Computo di movimenti di terra e scavi

Il terreno esiste in tre condizioni, e il valore riportato varia tra di esse di circa il 10-70 percento. In banco è il volume naturale e indisturbato che si legge dai disegni: il prisma di sterro tra il terreno esistente e la superficie di progetto, o il prisma di riporto tra il terreno originale e la quota finita. Sciolto è il volume scavato e rigonfiato che riempie un camion, pari al volume in banco moltiplicato per uno più la percentuale di rigonfiamento. Compattato è il volume posto in opera e rullato che occupa un rilevato finito, pari al volume in banco moltiplicato per il fattore di ritiro.

Due fattori collegano gli stati, entrambi riferiti al volume in banco. Il rigonfiamento espande il volume in banco in sciolto, e il suo inverso, il fattore di carico, riconverte lo sciolto. Il ritiro riduce il volume in banco in compattato, per cui un riporto finito richiede sempre più sterro in banco o materiale di prestito del proprio volume geometrico: il prestito necessario espresso in banco è pari al volume di riporto compattato diviso per il fattore di ritiro. Compensare lo sterro grezzo con il riporto grezzo senza applicare il ritiro è il classico errore di bilancio dei movimenti di terra.

I fattori variano fortemente a seconda del materiale. Come valori approssimativi di pianificazione, sabbia e ghiaia granulari rigonfiano di circa il 12-18 percento e si ritirano di circa il 5-14 percento; la terra comune rigonfia di circa il 25 percento e si ritira di circa il 10-20 percento; l'argilla rigonfia di circa il 30-40 percento e si ritira di circa il 10-20 percento; e la roccia abbattuta con esplosivo rigonfia di circa il 50-70 percento e presenta un ritiro negativo di circa il 30 percento, perché la roccia frantumata occupa più spazio del banco da cui proviene. Si tratta di medie pubblicate a scopo di pianificazione; i valori reali derivano da una prova geotecnica, densità in posto secondo ASTM D1556 o D6938 e densità secca massima mediante prova Proctor secondo ASTM D698 o D1557.

Lo stato da riportare dipende dallo scopo. Per un'offerta si parte dallo sterro in banco e dal riporto compattato, poi si aggiunge il prestito in banco necessario a coprire eventuali ammanchi; per trasporto e smaltimento si converte in sciolto; per un rilevato pagato in opera si riporta il compattato. Un semplice metro cubo è ambiguo, quindi l'unità dovrebbe sempre essere etichettata con il proprio stato. Secondo la maggior parte delle specifiche stradali statunitensi, lo scavo della sede stradale si misura in posizione in banco e il rilevato in posizione compattata, con l'appaltatore che assorbe rigonfiamento e ritiro senza pagamento separato.

Dominano due metodi geometrici, e quello giusto dipende dal tipo di opera. Per i movimenti di terra lineari e stradali, il metodo delle aree medie estreme prende l'area della sezione trasversale di sterro o riporto a ciascuna stazione, calcola la media di due aree adiacenti e la moltiplica per la distanza tra di esse. Nelle unità statunitensi le iarde cube sono pari alla media delle due aree estreme moltiplicata per la lunghezza, diviso 27. Il metodo sovrastima leggermente il volume dove le sezioni cambiano rapidamente, e una correzione prismoidale lo affina dove la precisione conta. L'accuratezza dipende dall'interasse: il terreno rettilineo viene sezionato a circa 50-100 piedi, comunemente 100 piedi in zone rurali e 50 piedi in zone urbane, ridotto a circa 25 piedi o meno su rampe, curve strette e terreno in rapido cambiamento.

Per aree di cantiere, platee di edifici e bacini, dove non esiste un unico asse, si usa invece un metodo a griglia o a quote spot: si sovrappone una griglia, si calcola la profondità di sterro o riporto a ciascun nodo come quota esistente meno quota di progetto e si sommano i prismi. Entrambi i metodi producono un volume in banco per lo sterro e un volume compattato per il riporto; le conversioni di stato si applicano in seguito, mai incorporate nella geometria.

La quantità da contabilizzare e di progetto è la linea netta: dal terreno esistente fino alla superficie teorica di sterro o alla quota finita, con le scarpate laterali di progetto. L'appaltatore scava quasi sempre di più, perché il terreno non può reggersi verticale, ma quel terreno in più riguarda i mezzi e i metodi, non la quantità misurata. Riportare il prisma scarpato reale invece della linea netta sovrastima la quantità contabilizzata del volume della scarpata.

Quando un computo modella il prisma scavato reale ai fini della stima dei costi, la scarpata laterale determina il sovrascavo. OSHA Subpart P fissa le pendenze massime ammissibili per scavi fino a 20 piedi di profondità, con un sistema di protezione richiesto a 5 piedi o più a meno che il fronte non sia roccia stabile, e una progettazione strutturale oltre i 20 piedi. Le pendenze massime sono verticale per roccia stabile, tre quarti in orizzontale per uno in verticale (circa 53 gradi) per terreno di Tipo A, uno a uno (45 gradi) per il Tipo B e uno e mezzo a uno (circa 34 gradi) per il Tipo C. Questi sono limiti di sicurezza, non la linea di contabilizzazione.

Lo scavo di trincea si misura fino a una larghezza di contabilizzazione specificata, tipicamente il diametro esterno della tubazione più un franco di lavoro per ciascun lato, o una larghezza indicata nel contratto o nel dettaglio tipo, indipendentemente da quanto larga la scava l'appaltatore. Franchi per lato di circa 150-300 millimetri (6-12 pollici) sono prassi comune più che un valore fisso, quindi conviene verificare la larghezza di contabilizzazione rispetto al dettaglio di trincea del progetto. La sovralarghezza oltre la linea di contabilizzazione è un costo a carico dell'appaltatore.

Il volume dei movimenti di terra si misura al netto, senza alcuna maggiorazione per rigonfiamento, ritiro o sfrido incorporata nella quantità geometrica. Questo è un principio sancito nel CESMM4 ed è condiviso da NRM2, dal metodo australiano e neozelandese e dalla DIN 18300. Gonfiare la geometria con il rigonfiamento e poi applicare anche un fattore di stato comporta un doppio conteggio, ed è per questo che la geometria resta netta e le conversioni restano esplicite.

Non esiste una soglia di vuoto codificata specifica per i movimenti di terra, e ostacoli isolati minori come singoli pali o piccole reti vengono ignorati e assorbiti. Il meccanismo prevalente per strutture e reti esistenti nello scavo è l'extra over, che aggiunge il costo di scavare attorno o attraverso di esse anziché detrarne il volume; NRM2 misura l'extra over per lo scavo a fianco o attraverso reti esistenti e per la demolizione di roccia, calcestruzzo armato o muratura. Si detraggono solo i vuoti sostanziali, e dove serve una soglia dimensionale si usa per analogia il valore di circa 1 metro cubo derivato dalla convenzione sui vuoti delle opere edili.

Lo scavo viene suddiviso per materiale perché il costo varia di un ordine di grandezza in base a quanto è difficile scavare il terreno. La prassi statunitense e AASHTO separa lo scavo comune, lo scavo in roccia (materiale che richiede scarificazione o abbattimento con esplosivo, con i massi al di sopra di una dimensione stabilita conteggiati come roccia) e lo scavo di materiale inadatto o di sottofondo, ovvero fango molle o organico rimosso al di sotto della quota e sostituito come voce di contabilizzazione a sé. È comune anche un'unica voce di scavo non classificato, in cui l'appaltatore si assume tutto il rischio sul materiale. La dimensione del masso che fa scattare la classificazione come roccia varia da ente a ente; alcuni usano un volume come circa 1 iarda cuba e altri una prova di scarificabilità. Secondo NRM2 e CESMM4, lo scavo si suddivide in terreno vegetale, materiale diverso da terreno vegetale o roccia, e roccia. La VOB tedesca con la DIN 18300 ha sostituito le vecchie classi fisse di terreno con aree omogenee specifiche del progetto.

Il modo in cui si misura la roccia segue la stessa suddivisione. Nella tradizione del computo metrico estimativo, la roccia si misura come extra over rispetto allo scavo di base: il volume di roccia viene comunque conteggiato nello scavo di base, con una tariffa aggiuntiva per la difficoltà, indipendentemente dalla profondità. La prassi stradale statunitense misura invece la roccia come voce di contabilizzazione separata a sé che sostituisce la quantità di base. Sbagliare questo aspetto comporta o un doppio conteggio della roccia o l'omissione dello scavo di base sottostante.

Il terreno vegetale viene asportato e accumulato separatamente dallo scavo di massa, perché viene riutilizzato per la sistemazione a verde. Si misura a superficie indicando una profondità media di asportazione, tipicamente di circa 100-150 millimetri (4-6 pollici), e può anche essere riportato come volume di accumulo pari alla superficie moltiplicata per la profondità. NRM2 lo misura in questo modo, ad esempio come asportazione di terreno vegetale dello spessore di 150 millimetri a superficie.

Lo smaltimento dell'eccedenza è dettagliato per destinazione, convenzionalmente prezzato per il trasporto sul volume sciolto del camion, mentre i computi metrici estimativi spesso lo misurano sul volume in banco dello scavo da cui proviene; il riporto di apporto si contabilizza sul volume compattato che forma in opera. La distanza di trasporto è governata dal diagramma delle masse, che traccia il cumulato di sterro meno riporto su una base comune in banco lungo l'asse. Fino a una distanza di trasporto franca contrattuale lo spostamento è incluso nel prezzo dello scavo di base; oltre tale distanza, il sovratrasporto si paga separatamente come quantità di volume per distanza, ad esempio iarde cube per stazione o metri cubi per chilometro, anziché come volume puro.

Il Regno Unito è il più codificato. NRM2 e CESMM4 misurano lo scavo al netto in metri cubi, indicando la superficie di partenza e la quota di riferimento. NRM2 suddivide lo scavo di massa e di fondazione in fasce di profondità da 2 metri (non oltre 2 metri, da 2 a 4 metri, da 4 a 6 metri e così via), mentre CESMM4 classifica per profondità massima totale. Lo spazio di lavoro è lasciato alla discrezione dell'appaltatore secondo NRM2, e la sua seconda edizione ha reintrodotto la misurazione del sostegno dello scavo per tutti i fronti di scavo profondi oltre 250 millimetri, indipendentemente dal fatto che lo si ritenga necessario o meno.

La prassi stradale statunitense non ha un metodo di misurazione legale: lo scavo della sede stradale è in posizione in banco a iarda cuba, il rilevato è compattato, la profondità non è suddivisa in fasce e l'appaltatore assorbe rigonfiamento e ritiro. In Australia e Nuova Zelanda, lo sterro e riporto civile si misura secondo AS 1181, mentre l'Australia and New Zealand Standard Method of Measurement copre le sottostrutture degli edifici, dove la profondità di scavo è classificata a incrementi di 1 metro (da 0 a 1, da 1 a 2, da 2 a 3, da 3 a 4 metri, per cui una profondità totale di 3,5 metri ricade nella fascia da 3 a 4 metri) e lo spazio di lavoro è il perimetro lungo la fondazione moltiplicato per la profondità. In Europa, la VOB con la DIN 18300 contabilizza secondo le dimensioni reali con classificazione del materiale per aree omogenee.

Per la contabilità di avanzamento, l'appaltatore viene pagato sulla quantità di progetto oppure su una quantità misurata in campo dalle sezioni trasversali finali. I dipartimenti stradali pagano comunemente la quantità di progetto quando non si verifica alcuna variante, rimisurando solo quando si attiva un criterio definito, come aree estreme consecutive che variano oltre una soglia (una variazione del 5 percento è comune ma specifica dell'ente), sovrascavi, una frana o un cedimento. Questa base di pagamento è distinta sia dalla quantità d'offerta sia dalla quantità d'ordine, e le tre non vanno mai riportate l'una al posto dell'altra.