siguientes fases: construcción del murete guía, excavación de la zanja por bataches, colocación de la armadura, colocación de las juntas o encofrados laterales, hormigonado, construcción de la viga de coronación y excavación del recinto exterior. Detalles de este proceso lo podemos ver en los siguientes vídeos que os paso, que espero que os gusten.

https://www.youtube.com/watch?v=XL0v0lyHUKI

Excavación del muro pantalla:

https://www.youtube.com/watch?v=BwLCIauvu4g

Uso del trépano cuando la cosa se pone fea:

https://www.youtube.com/watch?v=hEZFYSRdtVM

Fresado de muros pantalla:

Izado y colocación de la armadura de un muro pantalla:

Referencia:

Cursos:

Curso de Procedimientos de Construcción de cimentaciones y estructuras de contención en obra civil y edificación.

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Entibación de zanjas mediante paneles metálicos

Una entibación es un sistema constituido por elementos metálicos (paneles) o de madera, acodalados entre sí mediante puntales, que se utilizan para evitar el desplome de las paredes verticales de las zanjas. Uno de los métodos de uso más industrializado es el empleo de paneles metálicos como entibación. Existen varios tipos de entibación metálica: sistemas de cajones, sistemas con guías deslizantes y bocas de acceso a pozos y cámaras de apoyo. Veamos aquí las características generales. Se pueden usar paneles de acero o de aluminio, lo que permite profundidades de excavación de entre 6 y 3 m, respectivamente.

Tipos de entibación en función de la profundidad de la zanja. Cortesía de Iguazuri

Aunque estos sistemas precisan de personal especializado en su montaje y desmontaje, los paneles metálicos presentan claras ventajas en su utilización:

• Es posible la excavación de zanjas de diversas anchuras y profundidades, siendo independiente de la longitud de la tubería a instalar
• Sistema de muy fácil montaje y puesta en obra, empleando medios de elevación habituales
• Es altamente resistente a los empujes del suelo
• Aumento en la seguridad de los trabajos y menor utilización de mano de obra respecto a otros procedimientos
• Se puede reutilizar en numerosas ocasiones, con mínimo mantenimiento y larga vida útil
• Ritmo de colocación de tuberías alto, puesto que la excavación y la entibación se realiza de forma simultánea
• El extremo inferior de las entibaciones no llega hasta el fondo de la excavación, luego, al extraer la entibación, no se altera la estructura de los rellenos laterales de los tubos, sin la consiguiente pérdida de homogeneidad y compactación de los rellenos
• La extracción es relativamente sencilla, incluso en presencia de suelos expansivos, pues es posible regular la separación entre los paneles; de esta forma, antes de extraerlos, se sueltan los puntales con lo que las presiones del suelo se relajan, permitiendo la extracción de las entibaciones
• Las entibaciones pueden, en forma segura, extraerse a medida que se efectúa el relleno, por lo que se aseguran rellenos compactados de alta calidad

Os dejo algunos vídeos sobre este procedimiento constructivo. Espero que os gusten:

Referencia:

YEPES, V. (2023). Maquinaria y procedimientos de construcción. Problemas resueltos. Colección Académica. Editorial Universitat Politècnica de València, 562 pp. Ref. 376.

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Técnicas constructivas: Estructuras de contención y mejora de suelos

Hemos considerado interesante presentar un curso sobre “Técnicas Constructivas de la Ingeniería Civil para Profesionales de la Edificación: Estructuras de contención y procedimientos de construcción en mejora de suelos” porque pensamos que la transferencia de conocimiento y experiencia del campo de la ingeniería civil a otros profesionales centrados en la edificación puede mejorar sus competencias en la construcción de obras en general.

El link al curso de la Universidad Politécnica de Valencia es el siguiente enlace.

Os paso el contenido del curso, por si os pudiera servir de interés:

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