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excavación y relleno de zanjas

Excavación y relleno de zanjas para la instalación de tuberías: ¿Que deberías saber?

Las obras para habilitar servicios de saneamiento básico generalmente requieren de la excavación y relleno de zanjas para tuberías. La instalación subterránea de tubos es una práctica que se realiza por motivos técnicos, como la protección de los ductos. Aunque, también obedece a un factor práctico y urbanístico que se enfoca en no impedir el libre tránsito o afectar la estética del paisaje.

En trabajos de gran magnitud como las obras públicas es recomendable usar materiales muy resistentes. La instalación de tuberías de HDPE (Polietileno de Alta Densidad) es una de las mejores opciones que existen actualmente.

Ese es un polímero que es inmune al efecto de la mayoría de los ácidos y álcalis. Este material es bastante flexible y puede tolerar impactos directos. Sin embargo, es recomendable instalarlo de forma subterránea para aumentar su resistencia a la presión interna.

Sigue leyendo para que puedas enterarte de cómo se llevan a cabo la excavación y el relleno de las zanjas usadas para instalar tuberías.

¿Qué características deben cumplir las zanjas para tuberías?

Existen varias técnicas que se pierden aplicar para la construcción del lecho para los tubos subterráneos. La elección debe quedar en manos de un ingeniero experto y debe hacerse de acuerdo al tipo de terreno donde se va a trabajar. Por ejemplo, se puede excavar hasta la rasante cuando el terreno es uniforme, pero si hay rocas visibles o construcciones antiguas es recomendable excavar por debajo de ellas.

1.-Profundidad de la zanja

Esta característica será definida según las necesidades de cada proyecto. Se debe velar por que las tuberías estén protegidas de los efectos del tráfico y las cargas exteriores. Asimismo, se busca preservarlas de las variaciones en el medio ambiente, como los cambios de temperatura. Para eso se debe tomar en cuenta las características de uso del área de instalación.

En zonas con alto tráfico vehicular se recomienda una profundidad de entre 0.6 a 1.2 metros desde la parte superior de las tuberías de HDPE. En caso que esas medidas no puedan ser respetadas se necesitarán tomar otras medidas para proteger la integridad del tubo.

2.-Ancho de la zanja

Esta característica de las zanjas para tuberías de HDPE depende de su diámetro. Adicionalmente, se debe tomar en cuenta la profundidad, la inclinación de las paredes, la naturaleza del terreno, las necesidades de entibación, etc.

Como norma general el ancho mínimo debe ser igual o superior a los 70 centímetros. Además, se debe dejar un espacio de 0.25 m a cada lado del tubo para poder compactar el suelo a su alrededor.

3.-Relleno de las zanjas para tuberías de HDPE

El material que se use para llenar el espacio alrededor del tubo debe ser arena fina o grava sin bordes afilados. Se debe observar que el tamaño máximo de su granulometría sea menor a los 2 cm. Además, el fondo de las zanjas debe tener una cama sobre la que se asiente toda la caña de las tuberías de HDPE. Esa capa debe tener un espesor de al menos 5 cm y debe tener un grado de compactación de 95%. Así, se evita que los tubos sean dañados por salientes o piedras de la base.

Una vez que se ha ubicado correctamente a las tuberías en las zanjas se cubrirá con tierra hasta una altura de 30 cm sobre su parte superior. Al igual que en la capa base, se deben eliminar las rocas que superen los 2 cm de diámetro. Luego, se compacta el terreno a los lados del tubo hasta que tenga las mismas características que la cama.

Posteriormente, se agrega el resto del relleno en capas de 30 cm y con un 100% de compactación hasta alcanzar la altura de la rasante. Se puede usar la tierra retirada durante la excavación siempre y cuando se eliminen las rocas más gruesas.

Ahora ¿Qué debes tomar en cuenta al momento de una excavación y rellenar una zanja para la instalación de tuberías?

Para excavar una zanja debes tener en cuenta…

La anchura mínima del fondo de la zanja depende del espacio que necesitan los operarios para colocar los tubos, por lo que se considera una anchura mínima de 0,60 m. En los puntos donde deba colocarse una junta, se realizan unos 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 zanja.

La calidad del fondo de la zanja es fundamental para la buena conservación 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 tuberías en suelos orgánicos sin tomar precauciones especiales (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 de tener un valor mínimo de 0,60 m.

En general, se evitará la entrada de aguas superficiales a las excavaciones, achicándose 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 puede sufrir la tubería ya montada debido a los agentes atmosféricos.

Es por ello que es conveniente establecer un programa de ejecución que coordine, por tramos de longitud adecuada, 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 a 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 entrará a medida que se excava. Además, debe tenerse en cuenta en el diseño de la entibación, que se debe permitir la colocación y el montaje de la tubería.

Por último, indicar que mientras se efectúe la consolidación definitiva de las paredes y 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.

Ahora, para rellenar la zanja…

El relleno de las zanjas se debe realizar en dos etapas. La primera es un relleno parcial antes de las pruebas en obra, y la segunda etapa corresponde al terraplenado definitivo después de dichas pruebas.

El material utilizado para el relleno parcial debe situarse uniformemente en la zanja. Hasta una altura de 30 cm por encima de la clave del tubo, el material de relleno debe colocarse en capas de 15 cm muy bien consolidadas lateralmente y asegurando la ausencia de coqueras bajo los riñones del tubo. Las juntas deben quedar libres hasta el relleno definitivo tras las pruebas de obra.

Siempre que el terreno natural tenga la calidad adecuada, se empleará en el relleno el mismo material procedente de la excavación debidamente seleccionado, evitando la caída de piedras u otros objetos que pudieran dañar al golpear los tubos durante el vertido. Cuando las pruebas de presión en obra sean satisfactorias, se procederá al relleno de las juntas descubiertas para completar el relleno de la zona del tubo, cuidando el relleno y retacado en los riñones de manera que no queden coqueras al objeto de que el tubo quede perfectamente apoyado en el ángulo de apoyo previsto en proyecto.

Para terminar el relleno hasta la rasante del suelo, se pueden utilizar materiales ordinarios en los que se hayan eliminado los terrones y piedras gruesas. Este relleno será compactado por capas de alrededor de 30 cm de espesor, niveladas y cuidadosamente apisonadas, utilizando pisones mecánicos ligeros o placas vibratorias ligeras.

Los compactadores pesados se permiten a partir de una altura de relleno igual o mayor a 1 m sobre la generatriz superior de la tubería. En tanto las obras no hayan terminado se deberán evitar cargas mayores (por ejemplo, tránsito de vehículos pesados, incluidos los de obra). Estas sobrecargas no están contempladas normalmente en los cálculos de proyecto.

Si por necesidades de obra deben pasar camiones de obra u otro tráfico no previsto o no calculados en el proyecto, se deberán realizar cálculos complementarios para comprobar que las tuberías de proyecto son válidas para esas hipótesis de cargas.

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