Protección de fondo de excavaciones

Desecación y agrietamientos

Los suelos del fondo de una excavación pueden secarse excesivamente, agrietarse y contraerse, si se dejan expuestos durante periodos prolongados a un cima seco y cálido.  Si los suelos se dilatan al recuperar su contenido normal de agua esto puede provocar un problema después del colado de losas de pisos de edificios.  Por consiguiente, puede resultar necesario rociar el suelo o cubrirlo temporalmente con arena o láminas de plástico, para limitar la evaporación del agua.

Saturación

Con mucha frecuencia, los suelos del fondo de una excavación pueden estar saturados.  Aun cuando el nivel freático del terreno puede estar por debajo del fondo de la excavación o el sitio puede drenarse por medio de zanjas perimetrales, pozos o web points, es común descubrir que el fondo de una excavación se vuelve inestable para el funcionamiento de cargadores de extremo frontal, camiones de volteo y otros equipos pesados sobre ruedas.

Asimismo los suelos saturados y blando pueden ser poco convenientes para colar cimentaciones corridas para apoyo de columnas de edificios.  Esos suelos pueden haberse hinchado o dilatado al retirarse la carga de los materiales de excavación que estaban sobre ellos.  Así, los suelos volverán a comprimirse al aplicarles la carga de los cimientos.  En los casos en que la subrasante está en suelos limosos o arcillosos húmedos, suele resultar menos costoso excavar de 12 a 18 pulgadas más (30 a 45 cm) y rellenar ese espacio con tierras selectas, de drenaje libre, para  proporcionar una buena “base de trabajo”.

Algunas veces, la descompostura de equipos puede hacer que las operaciones de desagüe se detengan durante varias horas o hasta días enteros.  En este caso, el nivel del agua del terreno asciende y puede llenar la excavación.  Mientras si el agua asciende en la excavación, los suelos del fondo pueden soltarse y alterarse mucho.

Cuando el sistema de drenaje vuelve a funcionar y se ha desaguado y desecado la excavación, puede ser necesario retirar la tierra suelta.  Las excavaciones pueden rellenarse con materiales selectos.  Si el suelo del fondo de una excavación es arenoso, similar a lo que pudiera juzgarse como “tierra selecta”, es posible volver a compactarlo adecuadamente.  Es preciso volver a compactar todo el fondo de la excavación.

Las heladas y las fuertes lluvias también pueden ablandar el suelo del fono de las excavaciones.  La protección contra las lluvias debe incluir diques o pequeñas barreras en tono al perímetro de la excavación, para evitar que el sitio se convierta en un sumidero de toda la zona adyacente.  Asimismo, al menos en un caso, durante la temporada de lluvias un contratista levantó una lona de circo sobre el sitio.  Es más difícil la protección contra las heladas.  A los suelos arenosos no les afecta mucho, pero los limosos o arcillosos se pueden dilatar cuando se congelan y convertirse en lodazales cuando se deshielan.  Es muy poco conveniente construir cimentaciones sobre terrenos congelados, porque durante la primavera siguiente se asientan muchos cuando se produce el deshielo.  Si no es posible evitar las heladas, cubriendo el terreno con tierra o calentándolo, será necesario excavar todo el suelo congelado bajo las zapatas y remplazarlo con grava o concreto delgado.  Esos costos deberán incluirse en la cotización.

Levantamientos

Durante el hincado de pilotes, se ha descubierto muchas veces que las excavaciones para las puntas de los pilotes se elevan.  En la figura 1 se muestra la excavación para los cimientos de una torre alta.  Se hincaron aproximadamente 70 pilotes con un espaciamiento de 3 ½ pies (1.05 cm) de centro a centro.  Los pilotes eran de unos 60 pies (18 m) de longitud, de conicidad escalonada, con un diámetro promedio de 12 pulgadas (30 cm).

Figura 1.  Cimentación de chimenea alta, mostrando el levantamiento vertical de los pilotes

Durante el hincado, se observó que el terreno se levantaba impulsando también hacia arriba a los pilotes hincados anteriormente.  Al concluir el hincado, se midió el levantamiento de los pilotes, que variaba de 0 a 16 pulgadas (0 a 40 cm).  El levantamiento promedio fue de, aproximadamente, 4 a 5 pulgadas (10 a 12.5 cm).

En muchos casos, el orificio de entrada de pilotes se excava en exceso para dejar margen para el levantamiento del terreno.  Se puede utilizar una perforación previa en coda ubicación de pilotes, para retirar el exceso de tierra y, en esa forma, evitar el levantamiento del terreno.

Excavaciones excesivas accidentales

A veces las excavaciones se hacen a demasiada profundidad, ya sea debido a errores de medición o por equivocaciones de los operadores de las máquinas.  También se pueden contar las excavaciones  a mayor profundidad, para poder recortar los rincones con maquinaria de mayor tamaño.

Los operadores de equipos tienen tendencia a rellenar los sitios excavados en exceso, haciendo pasar palas de excavadoras o cubetas vertederas por el fondo de las excavaciones disfrazando en esa forma las zonas excavadas a demasiada profundidad.

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