excavación – Página 4 – El blog de Víctor Yepes

Excavación por aspiración

Una excavadora de succión o vacío (vacuum excavator) consiste en una máquina especializada en remover tierra, desechos o escombros mediante la aspiración mediante un tubo de succión. El principio de trabajo se basa en el transporte neumático del material. Se requiere un volumen de aire mayor al del sedimento debido a la diferencia entre sus pesos específicos.

El material succionado puede ser removido previamente mediante una lanza de aire comprimido o de agua a presión, lo cual sirve también para descubrir tuberías o cables subterráneos. Este procedimiento es seguro, especialmente en aquellos lugares donde existan servicios que puedan ser dañados o cuya localización sea incierta. Es particularmente útil cuando las condiciones descartan el uso de máquinas de excavación mecánicas.

Excavadora de succión. https://www.arqhys.com/construcciones/excavadora-succion.html

El aire fluye a través de la boquilla de admisión, máquinas y la manguera en una serie de cámaras, incluyendo el tanque de almacenamiento de material principal, antes de pasar a través de un sistema de filtro de malla de micro y luego fuera a la atmósfera. Cuando el operador dirige la boquilla de admisión hacia el suelo, el flujo de aire aspira el material que se deposita en el tanque de almacenamiento principal. Las partículas pequeñas se depositan en otros dos tanques más pequeños y las partículas de polvo quedan atrapadas en el sistema de micro filtro de malla antes de que el aire salga de la máquina.

En el siguiente enlace se puede ver el reportaje que ha realizado el Diario Montañés sobre cómo se ha resuelto la extracción de arenas en el restaurante El Cormorán situado en la Playa del Sardinero de Santander:

Os paso además algunos vídeos sobre esta técnica.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

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.

YEPES, V. (2021). Procedimientos de construcción para la compactación y mejora del terreno. Colección Manual de Referencia, 1ª edición. Editorial Universitat Politècnica de València, 426 pp. Ref. 428. ISBN: 978-84-9048-603-0.

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

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/files/AMCRPS_PHB_%209thEdition_web.pdf

Referencias:

Cursos:

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

Surface miner: Excavadora de superficie

Surface miner: excavadoras de superficie

Las excavadoras de superficie (surface miner), también llamadas minadores de superficie, son equipos de arranque continuo dotadas en su parte central de un tambor metálico con picas que roza y disgrega el terreno a medida que avanza la máquina. El método consiste en cortar, triturar y cargar en un solo paso de trabajo. En el año 1980, la empresa Wirtgen GmbH construyó el primer Surface Miner para la extracción de materiales de yacimientos.

La altura de corte efectiva puede alcanzar hasta el 50% del diámetro del tambor.Es posible tanto el equipamiento para la carga frontal con cinta de descarga de altura regulable y giratoria o para el procedimiento de formación de cordones. Las anchuras de corte oscilan entre 2,20 a 4,20 m y profundidades de corte de 20 a 83 cm, con una gama de rendimientos entre 100 y 3000 t/h.

Este equipo cubre toda la gama de aplicaciones en los campos de la minería, los movimientos de tierra y el corte de roca. Se utiliza en nuevas obras a cielo abierto o en ampliaciones de éstas, como máquinas principales de extracción o junto con máquinas convencionales.

Os paso unos vídeos para que veáis cómo funcionan estas máquinas.

Referencias:

YEPES, V. (1995). Maquinaria de movimiento de tierras. Servicio de Publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. SP.UPV-264.

YEPES, V. (1997). Equipos de movimiento de tierras y compactación. Problemas resueltos. Colección Libro Docente nº 97.439. Ed. Universitat Politècnica de València. 253 pág. Depósito Legal: V-4598-1997. ISBN: 84-7721-551-0.

Retrocargadoras

Máquina autopropulsada sobre ruedas con un bastidor especialmente diseñado que monta a la vez un equipo de carga frontal y otro de retroexcavación trasero que pueden ser utilizados alternativamente. Cuando se emplea como excavadora, la máquina excava normalmente por debajo del nivel del suelo mediante un movimiento de la cuchara hacia la máquina y eleva, recoge, transporta y descarga materiales mientras que la máquina permanece inmóvil. Cuando se emplea como cargadora, carga o excava mediante su desplazamiento y el movimiento de los brazos y eleva, transporta y descarga materiales.

Su campo habitual de aplicación son las operaciones de carga y transporte a distancias cortas, abertura de zanjas para traídas de aguas, alcantarillados, etc., con accesorios como el martillo rompedor, se usan en pequeñas demoliciones, levantamientos de firmes y pavimentos, etc. Es una máquina auxiliar que presta labores de apoyo, sobre todo en trabajos urbanos.

Os dejo un vídeo explicativo de esta máquina.

Referencias:

YEPES, V. (2014). Maquinaria de movimiento de tierras. Apuntes de la Universitat Politècnica de València, Ref. 204. Valencia, 158 pp.

Hidrofresas

La ejecución de muros pantalla con hidrofresa está especialmente indicada en terrenos de dureza elevada, que sean excavaciones profundas o que requiera un método de seguro y preciso de excavación. En este sentido, las obras urbanas pueden ser un buen ámbito de aplicación de esta tecnología de excavación. La hidrofresa consta de una estructura pesada de acero provista en su parte inferior de dos ruedas dentadas que giran en sentido contrario, arrancando el terreno. El accionamiento hidráulico de dichas ruedas, en combinación con el empuje vertical vinculado al peso del bastidor, produce el corte del terreno. La elevada fricción que se produce en las ruedas dentadas, hace necesaria su refrigeración, así como de la roca. Para ello se suele emplear lodo bentonítico, que se inyecta mediante un dispositivo de la propia máquina. Los propios lodos se mezclan con los detritus de la excavación, gracias a lo cual se extraen del fondo de la zanja. Dado que los lodos bentoníticos se recirculan para permitir esta extracción, han de ser “reciclados”, mediante la eliminación de los restos de terreno extraídos del fondo de la zanja. La hidrofresa, a pesar de ser el mejor sistema —pues apenas produce vibraciones y es el más rápido—, presenta el inconveniente de ser una máquina cara, por lo que suele elevar el coste de la construcción de la pantalla.

Esquema de funcionamiento de hidrofresa.

Es posible perforar con hidrofresas suelos duros y rocas de hasta 100 MPa de resistencia a compresión. Los muros pantalla pueden tener de 600 a 1200 mm de espesor, requiriéndose equipos especiales para mayores espesores. Esta técnica es una alternativa a los terrenos con una resistencia a compresión simple superior a los 5 MPa. Si la profundidad es superior a 35 m, la hidrofresa, independientemente de la dureza del terreno, es el método más fiable, pudiéndose llegar a profundidades de 80 m, aunque en este caso se complican las labores de ejecución del muro pantalla. En cuanto al espesor mínimo de la pantalla, este depende de las características del bastidor de la hidrofresa, pues debe alojar la bomba de aspiración; estamos hablando de un mínimo de 640 mm, aunque los espesores habituales son los de 640, 800, 1000, 1200 y 1500 mm.

Ejecución de muro pantalla con hidrofresa

Un ejemplo de aplicación de esta técnica es la realización del aparcamiento de la plaza de Cervantes de San Sebastián (ver aquí). Os dejo también un par de vídeos sobre esta técnica de excavación que espero que os gusten.

En este otro vídeo podemos ver el inicio de la excavación de muro pantalla con hidrofresa para la construcción de sótanos en rehabilitación de edificio.

Referencias:

Cursos:

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

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