Excavación y movimiento de tierras

Fórmula para calcular el volumen de una zanja con paredes verticales:

V = a * H * L

Fórmula para calcular el volumen de una zanja con taludes en 2 lados:

V = ( a1 + a2 ) / 2 * H * L

Fórmula para calcular el volumen de una excavación circular con taludes:

V = π * H / 12 * ( d1² + d1*d2 + d2² )

Fórmula para calcular el volumen de una excavación rectangular sin taludes:

V = A * B * H

Fórmula para calcular el volumen de una excavación rectangular con taludes en 4 lados):

V = H / 3 * ( S1 + S2 + √(S1*S2) )

S1 = A1*B1, S2 = A2*B2

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Sobre el cálculo de excavación y movimiento de tierras

Los resultados son aproximados. Antes de usarlo, verifique los cálculos según las normas aplicables y consulte a un especialista. El desarrollador no se hace responsable de las consecuencias del uso sin una verificación del proyecto.

Esta calculadora estima el volumen de excavación (el volumen geométrico de una zanja o un pozo) para cinco formas habituales, con paredes verticales y con taludes. También calcula el volumen de tierra excavada teniendo en cuenta el esponjamiento, para planificar el transporte, el acopio y el relleno.

Referencias y recomendaciones

Símbolos y unidades

Dimensiones se introducen en metros. El volumen se muestra en m3.

Profundidad se indica con H. Las dimensiones en planta dependen de la forma elegida (por ejemplo, L es la longitud de la zanja, A y B son los lados del rectángulo, d es el diámetro).

Volumen geométrico de excavación V

Zanja con paredes verticales se calcula como un prisma rectangular.

V = a * H * L

Zanja con taludes a dos lados se calcula usando el promedio entre el ancho superior y el ancho inferior.

V = (a1 + a2) / 2 * H * L

Pozo circular con taludes se calcula como un tronco de cono (con los diámetros inferior y superior).

V = π * H / 12 * (d12 + d1*d2 + d22)

Pozo rectangular sin taludes se calcula como un prisma rectangular.

V = A * B * H

Pozo rectangular con taludes en cuatro lados se calcula como un tronco de pirámide, usando las áreas en la base y en la coronación.

S1 = A1*B1, S2 = A2*B2

V = H / 3 * (S1 + S2 + √(S1*S2))

Coeficiente de esponjamiento y volumen de tierra excavada Vb

Esponjamiento tiene en cuenta el aumento de volumen tras la excavación. La calculadora usa un coeficiente k (adimensional) y el volumen de tierra excavada se calcula así.

Vb = V * k

Valores típicos se usan a menudo como orientación: tierra suelta o relleno k=1.00, arena k=1.10, arena húmeda k=1.20, suelo arenoso limoso o limo k=1.30, arcilla k=1.40. La elección final depende del método de excavación, la humedad y el grado de compactación en obra.

Cómo se elige el valor final y cómo se aplica el redondeo

Volumen final de excavación es el V calculado para la forma elegida. Volumen final de tierra excavada es Vb, es decir, el mismo volumen multiplicado por el k seleccionado.

Redondeo se aplica a 0.01 m3 para que los resultados sean cómodos en presupuestos y logística. Para pedido y transporte suele añadirse un margen (por ejemplo, 5-10%) considerando el esponjamiento, las pérdidas y las tolerancias geométricas.

Referencias normativas y sentido técnico

Supuestos geotécnicos (elección del talud, comprobaciones de estabilidad, influencia del nivel freático) pertenecen al diseño geotécnico y normalmente se tratan según el Eurocódigo 7 - EN 1997-1 (Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico. Parte 1: Reglas generales) y EN 1997-2 (Eurocódigo 7: Proyecto geotécnico. Parte 2: Reconocimiento e investigación del terreno). Esta calculadora usa geometría y el coeficiente de esponjamiento, por lo que los ángulos de talud y los sistemas de entibación deben definirse en el proyecto y según los requisitos de seguridad en obra.

FAQs

¿Por qué el “volumen de tierra excavada” es mayor que el “volumen de excavación”?

El volumen de excavación V es el volumen geométrico del hueco en el terreno. Tras excavar, el suelo queda más suelto y con más huecos, por eso el volumen real de tierra excavada se estima como Vb = V * k, donde k suele ser mayor que 1.00.

Con taludes, ¿debo usar las dimensiones superiores o las inferiores?

En una zanja con taludes se usan dos anchos: el ancho inferior a1 y el ancho superior a2, y el cálculo emplea su promedio. En un pozo rectangular con taludes se usan las dimensiones inferiores A1, B1 y las superiores A2, B2, porque la forma es un tronco de pirámide.

¿Qué precisión tiene el cálculo del volumen de una zanja o un pozo?

La precisión está limitada por la exactitud de las dimensiones introducidas y por lo bien que la excavación real se ajusta a la geometría ideal. En la práctica influyen las tolerancias de ejecución, los desprendimientos de borde, el espacio extra para encofrados y las instalaciones. Por eso suele aplicarse un margen razonable.

¿Cómo elijo el coeficiente de esponjamiento k para presupuestar y transportar?

Para una estimación rápida, a menudo se usa k=1.10-1.20 en arenas y k=1.30-1.40 en suelos cohesivos (limos, arcillas). Para un valor más preciso, tenga en cuenta el tipo de suelo real, la humedad, el método de excavación y los requisitos de compactación del relleno.

¿Puedo usar esto para determinar el volumen de relleno?

Geométricamente, el volumen de relleno es parecido al volumen de excavación V, pero en la práctica depende de lo que queda dentro (hormigón, capa de limpieza, lechos, tuberías) y de la compactación exigida. Para mediciones de material suele calcularse aparte como V menos los volúmenes de estructuras y capas, considerando un factor de compactación.