Excavación y relleno
Volumen de excavación, relleno, transporte y compra de material
Cómo funciona el cálculo
Elija la forma (pozo rectangular, zanja, pozo circular o terraplén), introduzca las medidas e indique si se refieren a la estructura, al fondo o a la coronación de la excavación, además de la profundidad, el espacio de trabajo y la inclinación del talud. Para una zanja de profundidad variable introduzca estaciones. Añada las capas de terreno con factores de esponjamiento y compactación, los elementos enterrados y el camión. La calculadora obtiene la excavación por capas, el relleno necesario, el sobrante a transportar, el déficit de material nuevo y el número de viajes.
Fórmula y supuestos
Pozo con taludes: V = H/6 · (A_fondo + 4·A_medio + A_coronación). Pozo circular: V = πH/3 · (r1² + r1·r2 + r2²). Zanja: A = (b + n·h)·h, V = A·L; para profundidad variable, regla de Simpson entre estaciones. Relleno (compactado) = excavación − elementos enterrados; material en banco necesario = relleno ÷ factor de compactación; transporte (esponjado) = sobrante × esponjamiento; viajes = max(volumen ÷ volumen del camión, masa ÷ carga útil).
Ejemplo de cálculo
Zapata de 10 × 8 m, espacio de trabajo 0,6 m, talud 0,5 : 1, profundidad 1,5 m: fondo 11,2 × 9,2 m, coronación 12,7 × 10,7 m, excavación 178,64 m³. Con una zapata de 80 m³ el relleno es de 98,64 m³ compactados. La tierra vegetal (0,3 m) y la parte no apta se transportan: 74,81 m³ en banco, 93,51 m³ esponjados, unas 122,7 t – 10 viajes con un camión de 10 m³ / 14 t (determina el volumen).
Más ejemplos de cálculo
- Zanja con 0,6 m de anchura de fondo, talud 0,5 : 1, profundidad de 1,0 a 1,6 m en 20 m: A(h) = (0,6 + 0,5·h)·h, por la regla de Simpson V = 32,8 m³; la longitud del fondo inclinado es de 20,009 m.
- Terraplén de 50 m² con un espesor compactado de 0,3 m = 15 m³; con un factor de 0,8 (1 m³ esponjado = 0,8 m³ compactado) se necesitan 18,75 m³ de material esponjado, a 1600 kg/m³ unas 30 t.
Pozo rectangular para una zapata de 10 × 8 m (espacio de trabajo 0,6 m, talud 0,5 : 1)
| Profundidad (m) | Excavación en banco (m³) | Esponjado ×1,25 (m³) | Superficie de coronación (m²) |
|---|---|---|---|
| 1,0 | 113,57 | 141,97 | 124,44 |
| 1,5 | 178,64 | 223,29 | 135,89 |
| 2,0 | 249,55 | 311,93 | 147,84 |
| 2,5 | 326,56 | 408,20 | 160,29 |
| 3,0 | 409,92 | 512,40 | 173,24 |
Qué influye en el consumo real
- Tipo de terreno y sus factores de esponjamiento y compactación.
- Inclinación del talud y espacio de trabajo exigidos por las condiciones de la obra.
- Proporción del material excavado apta para relleno.
Errores frecuentes
- Añadir el espacio de trabajo a las medidas y además como dato aparte.
- Comparar el relleno con la excavación en estados distintos (compactado frente a en banco).
- Contar los viajes solo por volumen, aunque la carga sea demasiado pesada para la carga útil del camión.
Preguntas frecuentes
¿Por qué no se usa la fórmula del tronco de pirámide?
En un pozo rectangular con taludes iguales la sección varía de forma cuadrática con la profundidad, por lo que la fórmula del prismoide es exacta. La fórmula del tronco de pirámide solo vale para bases semejantes, lo que en general no ocurre con un rectángulo con un retranqueo igual.
¿Aumenta la masa del material con el esponjamiento?
No. El esponjamiento aumenta el volumen mientras la masa sigue siendo la misma – se calcula a partir del estado en banco y la densidad en ese estado.
¿Cómo se calcula el número de viajes?
El número de viajes debe cumplir ambos límites: el volumen de carga del camión para material esponjado y la carga útil permitida (no la masa máxima autorizada del vehículo). Determina el mayor de los dos números.