UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA E.AP. INGENIERÍA CIVIL FACULTAD DE INGENIERÍA

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CONSTRUCCIONES I
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SEMANA 3
MOVIMIENTO DE TIERRAS, TIPO DE TERRENO. VOLUMEN DE ESPONJAMIENTO Y
ENJUNTAMIENTO. EXCAVACIONES, CORTES, RELLENOS, ELIMINACIÓN, ETC.
PRÁCTICA Nº 03: METRADO MOVIMIENTO DE TIERRAS
I.
MOVIMIENTO DE TIERRAS
Se entiende por Movimiento de Tierras al conjunto de actuaciones a realizarse en un
terreno para la ejecución de una obra. Dicho conjunto de actuaciones puede
realizarse en forma manual o en forma mecánica.
Previo al inicio de cualquier actuación, se deben efectuar los Trabajos de Replanteo,
prever los accesos para maquinaria, camiones, rampas, etc.
Las operaciones del movimiento de tierras en el caso más general son:
• Excavación o arranque.
• Carga.
• Acarreo.
• Descarga.
• Extendido.
• Humectación o desecación. Compactación.
• Servicios auxiliares (refinos, saneos, etc.).
Ing. Janet Verónica Saavedra Vera
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CLASIFICACION DE LAS EXCAVACIONES
Para los efectos de determinar el costo de ejecutar una excavación se establece otra
clasificación, basada en la mayor o menor dureza del terreno, y que debe ser usada
para la cubicación de los movimientos de tierra, pues de esta clasificación
dependerán los medios necesarios para realizar la excavación las que varían con la
naturaleza del terreno, que desde este punto de vista, se pueden clasificar en:
A. Excavación en terreno blando.
Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la pala. El material del suelo
puede ser de tipo arenoso, arcilloso o limoso, o una mezcla de estos materiales;
también puede contener materiales de origen orgánico.
B. Excavación en terreno semiduro.
Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de picota. El material puede ser
en tal caso una mezcla de grava, arena y arcilla, moderadamente consolidada, o
bien una arcilla fuertemente consolidada.
C. Excavación en terreno duro.
Puede ser ejecutada valiéndose exclusivamente de la chuzo. El material puede
ser una mezcla de grava, arena y arcilla, fuertemente consolidada.
D. Excavación en terreno muy duro.
Puede ser ejecutada valiéndose necesariamente del uso de maquinaria
especializada. El tipo de material puede ser una roca semi-descompuesta.
E. Excavación en roca.
La que precisa para su ejecución del uso de explosivos. El material puede estar
constituido por un manto de roca, o por piedras de gran tamaño, que no pueden
ser removidas mediante el uso de maquinaria.
1.1
Trabajos en Tierra y en Roca
Como el desmonte consiste en mover volúmenes grandes de tierra sobre la
rasante de la edificación; es necesario conocer los factores a tener en cuenta
para su mediación y valoración.
Se diferencian dos tipos de trabajos: en tierra y en roca.
a). Trabajos en tierra
Tendrá en consideración los siguientes ítems:
 Características del terreno, tales como: cohesión, densidad, compacidad;
son factores que influyen en el rendimiento de la maquinaria.
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 Factores intrínsecos del terreno, tales como: asentamientos, niveles
freáticos, zonas plásticas, que pueden incrementar la medición.
 Factores externos, tales como factores climáticos, tendidos aéreos o
subterráneos, edificaciones vecinas, tráfico, que pueden hacer que se
paralice la excavación.
 Formas de ejecutar las excavaciones, teniendo en cuenta profundidad,
sección, altura, etc.; esto nos orientará hacia el tipo de maquinaria mas
adecuada a emplear.
Los trabajos en tierra se realizan por lo general por medios mecánicos con la
maquinaria adecuada en cada caso.
Retroexcavadora ejecutando una zanja
Durante los Trabajos de Replanteo debemos prever la ubicación de rampas
para salida y entrada de camiones; es necesario delimitar el área de nuestra
actuación y marcar puntos de referencia externos que nos sirvan para tomar
datos topográficos.
Deberá tener en cuenta la cota final de la excavación y dejar las tierras a
nivel, ya que resultaría muy costoso tener que volver a rellenar lo ejecutado.
Es importante conocer el ángulo de talud natural del terreno, sobre todo los
de poca cohesión, conocer la ubicación exacta al excavar dejando
paramentos ataluzados.
El talud adecuado a cada terreno no solo se aplica al corte principal sino a
todos los frentes de excavación, incluyendo las rampas.
En el caso en que por la ocupación del edificio dentro del terreno no se
pudieran realizar los taludes necesarios, deberá recurrirse a la excavación
por bataches.
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b). Trabajos en tierra
Tendrá en consideración los siguientes ítems:
 Características de la roca, su dureza, forma geológica, estratificación, etc.,
de estos datos sabremos el precio del metro lineal de barreno, el número
de unidades, cantidad y tipos de explosivos.
 Factores externos tales como: edificaciones lindantes, tráfico, etc.; datos
para saber cantidad y tipos de explosivos a utilizar.
 Obtener los permisos requeridos con suficiente antelación; aunque las
operaciones con explosivos son realizadas por empresas especializadas,
las mismas deben aportar las autorizaciones requeridas para su ejecución
en tiempo y forma.
La ejecución en roca depende de la dureza de la roca; si esta es blanda, se
puede excavar con máquinas con martillos rompedores o con explosivos, si
son rocas de gran dureza, su excavación solo se logra con explosivos.
c). Trabajos con explosivos
La excavación con explosivos involucra riesgos, es una operación peligrosa
que debe ser confiada a personal capacitado para esta especialidad. Por ello
se establece un plan de seguridad antes de comenzar con las
detonaciones.
El trabajo se realiza con unos taladros llamados barrenos, en la roca de
mayor o menor longitud, en función del frente a abrir.
Luego se limpia el barreno, se carga el cartucho y se lo introduce en el
barreno. A continuación se limpia el barreno cuidadosamente, se carga el
cartucho, se introduce en el barreno, se retaca, se conectan los detonadores
a la fuente de alimentación y se detonan.
Después se debe comprobar que todos los barrenos hayan explotado y que
no ha habido alguno fallido.
Para efectuar desmontes se ejecuta por bancos, no superando nunca los 15
metros de altura.
Para efectuar terraplenado, se rellena con material hasta la marca de la
cota. Este relleno se realiza por tongadas que se van apisonando hasta
lograr la compactación necesaria.
Se utilizan tierras naturales y limpias; pueden ser obtenidas de la propia
excavación o de préstamos que ya se definen en la etapa de proyecto, o se
autorizan por el Director de Obra.
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El ancho de la zanja debe permitir realizar con comodidad los trabajos; de
acuerdo a su profundidad se recomienda tomar las medidas libres y medidas
entre las probables entibaciones, conforme lo siguiente:
Profundidad
Ancho Mínimo
Hasta 1,5m
0,65 m.
Hasta 2m
0,75 m.
Hasta 3m
0,80 m.
Hasta 4m
0,90 m.
Más de 4m
1,00 m.
Finalizado el vaciado, se realizan los Trabajos de Replanteo de la cimentación y
de saneamiento del edificio.
Se marcan las zapatas y vigas riostras identificadas, dejando siempre puntos
fijos externos como referencia, y se efectúa la excavación. Cuando se finaliza la
excavación se procede al refino manual de los paramentos y a la limpieza en el
fondo.
Deberá prestarse especial cuidado al efectuar zanjas y pozos en los bordes del
vaciado para cimentación de los muros.
1.2
Equipos para el movimiento de tierras
Equipos de limpieza y desbroce

Bulldozeres

Moto-Traillas

Tractores con Traillas
Equipos de nivelación y compactación
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
Motonieveladoras

Rodillos Compactadores

Camiones cuba y Tractores con
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cuba de agua
Equipos de Transporte

Bañeras de 38 Tm y 40 Tm

Dumperes 3 y 4 ejes

Dumperes Extravíales Articulados

Góndola
Equipos de Carga y Arranque

Palas Cargadoras

Retroexcavadoras
Otros
Además de la maquinaria pesada, en la obra es necesario otro tipo de
maquinaria. Trabajos como colocar tubería, excavar pequeñas zanjas, carga de
material en espacios reducidos, regar caminos y explanadas, aspirar balsas etc.
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
Camión grúa

Mini excavadoras y Mini cargadoras

Accesorios:
Barredoras,
extendedoras.

Góndola
Camión con góndola para transporte de maquinaria
1.3
Cambios de Volumen
El estudio de los cambios de volumen tiene interés porque en el proyecto de
ejecución de una obra de movimiento de tierras, los planos están con sus
magnitudes geométricas, y todas las mediciones son cubicaciones de m3 en
perfil y no pesos, ya que las densidades no se conocen exactamente. Los
terraplenes se abonan por m3 medidos sobre los planos de los perfiles
transversales.
Los materiales provienen de industrias transformadoras, graveras, canteras,
centrales de mezclas, o de la propia naturaleza. En este caso el material ha
sufrido transformaciones, y ha pasado de un estado natural en banco o
yacimiento a un perfil, mediante las operaciones citadas anteriormente.
En las excavaciones hay un aumento de volumen a tener en cuneta en el
acarreo, y una consolidación y compactación en la colocación en el perfil.
En los medios de acarreo hay que considerar la capacidad de la caja en
volumen y en toneladas, y elegir la menor de acuerdo con la densidad.
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Los terrenos, ya sean suelos o rocas más o menos fragmentadas, están
constituidos por la agregación de partículas de tamaños muy variados. Entre
estas partículas quedan huecos, ocupados por aire y agua.
Si mediante una acción mecánica variamos la ordenación de esas partículas,
modificaremos así mismo el volumen de huecos.
Es decir, el volumen de una porción de material no es fijo, sino que depende de
las acciones mecánicas a que lo sometamos. El volumen que ocupa en una
situación dada se llama volumen aparente.
Por esta razón, se habla también de densidad aparente, como cociente entre la
masa de una porción de terreno, y su volumen aparente:
da : densidad aparente.
Va : volumen aparente.
M : masa de las partículas más masa de agua.
El movimiento de tierras se lleva a cabo fundamentalmente mediante acciones
mecánicas sobre los terrenos. Se causa así un cambio de volumen aparente,
unas veces como efecto secundario (aumento del volumen aparente mediante la
excavación) y otras como objetivo intermedio para conseguir la mejora del
comportamiento mecánico (disminución mediante apisonado).
La figura 1.1 presenta esquemáticamente la operación de cambio de volumen.
En la práctica se toma como referencia 1m3 de material en banco y los
volúmenes aparentes en las diferentes fases se expresan con referencia a ese
m3 inicial de terreno en banco.
Fig. 1.1
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La figura 1.2 representa la evolución del volumen aparente (tomando como
referencia 1m3 de material en banco), durante las diferentes fases del
movimiento de tierras.
Fig. 1.2
Mientras no se produzcan pérdidas o adición de agua, una porción de suelo o
rocas mantendrá constante el producto de su densidad aparente por su volumen
aparente, siendo esta constante la masa de la porción de terreno que se
manipula.
Va x da = M
En el movimiento de tierras esta limitación se satisface muy pocas veces
(evaporación, expulsión de agua durante el apisonado, adición de agua para
facilitar el apisonado, etc.), por lo que la ecuación anterior no es de aplicación
general.
En adelante se entenderá que los conceptos de volumen y densidad se refieren
a volumen aparente y densidad aparente, aunque se omita el adjetivo aparente.
La Figura 1.3 indica variaciones en volúmenes y densidades en las operaciones
del movimiento de tierras.
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Fig. 1.3 Volúmenes y densidades en el movimiento de tierras
II. VOLUMEN DE ESPONJAMIENTO Y ENJUNTAMIENTO
Al excavar el material en banco, éste resulta removido con lo que se provoca un
aumento de volumen.
Este hecho ha de ser tenido en cuenta para calcular la producción de excavación y
dimensionar adecuadamente los medios de transporte necesarios.
En todo momento se debe saber si los volúmenes de material que se manejan
corresponden al material en banco (Banco, bank, B) o al material ya excavado
(Suelto, loose, S).
Se denomina factor de esponjamiento (Swell Factor) a la relación de volúmenes antes
y después de la excavación.
FW : factor de esponjamiento (swell)
VB : volumen que ocupa el material en banco
VS : volumen que ocupa el material suelto
dB : densidad en banco
dS: densidad del material suelto.
Se tiene que:
M = dS x VS = dB x VB
El factor de esponjamiento es menor que 1. Sin embargo si en otro texto figura otra
tabla con factores mayores que 1, quiere decir que están tomando la inversa, o sea
F´=VS/VB y si se desean emplear las fórmulas expuestas aquí, deben invertirse.
Otra relación interesante es la que se conoce como porcentaje de esponjamiento. Se
denomina así al incremento de volumen que experimenta el material respecto al
que tenía en el banco, o sea:
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SW : % de esponjamiento
O en función de las densidades:
Son frecuentes tablas en las que aparece el valor del esponjamiento para diferentes
materiales al ser excavados. Conviene por ello deducir la relación entre volúmenes o
densidades en banco y en material suelto. Para volúmenes se tiene:
Para densidades resulta:
El porcentaje de esponjamiento y el factor de esponjamiento están relacionados:
y por consiguiente conociendo el % de esponjamiento de un material se conoce su
factor de esponjamiento, y viceversa, sin más que operar en la expresión anterior.
En la tabla 1.1 aparecen los valores de Fw y Sw característicos de distintos materiales
frecuentes en movimiento de tierras.
III. VALORES DEL ESPONJAMIENTO Y SU FACTOR
En cada caso concreto conviene estudiar los valores de Fw, Sw, para poder calcular
con exactitud los cambios de volumen que va a experimentar el material en las
distintas operaciones.
A falta de un estudio particular, pueden adoptarse los valores que aparecen en la
tabla 1.1.
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Tabla 1.1 Densidades del material en banco y suelto, para los casos más frecuentes del
movimiento de tierras
Al dimensionar los medios de transporte habrá de tenerse en cuenta no solo la
capacidad (m3) que cada vehículo tiene, sino considerar su carga máxima. Para no
sobrepasarla es necesario conocer la densidad del material que se transporta.
En la tabla 1.1 se exponen las densidades del material en banco y suelto, para los
casos más frecuentes del movimiento de tierras. Respecto al transporte, ha de
considerarse la densidad del material suelto.
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IV. EXCAVACIONES
La excavación es el movimiento de tierras realizado a cielo abierto y por medios
manuales, utilizando pico y palas, o en forma mecánica con excavadoras, y cuyo
objeto consiste en alcanzar el plano de arranque de la edificación, es decir las
Cimentaciones.
La excavación puede ser:

Desmonte
El desmonte es el movimiento de todas las tierras que se encuentran por encima
de la rasante del plano de arranque de la edificación.

Vaciado
El vaciado se realiza cuando el plano de arranque de la edificación se encuentra
por debajo del terreno.

Terraplenado
El terraplenado se realiza cuando el terreno se encuentra por debajo del plano de
arranque del edificio y es necesario llevarlo al mismo nivel.
Descripción.
Las excavaciones se refieren al movimiento de todo el material de cualquier
naturaleza que debe ser removido para proceder a la construcción de las
cimentaciones y elevación de las estructuras de acuerdo a los planos y a las
indicaciones del Supervisor.
Las cotas de fondo de cimentación indicada en los planos pueden ser modificadas
Por orden escrita del Ingeniero Supervisor, si tal variación fuese necesaria para
asegurar la estabilidad de la obra.
Clasificación del Terreno.
Para efectos del control del movimiento de tierras y pago respectivo, la excavación
será clasificada según su ubicación relativa al nivel freático en la posa desde que éste
sea detectado durante la realización de la obra y verificación por la Supervisión.
Las excavaciones para estructuras se medirán por metro cúbico de material en su
posición original y usando el método del promedio de las áreas en las secciones
extremas.
El volumen de material realmente excavado será medido de acuerdo a un prisma
delimitado por los siguientes planos:
El Fondo de la Cimentación:
A. Los planos verticales que se encuentren en el perímetro y paralelos al borde,
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Extremo de las estructuras para construirse.
B. La delimitación superior de acuerdo a lo siguiente:
 En las secciones de relleno: la superficie existente del terreno:
Según las secciones transversales.
 En las secciones de corte: la superficie de la excavación efectuada:
Según planos.
En conclusión, la excavación se medirá clasificándola de la siguiente manera:
 Excavación de falsa zapata, zapatas, cimiento corrido y otros sobre la Napa
Freática.
 Excavación de falsa zapata, zapatas, cimiento corrido bajo la napa freática.
En este caso, según el estudio de suelos a una profundidad de 1.20m no se encontró
presencia de Napa Freática.
Ejecución.
El fondo de cimentación deberá ser nivelado rebajando los puntos altos pero de
ninguna manera rellenando los puntos bajos. En cualquier tipo de suelo, al ejecutar
los trabajos de excavación o nivelación, se tendrá la precaución de no producir
alteraciones en la consistencia del terreno natural de base.
Las excavaciones para falsas zapatas y cimientos corridos serán del tamaño exacto al
diseño de estas estructuras, se podrá omitir los moldes laterales, cuando la
estabilidad del terreno lo permita y no haya peligro de hundimiento o derrumbe al
depositar el concreto de los cimientos. Se obtendrá la aprobación para las zanjas y
excavaciones de las zapatas antes de vaciar el concreto. No se permitirá ubicar
zapatas o cimientos sobre material de relleno sin una consolidación adecuada a juicio
del Supervisor. En excavaciones en material suelto, deberá evitarse se produzcan
derrumbes, pudiéndose en algunos casos utilizar entablado o tablaestacas, cuando
así lo disponga el Ingeniero Supervisor.
Unidad de medida:
La unidad de medida de la partida será por metro cúbico (M3.).
Condiciones de Pago:
Se pagara por M3 después de ser terminada la partida
V. CORTES
5.1
Corte y Nivelación Manual de terreno rocoso
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Descripción
Cuando en la zona de trabajo exista la presencia de desniveles pronunciados,
en toda el área de construcción deberá efectuarse un corte de terreno a mano
y/o ha maquina.
Las cotas de fondo de corte indicada en los planos pueden ser modificadas Por
orden escrita del Ingeniero Supervisor, si tal variación fuese necesaria para
asegurar la estabilidad de la obra.
Ejecución
El fondo del área de corte, deberá ser nivelado rebajando los puntos altos pero
de ninguna manera rellenando los puntos bajos. En cualquier tipo de suelo, al
ejecutar los trabajos de excavación o nivelación, se tendrá la precaución de no
producir alteraciones en la consistencia del terreno natural de base.
Para efectos de metrado se deberá tener en cuenta el mismo procedimiento de
la partida de excavación de zanjas.
Forma de Medición y Pago
La unidad de medida de la partida será por metro cúbico (M3).
El precio de la partida incluye la mano de obra, equipos, herramientas e
imprevistos necesarios para la ejecución de la partida indicada en el
presupuesto.
5.2
Corte superficial de terreno hasta 0.20m.
Descripción.
Cuando en la zona de trabajo exista la presencia de jardines con plantas
menores, y material orgánico, en toda el área de construcción deberá efectuarse
un corte de terreno a mano y/o ha maquina hasta una profundidad mínima de
020m. de espesor con la finalidad de retirar todo el material orgánico de la zona
y reemplazar este con material de préstamo, según sea el caso.
Las cotas de fondo de corte indicada en los planos pueden ser modificadas Por
orden escrita del Ingeniero Supervisor, si tal variación fuese necesaria para
asegurar la estabilidad de la obra.
Ejecución.
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El fondo del área de corte, deberá ser nivelado rebajando los puntos altos pero
de ninguna manera rellenando los puntos bajos. En cualquier tipo de suelo, al
ejecutar los trabajos de excavación o nivelación, se tendrá la precaución de no
producir alteraciones en la consistencia del terreno natural de base.
Para efectos de metrado se deberá tener en cuenta el mismo procedimiento de
la partida de excavación de zanjas.
Unidad de medida:
La unidad de medida de la partida será por metro cúbico (M3.).
Condiciones de Pago:
Se pagara por M3 después de ser terminada la partida.
VI. RELLENOS
6.1 Relleno manual con material propio
Descripción
Se hará rellenos en todos los lugares que lo necesiten, siempre y cuando el
volumen de lo rellenado no sirva de base o apoyo a un elemento estructural que
transmita carga contra el suelo. Esta especificación no es aplicable para zonas
de relleno sobre las que se construirán pavimentos.
Todo material usado en el relleno deberá ser de calidad aceptable a juicio del
Ingeniero Supervisor y no obtendrá materia orgánica ni elementos inestables o
de fácil alteración. El relleno será medido en metros cúbicos hasta el volumen
determinado en cada caso por planos paralelos a la estructura correspondiente,
según lo indicado en los planos. Los rellenos derivados de excavaciones
mayores a las señaladas, serán de responsabilidad del Ingeniero Residente.
Forma de Medición y Pago
El método de medición será por metro cúbico (M3), obtenido de la sección
transversal por la longitud de relleno, según lo indicado en los planos aceptados
por el Supervisor.
El precio de la partida incluye la mano de obra, herramientas e imprevistos
necesarios para la ejecución de la partida indicada en el presupuesto.
6.2
Relleno Compactado C/Equipo - Material de Préstamo.
Descripción.
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Esta partida de relleno con material de préstamo se ejecutará con la finalidad de
conformar los niveles de sub rasante para pisos y veredas, de acuerdo a los
niveles de piso terminado indicado en los planos. Y para rellenar estructuras de
cimentación.
El material selecto para el relleno debe estar libre de desperdicios orgánicos, y
tendrá una granulometría inferior a 2”.
Los materiales que se usarán como relleno de préstamo serán suelos
granulares del tipo A-1-a
o
A-1-b del sistema de clasificación AASHO,
debiendo cumplir de acuerdo al estudio de suelos con los requisitos de
granulometría siguiente:
__________________________________________________________________
Tamaño de la Malla
Porcentaje que Pasa (En Peso) Aasho T-11 Y T-27
Abertura Cuadrada
Grad. A
Grad. B
Grad. C
02 Pulgadas
100
100
-
01 Pulgadas
60 –100
-----
100
3/8 Pulgadas
40 – 65
50-100
65-100
No. 4
(4.76 mm)
30-50
40-80
50 -100
No. 10 (2.00 mm)
20-35
30-50
35 -85
No. 40 (0.420mm)
12-20
15-30
20 -50
No. 200 (0.074mm)
5-10
8-19
10-
Compactación
El procedimiento para la ejecución de esta partida, será por capas de 10 cm. Y
será compactada en su ancho total con rodillo liso vibratorio con un peso
mínimo de 1 Ton., o con plancha compactadora de 8 HP. Se podrá utilizar
equipos similares previa aprobación de la supervisión.
La compactación deberá continuar hasta lograr una densidad de no menos de
95%. De la máxima densidad por el método de Proctor Modificado (AASHTO T180) – Pisón de 10 Lbs. Y 18” de caída.
Unidad de medida:
La unidad de medida de la partida será por metro cúbico (M3.).
Condiciones de Pago:
El pago por esta partida se efectuará por metro cúbico de material rellenado en
obra, el pago constituirá la compensación total por toda la mano de obra,
equipo, herramientas e imprevistos necesario para la ejecución de Trabajo.
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VII. ELIMINACIÓN
Acarreo de material excedente hasta una distancia promedio de 30m
Descripción.
El contratista, durante la ejecución de la obra deberá tener el terreno completamente
limpio, y una vez terminada la obra, deberá dejar el terreno completamente limpio de
desmonte y otros materiales que impidan los trabajos de jardinería y otras obras. En
las zonas donde va ha sembrarse césped y otras plantas, el terreno deberá quedar
rastrillado y nivelado. Todos los desechos se juntaran en rumas alejadas del área de
la construcción en sitios accesibles para el despeje y eliminación con los vehículos
adecuados previniendo el polvo excesivo para lo cual se dispondrá de una sistema de
regado conveniente.
El material será transportado a botadores aprobados por la supervisión y que no
contravengan con los dispositivos Municipales, bajo responsabilidad del Contratista.
El material a eliminar se medirá por m3 en estado suelto y según la cantidad real
constatada.
Unidad de medida:
La unidad de medida de la partida será por metro cúbico (M3.).
Condiciones de Pago:
Se pagara por M3 de material eliminado.
Páginas a revisar, importantes para el examen
http://grupos.unican.es/gidai/asignaturas/CI/MMT.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Maquinaria_de_movimiento_de_tierras
http://www.excamposta.com/mambo/index.php?option=com_content&task=view&id=26&Ite
mid=37&PHPSESSID=1945bc83aaecc98cfe7876c4243b8ec5
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