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3.4. Apertura de la zanja
Parte crucial de la planificación es la excavación de las zanjas para la tubería. Esta se realizará a mano o mecánicamente, pero se tendrá que certificar en todo momento su seguridad. Por tanto se deberá desarrollar una proporcionada entibación y/o un ataludamiento de los laterales de la excavación, con una inclinación mínima de 1/3.
Nota
La pendiente del talud que se debe construir debe estar en torno al 33%. Por tanto, cada metro lineal en el plano horizontal deberá avanzar en el plano vertical un máximo de 33 cm.
El tipo de excavación o zanja y su diseño responderán a lo representado en los correspondientes detalles mostrados abajo, generalmente expuestos en el pliego de condiciones técnicas. Este dependerá a su vez de las características del trazado, del tamaño de los tubos, de la profundidad de la zanja, de la naturaleza del terreno, etc.
Se debe considerar que en zonas urbanas las zanjas más adecuadas serán las que presenten taludes verticales, siendo obligatorias las entibaciones en los casos en los que la profundidad de la zanja sea superior a 1,50 m. Es decir, se deberá colocar alguna medida de retención de las tierras de la excavación. El modo y los equipos autorizados para la correcta entibación serán expuestos en el proyecto, sujetos de revisión y autorización del técnico responsable de la seguridad de la obra.
Para profundidades ≥5 m será necesario colocar bermas para poder alcanzar un ancho apto para permitir los trabajos de la maquinaria.
Definición
Berma
Construcción de un espacio llano, cornisa, o barrera elevada que separa dos zonas. Con ello se intentan conseguir zonas de trabajos más cómodas y accesibles.
Como medida general, la anchura de la zanja abierta no debe ser superior a la indicada en el proyecto, debido a que la carga de tierras que recibe la tubería es en función de la anchura de la zanja y, en caso de crecer esta, las cargas sobre el conducto podrían llegar a ser demasiadas y producir perjuicios en la misma.
Si en la ejecución de la excavación de la zanja se encuentran elementos como piedras, obras antiguas, cimentaciones antiguas, canalizado en desuso, etc., habrá que excavar por debajo de estos obstáculos y, una vez cavado, ejecutar un relleno posterior, sin olvidar que dicho relleno tendrá que estar adecuadamente compactado para no provocar ningún problema.
Se entiende por entibación un tipo de estructura de retención provisional que se puede adaptar a distintas medidas. Esta es muy usada en las construcciones de zanjas y en el resto de la ingeniería civil.
Entibación de una zanja con chapa y puntales. Por el interior transcurren las tuberías de canalizado.
Nota
Su montaje se consigue a través de tablones de madera o elementos metálicos, de medidas que dependerán de la profundidad de la excavación.
3.5. Montaje de la tubería
Un problema muy común y que se tendrá que resolver son las filtraciones de aguas. Estas entradas de aguas en la zanja deberán ser resueltas (se deberá sacar el agua) y además conservar la excavación libre de agua en todo momento. La colocación de la tubería se debe comenzar en el extremo de aguas abajo, situando como medida general los conductos con las embocaduras hacia aguas arriba.
Nota
Los conductos se colocarán de acuerdo al trazado fijado y a las cotas dadas en el perfil longitudinal.
Las labores para la renovación de conductos existentes se tendrán que ejecutar en seco y sin provocar perturbaciones en el servicio. Por tanto será obligatorio cerrar aguas arriba las tuberías y evitar vertidos en la zona de trabajo, generándose un trasiego del agua existente por medio de sistemas de bombeo provisional, transportando las aguas a un sector situado aguas abajo.
En el caso de que el ensamblaje de los tubos sea de enchufe-campana, se tendrán que tener en cuenta nichos para las juntas que permitan un espacio suficiente para poder realizar un acoplamiento correcto y evitar que los conductos estén sobre la embocadura.
Cualquier corte de tuberías que sea necesario realizar se tendrá que ejecutar de manera que se garantice una posterior y correcta conexión de las juntas, por tanto, se deberán usar equipos indicados por el fabricante y seguir las instrucciones de este.
Puede darse el caso de que por cualquier motivo los tramos de tuberías se inunden de agua, y debido a la presión de la misma se eleven y floten. No se puede permitir que esto suceda y se deberá garantizar su perdurabilidad en el lugar que se quiera mediante carga o anclaje.
La normativa exige que para poder localizar e identificar el tipo de instalación con más facilidad se deberá colocar sobre la tubería, en su cara superior y a una distancia aproximada de 50 cm, una banda de señalización de material plástico y de color marrón con la leyenda identificada según indicaciones.
Recuerde
Las medidas o recomendaciones relacionadas con el montaje de las tuberías pueden ser cambiadas por medio de autorizados expresamente por normativa.
Cualquiera de las medidas o recomendaciones anteriores pueden ser modificadas por la dirección de la obra, siempre justificadamente y cumpliendo la normativa correspondiente.
El método más habitual para evitar la flotación de tramos de tuberías provocada por filtraciones de aguas, consiste en el vertido de hormigón sobre el tubo para fijarlo en la posición deseada.
3.6. Relleno de zanjas
Para el inicio de la fase de relleno y el posterior compactado se deberá haber unido y colocado la cama de apoyo, de forma que sea capaz de aceptar peso.
En el proceso de relleno de zanja se diferenciarán dos zonas. Se definen como:
1 Primera zona: comprende desde la cama de apoyo hasta un plano situado a una distancia de 15 cm por encima de la generatriz exterior más alta del conducto.
2 Segunda zona: comprende el restante material de relleno.
La diferenciación del material de relleno en las distintas zonas es:
1 Primera zona: se recurrirá a material granular y el relleno se ejecutará compactando por medios manuales o mecánicos. También, en ocasiones muy desfavorables, surge la necesidad de realizar la construcción de la cama de asiento del tubo de canalizado a través de camas de hormigón. Nota: el método de alcanzar el firme deseado por medio de hormigón es muy costoso, por tanto, se utiliza en casos extremos. Dentro de esta primera zona hay que tener muy en cuenta la zona de apoyo bajo los riñones del tubo. Esta puede crear posibles áreas de bolsas sin material debido a la dificultad de ver bajo los tubos. Por ello, la elección de un material adecuado es fundamental para el relleno.
2 Segunda zona: como ya se ha visto, es la parte más superficial del relleno. En esta4 zona se podrán distinguir casos, como:Relleno dentro de áreas urbanas: se deja que los materiales de aporte para el relleno sean de las características de los suelos procedentes de la excavación de las zanja, permitiéndose el albero procedente de cantera para el relleno en esta zona.Relleno dentro de áreas rústicas: se permitirá el aporte de materiales obtenidos de la excavación de la zanja. Para que se considere adecuada la utilización de estos materiales para los aportes como relleno deberá ser autorizado por el director de obra. En otras ocasiones, el pliego de consideraciones técnicas, especifica la composición del material apto para el relleno. Se tendrá entonces que recurrir a ensayos y al estudio de la composición de estos materiales para conocer y certificar su validez.
A la hora del compactado, en la segunda zona, se ejecutará extendiendo los materiales en tongadas de material horizontal y de grosor similar no superior a 20 cm. Estos serán compactados con medios mecánicos hasta obtener una densidad no inferior al 95% próctor modificado.
Definición
Altura de tongada
Altura que tiene la cantidad de hormigón vertido en un encofrado estructural provisional de una sola vez.
En la imagen anterior se representa el proceso de relleno y compactado de una zanja sin entibaciones y sin talud, en la que se ve lo siguiente:
1 Relleno lateral dispuesto de forma manual hasta la mitad del diámetro del tubo y compactado por pisoteo con el talón del pie.
2 Llenado hasta la coronación del tubo, dispuesto de forma manual y compactada por pisoteo de nuevo.
3 Capa de 150 mm que puede estar dispuesta y compactada por maquinaria, pero no sobre la coronación del tubo.
4 Relleno hasta 150 mm por encima de la coronación del tubo que puede situarse en una pasada cuando se utiliza material granular fluido.
5 Resto de material de excavación para el relleno que puede ser dispuesto y compactado en capas no superiores a 250 mm de espesor, pero no puede compactarse directamente sobre la coronación del tubo hasta que se haya dispuesto un relleno de 300 mm.
6 El resto del relleno puede situarse y compactarse en capas, dependiendo sobre todo del acabado superficial requerido.
Rulo para compactado. R1-RULO WACKER
4. Aplicación práctica sobre obras de alcantarillado público
Imagine que está trabajando en una empresa especializada en obras civiles, donde se está desarrollando un proyecto de ejecución de una obra de alcantarillado público dentro de un centro urbano.
Su jefe de equipo le indica que analice posibles problemas y conflictos que se puedan plantear en un tramo de canalizado. Para ello le da un plano del trazado del futuro canalizado.
Solución
Antes de iniciar los trabajos deberá analizar el plano de situación y deberá comprender todos los elementos que se presentan, como pueden ser arquetas, pozos, registro, cotas de canalizado, cruces de canalizado, cambio de dirección, etc. En caso de dudas, este es el momento de comentarlas con el encargado antes de iniciar el trabajo.
Tiene que tener en cuenta que seguramente partirá de los planos del canalizado, pero además tendrá que disponer de los planos del resto de instalaciones que discurran por el trazado (con cierta influencia con nuevo canalizado). Con estos planos podrá analizar previamente los problemas.
A continuación se enumeran los posibles conflictos con los que podrá encontrarse, como aclararlos y la forma de plantearlo a su superior. Estos son:
1 Se tendrá que analizar sobre el terreno que el trazado no se cruza con ninguna cimentación (proximidad a edificación).
2 Analizar el paso por zonas privadas de las tuberías o cualquier elemento de la instalación.
3 Posibles cruces con otras tuberías de la instalación. No debe creer ciegamente en los planos. Se deben verificar todos los datos y la ubicación de elementos. Tiene que considerar que, aunque los canalizados están enterrados, se pueden unir las arquetas y pozos, y así hacer una composición del trazado.
4 Verificar la posición de los elementos de la instalación y comprobar que no coincide con otros elementos.
5 Garantizar y velar porque todo el trazado transcurra por suelo público.
6 Estudio de ubicación de los futuros acopios y materiales de la instalación y de la excavación.
7 Observar y anotar posibles conflictos con el transporte de materiales por el trazado diseñado de la canalización (si hay restricción de paso por la calles). Las dimensiones de las vías para el paso de maquinaria y de los camiones.
8 Posibles problemas para las descargas de materiales y material de excavación.
5. Resumen
Los sistemas de saneamiento y las redes de alcantarillado presentan una primera clasificación atendiendo al tipo de aguas que transporta, pudiendo ser canalizados unitarios o redes separativas.
Otra clasificación hace referencia al tipo de desplazamiento del fluido. Atendiendo a esta salvedad se distinguen fluidos que se impulsan por la grave-dad y aquellos que utilizan medios mecánicos para su desplazamiento.
A la hora de diseñar el trazado de un canalizado de redes de alcantarillado se intentará que el trazado sea lo más recto posible. Además, en caso de que su trazado transcurra por zonas urbanas, este discurrirá por vías o espacios públicos.
También habrá que tener en cuenta la velocidad máxima y mínima de los fluidos que se transportan por el canalizado para garantizar su limpieza. Otro factor importante en el diseño es la determinación de las pendientes mínimas y máximas que vendrán dadas por el material y el diseño del proyecto.
Como criterio general, se tenderá a la elección de tuberías de sección circular. Este diseño resulta más adecuado para el transporte de fluidos.
Los materiales más empleados en la actualidad y por tanto los más usados en la fabricación son policloruro de vinilo rígido (PVC-U), hormigón en masa y armado, gres vitrificado y fundición dúctil para saneamiento.
Finalmente, las fases del proceso de montaje son inspección y replanteo, suministro, transporte y manipulación de las tuberías, apertura de la zanja, planificación de montaje de la tubería y relleno de zanjas.
Ejercicios de repaso y autoevaluación
1. El trazado de las tuberías...
1 ... se diseñará tendiendo siempre a evitar la instalación de redes en los acerados.
2 ... en zonas urbanas discurrirá por vías o espacios públicos no edificables y preferiblemente por las calzadas de los viales.
3 ... se intentará evitar la ubicación en zonas de aparcamientos y requerirá la autorización expresa de la propiedad en caso de que sea necesario.
4 ... se diseñarán de acuerdo con las prescripciones técnicas municipales y las indicaciones del proyecto de ejecución.
2. Las pendientes mínimas y máximas de las conducciones vendrán impuestas por...
1 ... el tipo de fluido que transporta.
2 ... el material.
3 ... las condiciones de velocidades de circulación mínimas y máximas fijadas.
4 Todas las opciones anteriores son incorrectas.
3. En la ejecución de la zanja...
1 ... es aconsejable, siempre que se pueda, hacer entibados.
2 ... para profundidades ≥5 m no hará falta disponer de bermas, con el objeto de conseguir una anchura suficiente, para permitir el trabajo de la maquinaria.
3 ... en las zonas urbanas se proyectarán con taludes verticales, debiendo adoptarse la entibación necesaria cuando la profundidad de la zanja sea superior a 1,50 m.
4 Todas las opciones anteriores son incorrectas.
4. Según la naturaleza del agua residual a evacuar, las redes de alcantarillado podrán ser básicamente...
1 ... redes receptivas.
2 ... redes unitarias.
3 ... redes receptivas y unitarias.
4 ... dos tipos de redes de evacuación atendiendo a su diseño, pero no tiene que ver nada con el agua que evacuan.
5. El trazado de una red de alcantarillado...
1 ... deberá instalarse en terrenos de dominio público legalmente utilizables, en caso contrario, no se podrá instalar.
2 ... será lo más corto posible.
3 ... deberá instalarse en terrenos de dominio no público.
4 ... se intentará instalar en terrenos de dominio público legalmente utilizables y se respetará el trazado de diseño.
6. Las secciones de tubería autorizadas...
1 ... serán de sección circular, y el empleo de cualquier otra sección distinta está prohibido.
2 ... serán de sección circular, por lo que el empleo de cualquier otra sección distinta tendrá que ser debidamente justificado, resultando necesaria la autorización previa del encargado de obra.
3 ... serán de cualquier sección circular.
4 Todas las opciones anteriores son incorrectas.
7. En el almacenamiento de los tubos que están implicados en la instalación, estos deberán...
1 ... colocarse en el lugar donde mejor venga, siempre que sea seguro desde el punto de vista de organización.
2 ... ser almacenados según las indicaciones del fabricante y sus recomendaciones.
3 ... ser almacenados donde no estorben para los trabajos de excavación. No tiene que ver nada el tipo de material para su colocación y su ordenación.
4 ... colocarse en cualquier lugar de la obra, con sus medidas de seguridad pertinentes. Además se colocará del modo indicado por el fabricante y siguiendo sus recomendaciones.
8. En el relleno de las zanjas se distinguirán...
1 ... dos tipos de materiales a emplear y los criterios de compactación serán casi iguales.
2 ... dos tipos de materiales a emplear y los criterios de compactación serán claramente distintos, dependiendo exclusivamente del tipo de material de la instalación.
3 ... dos tipos de materiales a emplear y los criterios de compactación serán claramente distintos, dependiendo exclusivamente del lugar de la instalación.
4 ... el tipo de material de aporte a la zanja y el criterio de compactación dependerán del proyecto y de las prescripciones técnicas.
9. La seguridad en la instalación de una red de saneamiento será un elemento de una trascendencia...
1 ... menor.
2 ... que dependerá de la magnitud de la obra.
3 ... que no tiene que ver nada con la instalación y montaje de red de saneamiento.
4 Todas las opciones anteriores son incorrectas.
10. La colocación del relleno sólo podrá comenzar cuando los tubos estén unidos y colocados sobre las camas de apoyo, de forma que sean capaces de admitir cargas. Señale la respuesta correcta.
1 La afirmación planteada es correcta.
2 La afirmación planteada es incorrecta.
3 La afirmación es correcta, pero depende del tipo del material del tubo.
4 La afirmación es correcta, pero dependerá de tipo de material elegido para el relleno.
Capítulo 2
Preparación del montaje de las redes de saneamiento
1. Introducción
Todas las tareas que se desempeñan en la instalación de una red de saneamiento, enterrada o aérea, deben contar con una preparación previa a la fase de ejecución.
Por ejemplo en la realización de una red de saneamiento enterrada, antes de iniciar la ejecución, se debe hacer recuento de los materiales y medios auxiliares que se necesiten para que estén preparados antes del inicio. Una vez que se empiece, lo primero que hay que realizar es el acondicionamiento del terreno, limpieza del mismo, excavación de las zanjas con las pendientes correspondientes e incluso preparación de arquetas o pozos, ahondando en la excavación de las mismos.
Todo ello se realizará según un proyecto ejecutado por un técnico competente y aplicado según normativa vigente.
Una vez se tengan los planos del proyecto lo primero es comprobar la medición del material y hacer el pedido conforme al proyecto, siguiendo por organizar el trabajo, aportar los medios auxiliares, realizar el planning (tiempos de ejecución) de obra y el replanteo de la misma.
2. Fases de preparación del montaje de la red de saneamiento
Al ser adjudicada la obra y antes de comenzar su ejecución se deberán realizar una serie de trabajos previos que se describirán a continuación punto por punto.
2.1. Actuaciones a priori e informes previos del terreno
Se obtendrán todos los posibles informes o estudios del terreno para poder evaluarlos y proceder en consecuencia al modo de ejecución. Por ejemplo, si son terrenos blandos, la excavación se podría hacer manualmente, por lo contrario, si son terrenos rocosos habría que aplicar medios mecánicos para ello. La información sobre el terreno a la que se refiere está incluida en el proyecto como estudio geotécnico.
Nota
En el estudio geotécnico se describe el tipo de terreno, además de cualquier otro tipo de actuación a tener en cuenta antes de realizar la ejecución de la instalación.
Las obras para la construcción de redes de tuberías de alcantarillados comprenden una serie de trabajos en el terreno, como son: la excavación de las zanjas, apertura de túneles, aportes de tierras, construcción de taludes, compactación de las zanjas abiertas, etc. Todo ello exige un adecuado conocimiento de las condiciones del subsuelo por lo que debe realizarse un estudio para localizar tubos, cableado o cualquier posible instalación subterránea.
La realización de la excavación presenta una problemática definida por su elaboración en el suelo:
1 Presencia acreditada, o ignorada, de tuberías eléctricas de alta y baja tensión, tuberías de gas, de abastecimiento de agua, de redes de telefonía, etc.
2 Presencia de cursos de aguas subterráneas, altas cotas de nivel freático, presencia de cualquier vestigio de actividad minera, etc. que puedan producir derrumbes y socavones. Puede llegar el caso de encontrarse algunas rocas que necesiten ser demolidas mediante voladura con explosivos.
3 Estar colindante a cimentaciones existentes.
4 Encontrarse con yacimientos arqueológicos o paleontológicos.
5 Verse obligados a parar por tráfico de paso de vehículos y paso de peatones.
Generalmente todos estos problemas van a determinar el plan de obra, y por ello habrá que preverlos. Ya que generalmente no suelen presentarse en el proyecto ni en el presupuesto, precisan soluciones sobre la marcha y con urgencia, con el resultante riesgo y responsabilidad.
Importante
Hay que tener en cuenta que cualquier elemento o material que se pretenda usar para la ejecución de la obra debe estar de acuerdo a las normas nacionales y europeas. La Norma UNE-EN 1.610 determina si la forma de trabajo es adecuada.
El proyecto está definido por los siguientes parámetros:
1 La anchura de la zanja en comparación con la prevista.
2 La profundidad de la zanja en comparación con la prevista.
3 El sistema de entibado de la zanja y el efecto que causa su retirada.
4 El grado de compactación del relleno envolvente.
5 El grado de compactación del relleno principal.
6 El apoyo de las tuberías y las condiciones del fondo de la zanja.
7 El tráfico y las cargas temporales.
8 Los tipos de suelo y los parámetros del mismo.
9 La forma de la zanja.
10 Las condiciones del terreno y del suelo.
11 El nivel freático.
12 Las canalizaciones adicionales en la misma zanja.
