U1 - ExcavacionesVoladuras

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EXCAVACIONES, VOLADURAS Y MOVIMIENTOS DE TIERRAS 
MOVIMIENTOS DE TIERRAS 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 2 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 3 © Structuralia 
ÍNDICE 
ÍNDICE ........................................................................................................................................................................... 2 
1. CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DE TIERRAS ....................................................................................... 4 
1.1 Explanaciones ....................................................................................................................................................... 4 
1.2 Zanjas .................................................................................................................................................................. 10 
1.3 Vaciados .............................................................................................................................................................. 12 
1.4 Excavaciones subterráneas ................................................................................................................................. 14 
2. MATERIALES GEOTÉCNICOS Y MOVIMIENTOS DE TIERRAS.......................................................................... 16 
2.1 Suelos .................................................................................................................................................................. 16 
2.2 Rocas .................................................................................................................................................................. 22 
2.3 Estudios geotécnicos ........................................................................................................................................... 26 
3. LA EXCAVABILIDAD DE LOS MATERIALES ....................................................................................................... 29 
3.1 Clasificaciones y métodos para definir la excavabilidad ...................................................................................... 29 
3.2 Criterios a seguir ................................................................................................................................................. 39 
4. VALORACIÓN DE EXCAVACIONES ..................................................................................................................... 43 
4.1 Medición de movimiento de tierras ...................................................................................................................... 43 
4.2 Compensación de tierras ..................................................................................................................................... 48 
5. IMPACTO AMBIENTAL Y SEGURIDAD Y SALUD ................................................................................................ 56 
5.1 Impacto ambiental ............................................................................................................................................... 56 
5.2 Seguridad y Salud ............................................................................................................................................... 62 
 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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1. CLASIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DE TIERRAS 
Los movimientos de tierras más habituales son los llevados a cabo a cielo abierto, es decir, 
realizados en superficie, integrados fundamentalmente por las explanaciones, los vaciados y las 
zanjas. Se tienen también los movimientos de tierras subterráneos, integrados por galerías y 
túneles principalmente, los cuales se realizan bajo el terreno. También se podrían mencionar los 
movimientos de tierras subacuáticos, que integran operaciones como dragados o excavaciones 
de cimentación de estructuras offshore, aunque éstos son movimientos de tierras muy 
particulares que requieren un tratamiento que queda fuera del alcance de este curso. 
 
1.1 Explanaciones 
1.1.1. Generalidades 
Las explanaciones son los movimientos de tierras que se llevan a cabo en el terreno natural 
mediante la aportación o eliminación de material, con el fin de conseguir una superficie con una 
geometría objetivo y una capacidad portante adecuada para el apoyo de una infraestructura. A 
la eliminación de material se le denomina de forma genérica “desmonte” y a la aportación de 
material “relleno”. Cuando ambas operaciones son necesarias en la misma sección transversal, 
se dice que se está en un tramo a “media ladera”. 
Las explanaciones constituyen una parte importante del presupuesto de las obras lineales y son 
difíciles de reparar o modificar una vez la infraestructura ha entrado en servicio. Por ello deben 
ejecutarse correctamente, dedicándoles el cuidado técnico necesario tanto en la fase de diseño 
como de construcción. 
 
1.1.2. Desmontes 
Los desmontes integran la parte de las explanaciones en las que es necesario eliminar material 
para poder conformar una infraestructura a una cota situada bajo la superficie natural del terreno 
(Figura 1). 
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Desde un punto de vista geológico, los materiales a excavar pueden ser muy diversos, pero en 
lo que respecta a los movimientos de tierras, éstos normalmente se clasifican en tres grandes 
grupos1 2: 
▪ Suelos: se consideran suelos aquellos materiales con una resistencia a compresión 
simple inferior a 2 MPa y que por tanto pueden ser excavado por medios mecánicos. 
En ocasiones se denomina “tierra franca”. De forma general se trata de un material 
formado predominantemente por partículas de rocas y minerales derivados de las 
rocas, sin material cementante, con una cierta proporción de aire y de agua (y materia 
orgánica en algunos casos). 
▪ Rocas: se consideran rocas aquellos materiales de elevada resistencia a compresión 
simple (mínimo 5 MPa) que no pueden ser excavados por medios mecánicos, excepto 
empleado martillos neumáticos, y que por tanto, requieren de voladuras para su 
arranque y excavación. Según el método de voladura se puede extraer desde un 
material para escollera y pedraplenes, hasta material para todounos. A menos que se 
empleen voladuras de contorno, es siempre inevitable realizar una cierta 
sobreexcavación respecto del perfil teórico cuando se emplean voladuras. 
▪ Material de tránsito: los materiales de tránsito abarcan aquellos materiales 
intermedios entre suelos y rocas en los que es posible realizar el arranque del material 
mediante el escarificado de terreno o empleado voladuras de esponjamiento. 
La escarificación consiste en el “arado” del terreno, empleando una potencia tal que 
sea posible fragmentar el material. Por su parte, las voladuras de esponjamiento o 
prevoladuras son voladuras ligeras encaminadas a “aflojar” la roca y aumentar la 
fracturación natural del macizo rocoso, llevando a cabo su escarificado posterior. Así 
los consumos específicos de explosivo son bajos y los espaciamientos entre barrenos 
altos (un diseño habitual consiste en una malla cuadrada de barrenos verticales de 
entre 50 y 125 mm de diámetro, altura de bancos pequeñas, de unos 4 m, y consumos 
específicos de explosivos de hasta 0,2 kg/m3). 
 
1 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen I, McGraw-Hill España (2004). 
2 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen II, McGraw-Hill España (2004). 
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De forma aproximada y general, se consideran materiales de tránsito aquellos en losque la velocidad de transmisión de las ondas sísmicas primarias (ondas P) en ellos, se 
encuentra entre 1000 y 2000 m/s. 
Adicionalmente, cabe señalar que la capa superficial del terreno suele estar constituida por tierra 
vegetal, siendo éste un suelo con alto contenido en material orgánico, fácil de excavar pero que 
no puede ser usado en rellenos. Por tanto se debe excavar de forma separada y además debe 
acopiarse adecuadamente para poder ser reutilizado en labores de revegetación. 
Por otra parte, los suelos situados como cimiento de un relleno o en el fondo de un desmonte 
pueden resultar no aptos por su naturaleza o estado, en cuyo caso será necesario eliminar un 
cierto espesor de éstos, realizando lo que se denomina un “saneo” y sustituyendo el material por 
otro de una calidad suficiente, o bien empleando el mismo material pero sometiéndolo a 
tratamiento de mejora (por ejemplo una estabilización con cal). 
Otro aspecto importante a tener en cuenta en los desmonte es la estabilidad de los taludes, los 
cuales no deben ser fuente de inestabilidades locales o globales futuras. Para ello, es necesario 
llevar a cabo un análisis de estabilidad de los taludes apoyando en un buen reconocimiento 
geológico-geotécnico del terreno. Los taludes 2H:1V y 3H:1V son habituales en suelos, mientras 
que en rocas el rango habitual va desde taludes verticales a taludes 2H:1V. 
 
 
Figura 1: Ejemplo de desmote 
 
Nivel natural del terreno
Terreno a eliminar
Perfil a conseguir con el 
movimiento de tierras
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1.1.3. Rellenos 
Los rellenos integran la parte de las explanaciones en las que es necesario aportar material para 
lograr alcanzar una cota determinada por encima de la superficie natural del terreno. Atendiendo 
al tipo de material que forman los rellenos, éstos pueden clasificarse en terraplenes, pedraplenes 
y todounos3 4 5: 
▪ Terraplenes: los terraplenes son rellenos ejecutados con materiales tipo suelo con 
granulometrías no muy superiores a un decímetro (como orden de magnitud, se puede 
limitar el tamaño máximo del material de un terraplén en 15 cm). En la construcción de 
terraplenes se distinguen 4 zonas (Figura 2): cimiento o arranque (parte inferior en 
contacto con el terreno de apoyo, entre 1 y 2 m), núcleo (parte central), espaldones 
(partes laterales) y coronación (parte superior, de entre 0,5 y 1 m que sirve de cimiento 
a la infraestructura apoyada en el terraplén). 
Los suelos ideales para terraplenes son los fáciles de compactar, resistentes y con 
buena estabilidad volumétrica (una vez compactados), con capacidad de drenaje y 
poco sensibles a los cambios de humedad, heladas, alteración y meteorización. Así, lo 
mejores suelos son los suelos granulares de granulometría continua con una pequeñas 
proporción de finos poco plásticos (la inexistencia de finos supone que el material sea 
más difícil de compactar). Estos suelos son los empleados en la coronación del 
terraplén. Los suelos de grano fino pueden emplearse en el núcleo, excepto en el caso 
de arcillas muy plásticas o limos muy compresibles, los cuales no pueden emplearse 
en terraplenes. En los espaldones se buscan características de impermeabilidad, 
resistencia, peso, estabilidad y protección frente a la erosión. 
Por tanto, en cada una de las zonas del relleno, se exigen y limitan diferentes 
propiedades de los materiales a emplear así como el grado de compactación a 
alcanzar, normalmente en base a normativas. 
 
 
3 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen I, McGraw-Hill España (2004). 
4 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen II, McGraw-Hill España (2004). 
5 PG-3, Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carretera y Puentes, Dirección General de 
Carreteras, Ministerio de Fomento de España (2015). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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Por ejemplo, para obras lineales de carretera la norma de aplicación en España para 
definir la calidad de los materiales en las diferentes zonas del terraplén (y otros 
rellenos) es el PG-3 “Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de 
Carretera y Puentes”6. 
 
 
Figura 2: Zonas de un terraplén 
 
▪ Pedraplenes: los pedraplenes son rellenos ejecutados con fragmentos de roca de 
tamaño decimétrico. Los pedraplenes se plantean cuando en la propia traza de la obra 
lineal existen desmontes que pueden proporcionar fragmentos rocosos de buena 
calidad. Frente a los terraplenes, los pedraplenes tienen la ventaja de admitir taludes 
más verticales (lo que reduce el volumen de los rellenos y la superficie ocupada), ser 
resistentes a inundaciones y a la erosión superficial, y ser más rápidos de ejecutar. Los 
asientos a corto plazo sufridos por los pedraplenes son mayores, pero a largo plazo 
son más estables. 
En la construcción de pedraplenes suelen limitarse la cantidad de partículas menores 
a 20 mm y los finos, así como aquellas rocas con forma lajosa. Las rocas resistentes, 
sin meteorización, compactas y estables frente agentes externos son las más 
adecuadas para construir un pedraplén. 
 
6 PG-3, Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para Obras de Carretera y Puentes, Dirección General de 
Carreteras, Ministerio de Fomento de España (2015). 
Nivel natural 
del terreno
Espaldón
Coronación
Núcleo
Espaldón
Cimiento o 
arranque
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Los pedraplenes constan de cimiento, núcleo y espaldones, reemplazándose la 
coronación por una “zona de transición” (de 1 m aproximadamente) donde debe 
realizarse una evolución de la granulometría del pedraplén hacia la correspondiente a 
la coronación de un terraplén, de forma que el relleno pueda servir de cimiento a una 
infraestructura y no presente una superficie con un gran índice de huecos. 
▪ Todounos: los todounos son rellenos en los que las partículas que lo forman abarcan 
un rango de granulometría desde suelos hasta fragmentos de roca. La materiales de 
tránsito normalmente producen material para todounos cuando son excavados. 
Así, un todouno es un relleno que no es ni un terraplén ni un pedraplén. Los todounos 
pueden ejecutarse con fragmentos de roca adecuados para pedraplenes y fragmentos 
no adecuados (por ejemplo, fragmentos lajosos), así como con materiales procedentes 
de canteras y minas. Al igual que los pedraplenes, los todounos constan de cimiento, 
núcleo, espaldones y zona de transición. 
 
1.1.4. Secciones y tramos a media ladera 
Los tramos a media ladera se dan cuando, como resultado de la cota objetivo a alcanzar de 
acuerdo con el perfil de proyecto, parte de la sección debe resolverse como un desmonte y parte 
como un relleno (Figura 3). Es decir, habrá que eliminar material de algunas partes del terreno 
y aportarlo en otras. 
Por tanto, para los tramos a media ladera son de aplicación todas las consideraciones vistas para 
desmontes y rellenos, siendo además localizaciones excelentes para llevar a cabo la 
compensación transversal de los materiales siempre que ello sea posible, de forma que el 
material excavado pueda ser usado como relleno a un coste mínimo. 
 
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Figura 3: Ejemplo de sección a media ladera 
 
1.2 Zanjas 
1.2.1. Generalidades 
Las zanjas son excavaciones largas, estrechas (anchura no superior a 2 m) y poco profundas 
(máximo 7 m) empleadas para localizar en ellas canalizaciones, instalaciones, tuberías…; así, 
se puede referir a este tipo de actividades como “obra lineal enterrada”. Otras veces las zanjas 
se emplean para ejecutar los cimientos de unaedificación. 
Las zanjas se caracterizan porque deben ser en primer lugar excavadas, y tras realizar las 
labores pertinentes en su interior, rellenadas (compactando las tierras). Así, en una zanja se tiene 
a la vez una operación de desmonte y relleno en el mismo lugar, por lo que siempre que es 
posible se emplea el propio material procedente de la excavación como material de aporte para 
el relleno. 
Si bien la excavación de zanjas puede en principio realizarse en cualquier tipo de terreno, lo 
habitual es que se lleven a cabo en terrenos tipo suelo, excavándose por medios manuales o 
mecánicos y alcanzando una profundidad inferior a la del nivel freático para poder trabajar en 
seco dentro de la excavación (en algunos casos puede ser necesario rebajar dicho nivel). 
Similar a las zanjas son los pozos, aunque en este caso se trata de excavaciones verticales o 
inclinadas en la que predomina la dimensión de profundidad sobre las otras dos. 
 
Nivel natural del terreno
Terreno a eliminar 
(desmonte)
Perfil a conseguir con el 
movimiento de tierras
Terreno a aportar 
(relleno)
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1.2.2. Estabilidad de las paredes de la zanja 
Mientras una zanja está abierta es fundamental controlar su estabilidad. Este aspecto es vital, 
dado que en este tipo de obras es bastante común que se produzcan accidentes mortales por 
aterramiento de los trabajadores. En general, los terrenos cohesivos admiten taludes verticales 
a corto plazo fácilmente, de forma que si la profundidad de la zanja es menor a 1,30 m y no 
existen solicitaciones cercanas (como viales) la estabilidad suele estar asegurada. En caso 
contrario (terrenos granulares, profundidades mayores o cargas cercanas), la excavación debe 
contar con taludes inclinados (y adicionalmente con bermas) para que sea estable. El diseño de 
estos taludes debe realizarse en base a un cálculo de estabilidad. 
Cuando no es posible asegurar la estabilidad de la zanja, debe procederse a su entibación, la 
cual puede ser ligera, semicuajada o cuajada: 
▪ Las entibaciones ligeras son aquellas que únicamente emplean codales dispuestos 
perpendicularmente a la longitud de la zanja, los cuales se acuñan contra los taludes 
sobre unas vigas longitudinales. 
▪ Las entibaciones semicuajadas son aquellas en las que además de codales dispuestos 
perpendicularmente a la longitud de la zanja, acuñados contra los taludes sobre unas 
vigas longitudinales, el 50% de la superficie de los taludes se reviste con travesaños 
soportados por las vigas longitudinales. 
▪ Las entibaciones cuajadas son iguales a las semicuajadas, pero revistiendo el 100% 
de las paredes de los taludes. Es la entibación a emplear en terrenos granulares. 
Las entibaciones siempre deben ser dimensionadas para las cargas máximas previsibles en las 
condiciones más desfavorables. El cálculo de las entibaciones puede llevarse a cabo en muchas 
ocasiones a partir de soluciones tabuladas aportadas en normativas y recomendaciones, como 
es el caso de la norma tecnológica NLT-ADZ española7. 
 
7 NTE-ADZ, Acondicionamiento del terreno. Desmontes: Zanjas y pozos, Ministerio de Vivienda de España (1976). 
 
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1.3 Vaciados 
1.3.1. Generalidades 
Los vaciados son excavaciones a cielo abierto en los que el objetivo es eliminar material en un 
una zona para alcanzar una determinada cota por debajo de la superficie del terreno. El vaciado 
es la excavación típica asociada a sótanos y cimentaciones de edificios, y por tanto son muy 
comunes en áreas urbanas. 
Los vaciados se caracterizan porque todo o casi todo el material excavado es llevado a vertedero, 
habiendo muy poca reutilización de los materiales geotécnicos. Se puede ejecutar un vaciado en 
cualquier tipo de terreno, aunque es bastante habitual que se lleven a cabo en suelos dado que 
la capa superficial del terreno normalmente está integrada por este tipo de materiales. Asimismo, 
los vaciados pueden llevarse a cabo por encima o por debajo del nivel freático. 
En este último caso deberán realizarse las operaciones complementarias oportunas para 
controlar el agotamiento y la entrada de agua en la excavación (rebajando dicho nivel en algunos 
casos) con el fin de poder llevar a cabo el vaciado en seco. 
 
1.3.2. Estabilidad de las paredes del vaciado 
De forma simular a las zanjas, los vaciados requieren que los taludes de la excavación sean 
estables. Cuando es posible, los vaciados se excavan dejando unos taludes inclinados 
adecuados al tipo de material excavado, e incluyendo bermas para mejorar la estabilidad. Este 
procedimiento sin embargo requiere ocupar mucho espacio adicional a lo que sería el propio 
vaciado en sí mismo, por lo que solo se aplica en excavaciones poco profundas y cuando es 
posible la ocupación de terrenos colindantes al lugar donde se ejecuta la obra. 
Una alternativa cuando se ejecutan vaciados por encima del nivel freático es realizar la 
excavación por bataches, de forma que se ejecutan taludes verticales pero no de forma continua 
en todo el contorno del vaciado, sino espaciados una cierta distancia, con lo que el propio terreno 
entre bataches contribuye a la estabilidad. Una vez ejecutado el batache, se construye el muro 
de contención, lo que permite excavar el terreno contiguo (ahora es el muro quien contribuye a 
la estabilidad del nuevo batache). 
Los procedimientos anteriores no obstante, no puede emplearse si se intercepta el nivel freático, 
por lo que sólo son de aplicación en excavaciones por encima del nivel freático. 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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Un método de entibación habitual en vaciados es el muro berlinés (Figura 4a). Este tipo de 
entibación consiste en hincar, previamente al inicio del vaciado, una serie de perfiles metálicos 
verticales, entre los cuales se dispondrá posteriormente y a medida que se va excavando una 
serie de tablones de madera que sirven de entibación y sostienen el material, permitiendo un 
talud vertical en la excavación. De ser necesario, los perfiles metálicos pueden apuntalarse con 
codales o anclarse al terreno. Son entibaciones permeables que permiten la entrada de agua en 
la excavación, por lo que se requiere un agotamiento constante de ésta cuando se ejecuta el 
vaciado bajo el nivel freático. Los muros berlineses son un sistema de contención temporal 
seguro y económico, útil en obras de pequeña a mediana envergadura en arenas y suelos 
cohesivos. 
Finalmente, cuando se trabaja bajo el nivel freático en terrenos donde es difícil asegurar su 
estabilidad y/o cuando la entidad del vaciado es importante, se recurre al uso de muros pantalla 
de hormigón, pilotes o tablestacas (Figura 4b). Estos muros se ejecutan antes de empezar la 
excavación, creándose un recinto estanco donde el agua no puede entrar por ninguno de sus 
laterales y únicamente se requiere achicarla del fondo de la excavación. 
 
 
Figura 4: Vaciados en zona urbana: (a) entibación con muro berlinés; (b) construcción bajo el nivel freático al abrigo 
de muros pantalla de hormigón (Terratest – Terra Foundations) 
 
(a) (b)
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1.4 Excavaciones subterráneas 
Las excavaciones subterráneas se llevan a cabo avanzando la excavación bajo el terreno, 
habitualmente en dirección horizontal como en el caso de túneles y galerías. También pueden 
darse excavaciones verticales, por ejemplo para crear pozos o galería de ventilación, aunque 
son menos comunes. 
En función del tipo de terreno, las excavaciones subterráneas pueden llevarse a cabo 
empleando: 
▪ Medios mecánicos similares a los empleados en excavaciones a cielo abierto, tales 
como retroexcavadoras o martillos neumáticos.▪ Maquinaria especialmente diseñada para realizar la excavación en obras subterráneas 
por medios mecánicos, como las rozadoras. Estas máquinas constan de un brazo en 
cuyo extremo se aloja un cabezal rotatorio provisto de picas para el arranque del 
material (Figura 5a). Se emplean fundamentalmente en rocas blandas o muy 
alteradas, materiales de tránsito y suelos cohesivos. 
▪ Tuneladoras, máquinas de gran tamaño que excavan la sección completa del túnel 
mediante una cabeza giratoria dotada de discos o picas de corte (Figura 5b). La 
industrialización de todo el proceso de excavación y sostenimiento que ofrecen da 
como resultado una muy buena calidad del producto final, pero requieren personal 
especializado y son caras, por lo que su uso sólo se justifica en túneles largos (y de 
sección circular). Asimismo, no son aconsejables en terrenos heterogéneos y/o con 
presencia de fallas. 
▪ Voladura, método de excavación versátil que puede emplearse para excavar todo tipo 
de rocas. Es relativamente económico, aunque su rentabilidad decrece con la longitud 
de la obra y requiere de personal técnico especializado para su diseño y ejecución (así 
como la gestión de permisos especiales y el control y almacenamiento de explosivos). 
En cualquier caso, las excavaciones subterráneas están muy condicionadas por la presencia de 
agua y la distancia de los frentes de excavación a los accesos y las bocas de entrada. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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Figura 5: Excavaciones subterráneas: (a) Rozadora (Sandvik); (b) Tuneladora (Herrenknecht) 
 
(a) (b)
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2. MATERIALES GEOTÉCNICOS Y MOVIMIENTOS DE TIERRAS 
Los materiales que se excavan, acarrean, vierten y extienden en los movimientos de tierras son 
casi en su totalidad suelos y rocas. La rama de la ciencia y la ingeniería que estudia estos 
materiales desde el punto de vista técnico es la geotecnia. Conviene por tanto conocer los 
aspectos geotécnicos más relevantes de suelos y rocas aplicables a movimientos de tierras. Para 
ampliar lo aquí expuesto puede consultarse la bibliografía geotécnica8 9 10. 
 
2.1 Suelos 
2.1.1. Tipos de suelos 
Los suelos son materiales formado por partículas de rocas y minerales derivados de las rocas, 
sin material cementante, con una cierta proporción de aire y de agua. En función de su 
naturaleza, se distinguen dos tipos de suelos: 
▪ Suelos granulares: son suelos procedentes de la alteración física de las rocas, en los 
que no existe atracción entre las partículas que lo forman (no tienen cohesión o ésta 
es muy reducida) y las fuerzas determinantes en su comportamiento son fuerzas de 
masa. Se trata de suelos de alta permeabilidad, que trabajan y resisten esfuerzos en 
base a la fricción entre sus partículas y su grado de encaje. Así, sus propiedades 
derivan fundamentalmente de la granulometría. Las gravas y arenas son suelos 
granulares. Algunos limos pueden asimismo considerarse suelos granulares si no 
presentan una plasticidad elevada. 
▪ Suelos cohesivos: son suelos constituidos por minerales arcillosos (silicatos 
hidratados de aluminio (Al), hierro (Fe), magnesio (Mg) u otros metales con cationes 
metálicos como el sodio (Na), el potasio (K) o el calcio (Ca)) resultado de la alteración 
química de las rocas. 
 
8 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
9 F.J. Torrijo and R. Cortés, Los suelos y las rocas en Ingeniería Geológica: Herramientas de Estudio, Editorial 
Universitat Politècnica de València (2007). 
10 F.J. Torrijo, J. Garzón-Roca and G. Cobos, Geotechnical Engineering, Techniques and Methods, Editorial Universitat 
Politècnica de València (2020). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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Se trata de suelos de baja o muy baja permeabilidad que se caracterizan por una 
marcada interacción entre sus partículas consecuencia de la elevada superficie 
específica de las mismas, lo que se traduce en cohesión y plasticidad. Asimismo, tienen 
la capacidad de absorber agua, de forma que pueden sufrir importantes variaciones de 
volumen producidas por cambios de humedad, que van aparejado de una pérdida de 
capacidad resistente. Las arcillas y algunos limos son suelos cohesivos. 
Los suelos existentes en la naturaleza no son puramente ni granulares ni cohesivos, sino que 
están formados por distintas proporciones de cada uno de ellos, aunque normalmente responden 
de acuerdo con la proporción mayor dominante (así, un suelo con más del 50% de proporción 
granular, tiende a comportarse como un suelo granular y viceversa). 
 
2.1.2. Propiedades de los suelos 
Los suelos se caracterizan por estar compuestos de tres fases: la fase sólida, que corresponde 
con las partículas minerales; la fase líquida, que en general es agua, la cual se aloja en los poros 
o espacios existentes entre las partículas minerales; y la fase gaseosa, aire libre que se 
encuentra en los poros no ocupados por el agua. 
Las propiedades básicas de los suelos dan una información sobre su estado. Algunas de estas 
propiedades que pueden ser de utilidad en los movimientos de tierras son: 
▪ Granulometría: distribución de las partículas del suelo por tamaños. Suele expresarse 
a través de la curva granulométrica del suelo. 
▪ Humedad: relación entre el peso del agua contenida en el suelo y el peso de la fase 
sólida. Es el parámetro que indica cuánta agua hay en el suelo; no tiene cota superior, 
pudiendo ser mayor al 100%. 
▪ Límites de Atterberg: valores de humedad para los que el suelo pierde su resistencia 
a corte pasado de un comportamiento plástico a líquido (límite líquido), o pierde su 
comportamiento plástico (límite plástico). La diferencia entre el límite líquido y el límite 
plástico se conoce como índice de plasticidad. 
▪ Índice de huecos: relación entre el volumen de huecos y el volumen de la fase sólida 
del suelo. Es el parámetro que define la compacidad del suelo (cuánto aire/agua hay 
en el suelo en relación al volumen de partículas sólidas). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
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▪ Grado de saturación: relación entre el volumen de huecos ocupados por el agua y el 
volumen de huecos total. Un grado de saturación del 100% indica que todos los huecos 
están llenos de agua. 
▪ Densidad seca: cociente entre el peso del suelo y su volumen total cuando el grado 
de saturación es nulo (todos los huecos están ocupados por aire, que no pesa pero sí 
ocupa volumen). 
▪ Densidad aparente: cociente entre el peso del suelo (sólido + agua) y su volumen total 
para un grado de saturación dado. 
▪ Densidad saturada: cociente entre el peso del suelo (sólido + agua) y su volumen total 
para un grado de saturación del 100%. 
Las anteriores propiedades deben obtenerse en base a normas como las ASTM D691311, ASTM 
D792812, ASTM D221613, ASTM D431814, o ASTM D726315 Asimismo, es importante señalar 
que en Geotecnia se habla indistintamente de peso específico o densidad, siendo ambas 
equivalentes y siendo más habitual usar el término densidad. 
Por su parte, las propiedades mecánicas proporcionan información sobre el comportamiento 
mecánico de los suelos, es decir, sobre su rigidez y resistencia. La cohesión, el ángulo de 
rozamiento interno, la resistencia a compresión simple, el módulo de Young y el coeficiente de 
Poisson son los parámetros mecánicos más relevantes, aunque no son normalmente de 
aplicación directa en movimientos de tierras (donde sí son fundamentales es en los cálculos de 
estabilidad de taludes asociados a desmontes, rellenos, zanjas y vaciados). 
 
11 ASTM D6913 / D6913M-17, Standard Test Methods for Particle-Size Distribution (Gradation) of Soils Using Sieve 
Analysis,ASTM International, West Conshohocken, PA (2017). 
12 ASTM D7928-17, Standard Test Method for Particle-Size Distribution (Gradation) of Fine-Grained Soils Using the 
Sedimentation (Hydrometer) Analysis, ASTM International, West Conshohocken, PA (2017). 
13 ASTM D2216-19, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock 
by Mass, ASTM International, West Conshohocken, PA (2019) 
14 ASTM D4318-17e1, Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils, ASTM 
International, West Conshohocken, PA (2017). 
15 ASTM D7263-09(2018)e2, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Density (Unit Weight) of Soil 
Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA (2018). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 19 © Structuralia 
Para determinar estas propiedades se pueden llevar a cabo ensayos de corte directo (ASTM 
D308016), ensayos triaxiales (ASTM D285017, ASTM D476718, ASTM D718119) y/o ensayos de 
resistencia a compresión simple (ASTM D216620). 
En cualquier caso, tanto para determinar las propiedades básicas como las mecánicas, se 
requiere normalmente un número mínimo de cuatro o cinco ensayos, debiéndose calcular las 
variables estadísticas de la serie y comprobar que los valores que indican la dispersión de 
resultados (desviación típica, coeficiente de variación…) son razonables. 
 
2.1.3. Consolidación 
La consolidación de un material geotécnico es la reducción de volumen que éste experimenta 
como consecuencia de la expulsión de agua de sus huecos. Es un proceso lento que puede durar 
meses o años. La consolidación se estudia mediante el ensayo edométrico (ASTM D243521). En 
la ejecución de los movimientos de tierras no suele considerarse este fenómeno, a excepción de 
que se estén ejecutando rellenos sobre suelos blandos susceptibles de producir grandes 
asientos a lo largo del tiempo (los cuales pueden afectar seriamente a una infraestructura). En 
tales casos, debe estudiarse la sustitución del suelo de cimentación del relleno o procederse a 
la mejora del terreno, por ejemplo mediante precarga. 
 
2.1.4. Compactación 
La compactación de un material geotécnico es la reducción de volumen que éste experimenta 
como consecuencia de la expulsión de aire de sus huecos, sin implicar pérdida aparente de agua. 
 
16 ASTM D3080 / D3080M-11, Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained 
Conditions, ASTM International, West Conshohocken, PA (2011). 
17 ASTM D2850-15, Standard Test Method for Unconsolidated-Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive 
Soils, ASTM International, West Conshohocken, PA (2015). 
18 ASTM D4767-11(2020), Standard Test Method for Consolidated Undrained Triaxial Compression Test for Cohesive 
Soils, ASTM International, West Conshohocken, PA (2020). 
19 ASTM D7181-20, Standard Test Method for Consolidated Drained Triaxial Compression Test for Soils, ASTM 
International, West Conshohocken, PA (2020). 
20 ASTM D2166 / D2166M-16, Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil, ASTM 
International, West Conshohocken, PA (2016). 
21 ASTM D2435 / D2435M-11(2020), Standard Test Methods for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils 
Using Incremental Loading, ASTM International, West Conshohocken, PA (2020). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 20 
Es por tanto un densificación del material (se reduce el contenido de aire, por lo que disminuye 
el volumen permaneciendo constante el peso del suelo, y por tanto aumentando su densidad). 
El ensayo que estudia la compactación del material es el ensayo Proctor22 23. 
La compactación es un proceso rápido que tiene lugar en el momento en que se aplica una carga 
sobre el material. Por ello, si un material geotécnico se usa como relleno, sufrirá asientos 
inmediatamente debido a este fenómeno. 
Para asegura la estabilidad volumétrica de un relleno24, de forma que la reducción de volumen 
no ocurra una vez ejecutados una infraestructura apareciendo asientos irregulares (que puede 
ocasionar daños de diferente cuantía económica y de uso), todos los rellenos de un movimiento 
de tierras deben compactarse de manera artificial. Esto se consigue aplicando energía sobre el 
material extendido en pequeñas tongadas (capa de espesor uniforme) mediante máquinas 
pesadas denominadas compactadores. 
La compactación de un material se estudia en base a curvas humedad vs densidad seca. Estas 
curvas (Figura 6) siempre siguen la misma tendencia, que de manera sencilla puede resumirse 
de la siguiente forma: dada una energía de compactación fija y partiendo de un suelo 
completamente seco, conforme se va aumentado su humedad la densificación del material que 
puede alcanzarse con la compactación es mayor (el agua actúa de lubricante), hasta que se llega 
a un contenido óptimo de humedad que produce la máxima densificación posible. 
A partir de dicho punto, la densificación alcanzada es cada vez menor debido a que el porcentaje 
de huecos ocupados por agua y no por aire va aumentando. 
 
22 ASTM D698-12e2, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort 
(12 400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)), ASTM International, West Conshohocken, PA (2012). 
23 ASTM D1557-12e1, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort 
(56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)), ASTM International, West Conshohocken, PA (2012). 
24 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen II, McGraw-Hill España (2004). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 21 © Structuralia 
 
Figura 6: Curva humedad vs densidad seca típica de un suelo 
 
Cuanto mayor es la energía de compactación mayor densidad seca puede obtenerse con menor 
humedad. Sin embargo cuando los contenidos de humedad superan el óptimo, el aumento de 
energía tiene cada vez menos influencia. Esto se debe a que al haber poco contenido de aire en 
el suelo, el agua ocupa prácticamente todos los huecos del suelo y la energía de compactación 
se aplica al agua y no al aire. De hecho, si un material está saturado, éste no puede compactarse, 
pues el agua actuará como un muelle dando lugar al efecto conocido como “colchoneo”25. 
 
 
 
 
25 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen II, McGraw-Hill España (2004). 
Curva de saturación 
(Sr = 100%)
Densidad seca d
Humedad w
Curva d – w del 
material
Máxima densidad seca d,max
H
u
m
e
d
ad
 ó
p
ti
m
a 
w
o
p
t
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 22 
2.2 Rocas 
2.2.1. El macizo rocoso 
Al trabajar en geología y geotecnia con materiales rocosos es habitual hacer referencia al 
concepto de macizo rocoso. Así, lo que coloquialmente se denomina “roca”, se identifica como 
“matriz rocosa” y se refiere a la materia prima, es decir, fragmentos o bloques que se pueden 
analizar en el laboratorio. 
Sin embargo, en su estado natural, estos elementos casi nunca aparecen como grandes masas 
rocosas intactas, sino que se ven afectadas por una serie de planos de discontinuidad, lo que 
provoca su individualización en bloques. Por tanto, se denomina macizo rocoso al resultado de 
la integración de la matriz rocosa y las discontinuidades. 
 
2.2.2. Propiedades de la matriz rocosa 
Las propiedades básicas de la matriz rocosa son similares a las de los suelos, teniéndose 
parámetros como la densidad (ASTM D726326) o la humedad (ASTM D2216) 27 28. 
Su uso en los movimientos de tierras es análogo al caso de los suelos. 
Por su parte, las propiedades mecánicas de la matriz rocosa pueden dar una idea y servir de 
referencia paradeterminar la excavabilidad de los materiales. Así, las principales propiedades 
mecánicas de las rocas son su resistencia a compresión simple, su resistencia a tracción, la 
velocidad de propagación de las ondas en la roca y los parámetros elásticos (módulo de Young 
y coeficiente de Poisson). 
 
26 ASTM D7263-09(2018)e2, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Density (Unit Weight) of Soil 
Specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA (2018). 
27 ASTM D7928-17, Standard Test Method for Particle-Size Distribution (Gradation) of Fine-Grained Soils Using the 
Sedimentation (Hydrometer) Analysis, ASTM International, West Conshohocken, PA (2017). 
28 ASTM D2216-19, Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock 
by Mass, ASTM International, West Conshohocken, PA (2019) 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 23 © Structuralia 
Algunos ensayos típicos de rocas son el ensayo de resistencia a compresión simple (ASTM 
D155729), el ensayo “Point Load Test” (PLT) (ASTM D573130) y el ensayo brasileño (ASTM 
D396731). 
La siguiente figura muestra el valor de algunas de las propiedades básicas y mecánicas en las 
rocas más comunes. 
 
Figura 7: Valores representativos de la densidad, resistencia a compresión, resistencia a tracción y velocidad de 
propagación de las ondas en algunas rocas (adaptado de González de Vallejo et al.32) 
 
29 ASTM D7012-14e1, Standard Test Methods for Compressive Strength and Elastic Moduli of Intact Rock Core 
Specimens under Varying States of Stress and Temperatures, ASTM International, West Conshohocken, PA (2014). 
30 ASTM D5731-16, Standard Test Method for Determination of the Point Load Strength Index of Rock and Application 
to Rock Strength Classifications, ASTM International, West Conshohocken, PA (2016). 
31 ASTM D3967-16, Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Intact Rock Core Specimens, ASTM 
International, West Conshohocken, PA (2016). 
32 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Roca Densidad 
(t/m3) 
Resistencia a 
compresión 
simple (MPa) 
Resistencia a 
tracción (MPa) 
Velocidad de 
propagación de las 
ondas de compresión 
(m/s) 
Arenisca 2,3 – 2,6 30 – 235 5 – 20 1400 – 4200 
Basalto 2,7 – 2,9 60 – 350 5 – 25 4500 – 6500 
Caliza 2,3 – 2,6 50 – 200 4 – 30 2500 – 6000 
Cuarcita 2,6 – 2,7 100 - 500 10 – 30 5000 – 6500 
Gabro 3,0 – 3,1 180 – 300 14 – 30 4500 – 6500 
Gneis 2,7 – 3,0 50 – 250 5 – 20 3100 – 5500 
Granito 2,6 – 2,7 50 – 300 7 – 25 4500 – 6000 
Mármol 2,6 – 2,8 60 – 250 6.5 – 20 3500 – 6000 
Lutita 2,2 – 2,6 10 – 90 1,5 – 10 1400 – 3000 
Pizarra 2,5 – 2,7 30 – 200 7 – 20 3500 – 5000 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 24 
2.2.3. Propiedades de las discontinuidades 
El comportamiento mecánico de un macizo rocoso se rige por el número de familias de 
discontinuidades y las características de éstas. 
Las discontinuidades se describen en función de su orientación, separación o espaciamiento, 
continuidad, rugosidad, apertura, relleno y filtración. La determinación de estas propiedades debe 
realizarse siguiendo los estándares33 34 35 36indicados por la Sociedad Internacional de Mecánica 
de Rocas ISRM. 
Mecánicamente, las discontinuidades se pueden definir por su ángulo de fricción, el cual 
normalmente se determina directamente en campo a través de ensayos del tipo “tilt test” 
realizados sobre materiales extraídos de las propias discontinuidades. Este ensayo debe 
asimismo seguir lo indicado por la ISRM37 38 39 40. 
 
2.2.4. RQD y tamaño de bloque 
El RQD (Rock Quality Designation) es un índice que mide el grado de fracturación del macizo 
rocoso. Se puede obtener directamente de los sondeos y se define para cada material rocoso 
detectado, según la expresión: 
𝑅𝑄𝐷 =
∑ 𝑆𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑠𝑡𝑖𝑔𝑜𝑠 > 10𝑐𝑚
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑛𝑑𝑒𝑜
· 100 (%) 
 
 
33 ISRM, Suggested methods for the quantitative description of discontinuities in rock masses, Pergamon Press, Oxford 
(1978). 
34 ISRM, Suggested methods for rock characterization, testing and monitoring, Pergamon Press, Oxford (1981). 
35 ISRM, The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 1974-2006, 
Edited by R. Ulusay and J.A. Hudson, Springer, Berlin (2007). 
36 ISRM, The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007-2014, Edited by R. 
Ulusay, Springer, Berlin (2014). 
37 ISRM, Suggested methods for the quantitative description of discontinuities in rock masses, Pergamon Press, Oxford 
(1978). 
38 ISRM, Suggested methods for rock characterization, testing and monitoring, Pergamon Press, Oxford (1981). 
39 ISRM, The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 1974-2006, 
Edited by R. Ulusay and J.A. Hudson, Springer, Berlin (2007). 
40 ISRM, The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007-2014, Edited by R. 
Ulusay, Springer, Berlin (2014). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 25 © Structuralia 
Alternativamente, el grado de fracturación del macizo rocoso puede definirse en base al tamaño 
de bloque esperable. Una forma de medir el tamaño de bloque es a través del índice 𝐽𝑣 que mide 
el número de discontinuidades existente en el macizo por metro cúbico. 
Entre ambos valores puede establecerse la correlación41: 
{
𝑅𝑄𝐷 = 0 𝑠𝑖 𝐽𝑣 > 35 
𝑅𝑄𝐷 = 100 𝑠𝑖 𝐽𝑣 ≤ 4,5 
𝑅𝑄𝐷 = 115 − 3,3 · 𝐽𝑣 𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑟𝑖𝑜
 
 
2.2.5. RMR 
El índice geomecánico RMR (Rock Mass Rating) fue propuesto por Bieniawski42 en 1973 y 
posteriormente actualizado43 44 por el propio autor en 1979 y 1989. El RMR nació como un 
procedimiento para clasificar y evaluar la calidad de macizos rocosos frente a proyectos de 
excavación y túneles, y como otros índices geomecánicos su fin es fundamentalmente ingenieril, 
pretendiendo resumir en un número las cualidades generales de un macizo rocoso. 
El índice tiene en cuenta cinco parámetros del macizo rocoso: 
▪ Resistencia a compresión simple de la matriz rocosa (estimado mediante ensayos de 
compresión simple). 
▪ Grado de fracturación del macizo rocoso (estimado mediante el RQD). 
▪ Espaciamiento de las discontinuidades del macizo rocoso. 
▪ Estado de las discontinuidades del macizo rocoso (estimado de forma cualitativa y 
cuantitativa observado la continuidad de las discontinuidades, la abertura y rugosidad 
de éstas, el relleno y el estado de meteorización y alteración de los labios de las 
discontinuidades). 
▪ Condiciones hidrogeológicas del macizo que afectan a la estabilidad de los taludes 
(estimadas en base a una observación cualitativa de la superficie del macizo). 
 
41 A. Palmström, Characterization of jointing density and the quality of rock masses, Internal report, A.B. Berdal, Norway 
[in Norwegian] (1974). 
42 Z.T. Bieniawski, “Engineering classification of jointed rock masses”, Trans. of the South African Institution of Civil 
Engineering, 15(12), 335-344 (1973). 
43 Z.T. Bieniawski, “The geomechanics classification in rock engineering applications”, 4th International Conference on 
Rock Mechanics, Montreaux, Switzerland (1979). 
44 Z.T. Bieniawski, Engineering rock mass classifications, John Wiley and Sons, New York (1989). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 26 
El valor del RMR se calcula otorgando una puntuación a cada uno de los parámetros anteriores 
y sumando dicha puntuación. Así, el valor del RMR obtiene como: 
𝑅𝑀𝑅 = 𝑉1 + 𝑉2 + 𝑉3 + 𝑉4 + 𝑉5 
Siendo: 
▪ V1 la valoración de la resistencia a compresión simplede la matriz rocosa. 
▪ V2 la valoración del grado de fracturación del macizo rocoso. 
▪ V3 la valoración del espaciamiento de las discontinuidades del macizo rocoso. 
▪ V4 la valoración del estado de las discontinuidades del macizo rocoso. 
▪ V5 la valoración de las condiciones hidrogeológicas del macizo. 
Estos valores se obtienen de acuerdo con lo indicado en la Figura 8. Se obtiene así un número 
que oscila entre 0 (macizo de muy mala calidad) y 100 (macizo de muy buena calidad). 
Es importante señalar dada la propia definición del RMR, para aplicarlo adecuadamente en un 
macizo rocoso éste debe dividirse en secciones uniformes, con característica geológicas 
similares, en especial en lo que respecta a las discontinuidades. 
2.3 Estudios geotécnicos 
Para caracterizar adecuadamente los materiales de un movimiento de tierras se requiere llevar 
a cabo un estudio geotécnico, el cual debe incluir sondeos mecánicos, calicatas, tomas de 
muestras alteradas e inalteradas de los materiales para realizar ensayos de identificación 
(propiedades básicas) y mecánicos, y la ejecución y análisis de los propios ensayos. También es 
interesante complementar el estudio con métodos geofísicos, como ensayos sísmicos de 
refracción o tomografías eléctricas. Además, en el caso de trabajar con macizos rocosos, siempre 
deben realizarse estaciones geomecánicas con censado de las discontinuidades, a fin de definir 
las diferentes familias de discontinuidades presentes en el macizo y sus propiedades 
(orientación, espaciamiento, continuidad, rugosidad, apertura, relleno y filtración). 
Así, los estudios geotécnicos son muy importantes en las obras de movimiento de tierras, pues 
entre otras virtudes: 
▪ Proporcionan información general sobre los materiales a excavar, acarrear, verter y 
extender. 
▪ Permiten definir la excavabilidad de los materiales. 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 27 © Structuralia 
1 Resistencia a compresión simple 
de la matriz (MPa) 
> 250 250 - 100 100 - 50 50 - 25 25 - 5 5 – 1 < 1 
Puntuación (V1) 15 12 7 4 2 1 0 
2 RQD (%) 90 - 100 75 - 90 50 - 75 25 - 50 < 25 
Puntuación (V2) 20 17 13 8 3 
3 Separación entre 
discontinuidades (m) 
> 2 0,6 - 2 0,2 – 0,6 0,06 – 0,2 < 0,06 
Puntuación (V3) 20 15 10 8 5 
4 
E
s
ta
d
o
 d
e
 la
s
 d
is
c
o
n
tin
u
id
a
d
e
s
 (V
4 =
 ∑
V
4
-i ) 
Longitud de la 
discontinuidad (m) 
< 1 1 - 3 3 - 10 10 - 20 > 20 
Puntuación (V4-1) 6 4 2 1 0 
Abertura (mm) Nada < 0,1 0,1 – 1 1 – 5 > 5 
Puntuación (V4-2) 6 5 3 1 0 
Rugosidad Muy 
rugoso 
Rugosos Ligeramente 
rugosos 
Ondulada Suave 
Puntuación (V4-3) 6 5 3 1 0 
Relleno Ninguno Relleno duro 
< 5 mm 
Relleno duro 
> 5 mm 
Relleno blando 
< 5 mm 
Relleno blando 
> 5 mm 
Puntuación (V4-5) 6 4 2 2 0 
Alteración / 
Meteorización 
Inalterada Ligeramente 
alterada 
Moderadam. 
alterada 
Muy alterada Descompuesta 
Puntuación (V4-6) 6 5 3 1 0 
5 Agua freática / 
Superficie talud 
Seco Ligeramente 
húmedo 
Húmedo Goteando Agua fluyendo 
Puntuación (V5) 15 10 7 4 0 
Figura 8: Valoración para obtener el RMR (adaptado de Bieniawski45 y González de Vallejo et al.46) 
 
45 Z.T. Bieniawski, Engineering rock mass classifications, John Wiley and Sons, New York (1989). 
46 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 28 
▪ Analizan la posibilidad de reutilización de los materiales obtenidos en desmontes como 
material para rellenos, y/o la necesidad de recurrir a préstamos y vertederos y la 
adecuación de los existentes en la zona del movimiento de tierras. 
▪ Permiten determinar el procedimiento de compactación de los materiales de los 
rellenos, la energía a aplicar y el contenido óptimo de humedad. 
▪ Llevan a cabo el análisis de la estabilidad de los taludes de desmontes, rellenos, 
vaciados y zanjas (por ello la toma de muestras y los ensayos a realizar en el estudio 
geotécnico deben considerar este punto, de forma que se obtengan parámetros 
mecánicos útiles para los cálculos de estabilidad de taludes). 
▪ Estudian la capacidad de soporte de los rellenos, así como del terreno natural donde 
se apoyan dichos rellenos. 
Por estas razones, la inversión económica y de tiempo en el estudio geotécnico debe ser 
adecuada. Las consecuencias de una ausencia de un estudio geotécnico o de que éste sea 
pobre son evidentes, y pueden ser la fuente de futuros problemas como inestabilidades durante 
los movimientos de tierras (y/o en la fase de operación de la infraestructura), errores a la hora de 
definir la maquinaria adecuada para el movimiento de tierras, dificultades para reutilizar y 
compactar los materiales obtenidos de los desmontes en rellenos o complicaciones con la 
transitabilidad de los caminos de la obra. Problemas que suelen acarrear un coste económico 
considerable (en el caso de las inestabilidades, pueden ocasionar víctimas mortales) y que 
pueden ser evitados con un buen estudio geotécnico previo. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 29 © Structuralia 
3. LA EXCAVABILIDAD DE LOS MATERIALES 
Dejando al margen los suelos que no entrañan ningún enigma en cuanto a su excavabilidad y 
medios a emplear (medios mecánicos convencionales), la necesidad de determinar la 
excavabilidad de los materiales de tránsito y rocas es fundamental en las fases previas a la 
ejecución de un movimiento de tierras. La diferencia entre contar con un material escarificable 
(también denominado ripable por emplearse la herramienta denominada ripper para escarificar 
o ripar el terreno) o necesitar recurrir a la voladura es algo que debe conocerse lo antes posible 
para poder planificar adecuadamente la maquinaria y equipos a usar. Si bien la dureza 
(resistencia que ofrece una superficie a la penetración de otro cuerpo) del material a excavar 
tiene influencia en su excavabilidad, no existen una relación directa entre ambos, debiéndose 
recurrir a otros parámetros y propiedades o al uso de correlaciones. 
 
3.1 Clasificaciones y métodos para definir la excavabilidad 
3.1.1. Excavabilidad en función de la resistencia 
La resistencia a compresión simple es un índice muy empleado para medir la calidad de una 
roca. Si bien existe una relación general entre dureza y resistencia (a mayor dureza mayor 
resistencia), ésta no siempre se cumple y además la excavabilidad dependerá las características 
del macizo rocoso. No obstante, la resistencia a compresión simple puede servir para realizar 
una primera clasificación por excavabilidad del terreno. Así, se considera que un terreno con 
resistencia a compresión simple menor a 2 MPa es un suelo, y por tanto puede excavarse 
mediante medios mecánicos convencionales. 
Por otra parte, la clasificación de Franklin47 48define de forma gráfica (Figura 9) la excavabilidad 
en un macizo rocoso en base al espaciado de las discontinuidades y la resistencia a compresión 
de la matriz rocosa. 
 
 
47 J.A. Franklin, E. Broch and G. Walton, “Logging the mechanical character of rock”, Transactions of the Institution of 
Mining and Metallurgy, 80, A1-A9 (1971). 
48 J.A. Franklin, “Rock quality in relation of the quarrying and performance”, 2nd IAEG, Sao Paulo, Brazil (1974). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 30 
Esta última puede tenerse en cuenta a partir del índice de resistencia a cargas puntuales 𝐼𝑠 
obtenido del ensayo PLT (también desarrollado por el mismo Franklin) o en base a ensayos de 
resistencia a compresión simple, pudiéndose asimismo obtener de los resultados del martillo de 
Schmidt. 
La clasificación define cuatro zonas: uso de medios mecánicos, escarificación, prevoladuras 
(voladuras de esponjamiento) y voladuras. Cabe señalar que a día de hoyexiste maquinaria más 
potente que la disponible cuando se definió el índice en la década de 1970, por lo que los límites 
entre las cuatro zonas deben considerarse “difuminados”. 
 
 
Figura 9: Clasificación de Franklin49 (tomado de González de Vallejo et al.50) 
 
Por otra parte, la excavabilidad de un macizo también puede determinarse en base al ratio entre 
la resistencia a tracción y compresión de la matriz rocosa (𝜎𝑡/𝜎𝑐). Así, en general si dicho ratio 
es inferior a 0,1 puede considerarse que la roca bajo estudio es escarificable. 
 
 
49 J.A. Franklin, “Rock quality in relation of the quarrying and performance”, 2nd IAEG, Sao Paulo, Brazil (1974). 
50 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 31 © Structuralia 
3.1.2. Excavabilidad en función de la velocidad de las ondas sísmicas 
La velocidad de propagación de las ondas sísmicas longitudinales 𝑉𝑃 (velocidad de la onda de 
compresión) es uno de los parámetro más empleados para definir la excavabilidad de un terreno, 
pues dicho valor está relacionado con el grado de compacidad, la meteorización y la fracturación 
del macizo. De forma general puede seguirse lo indicado en la Figura 10. 
El empleo de la velocidad de propagación de las ondas sísmicas obtenida en base al método de 
sísmica de refracción en superficie es muy antiguo y se aplica desde la década de los años 50 
del siglo XX. Así, en 1958, uno de los fabricantes internacionales más reconocidos de maquinaria 
de movimiento de tierras, Caterpillar Tractor Co., desarrolló un sencillo método gráfico en función 
del tipo de maquinaria (tractor) a emplear. 
Desde entonces, los fabricantes de tractores y buldóceres incluyen gráficos como el que se 
muestra en la Figura 11 en su documentación técnica. 
 
Velocidad de las ondas sísmicas 
longitudinales 𝑽𝑷 (m/s) 
Excavabilidad 
< 1500 Rocas excavables con mototrailla, excavadoras o tractores. 
No precisan voladura 
1500 – 2000 Ripado fácil. Excavación de estratos sin volar, algo difícil para 
tractores o excavadoras sin riper 
2000 – 2500 Ripado algo costoso. Voladuras ligeras con bajos consumos 
específicos y grandes longitudes de retacado 
2500 – 3000 Se precisan voladuras ligeras o prevoladuras 
> 3000 Se precisan voladuras importantes con esquemas cerrados, 
altos consumos específicos y pequeñas longitudes de 
retacado 
Figura 10: Criterio general de ripabilidad basado en la velocidad de las ondas sísmicas longitudinales (adaptado de 
González de Vallejo et al.51) 
 
51 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 32 
 
Figura 11: Diagrama de ripabilidad para tractores Caterpillar D9R en función de la propagación de las ondas 
sísmicas para varios materiales (Caterpillar Tractor Co.) 
 
3.1.3. Excavabilidad en base a la abrasividad de la roca 
La abrasividad de la roca se define como la capacidad de ésta para desgastar la superficie de 
contacto de otro cuerpo más duro, como consecuencia del rozamiento registrado por el 
desplazamiento relativo entre ambas durante la excavación. Así, la excavabilidad o rozabilidad 
puede estimarse en base a la abrasividad. 
Para medir la abrasividad se tienen fundamentalmente dos índices: el índice de abrasividad 𝐹 de 
Schimazek y el índice Cerchar. 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 33 © Structuralia 
El índice de abrasividad 𝐹 de Schimazek (en MPa) se expresa como: 
𝐹 = 𝑄𝑒𝑞 · 𝑑50 · 𝜎𝑡 
Donde es 𝑄𝑒𝑞 el contenido en cuarzo equivalente en minerales abrasivos (en %), 𝑑50 es el 
diámetro medio del grano de cuarzo (en cm) y 𝜎𝑡 la resistencia a tracción (en MPa). Las variables 
𝑄𝑒𝑞 y 𝑑50 pueden obtenerse fácilmente de análisis de láminas delgadas en microscopio óptico, 
tomándose el cuarzo (SiO2) como mineral de referencia. El contenido en cuarzo equivalente tiene 
la siguiente definición: 
𝑄𝑒𝑞 = 𝑄 + 0,33 · 𝑃 + 0,4 · 𝑆 + 0,03 · 𝐶 
Siendo 𝑄 el contenido en cuarzo (%), 𝑃 el contenido en feldespatos (%), 𝑆 el contenido en 
filosilicatos (%) y 𝐶 el contenido en carbonatos (%) de la roca. 
Definido el valor de 𝐹, la rozabilidad viene indicada según la Figura 12. 
 
Índice de Schimazek 𝑭 (MPa) Abrasividad Rozabilidad 
0,02 – 0,03 Muy baja Muy buena 
0,03 – 0,04 Baja Buena 
0,04 – 0,05 Media Moderada 
0,05 – 0,06 Alta Regular 
0,06 – 0,08 Muy alta Mala 
0,08 – 0,10 Extrema Muy mala 
Figura 12: Criterio general de ripabilidad basado en el índice Schimazek52 (adaptado de González de Vallejo et al.53) 
 
El índice Cerchar 𝐶𝐴𝐼 se define a partir del ensayo Cerchar54 que consiste en hacer pasar sobre 
la superficie de una muestra de la roca, a lo largo de 10 mm y a velocidad lenta, una aguja de 
acero de forma cónica con ángulo de 90º sometida a la acción de un peso de 7 kg. 
 
52 Schimazek and Knatz, Die Beurteilung der Bearbeitbarkeit von Gesteinen durch Schneid und Rollenbohrwerkzeuge, 
Erzmetall, 29, 3, 113–119 [in German] (1976). 
53 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
54 Cerchar, The Cerchar abrasiveness index, Centre d´Études et des Recherches des Charbonages de France Verneuil 
(1986). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 34 
El índice 𝐶𝐴𝐼 se obtiene a partir del diámetro de la huella creada en la superficie del material, 
expresando en décimas de milímetro el diámetro de la superficie circular producida por el 
desgaste del útil. 
El Cerchar es un índice de uso común en la excavación de túneles, pues es un buen indicador 
del desgaste de los útiles de corte y permite clasificar las rocas en función de su abrasividad 
(Figura 13). 
A partir del Cerchar, Gehring55 propuso, para excavaciones subterráneas, el siguiente criterio: 
▪ Si 𝜎𝑐 · 𝐶𝐴𝐼 < 100, es técnica y económicamente viable el empleo de rozadoras. 
▪ Si 𝜎𝑐 · 𝐶𝐴𝐼 < 1000, es técnica y económicamente viable el empleo de tuneladoras. 
Donde 𝜎𝑐 es la resistencia a compresión simple de la roca (en MPa). 
 
Índice Cerchar CAI Clasificación de la roca Tipo de roca 
< 1,2 Muy poco abrasiva Caliza 
1,2 – 2,5 Poco abrasiva Arenisca 
2,5 – 3,5 Abrasividad media Gneis, granito, dolerita 
3,5 – 4,0 Moderadamente abrasiva Arenisca 
4,0 – 4,25 Abrasiva Granito, gneis, esquisto, piroxenita, 
arenisca 
4,25 – 4,5 Altamente abrasiva Anfibolita, granito 
> 4,5 Extremadamente abrasiva Gneis, pegmatita, granito 
Figura 13: Clasificación de las rocas en base al índice Cerchar CAI56¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. (adaptado d
e González de Vallejo et al.57) 
 
 
 
55 K. Gehring, “Classification of drillability, cuttability, borability and abrasivity in tunneling”, Felsbau, 15(3), 183-191 
(1997). 
56 Cerchar, The Cerchar abrasiveness index, Centre d´Études et des Recherches des Charbonages de France Verneuil 
(1986). 
57 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 35 © Structuralia 
3.1.4. Excavabilidad en base a la definición de índices ripabilidad o excabavilidad 
Existe una familia de métodos similares a las clasificaciones geomecánicas en los que la 
excavabilidad se define en función de una serie de características del macizo rocoso y las 
propiedades de la matriz rocosa. Uno de esos métodos es el de Singh and Denby58, el cual 
obtiene la ripabilidad del macizo en base a una suma de puntuaciones (Figura 14) relativas a la 
resistencia a la tracción de la matriz rocosa, el espaciamiento de las discontinuidades, el grado 
de meteorización, la velocidadde la onda de compresión 𝑉𝑃 y la abrasividad de la roca matriz 
según el índice Cerchar. 
 Clases de macizos rocosos 
1 2 3 4 5 
Resistencia a la tracción 
(MPa) 
Valoración 
< 2 
0 – 4 
2 – 6 
4 – 8 
6 – 10 
8 – 12 
10 – 15 
12 – 16 
> 15 
16 – 20 
Grado de alteración 
Valoración 
Muy alto 
0 – 4 
Alto 
4 – 8 
Moderado 
8 – 12 
Ligero 
12 – 16 
Nulo 
16 – 20 
Grado de abrasividad 
Valoración 
Muy bajo 
0 – 4 
Bajo 
4 – 8 
Moderado 
8 – 12 
Alto 
12 – 16 
Extremo 
16 – 20 
Espaciado de las 
discontinuidades (m) 
Valoración 
< 0,06 
0 – 4 
0,06 – 0,3 
4 – 8 
0,3 – 1,0 
8 – 12 
1,0 – 2,0 
12 – 16 
> 2,0 
16 – 20 
 
Índice de ripabilidad 
(puntuación total) 
< 22 22 – 44 44 – 66 66 – 88 > 88 
Ripabilidad Fácil Moderada Difícil Marginal Voladura 
Tipo de maquinaria 
recomendada 
Ligera Media Pesada Muy 
pesada 
Ninguna 
Potencia (kW) < 150 150 – 250 250 – 350 > 350 - 
Peso (t) < 25 25 – 35 35 – 55 > 55 - 
Figura 14: Índice de ripabilidad según Singh and Denby59 (adaptado de González de Vallejo et al.60 
 
58 R. Singh and B. Denby, “Aspects of ground preparation by mechanical methods in surface mining”, Symposium on 
Surface Mining, Future Concepts, Nottingham, UK (1989). 
59 R. Singh and B. Denby, “Aspects of ground preparation by mechanical methods in surface mining”, Symposium on 
Surface Mining, Future Concepts, Nottingham, UK (1989). 
60 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 36 
Otros métodos similares son la clasificación de Weaver61 (que emplea siete factores incluyendo 
la velocidad de la onda de compresión, la dureza, la abrasividad y varias características 
estructurales macizo), el método de Kirsten62 (que se basa en la clasificación Q de Barton63 64) o 
el método de Hadjigeorgiou and Scoble¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. . Éste último define el í
ndice de excavabilidad 𝐼𝐸 a partir de: 
𝐼𝐸 = (𝐼𝑠 + 𝐵𝑠) · 𝑊 · 𝐽𝑠 
Donde 𝐼𝑠 es la valoración del índice de resistencia a cargas puntuales obtenido del ensayo PLT, 
𝐵𝑠 es el índice de tamaño de bloque, 𝑊 es el índice de alteración y 𝐽𝑠 es el índice de disposición 
estructural relativa del macizo. La Figura 15 muestra la valoración de estos factores. 
 
 
61 J.M. Weaver, “Geological factors significant in the assessment of rippability”, Journal of the South African Institution 
of Civil Engineers, 17(12), 313-316 (1975). 
62 H.A.D. Kirsten, “A classification system for excavation in natural materials”, Journal of the South African Institution 
of Civil Engineers, 24, 293-308 (1982). 
63 N. Barton, R. Lien, and J. Lunde, “Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support”, Rock 
Mechanics, 6(4), 189-236 (1974). 
64 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 37 © Structuralia 
 Clases de macizos rocosos 
1 2 3 4 5 
Resistencia bajo 
carga puntual 𝑰𝒔(𝟓𝟎) 
(MPa) 
Valoración 𝑰𝒔 
0,5 
0 
0,5 – 1,5 
10 
1,5 – 2,0 
15 
2,0 – 3,5 
20 
> 3,5 
25 
Tamaño de bloque 
𝑱𝒗 
Valoración 𝑩𝒔 
Muy 
pequeño 
30 
5 
Pequeño 
10 – 30 
15 
Medio 
3 – 10 
30 
Grande 
1 – 3 
45 
Muy grande 
1 
50 
Alteración 
Valoración 𝑾 
Completa 
0,6 
Alta 
0,7 
Moderada 
0,8 
Ligera 
0,9 
Nula 
1,0 
Disposición 
estructural relativa 
 
Valoración 𝑱𝒔 
Muy 
favorable 
 
0,5 
Favorable 
 
0,7 
Ligeramente 
favorable 
 
1,0 
Desfavorable 
 
1,3 
Muy 
desfavorable 
 
1,5 
 
Índice de 
excavabilidad 
(puntuación total) 
< 20 20 – 30 30 – 45 45 – 55 > 55 
Facilidad de 
excavación 
Muy fácil Fácil Difícil Muy difícil Voladura 
Figura 15: Índice de excavabilidad según Hadjigeorgiou and Scoble65 (adaptado de González de Vallejo et al.66) 
 
3.1.5. Criterio de Romana para túneles 
El criterio de Romana67 para la clasificación de los terrenos con respecto a su excavabilidad 
mecánica en túnel está basado en los datos prácticos de rendimientos en diferentes tipos de 
roca. El criterio depende de dos únicos parámetros: la resistencia a compresión simple de la 
matriz rocosa y el través del RQD (que mide el grado de fracturación). 
 
65 J. Hadjigeorgiou and M. Scoble, “Ground characterization for assessment of case of excavation”, Mine planning and 
equipment selection, Calgary, Canada (1990). 
66 L.I. González de Vallejo, M. Ferrer, L. Ortuño, and C. Oteo, Ingeniería Geológica, Pearson Educación (2002). 
67 M. Romana, Clasificación de macizos rocosos para la excavación mecánica, Editorial Universitat Politècnica de 
València (1993). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 38 
El criterio es simple y proporciona la potencialidad del empleo de tuneladoras y rozadoras frente 
a la necesidad de voladuras (Figura 16), si bien de acuerdo con el propio autor, es adecuado 
fundamentalmente para estudios previos y anteproyectos. 
 
 
ZONA TUNELADORA ROZADORA ESCARIFICADOR 
/ MARTILLO 
PALA / 
TRAILLA 
> 25 t < 25 t > 80 t 50 – 80 t < 50 t - - 
A Posible ? - - - - - - 
B Adecuado Posible ? Posible ? - - - - 
C Adecuado Adecuado Adecuado Adecuado - - - 
D Adecuado Adecuado Adecuado Adecuado Posible Posible ? - 
E Posible Posible Posible Adecuado Adecuado Posible Posible ? 
F - - - Posible Adecuado Adecuado Posible 
G - - - - Posible Posible ? Adecuado 
Nota: Tuneladora: los valores corresponden a la fuerza máxima de empuje por cortador; Rozadura: los valores corresponden al peso 
total de la máquina; la zona rayada indica las condiciones más apropiadas para la excavación con tuneladora abierta; un contenido 
de cuarzo equivalente superior al 80% hace inviable la excavación mecánica de roca masiva. 
Figura 16: Clasificación de los terrenos con respecto a su excavabilidad mecánica en túnel según Romana68 
 
68 M. Romana, Clasificación de macizos rocosos para la excavación mecánica, Editorial Universitat 
Politècnica de València (1993). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 39 © Structuralia 
3.2 Criterios a seguir 
3.2.1. Justificación en proyectos y estudios 
Cuando se plantea la excavabilidad en un proyecto o estudio (en algunas ocasiones el propio 
estudio puede versar exclusivamente sobre ello) es importante que ésta se analice en base a 
criterios y procedimientos objetivos y que estén graduados. Esto es importante ya que bajo el 
término de ripable, escarificable o rozable, se tienen una gran variedad de rocas y estados de la 
roca, incluyendo las características de la maquinaria que se debe emplear y el rendimiento de la 
operación. 
A nivel de proyecto, las clasificaciones que más se emplean habitualmente para justificar la 
excavabilidad de los materiales son: 
▪ La clasificación de Franklin. 
▪ La clasificación de Weaver. 
▪ El método de Singh and Denby. 
▪ El método de Hadjigeorgiou and Scoble. 
Además siempre es recomendable complementar el estudio analizando los siguientes aspectos: 
▪ El ratio entre la resistencia a la tracción y compresión de la matriz rocosa. 
▪ La abrasividad de la roca en base a los índices de Schimazek y Cerchar. 
 
3.2.2. Decisiones en obra 
En ocasiones es necesario tomar decisiones en obra sobre la excavabilidad de un material. Para 
ello puede atenderse a criterios más sencillos como la dureza de la roca, la velocidad de 
propagación de las ondas longitudinales 𝑉𝑃 o los índices de abrasividad como el de Schimazek 
o el Cerchar (éstos últimos son especialmente útiles cuando se plantea la excavación mecánica 
con útiles de fragmentación, como es el caso de rozadoras, tuneladoras, sondeos, perforaciones 
para voladuras o cabezas de excavación de pozos). 
 
Excavaciones,voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 40 
Al poder examinarse los materiales directamente y poder tomar decisiones en base a ello y a 
criterios de índole económica, no suele ser necesario realizar ensayos más profundos excepto 
en grandes obras de ingeniería (con volúmenes muy importantes en un sólo material) o en 
canteras y minas. Asimismo, para poder emplear clasificaciones completas como la de Singh 
and Denby o la de Hadjigeorgiou and Scoble se requiere de especialistas que puede no haber 
en obra o no tener tiempo para la toma de datos. 
 
3.2.3. Tipo de roca 
El tipo de roca del macizo rocoso puede afectar y condicionar la excavabilidad, pudiéndose 
destacar: 
▪ Los macizos de rocas ígneas son más o menos ripables en función del grado de 
meteorización y del diaclasado existente. Cuando la proporción de cuarzo de la matriz 
rocosa sea importante (por ejemplo en un granito), el escarificado será caro debido a 
la abrasión. 
▪ Los macizos de rocas sedimentarias están condicionadas por la potencia de los 
estratos y la resistencia a flexotracción de la matriz rocosa. La situación será más 
favorable si se alternan capas de dureza diferente, cuando la potencia de los estratos 
sea inferior a 50 cm y/o cuando existan diaclasas transversales a la estratificación. 
Además, la plasticidad puede también tener influencia en la excababilidad del material. 
Así, el escarificado de materiales rocosos con tendencia plástica como yesos, arcillas, 
argilitas blandas y algunas margas, no suele ser eficaz al consumirse la energía en 
deformaciones y no en fragmentación (se forman surcos que no fragmentan el 
material). 
▪ Los macizos de rocas metamórficas están influenciados por su esquistosidad, tanto en 
cuanto a su orientación como a su grado de debilidad. 
Asimismo la estructura del macizo rocoso tiene influencia en la excavabilidad, en especial la 
orientación de las discontinuidades, de forma que cuando la orientación es de unos 30º se tienen 
condiciones muy favorables, mientras que orientaciones cercanas a 0º o superiores a 60º son 
desfavorables. 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 41 © Structuralia 
3.2.4. Escarificación vs voladura 
Al margen de las clasificaciones vistas y los aspectos comentados, existen algunos factores que 
deben tenerse en cuenta a la hora de decidir si es posible o rentable llevar a cabo la excavación 
por escarificación o debe emplearse voladura. Entre estos factores tiene: 
▪ Altura del desmonte: el escarificado es mucho más rentable en pequeñas alturas de 
desmonte (5 m), y excepcionalmente y en condiciones favorables hasta 10 m. Por su 
parte, la altura de banco más rentable para voladuras es de 10 a 15 m. 
▪ Anchura de la excavación: con anchuras inferiores a 15 m puede haber problemas de 
maniobrabilidad y movilidad del tractor, reduciéndose los rendimientos. 
▪ Geometría de los taludes de desmonte: en comparación con la voladura, el escarificado 
deja los taludes de desmonte con una geometría más irregular, por lo que en ocasiones 
es necesario complementarlo con una pequeña voladura de contorno (precorte o 
recorte). 
▪ Plan de obra y plazos: cuando es necesario excavar mucho volumen en poco tiempo 
puede ser más rentable emplear voladuras, aunque se tangan materiales ripables, para 
poder alcanzar los rendimientos deseados (la voladura aumenta la producción). 
▪ Uso del material excavado: la voladura permite controlar mejor el tamaño máximo, lo 
cual puede ser útil cuando se exija un control granulométrico estricto al material 
excavado (por ejemplo para zahorras o suelocemento). Además, se pueden conseguir 
tamaños grandes para escollera, lo cual es imposible mediante escarificado. 
▪ Afección a la fauna, a las personas y a los edificios: las voladuras tienen efectos 
colaterales (como vibraciones, proyecciones, ruido u onda aérea) que afectan a la 
fauna, a las personas y a los edificios, aspectos que suele ser menos problemáticos 
en las excavaciones convencionales y mediante escarificado. La proximidad de zonas 
habitadas o infraestructuras puede limitar o impedir el uso de explosivos, así como en 
ocasiones, la legislación ambiental puede regular que no puedan realizarse voladuras 
durante un tiempo determinado del año (por ejemplo, durante la nidificación y cría). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 42 
▪ Trámites burocráticos y legales: el manejo de explosivos requiere permisos y 
autorizaciones especiales. Además, suelen existir limitaciones respecto al 
abastecimiento de explosivos a la obra y su uso requiere de instalaciones en obra 
(polvorines) con vigilancia 24 horas. Por ello, a la hora de redactar un proyecto, es 
recomendable que si no es seguro que sea rentable en economía y plazo la excavación 
por medios mecánicos, se incluya una pequeña medición de voladura (facilita mucho 
los posibles trámites posteriores). 
 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
 43 © Structuralia 
4. VALORACIÓN DE EXCAVACIONES 
Los movimientos de tierras implican la excavación y acarreo de una gran cantidad de material, 
lo que se traduce en una partida importante del presupuesto de la actividad a la que pertenecen. 
De hecho, es quizá la partida presupuestaria de mayor cuantía en las obras lineales. Por tanto, 
medir adecuadamente el volumen de material a excavar o rellenar es vital para poder 
presupuestar los trabajos, así como planificarlos adecuadamente. Asimismo, la optimización de 
los recursos, el control del impacto ambiental y la reducción de los costes del propio movimiento 
de tierras lleva a la necesidad, siempre que sea posible, de reutilizar los materiales excavados 
en los rellenos, lo que se denomina compensación de tierras. 
 
4.1 Medición de movimiento de tierras 
4.1.1. Perfiles transversales 
La medición del volumen de terreno involucrado en un movimiento de tierras requiere de la 
existencia de secciones transversales que muestren el perfil a excavar o rellenar, así como de al 
menos una sección longitudinal, perpendicular a las anteriores, que permita definir la evolución 
de las secciones transversales69. 
En las obras lineales (carreteras, ferrocarriles, etc.), que son las que más movimiento de tierras 
involucran, siempre se define un “perfil longitudinal” que recoge la evolución en alzado del 
trazado de la obra desde un punto inicial hasta un punto final. Este perfil longitudinal está 
asociado al eje de la obra, que puede ser, por ejemplo el eje de la carretera o uno de sus 
extremos. Asimismo, se definen una serie de “secciones tipo” que definen de forma general la 
sección transversal de la obra lineal. De la interacción del perfil longitudinal y las secciones tipo, 
se tienen los “perfiles transversales” (Figura 17) que son la base para realizar mediciones de 
movimientos de tierras. 
Así, las mediciones del movimiento de tierras se calculan integrando las superficies de los perfiles 
transversales a lo largo de la longitud de la obra (eje). 
 
69 C. Kraemer, J.M. Pardillo, S. Rocci, M.G. Romana, V. Sánchez Blanco and M.A. del Val, Ingeniería de Carreteras, 
Volumen I, McGraw-Hill España (2004). 
Excavaciones, voladuras y movimientos de tierras – Movimientos de tierras 
© Structuralia 44 
En algunos casos en los que el carácter de la actuación es claramente bidimensional, como en 
nudos o urbanizaciones, se pueden emplear otras aproximaciones aunque no es muy habitual, 
dado que la integración lineal de perfiles transversales es sencilla y normalmente ya está 
implementada en herramientas informáticas auxiliares. 
 
 
Figura 17: Ejemplos de perfiles transversales en una carretera (tomado de Kraemer et al.70) 
 
Cuanto más próximos se definan los perfiles transversales mejor será la cubicación. Esto es 
especialmente importante en terrenos