Excavación mecánica de zanjas y pozos para zapatas

Se trata de abrir zanjas o pozos para la cimentación con maquinaria, normalmente una miniexcavadora, una retroexcavadora mixta o una giratoria de cadenas. A mano solo se hace el refino del fondo y las zonas a las que la máquina no llega o por donde pasan servicios enterrados.

Zanjas para zapatas corridas (ancho desde 50 cm)

Las zapatas corridas son franjas continuas bajo los muros de carga. En una vivienda unifamiliar suelen formar el perímetro cerrado de la casa y algunas líneas interiores bajo los muros que cargan. El ancho lo fija el proyecto según las cargas y la resistencia del terreno. En casas normales suele rondar los 50 a 60 cm, y con muros más pesados o terrenos flojos puede ser mayor. Que la partida diga "desde 50 cm" significa que se excava con un cazo de ese ancho o más; las zanjas más estrechas se hacen de otra manera y no entran en esta partida.

Pozos para zapatas aisladas (ancho desde 80 cm)

Las zapatas aisladas son pozos independientes bajo pilares: un porche para el coche, una terraza cubierta, una casa de madera sobre pilares, una nave metálica o los pilares de una valla. Suelen tener planta cuadrada o rectangular y son más profundas y robustas que las corridas, porque reciben la carga concentrada de un solo punto. La máquina tiene que abrir muchos pozos pequeños, desplazarse después de cada uno y volver a colocarse con precisión. Por eso, por metro cúbico, este trabajo suele dar más faena que una zanja continua y figura como partida aparte.

Cómo se miden los metros cúbicos

La partida se mide en metros cúbicos de tierra excavada. El volumen sale de las dimensiones del proyecto: largo por ancho por profundidad. En zapatas corridas se suman todos los tramos; en zapatas aisladas, el volumen de un pozo se multiplica por el número de pozos. Acuerda antes de empezar si se paga según las medidas de proyecto o según lo realmente excavado. En la práctica la zanja suele salir algo más ancha, sobre todo en terrenos que se desmoronan, y la diferencia puede notarse.

Ten en cuenta también el esponjamiento. La tierra excavada ocupa más que la tierra en su sitio; en arcillas y limos, bastante más. Cuando pidas camiones o contenedores para retirar tierras, cuenta con un volumen mayor que el de la excavación según proyecto.

Si construyes en hilera o excavas pegado a la casa del vecino, piensa desde el principio en el vecino y en su cimentación. Antes de que llegue la máquina debería estar preparado lo siguiente:

• planos de cimentación con dimensiones, profundidades y cotas de referencia,
• replanteo hecho por un topógrafo, a ser posible con camillas fuera de la zona de excavación, para que la máquina no se lleve las marcas por delante,
• localización de servicios enterrados (gas, electricidad, agua, saneamiento, telecomunicaciones), con los planos pedidos a las compañías y las líneas marcadas en el terreno,
• desbroce y retirada de la tierra vegetal, que se acopia aparte para usarla después en el jardín,
• acceso para la máquina y el camión, con anchura y firmeza suficientes y sin cables bajos ni ramas,
• zona de acopio de tierras o retirada acordada a vertedero,
• solar limpio, sin matorral, escombros ni restos de construcciones antiguas, salvo que su retirada forme parte del encargo.

La localización de servicios a veces se subestima porque "ahí nunca ha habido nada". En solares antiguos o donde se ha derribado una casa aparecen a menudo acometidas que nadie conocía. Si durante la excavación se daña una tubería de gas o notas olor a gas, para el trabajo de inmediato, apaga la máquina, aléjate a una distancia segura y llama al teléfono de urgencias de la distribuidora de gas o al 112. Si aparece un cable eléctrico dañado, no lo toques: avisa a la compañía y a un instalador autorizado.

El método cambia algo según la máquina y el terreno, pero los puntos principales son parecidos:

1. Recibir el replanteo del topógrafo y comprobar camillas, ejes y la cota de referencia desde la que se mide la profundidad.
2. Marcar el contorno de la excavación en el suelo, normalmente con spray o yeso a lo largo de cuerdas tensadas.
3. Comprobar la posición de los servicios y, cerca de ellos, excavar a mano o con mucho cuidado.
4. Preparar la máquina y elegir un cazo del ancho adecuado. Para el fondo conviene un cazo de limpieza, sin dientes.
5. Excavar por capas y controlar la profundidad sobre la marcha con nivel óptico o láser.
6. Acopiar la tierra en el lado donde no estorbe y a suficiente distancia del borde para que no cargue las paredes de la zanja, o cargarla directamente en el camión.
7. Rebajar con cuidado los últimos centímetros y refinar el fondo a mano para que no quede tierra suelta.
8. En zapatas aisladas, comprobar la posición de cada pozo respecto a los ejes y las distancias entre ellos.
9. Revisar medidas, profundidades y estado del fondo y avisar al técnico de la obra para que lo inspeccione.

El fondo de la excavación, también llamado plano de apoyo, es donde la zapata se encuentra con el terreno natural. Tiene que estar firme, plano y sin remover. Si en el fondo aparece un terreno distinto del previsto, por ejemplo un relleno, una arcilla blanda o una vena de agua, hay que resolverlo con el técnico antes de hormigonar.

Tipo de terreno

Los terrenos cohesivos, como arcillas y limos, se excavan bien y las paredes de una zanja estrecha suelen aguantar más tiempo. A cambio, son sensibles al agua: tras una lluvia el fondo se ablanda y pierde capacidad portante. En muchas zonas de España hay además arcillas expansivas, que hinchan con la humedad y retraen al secarse; en esos casos el proyecto suele fijar una profundidad mayor o soluciones especiales. Las arenas y gravas se excavan con facilidad, pero las paredes se desmoronan, la zanja se ensancha y el volumen crece. La roca o los bolos grandes pueden exigir martillo hidráulico, lo que ralentiza mucho el trabajo. Los rellenos, sótanos antiguos y restos de cimentaciones son sorpresas que al principio nadie ve.

Si tienes estudio geotécnico del solar, pásaselo a quien va a excavar antes de empezar. Ahorra discusiones a pie de obra.

Elección de máquina y cazo

Para una vivienda unifamiliar lo más habitual es una miniexcavadora o una mixta. La miniexcavadora entra en solares estrechos y estropea menos el entorno, pero con mucho volumen o terreno duro va más lenta. Una giratoria grande excava más rápido y más hondo, aunque necesita más espacio y un acceso firme. El ancho del cazo tiene que corresponder al de la zapata. Abrir una zanja corrida con un cazo demasiado ancho significa sacar tierra de más y, después, gastar hormigón de más.

Profundidad de cimentación

La zapata tiene que apoyar sobre un estrato firme y por debajo de la capa que se ve afectada por la helada y por los cambios de humedad. En gran parte de España la helada penetra poco, pero en zonas de montaña y en la meseta norte hay que tenerla en cuenta. En viviendas corrientes la profundidad suele quedar aproximadamente entre 80 cm y algo más de un metro bajo el terreno terminado, aunque la cifra concreta la fija siempre el proyecto. Si el estrato firme está más abajo, se excava hasta él. En solares con pendiente, las zapatas corridas se suelen escalonar para no excavar demasiado hondo en toda su longitud.

Con los mismos metros cúbicos, una excavación puede ser un trabajo sencillo de un día o un encargo complicado de varios. Resulta más sencilla cuando:

• el solar es llano, está seco y la máquina llega sin obstáculos,
• el terreno es cohesivo, sin piedras ni raíces,
• hay espacio de sobra para acopiar la tierra,
• se trata de zanjas continuas sin mover mucho la máquina,
• los servicios están bien localizados y fuera de la zona de excavación.

En cambio, da más trabajo y sale más caro cuando:

• el acceso es estrecho, pasa por la finca del vecino o por un jardín que hay que proteger,
• aparecen roca, hormigón, cimientos antiguos o tocones,
• hay agua en la zanja y hay que achicarla,
• pasan servicios por la excavación o junto a ella y parte se hace a mano,
• la excavación es profunda y hay que entibar o abrir taludes,
• el volumen es pequeño, por ejemplo unas pocas zapatas aisladas, y aun así hay que traer la máquina,
• no hay dónde acopiar la tierra y todo tiene que salir al momento en camión.

La retirada de tierras, el canon de vertedero, el refino a mano, el achique de agua o la rotura de roca suelen ser partidas aparte. Pregunta a la empresa qué entra exactamente en la excavación y qué se cobrará por separado.

La excavación de la cimentación no va sola: es el primer eslabón de una cadena. Antes van el topógrafo y la localización de servicios; después, el hormigón de limpieza, la armadura y el hormigonado. Cuanto mejor encajen estos pasos, menos tiempo pasa la zanja abierta.

• Topógrafo: conviene que esté localizable durante la excavación por si se estropean las camillas o hay dudas sobre la posición.
• Electricista: el instalador autorizado coloca en el fondo de la zanja el cable de cobre desnudo del anillo de puesta a tierra. Tiene que hacerlo antes de hormigonar y según el proyecto, para que la toma de tierra cumpla lo que pide el REBT y pueda medirse después.
• Acometidas y pasos: agua, saneamiento, electricidad y, si lo hay, gas atraviesan la cimentación con pasatubos. Su posición hay que saberla antes; taladrar después la zapata es trabajo perdido.
• Técnico de la obra: el arquitecto, el aparejador o el calculista debería ver el fondo de la excavación antes de hormigonar.
• Planta de hormigón y bomba: se piden de forma que se hormigone lo antes posible tras terminar la excavación.

En la práctica pasa a menudo que la zanja está lista y el hormigón tarda una semana. Entretanto llueve, las paredes se caen y el fondo se encharca. Después toca limpiar y a veces volver a excavar.

• Replanteo inexacto o camillas movidas. La casa no encaja en el solar, los muros no quedan a escuadra o no se respetan las distancias a linderos. Tras hormigonar, esto casi no tiene arreglo.
• Fondo excavado de más y rellenado con tierra. La tierra suelta se compacta bajo la carga y la zapata asienta. Lo excavado de más se rellena con hormigón, no con tierra.
• Excavar con cazo de dientes hasta el fondo. El fondo queda removido e irregular. La última capa se saca con cazo de limpieza y se refina a mano.
• Profundidad insuficiente. Una zapata en la capa sensible a heladas o a cambios de humedad puede moverse, y en los muros aparecen grietas que a veces no se ven hasta pasados unos años.
• Tierra acopiada al borde de la zanja. Su peso empuja las paredes, que se derrumban dentro y ponen en peligro a quien esté abajo.
• Zanja abierta demasiado tiempo. La lluvia, la helada o el sol estropean el fondo. Lo que se haya reblandecido hay que retirarlo antes de hormigonar.
• Ignorar un terreno distinto en el fondo. Si aparece un relleno o una capa blanda y se hormigona sin consultar al técnico, la zapata puede asentar de forma desigual.
• Descalzar la cimentación vecina. Excavar pegado a un edificio existente, sobre todo más hondo que su cimentación, puede dañarlo. Esa situación la tiene que estudiar antes un técnico.

En excavaciones más profundas piensa también en la seguridad. Nadie debe trabajar en la zanja bajo paredes sin proteger, y una excavación que queda abierta por la noche tiene que estar vallada para que no caiga nadie, sobre todo niños y animales.

En una vivienda unifamiliar normal con buen terreno, la excavación mecánica de las zapatas corridas suele resolverse en uno o dos días. Los pozos para un porche o una terraza a menudo quedan hechos en unas horas. Alargan el trabajo las piedras, el agua, los servicios, un acceso difícil y la retirada de tierras si el camión no da abasto.

Lo ideal es echar el hormigón de limpieza y hormigonar el mismo día o al siguiente de revisar la excavación. Si se prevé una pausa larga, se pueden dejar los últimos centímetros sin excavar hasta justo antes de hormigonar, o proteger el fondo con la capa de hormigón de limpieza, que suele tener unos 10 cm. En invierno hay que evitar que el fondo se hiele: sobre terreno helado no se hormigona.

Antes de hormigonar, recorre la excavación con la empresa y, si es posible, con el técnico de la obra. Con un metro y un nivel se detectan la mayoría de los problemas. Fíjate sobre todo en esto:

• la posición de zanjas y pozos coincide con el replanteo y con los planos,
• el ancho de las zanjas y las medidas de los pozos no son menores que las del proyecto,
• la profundidad se mantiene en toda la longitud, medida desde la cota de referencia acordada,
• el fondo está plano, firme y sin tierra suelta, barro ni agua,
• no quedan raíces, piedras ni restos de construcciones antiguas en el fondo,
• las paredes son estables, sin desprendimientos ni zonas en voladizo,
• la tierra está acopiada a distancia segura del borde o ya se ha retirado,
• los servicios no están dañados y sus cruces están señalizados,
• los escalonamientos en terreno con pendiente corresponden al proyecto,
• el técnico de la obra ha revisado el fondo y no ha puesto objeciones,
• el volumen a facturar está acordado según el criterio de medición pactado.