Relleno de caja con material producto de excavación, incluye traspaleo, tiro, acomodo y compactación.

Opciones y Alternativas: Métodos de Excavación

La primera decisión estratégica que impacta el presupuesto y el cronograma de los preliminares de obra es cómo se moverá la tierra. La elección entre la fuerza humana y la potencia del diésel no es arbitraria y depende del volumen, el acceso al sitio y la precisión requerida.

Excavación Manual (a Pala y Pico)

Este método implica el uso intensivo de cuadrillas de peones equipados con herramienta menor. El proceso es una combinación de afloje y extracción: el pico se utiliza para romper y descompactar el terreno, mientras que la pala se usa para extraer el material y cargarlo en carretillas.

• Ventajas: Ofrece una alta precisión, siendo el método indispensable para el "afine" final de taludes y fondos. Permite trabajar en sitios reducidos, con accesos limitados o donde la maquinaria pesada no puede maniobrar.

• Desventajas: Es un proceso lento y, en términos de costo de excavación por m3, es significativamente más caro que el método mecánico. Esto se debe directamente al bajo rendimiento de la mano de obra por jornada.

Excavación con Maquinaria Pesada (Retroexcavadora)

Para la remoción masiva de tierra, la retroexcavadora es la herramienta estándar de la industria. Esta máquina utiliza un brazo hidráulico y un "cucharón" para extraer grandes volúmenes de material en poco tiempo.

• Ventajas: Velocidad y eficiencia incomparables para grandes volúmenes (cientos o miles de metros cúbicos). El costo de excavación por m3 se reduce drásticamente; un análisis de 2024 muestra precios unitarios de excavación mecánica (sin incluir carga) tan bajos como $76.34 MXN por m³.

• Desventajas: Requiere un espacio amplio para maniobrar y un acceso despejado al sitio. El acabado que deja es basto, por lo que siempre se requiere un "afine" manual posterior para alcanzar los niveles precisos de desplante.

Excavación en Material Tipo A, B y C

Este es el factor técnico que define el costo y el rendimiento. En la construcción mexicana, los suelos se clasifican comúnmente en tres tipos según su dureza y la dificultad para excavarlos.

• Material Tipo A: Suelos blandos como tierra de cultivo, arena suelta o limos. Es material que "puede retirarse con pala sin requerir el uso del pico". El rendimiento de la mano de obra es alto, promediando entre 3.5 y 4.5 m³ por jornada.

• Material Tipo B: Suelos semiduros. Este es el material más común en las estimaciones e incluye tepetates, arcillas compactas o conglomerados medianamente cementados. Su característica principal es que "requiere un esfuerzo considerable y constante con el pico para aflojarlo antes de poder palearlo". El rendimiento manual cae drásticamente a un promedio de 1.8 a 2.5 m³ por jornada.

• Material Tipo C: Suelos duros o roca. Incluye roca fracturable o conglomerados fuertemente cementados. La excavación manual en este material es "extremadamente lenta" e ineficiente, a menudo requiriendo herramientas neumáticas. El rendimiento manual es mínimo, cayendo por debajo de 1.25 m³ por jornada.

¿Qué método me conviene más?

La respuesta casi siempre es un enfoque híbrido. Para proyectos de autoconstrucción o remodelaciones con volúmenes pequeños (menos de 20 m³) o en patios traseros sin acceso, la excavación manual es la única opción.

Sin embargo, para cualquier obra nueva de tamaño considerable (más de 50 m³), la práctica profesional estándar es utilizar maquinaria (retroexcavadora) para remover el 90% del volumen de forma rápida y económica. Una vez que la máquina se acerca a los niveles finales, se retira y una cuadrilla de peones ingresa para realizar el "afine" manual de precisión, garantizando que el fondo y los taludes queden exactamente en las cotas especificadas por el proyecto.

Proceso Constructivo Paso a Paso: Excavación y Manejo de Material

Realizar una excavación en caja es un proceso logístico que va mucho más allá de simplemente "hacer un hoyo". Requiere una secuencia ordenada para garantizar la precisión, la eficiencia y la seguridad.

1. Trazo y Nivelación de la "Caja"

Este es el primer paso de los preliminares de obra, también conocido como "replanteo". Consiste en dibujar en el terreno las dimensiones exactas de la excavación. Se utilizan estacas de madera, hilos (reventón) y cal para marcar el perímetro exacto de la "caja" que se va a excavar.

Es crucial establecer "bancos de nivel" (referencias de altura fijas) fuera del área de excavación. Estos bancos serán la referencia intocable que el topógrafo o maestro de obra usará para verificar la profundidad correcta durante todo el proceso.

2. Afloje y Extracción del Material

Una vez trazada la caja, comienza la remoción. Si se usa maquinaria, la retroexcavadora simplemente extrae el material. Si el método es manual y el suelo es Tipo B (el más común), el proceso es de dos pasos: primero, los peones usan el pico para aflojar y quebrar el tepetate o la arcilla compacta; segundo, usan la pala para extraer el material suelto.

3. El Costo Oculto: Traspalear el Material

Aquí es donde muchos presupuestos de autoconstrucción fallan. El material excavado se acumula inicialmente en el borde de la excavación. Traspalear material es el término de obra para la acción de mover horizontalmente esa tierra dentro del sitio.

El precio unitario de excavación generalmente solo cubre la acción de sacar la tierra y apilarla a un costado (a menos de 2 metros, según la norma de seguridad ). Sin embargo, ese material estorba y debe ser movido a un acopio central (donde no estorbe la obra) o directamente al camión de volteo. Este movimiento, usualmente hecho con carretilla, es el "traspaleo" y se cobra como una partida separada. El costo de este traspaleo depende de la distancia; un rendimiento estándar para mover tierra con carretilla a una "primera estación" (20 metros) es de 4.5 a 5.5 m³ por jornada de un peón.

4. Carga y Acarreo del Material Sobrante (Escombro)

No todo el material extraído se reutiliza como relleno. El material sobrante (escombro) debe ser retirado de la obra. Este proceso tiene dos costos: la carga (subir el material del acopio al camión de volteo) y el acarreo (el costo del viaje del camión a un tiradero autorizado).

En este punto es crucial entender el concepto de "abundamiento". La tierra, al ser excavada, pierde su compactación natural y se "esponja", aumentando su volumen. Un metro cúbico (1 m³) de tierra en su estado natural ("en banco") puede convertirse fácilmente en 1.25 o 1.3 m³ de material suelto ("escombro"). El error común es calcular 10 viajes de camión para 100 m³ de excavación (medida en banco), cuando en realidad se generarán 130 m³ de escombro, requiriendo 13 viajes. Este 30% de diferencia es un sobrecosto directo en el acarreo.

5. Afine de Taludes y Fondo de la Excavación

Una vez que se ha alcanzado la profundidad aproximada, se realiza el trabajo de precisión. El "afine" es el trabajo manual de "rasurar" las paredes de la excavación (los taludes) y el piso (el fondo). El objetivo es dejar las superficies perfectamente planas, uniformes, "sin protuberancias ni oquedades" , y exactamente en la cota de desplante especificada en los planos. Este es un control de calidad indispensable antes de colocar la plantilla y el acero de la cimentación.

Listado de Materiales y Herramientas

Para ejecutar correctamente la excavación y el manejo de materiales, se requiere una combinación de mano de obra, herramienta menor y, opcionalmente, maquinaria. La siguiente tabla desglosa los componentes clave.

Cantidades y Rendimientos de Materiales

En la excavación manual, el costo está dominado por la mano de obra. Por lo tanto, el dato más importante para un analista de costos es el "rendimiento": cuántos metros cúbicos (m³) puede excavar o mover un peón en una jornada de 8 horas. Este rendimiento varía drásticamente según la actividad y el tipo de suelo.

Análisis de Precio Unitario (APU) - 1 m³ de Excavación en Caja

Para entender de dónde proviene el costo, presentaremos un Análisis de Precio Unitario (APU) detallado. Este es un ejemplo del Costo Directo (CD) para el concepto "1 metro cúbico (m³) de Excavación en Caja por medios manuales en material Tipo B, de 0 a 2 metros de profundidad".

Premisas para la Estimación 2025:

1. Rendimiento de Mano de Obra: Se utilizará un rendimiento conservador de 2.0 m³ por jornada.

2. Costo de Mano de Obra (Peón): El salario mínimo de 2025 (Zona General $278.80 MXN) no es el salario real de la construcción. Se estima un Salario Diario Integrado (SDI) para un Peón o Ayudante General (que incluye prestaciones de ley como IMSS, Infonavit, aguinaldo) de $460.00 MXN por jornada (Jor), basado en tabuladores de 2024 (aprox. $403.29 MXN) más la inflación y ajustes de 2025.

3. Herramienta Menor: Se aplica un 3% sobre el costo total de la mano de obra, una práctica estándar en la industria de México para cubrir el desgaste de palas, picos, etc..

Cálculos del APU:

• Cantidad de Mano de Obra (Peón): (1 m³) / (Rendimiento de 2.0 m³/Jor) = 0.50 Jornadas.

• Importe de Mano de Obra: 0.50 Jor * $460.00 MXN/Jor = $230.00 MXN.

• Importe de Herramienta Menor: 3% de $230.00 MXN = $6.90 MXN.

Tabla: APU (Estimación 2025) - 1 m³ de Excavación Manual (Material B)

Aviso Importante sobre Costos: Este es un Costo Directo estimado para 2025. No incluye costos indirectos de oficina, utilidad del contratista, financiamiento ni IVA. Los precios unitarios reales varían significativamente entre diferentes regiones de México, la inflación y las condiciones específicas del sitio.

Normativa, Permisos y Seguridad: Construye con Confianza

Excavar es, estadísticamente, una de las actividades más peligrosas en una obra, con un alto riesgo de fatalidad por sepultamiento. Por esta razón, está estrictamente regulada.

Normas Oficiales Mexicanas (NOM) Aplicables

La norma rectora para la seguridad en excavaciones en México es la NOM-031-STPS-2011, Construcción-Condiciones de seguridad y salud en el trabajo. Esta norma es de cumplimiento obligatorio y establece los requisitos mínimos para prevenir riesgos.

Para excavaciones, la NOM-031-STPS-2011 exige, entre otras cosas :

1. Protección de Taludes y Ademes: Se deben reforzar las paredes (taludes) de cualquier excavación donde exista riesgo de derrumbe. Esto se hace mediante ademes (sistemas de apuntalamiento o shoring) , puntales o mallas.

2. Escaleras de Acceso: En excavaciones de 1.20 metros o más de profundidad, se debe proveer una escalera o rampa para la entrada y salida segura de los trabajadores. La distancia horizontal máxima desde cualquier punto de trabajo a una escalera no debe exceder los 7 metros.

3. Acopio de Material: Queda prohibido acumular el material excavado o tierra a menos de 2 metros de distancia del borde de la excavación. El peso del material (sobrecarga) puede provocar el colapso de la pared.

¿Necesito un Permiso de Construcción?

Sí, de forma contundente. Cualquier excavación destinada a alojar una cimentación, un sótano o una estructura permanente siempre requiere un permiso o licencia de construcción.

En muchas jurisdicciones, como la Ciudad de México, las excavaciones que superan 1.0 metro de profundidad requieren una "Licencia de Construcción Especial". Para obtener este permiso, las autoridades exigirán planos estructurales firmados por un Director Responsable de Obra (DRO) y, para cualquier construcción de tamaño considerable o profundidades mayores, un Estudio de Mecánica de Suelos que justifique la estabilidad del suelo y el diseño de la cimentación.

Seguridad en el Sitio de Trabajo (Equipo de Protección Personal - EPP)

El riesgo más crítico en una excavación es el colapso de las paredes, que puede causar el sepultamiento de los trabajadores en segundos.

• EPP Básico Obligatorio: Todo el personal que labore en o cerca de la excavación debe usar, como mínimo: casco de seguridad, botas de seguridad con casquillo de acero y guantes de carnaza o lona para proteger contra la abrasión y cortes.

• Excavaciones Profundas (Espacios Confinados): Una excavación profunda (como un sótano de varios niveles) se clasifica también como un "Espacio Confinado". En estos casos, se debe cumplir adicionalmente con la NOM-033-STPS-2015. Esto implica medidas de seguridad mucho más estrictas, como un vigía permanente en la superficie, sistemas de ventilación forzada, arneses y líneas de vida, y, de manera crucial, monitoreo de gases para detectar atmósferas peligrosas (bajas en oxígeno o altas en gases tóxicos) antes de que el personal ingrese.

Costos Promedio por m³ de Excavación en México (Estimación 2025)

A continuación, se presenta una tabla con los costos promedio "a destajo" (pago por unidad de trabajo) que un maestro de obra o autoconstructor puede esperar pagar por la mano de obra en México. Estos precios son una proyección para 2025, basados en el APU analizado y tabuladores de 2023-2024 más un ajuste por inflación.

Advertencia Crítica: Los costos presentados son estimaciones para 2025 y reflejan precios de mano de obra a destajo (pago por trabajo) o costo directo. No incluyen IVA, indirectos de obra, ni la utilidad del contratista. Son costos aproximados, sujetos a una alta variación regional dentro de México, la inflación y el tipo de cambio.

Usos Comunes en la Construcción

La excavación en caja es un procedimiento fundamental en la construcción civil y de edificación. Su objetivo es siempre crear un espacio volumétrico definido y estable para alojar una nueva estructura.

Excavación para Cimentaciones (Zapatas y Losas)

Este es el uso más frecuente. Se excava la huella completa de la edificación hasta la profundidad de desplante (suelo firme) dictada por el cálculo estructural. Sobre este fondo nivelado se construye la cimentación, ya sea una losa de cimentación completa (común en suelos de baja capacidad) o un sistema de zapatas aisladas y corridas interconectadas.

Construcción de Sótanos y Estacionamientos Subterráneos

Esta es la definición literal de una "caja". Se excava un volumen masivo por debajo del nivel de la calle para construir niveles subterráneos de estacionamiento, bodegas, cuartos de máquinas o áreas habitables.

Excavación para Albercas y Cisternas

Aunque a menor escala, una alberca o una cisterna de gran capacidad requiere una excavación en caja precisa. Se crea el "molde" en el terreno donde posteriormente se construirán los muros y la losa de fondo de concreto que contendrán el agua.

Caja para Terracerías y Mejoramiento de Suelos

En el campo de las terracerías, la excavación en caja es parte de un proceso más amplio de movimiento de tierras. En terrenos inclinados, se realiza un "corte" (una excavación en caja) en la parte alta del terreno. El material producto de esta excavación se utiliza como relleno en la parte baja para ampliar y nivelar una plataforma. A este proceso de reutilizar el material en el mismo sitio se le conoce como "balanceo de terracerías".

Errores Frecuentes y Cómo Evitarlos

La excavación es una partida costosa y peligrosa. Los siguientes errores son los más comunes en la práctica y pueden tener consecuencias graves, tanto financieras como de seguridad.

Checklist de Control de Calidad

Para asegurar que la excavación se ejecute con los estándares de calidad y seguridad requeridos, un supervisor de obra o DRO debe revisar los siguientes puntos.

• Fase de Preparación:

  • Verificar que el trazo y nivelación coincidan exactamente con las medidas de los planos arquitectónicos y estructurales.

  • Confirmar la localización (y protección, si es necesario) de servicios subterráneos existentes (agua, drenaje, gas, electricidad).

  • Asegurar que los "bancos de nivel" de referencia estén colocados en zonas seguras, fuera del área de excavación y tránsito.

• Durante la Excavación:

  • Inspeccionar visualmente los taludes (paredes) al menos una vez por turno. Buscar grietas, desprendimientos o filtraciones de agua, que son señales de inminente colapso.

  • Verificar el cumplimiento de la NOM-031: ¿El material de acopio está a más de 2 metros del borde?.

  • Verificar los accesos seguros: ¿Están las escaleras instaladas correctamente si la profundidad supera 1.2 metros?.

  • Supervisar el uso constante de EPP (casco, botas, guantes) en todo el personal dentro y alrededor de la excavación.

• Inspección Final:

  • Comprobar con equipo topográfico que el fondo de la excavación (nivel de desplante) está a la cota exacta especificada en el proyecto.

  • Asegurar que el fondo esté limpio, sin material suelto, firme, seco y listo para recibir la plantilla de concreto.

Mantenimiento y Vida Útil: Protege tu Inversión

Esta sección se enfoca en el uso del material producto de la excavación como relleno, una vez que la cimentación o los muros del sótano están construidos.

Mantenimiento y Vida Útil del Relleno

Es tentador usar el mismo material que se excavó para el relleno con material producto de excavacion. Sin embargo, esto requiere criterio técnico:

1. Selección: El material Tipo A (tierra vegetal, de color oscuro, con raíces y materia orgánica) NUNCA debe usarse para un relleno estructural. Debe desecharse.

2. Uso de Material Tipo B: El material Tipo B (tepetates, arcillas) SÍ puede reutilizarse, pero debe ser aprobado por el estudio de mecánica de suelos, ya que algunas arcillas son expansivas.

3. Proceso: El relleno estructural (ej. el que rodea los muros de un sótano o el que va bajo un piso) no debe simplemente "vaciarse". Debe colocarse en capas delgadas (usualmente de 20 cm) y cada capa debe ser compactada mecánicamente (con una "bailarina" o placa vibratoria) hasta alcanzar el grado de compactación especificado (usualmente 90% a 95% de su peso volumétrico seco máximo).

Mantenimiento y Vida Útil: Un relleno estructural que ha sido seleccionado, colocado y compactado correctamente es totalmente libre de mantenimiento. Se integra a la estructura del suelo y su vida útil es la misma que la de la edificación. Por el contrario, un relleno mal compactado (solo aventado con pala) provocará asentamientos diferenciales, causando hundimientos y grietas en pisos, patios y banquetas en el futuro.

Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Cuál es el precio unitario de la excavación en caja por m³?

Como estimación para 2025 en México, el costo directo (mano de obra) para una excavación en caja manual en material Tipo B es de $240 a $280 MXN por m³. Si se utiliza retroexcavadora, el costo puede bajar a un rango de $80 a $110 MXN por m³ (sin incluir la carga del material).

¿Qué es "traspalear material" y por qué se cobra por separado?

"Traspalear" es el término de obra para mover horizontalmente la tierra excavada dentro del sitio, usualmente con pala y carretilla. Se cobra por separado (un costo estimado de $95 - $110 MXN/m³ por 20m) porque el precio de "excavación" generalmente solo cubre sacar el material y apilarlo al borde. El traspaleo es un trabajo logístico adicional.

¿Qué es el "abundamiento" de la tierra y cómo afecta el costo?

El abundamiento es el "esponjamiento" del material. Un metro cúbico (1 m³) de tierra compacta en el terreno ("en banco") se expande y ocupa más volumen cuando se excava (ej. 1.3 m³ suelto). Afecta directamente el costo de acarreo, ya que se debe pagar por transportar un 30% más de volumen de escombro del que se midió "en banco".

¿Es más barato excavar a mano o con máquina?

Para volúmenes grandes (más de 50 m³), la máquina (retroexcavadora) es drásticamente más barata y rápida por metro cúbico. La excavación manual solo es costeable para volúmenes muy pequeños, trabajos de precisión como el afine , o en sitios donde la maquinaria no puede entrar.

¿Puedo usar la misma tierra de la excavación para rellenar mi cimentación?

Depende. El material orgánico (tierra vegetal, oscura, Tipo A) NUNCA debe usarse. El material inerte como tepetate o arcillas (Tipo B) SÍ puede usarse para relleno , pero solo si lo aprueba un estudio de suelos y si se compacta adecuadamente en capas con maquinaria.

¿Qué es una excavación en material "Tipo B"?

Es la clasificación estándar en la construcción en México para un suelo "semiduro". Se refiere a materiales como el tepetate, arcillas compactas o conglomerados que no pueden removerse solo con pala; requieren el uso constante de un pico para aflojarlos antes de palear.

¿Qué tan profunda puede ser una excavación antes de necesitar un permiso especial?

Depende de la localidad, pero como referencia, en la Ciudad de México, cualquier excavación de más de 1.0 metro de profundidad requiere una Licencia de Construcción Especial. Además, por seguridad, la NOM-031-STPS exige medidas de protección (como escaleras y análisis de taludes) en cualquier excavación de más de 1.2 metros de profundidad.

¿Qué es un ademe y cuándo se usa?

Un ademe es un sistema de soporte estructural temporal (hecho de madera, acero o aluminio) que se instala en las paredes (taludes) de una excavación. Su única función es prevenir un colapso y proteger a los trabajadores. Se usa obligatoriamente cuando el suelo es inestable o la profundidad supera los 1.5 metros, según lo determine el análisis de riesgos.

¿Cuál es la diferencia entre excavación en caja y zanjas?

La geometría. Una excavación en caja es ancha y volumétrica, diseñada para alojar estructuras completas como sótanos, cisternas o losas de cimentación. Una zanja es lineal y angosta (más profunda que ancha), diseñada para alojar tuberías, drenajes o cimentaciones corridas.

Videos Relacionados y Útiles

Para complementar esta guía, se recomiendan los siguientes recursos audiovisuales que explican de manera práctica los conceptos de costo, seguridad y proceso en México.

COSTOS de EXCAVACIÓN (Trazo, excavación y mampostería)

Un arquitecto mexicano desglosa los costos asociados a una excavación manual, explicando el APU de forma práctica para autoconstructores.

Fallas en Excavaciones - Causas Comunes

Un ingeniero geotécnico explica por qué colapsan las excavaciones (mal diseño de taludes, sobrecargas) y la importancia de un diseño ingenieril.

Seguridad en Obra: El Uso Correcto de la Carretilla

Video de seguridad industrial que demuestra la forma correcta de traspalear material con carretilla para evitar lesiones y ser eficiente en la obra.

Conclusión

La excavación en caja es mucho más que el primer paso; es el "vaciado" volumétrico que define el desplante de toda la edificación. Como hemos visto, su costo no es un solo número, sino una ecuación compleja que suma varias partidas: la excavación inicial (manual o mecánica), el costo logístico de traspalear material dentro de la obra y el acarreo final del escombro, un costo directamente afectado por el factor de "abundamiento".

El precio unitario de la excavación en caja está intrínsecamente ligado al tipo de suelo (A, B o C), siendo este el factor que determina el rendimiento de la mano de obra. Sin embargo, más allá del presupuesto, la prioridad indiscutible es la seguridad. El cumplimiento riguroso de la NOM-031-STPS para proteger los taludes y al personal no es una opción, sino la única garantía para un proyecto exitoso, rentable y, sobre todo, libre de fatalidades.

Glosario de Términos

• Excavación en Caja: Excavación masiva y de área amplia (en contraposición a una zanja lineal) cuyo fin es alojar estructuras completas como sótanos, cisternas o losas de cimentación.

• Traspalear: La acción de mover material excavado (tierra, escombro) de un punto a otro dentro de la misma obra, comúnmente con pala y carretilla.

• Abundamiento: El incremento de volumen (esponjamiento) que sufre un material como la tierra al ser excavado, pasando de un estado compacto ("en banco") a un estado suelto ("escombro").

• Talud: La superficie inclinada o pared de una excavación o corte. Su estabilidad es un factor crítico de seguridad.

• Ademe: Sistema estructural temporal (de madera, acero u otro material) que se instala para sostener las paredes (taludes) de una excavación y prevenir un derrumbe.

• NOM-031-STPS: Norma Oficial Mexicana emitida por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social que rige las condiciones de seguridad y salud en las obras de construcción, incluyendo los requisitos específicos para excavaciones seguras.

• Terracerías: El conjunto de trabajos de movimiento de tierras (cortes y rellenos) necesarios para modificar el relieve de un terreno y conformar las plataformas niveladas donde se construirá un proyecto.