Amidament de moviment de terres i excavació

El terreny existeix en tres condicions, i el valor declarat varia entre un 10 i un 70 per cent entre elles. El banc és el volum natural i sense alterar que llegeixes als plànols: el prisma de desmunt entre el terreny existent i la superfície de projecte, o el prisma de terraplè entre el terreny original i la cota acabada. El volum solt és el volum excavat i inflat que omple un camió, igual al banc multiplicat per un més el percentatge d'inflament. El compactat és el volum col·locat i compactat que ocupa un terraplè acabat, igual al banc multiplicat pel factor de contracció.

Dos factors connecten els estats, tots dos referits al banc. L'inflament expandeix el banc en volum solt, i el seu invers, el factor de càrrega, reconverteix el volum solt. La contracció redueix el banc en compactat, de manera que un terraplè acabat sempre necessita més desmunt en banc o més préstec que el seu propi volum geomètric: el préstec necessari en termes de banc és igual al volum de terraplè compactat dividit pel factor de contracció. Compensar el desmunt brut contra el terraplè brut sense aplicar la contracció és l'error clàssic de balanç de terres.

Els factors varien molt segons el material. Com a valors aproximats de planificació, la sorra i la grava granulars s'inflen entre un 12 i un 18 per cent i es contrauen entre un 5 i un 14 per cent; la terra comuna s'infla un 25 per cent aproximadament i es contrau entre un 10 i un 20 per cent; l'argila s'infla entre un 30 i un 40 per cent i es contrau entre un 10 i un 20 per cent; i la roca volada s'infla entre un 50 i un 70 per cent i té una contracció negativa de prop del 30 per cent, perquè la roca trencada ocupa més espai que el banc del qual prové. Aquests són valors mitjans publicats per a la planificació; els valors reals provenen d'un assaig de sòls, la densitat in situ per l'ASTM D1556 o D6938 i la densitat seca màxima per assaig Proctor segons l'ASTM D698 o D1557.

Quin estat declarar depèn de la finalitat. Per a una oferta parteixes del desmunt en banc i el terraplè compactat, i després afegeixes el préstec en banc necessari per a qualsevol dèficit; per al transport i l'abocament converteixes a volum solt; per a un terraplè que es paga col·locat declares el compactat. Un metre cúbic sense més és ambigu, per la qual cosa la unitat sempre s'ha d'etiquetar amb el seu estat. Sota la majoria d'especificacions de carreteres dels Estats Units, l'excavació de calçada s'amida en posició de banc i el terraplè en posició compactada, i el contractista absorbeix l'inflament i la contracció sense pagament addicional.

Dos mètodes geomètrics dominen, i el correcte depèn del tipus d'obra. Per al moviment de terres lineal i de carreteres, el mètode de l'àrea mitjana de les seccions extremes pren l'àrea de la secció transversal de desmunt o terraplè a cada estació, fa la mitjana de dues àrees adjacents i la multiplica per la distància entre elles. En unitats dels Estats Units, els metres cúbics són iguals a la mitjana de les dues àrees extremes multiplicada per la longitud i dividida per 27. El mètode sobreestima lleugerament el volum on les seccions canvien ràpidament, i una correcció prismoïdal l'afina on importa la precisió. La precisió depèn de l'espaiament: el terreny recte es secciona aproximadament cada 50 a 100 peus, habitualment 100 peus en àmbit rural i 50 peus en àmbit urbà, reduït a uns 25 peus o menys en rampes, corbes tancades i terreny que canvia ràpidament.

Per a solars, plataformes d'edificació i basses, on no hi ha un únic eix, s'utilitza en canvi un mètode de quadrícula o de cotes puntuals: se superposa una quadrícula, es calcula la profunditat de desmunt o terraplè a cada node a partir de la cota existent menys la proposada, i se sumen els prismes. Tots dos mètodes produeixen un volum en banc per al desmunt i un volum compactat per al terraplè; les conversions d'estat s'apliquen després, mai s'incorporen a la geometria.

La quantitat de pagament i de projecte és la línia neta: del terreny existent fins a la superfície teòrica de desmunt o la cota acabada, amb els talussos laterals de projecte. El contractista gairebé sempre excava més que això, perquè el terreny no pot quedar vertical, però aquella terra de més són mitjans i mètodes, no la quantitat amidada. Declarar el prisma real amb talussos en lloc de la línia neta sobreestima la quantitat de pagament pel volum del talús.

Quan un amidament modela el prisma realment excavat per a l'estimació de costos, el talús lateral determina la sobreexcavació. L'OSHA Subpart P fixa els talussos màxims admissibles per a excavacions de fins a 20 peus de profunditat, amb un sistema de protecció exigit a partir de 5 peus tret que la cara sigui roca estable, i un disseny d'enginyeria més enllà dels 20 peus. Els talussos màxims són verticals per a roca estable, tres quarts horitzontal per un vertical (uns 53 graus) per al sòl de tipus A, un a un (45 graus) per al tipus B, i un i mig a un (uns 34 graus) per al tipus C. Aquests són límits de seguretat, no la línia de pagament.

L'excavació de rasa s'amida fins a una amplada de pagament especificada, normalment el diàmetre exterior del tub més un marge de treball a cada costat, o una amplada indicada al contracte o al detall normalitzat, independentment de com d'ampla excavi el contractista. Marges per costat d'entre 150 i 300 mil·límetres (6 a 12 polzades) són pràctica habitual més que no pas una xifra fixa, així que confirma l'amplada de pagament amb el detall de rasa del projecte. La sobreamplada més enllà de la línia de pagament és cost del contractista.

El volum de moviment de terres s'amida net, sense incorporar a la quantitat geomètrica cap marge per inflament, contracció o residus. Aquest és un principi enunciat al CESMM4 i compartit per la NRM2, el mètode d'Austràlia i Nova Zelanda i la DIN 18300. Inflar la geometria amb l'inflament i després aplicar també un factor d'estat compta dues vegades, i per això la geometria es manté neta i les conversions es mantenen explícites.

No hi ha cap llindar de buit codificat específic per al moviment de terres, i les obstruccions menors i aïllades, com ara pilots solts o serveis petits, s'ignoren i s'absorbeixen. El mecanisme dominant per a les estructures i serveis existents dins l'excavació és el sobrecost (extra over), que afegeix el cost d'excavar al voltant o a través seu en lloc de deduir-ne el volum; la NRM2 amida el sobrecost per excavar al costat o a través de serveis existents i per trencar roca, formigó armat o obra de fàbrica. Només es dedueixen els buits substancials, i quan es vol un llindar de mida, s'utilitza per analogia la xifra d'aproximadament 1 metre cúbic de la convenció de buits de l'obra d'edificació.

L'excavació es divideix per material perquè el cost varia en un ordre de magnitud segons com de difícil sigui d'excavar el terreny. La pràctica dels Estats Units i de l'AASHTO separa l'excavació comuna, l'excavació en roca (material que requereix escarificat o voladura, amb els blocs per sobre d'una mida indicada comptats com a roca) i l'excavació inadequada o de subsòl, que és fang tou o orgànic retirat per sota de cota i substituït com a partida pròpia. També és habitual una única partida d'excavació sense classificar, en què el contractista assumeix tot el risc del material. La mida de bloc que activa la condició de roca varia segons l'organisme; alguns utilitzen un volum, com ara aproximadament 1 metre cúbic, i d'altres un assaig d'escarificabilitat. Sota la NRM2 i el CESMM4, l'excavació es divideix en terra vegetal, material diferent de terra vegetal o roca, i roca. La VOB d'Alemanya amb la DIN 18300 va substituir les antigues classes de sòl fixes per àrees homogènies específiques de cada projecte.

Com s'amida la roca segueix la mateixa divisió. En la tradició de l'amidament de quantitats (quantity surveying), la roca s'amida com a sobrecost sobre l'excavació base: el volum de roca segueix comptant dins l'excavació base, amb una tarifa addicional per la dificultat, independentment de la profunditat. La pràctica de carreteres dels Estats Units, en canvi, amida la roca com a partida pròpia i separada que substitueix la quantitat base. Equivocar-se en això o bé compta la roca dues vegades o bé omet l'excavació base que hi ha a sota.

La terra vegetal es retira i s'aplega per separat de l'excavació en massa, perquè es reutilitza per a la jardineria. S'amida per superfície amb una profunditat mitjana de retirada indicada, normalment d'uns 100 a 150 mil·límetres (4 a 6 polzades), i també es pot declarar com a volum d'aplec, és a dir, superfície multiplicada per profunditat. La NRM2 l'amida d'aquesta manera, per exemple com a retirada de terra vegetal de 150 mil·límetres de gruix per superfície.

L'abocament dels excedents es desglossa per destinació, convencionalment es valora per al transport sobre el volum solt del camió, mentre que els amidaments de quantity surveying sovint el mesuren sobre el volum en banc de l'excavació de la qual prové; el reblert importat es factura sobre el volum compactat que forma un cop col·locat. La distància de transport es regeix pel diagrama de masses, que representa el desmunt acumulat menys el terraplè sobre una base de banc comuna al llarg de l'eix. Fins a una distància de transport lliure del contracte, el moviment s'inclou en el preu d'excavació base; més enllà, el sobretransport es paga per separat com a quantitat de volum per distància, com ara metres cúbics per estació o metres cúbics per quilòmetre, en lloc d'un volum pur.

El Regne Unit és el més codificat. La NRM2 i el CESMM4 amiden l'excavació neta en metres cúbics, amb la superfície inicial i la cota reduïda indicades. La NRM2 agrupa l'excavació en massa i de fonamentació en trams de profunditat de 2 metres (no superior a 2 metres, de 2 a 4 metres, de 4 a 6 metres, i així successivament), mentre que el CESMM4 classifica per profunditat màxima total. L'espai de treball queda a discreció del contractista sota la NRM2, i la seva segona edició va reintroduir l'amidament de l'estrebada del terreny a totes les cares d'excavació de més de 250 mil·límetres de profunditat, es consideri necessari o no.

La pràctica de carreteres dels Estats Units no té un mètode legal de mesurament: l'excavació de calçada es fa en posició de banc per metre cúbic, el terraplè és compactat, la profunditat no s'agrupa en trams, i el contractista absorbeix l'inflament i la contracció. A Austràlia i Nova Zelanda, el desmunt i terraplè civil s'amida sota l'AS 1181, mentre que l'Australia and New Zealand Standard Method of Measurement cobreix la subestructura d'edificació, on la profunditat d'excavació es classifica en increments d'1 metre (0 a 1, 1 a 2, 2 a 3, 3 a 4 metres, de manera que una profunditat total de 3,5 metres cau en el tram de 3 a 4 metres) i l'espai de treball és el perímetre al llarg de la sabata multiplicat per la profunditat. A tot Europa, la VOB amb la DIN 18300 factura segons les dimensions reals amb classificació del material per àrees homogènies.

Per a la facturació per avenç, el contractista cobra o bé la quantitat de projecte o bé una quantitat amidada en camp a partir de les seccions transversals finals. Els departaments de carreteres acostumen a pagar la quantitat de projecte quan no es produeix cap canvi de disseny, i només tornen a amidar quan es compleix un desencadenant definit, com ara àrees extremes consecutives que varien més enllà d'un llindar (una variació del 5 per cent és habitual però depèn de l'organisme), una sobreexcavació, una esllavissada o un assentament. Aquesta base de pagament és diferent tant de la quantitat de l'oferta com de la quantitat de comanda, i les tres mai s'haurien de declarar com si fossin la mateixa.