Nivelación Superficial (topografía)

7/24/2019 Nivelacin Superficial (topografa)

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4.1. DEFINICIONES

LINEA VERTICAL: Lnea que sigue la direccin de la gravedad, indicada por el hilo de unaplomada.

SUPERFICIE DE NIVEL: Superficie curva que en cada punto es perpendicular a la lnea

vertical

LINEA DE NIVEL:Lnea contenida en una superficie de nivel y que es, por lo tanto, curva.

PLANO HORIZONTAL:Plano perpendicular a la lnea vertical.

LINEA HORIZONTAL: Es una lnea en un plano horizontal y perpendicular a una lnea vertical

PLANO DE REFERENCIA: Superficie de nivel a la cual se refiere las elevaciones (por eemploel !ivel "edio del "ar#

NIVEL MEDIO DEL MAR (NMM):Es la superficie promedio del mar seg$n todas las etapas dela marea en un periodo de %& a'os.

ELEVACIN O COTA: istancia )ertical desde un plano de referencia hasta un punto u o*etodado.

COTA RELATIVA: Es la elevacin de un punto con respecto a un plano de referencia paraleloal !"".

COTA ABSOLUTA: Es la elevacin de un punto con respecto al !"".

BENCH MARK (BM) O BANCO DE NIVEL (BN): Es una marca fia, colocada en terreno muyslido y de cota conocida, a partir de la cual se determinan las cotas de los puntos.

BM ABSOLUTO: +uando la cota del " est- referido directamente con el plano de referencia

del !"". +onsiste en un disco de *ronce de di-metro /0 empotrados en concreto, que hasido colocada por una entidad oficial. IGN (INSTITUTO GEOGRAFICO NACIONAL).

CAPITULO IVCAPITULO IV

NIVELACIONNIVELACION


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Captulo IV: NIVELACIN Curso: TOPOGRAFA - I

BM RELATIVO: Es una cota que est- referido a una superficie paralela a la superficie de cotaa*soluta. Es una marca colocada muy cerca del -rea del tra*ao que se realiza, donde se leasigna una cota ar*itraria.Las marcas se u*ican en las veredas, tapas de *uzones, u otro lugar escogido y que seainamovi*le.

NIVELACION:Proceso de altimetra que se sigue para determinar elevaciones o cotas depuntos, o *ien, diferencias de elevacin entre puntos.

CONTROL VERTICAL: Serie de ancos de !ivel u otros puntos de cota conocida que secolocan para un tra*ao de 1opografa o 2eodesia.

CURVATURA Y REFRACCION:

a# e*ido a la curvatura de la tierra, la lnea horizontal (nivel aparente de 3# se separa de unasuperficie de nivel una distancia vertical tal como EP.

*# Los puntos 3 y P por estar so*re una superficie de nivel tienen la misma elevacin. Si lavisual fuera horizontal, la curvatura de la tierra ocasionara que la lectura en una mirau*icada en el punto P aumentara en la magnitud PE.

c# Los rayos de luz que atraviesan la atmsfera de la tierra son refractados a la superficie de

la misma. 4na visual horizontal como 3E, por efecto de la refraccin atmosf5rica, se desvaa la trayectoria curva 3m. El resultado es que la lectura de una "ira en el punto m se vedisminuida en la distancia Em.

d# El efecto com*inado de refraccin y curvatura producir- lecturas de mira ligeramenteaumentadas. El error total (Et# de*ido a estas causas se puede eliminar por completo conprocedimientos correctos de campo.

4.2. CLASES DE NIVELACION

E6isten clases7

a. N!"#a$%& Ba'*+'$a

,. N!"#a$%& T'-&*+'$a$. N!"#a$%& "*+'$a

Ing OSCAR FRE! ALVA VILLACORTA " FIC #NASA$ Pag.IV - 2


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4.2.1. N!"#a$%& Ba'*+'$a

+onsiste en determinar las diferencias de altura utilizando el *armetroo altmetro que registra la presin atmosf5rica en un determinado lugar.4tiliza el principio de cam*ios de presiones atmosf5ricas.

Precisin 7 % m.8apidez 7 "uy r-pido+osto 7 Econmico4tilizacin 7 E6ploraciones, 1ra*aos de reconocimiento.

A&"'/" A#+0"+'

4.2.2. N!"#a$%& T'-&*+'$a

Se o*tiene los desniveles mediante latrigonometra con los datos medidos de-ngulos verticales y distancias que puedenser horizontales e inclinadas.

Los instrumentos que se usan son elteodolito, y la mira o estada.

Precisin 7 % dm.8apidez 7 8-pido+osto 7 "ediano4tilizacin 7 Levantamientos 1opogr-ficos.

Nota:Para distancias mayores a 3metros se de!er" considerar e# e$ectocom!inado de re$racci%n y c&r'at&ra.

4.2.. N!"#a$%& "*+'$a

Es el m5todo m-spreciso y el m-s usado."ide directamente lasdistancias verticales oalturas, mediante lacolocacin de un planohorizontal tangente a lasuperficie de nivel.

Precisin 7 % cm.8apidez 7 "uy lento+osto 7 +aro4tilizacin 7 !ivelaciones

de precisin.



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4.. INSTRUMENTOS PARA NIVELACION EOMETRICA

N!"# /" A#,a#.3

De regla.3+uyas aristas principales sonparalelas a la directriz del frasco de nivel.

De manguera.3Son de pl-stico transparente.Se llenan de agua y nivelan por el principio devasos comunicantes

N!"# /" I&-"&"'.3Es uninstrumento ptico mec-nico, que sirve parao*tener niveles de puntos del terreno referidosa un plano de referencia generalmente el !ivel"edio del marTipos: Ni'e#es de anteoo directo Ni'e#es de anteoo in'ertido

Partes:Tr*ode+Patas, ca*eza y tornillos de fiacin.

A#idada+9 ase nivelante7 tornillos nivelantes 3lidada propiamente dicha7 3nteoo, 1ornillos de *loqueo, nivel esf5rico o tu*ular.

N!"# /" Ma& (E$#0"+' C#50"+') .3 Sirvepara hacer nivelaciones directas, y para medir -ngulos de pendientes.Est- constituido por un ocular, o*etivo, un nivel tu*ular que gira so*reun ee horizontal que pasa por el centro de un semicrculo graduado de:; a &:; y otra graduacin interior que indica la pendiente enporcentae.



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M'a5.3 Son reglas graduadas, y est-n divididas encentmetros en forma de E. Pueden ser de ,aderade < m. de longitudy plega*les o 1elescpicas de aluminio. Las miras se utilizan paramedir alturas o desniveles, y distancias= las lecturas se realizan con elnivel de ingeniero, teodolito o plancheta.

El error m-6imo total de lectura es de > %.? mm.

L"$+6'a5 "& #a M'a:

Las Lecturas de alturas en las miras se hace con el hilo estadim5trico horizontal (@h#

4.4. NIVELACION EOMETRICA

4.4.1. N!"#a$%& D7"'"&$a#

Se o*tiene la diferencia de nivel entre dos puntos colocando el instrumento en un puntoequidistante entre los puntos para eliminar el efecto de curvatura de la tierra yrefraccin atmosf5rica.

AA AA



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1) N!"#a$%& D7"'"&$a# S8#"

Es aquella en la cual desde una sola estacin del instrumento se puede conocer lascotas de todos los puntos del terreno que se desea nivelar.

Se estaciona y nivela el instrumento en el punto m-s conveniente, es decir que ofrezca

las meores condiciones de visi*ilidad. La primera lectura se realiza so*re la miracolocada en el punto fio y esta*le de cota conocida ("#, y a partir del cual se van anivelar los puntos necesarios del terreno. Este " puede ser a*soluto o relativo.

2) N!"#a$%& D7"'"&$a# C86"5+a

Es el sistema empleado cuado el terreno es *astante que*rado y accidentado, ocuando la visuales resultan *astante grandes (B :: m.# El instrumento se vatrasladando a distintas estaciones, en cada una de las cuales se relizan nivelacionessimples, que van lig-ndose entre s por los llamados Cpuntos de +am*io0. El punto decam*io de*e de escogerse de modo que sea esta*le y de f-cil identificacin.



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VISTA ATR9S (Va+): Es la lectura realizada en la mira cuando est- colocada en unpunto de cota conocida.

VISTA ADELANTE (Va/): Es la lectura realizada en la mira cuando est- colocada enun punto de cota por conocer.

PUNTO DE CAMBIO (PC): enominado tam*i5n Punto de Liga. Son aquellos puntosen los que se hacen dos lecturas en la mira7 de )ista 3tr-s y )ista 3delante.

4.4.2. N!"#a$%& R"$08'$a

Se o*tiene la diferencia de nivel entre dos puntos cuando la distancia entre ellos esmuy grande (D:: a :: m# y no es posi*le colocar el instrumento en un puntoequidistante entre los puntos, y se quiere evitar toda causa de error de*ido a losefectos com*inados de curvatura y refraccin atmosf5rica.



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E"8#.3 N!"#a$%& L&"a# "& 6& $'$6+ $"''a/

M/"# /" #,'"+a

!aturaleza del tra*ao7 !ivelacin lineal en circuito cerrado

Lugar7

echa7

E5+ P+ Va+';5 Va/"# $+a

E1 BM


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C+a /" ##"-a/a C+a &$a# Va+ 3 Va/

I %DG.&&G J %DF.::: I KIH.. Leer siempre con la interseccin del trazo horizontal mayor (los trazos chicos son

para medicin de distancias#

1


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4.4.4. F'a5 /" N!"#a$%&

1. N!"#a$%& L&"a#.3 Sirve para determinar cotas de puntos que se encuentransituados a lo largo de una direccin o perfil del terreno, pudiendo ser cerrada comotam*i5n una nivelacin con do*le punto de cam*io. Se emplea este tipo denivelacin en proyectos de carreteras, ferrocarriles, canales, etc.

a. Nivelacin lineal en circuito cerrado

b. Nivelacin lineal de punto doble o con doble punto de cambio

2. N!"#a$%& Ra/a#.3 Se emplea en los mismos tra*aos que en la nivelacin lineal ymayormente en terrenos llanos, pero de acuerdo al siguiente esquema7

. N!"#a$%& 8' Ra/a$%&.3 Permite nivelar varios puntos del terreno desde unasola estacin del instrumento.



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4. N!"#a$%& /" 6& TG&"#

?. N!"#a$%& Pa'a $6,$a$&"5 $6'!a5 /" &!"#

Se emplea para determinar vol$menes de cortes y rellenos de rocas, gravas uotros materiales en un -rea determinada del terreno. Para ello se hace uncuadriculado de H, %:, DH o H: m. de lado cada uno, denomin-ndose uno de loslados con n$meros y el otro con letras.

La lectura de vista atr-s se har- en un " conocido fuera de la zona decu*icacin, y las lecturas de vista adelante en los v5rtices de cada cuadrado. Elvolumen se halla multiplicando el -rea de cada cuadrado por la altura promedio delos cuatro v5rtices del cuadrado.

4.4.?. C8',a$%& /" #a5 8"'a$&"5 /" $a8

Las compro*aciones de campos se realizan de tres maneras7

a) Llevando do*le registro, para lo cual se cam*ia la u*icacin del nivel o se modificasolamente la altura del instrumento.



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,) Partiendo del $ltimo punto seguir el recorrido en sentido contrario colocando la miraen los mismos puntos.

$) Partiendo del $ltimo punto seguir un recorrido diferente para llegar al punto departida.

4.4.@. C#a57$a$%& /" #a N!"#a$%& "*+'$a 5"-G& 56 8'"$5%&

1. N!"#a$%& R;8/a ("'O'/"&)

1olerancia7 Ec K > :.%: N = N K istancia acumulada en Nm.

Se emplea en levantamientos o tra*aos de reconocimiento.)isuales7 hasta :: m."ira graduada en do*le centmetro.Las vistas de atr-s y adelante no son *alanceadas.

2. N!"#a$%& O'/&a'a (2/O'/"&)

1olerancia7 Ec K> :.:D N = N K istancia acumulada en Nm.

Se emplea para tra*aos de carreteras, ferrocarriles ,etc.)isuales no mayores de %H: m."ira graduada en centmetros con lecturas por apro6imacin en milmetros.Las vistas de atr-s y adelante apro6imadamente equidistantes, y puntos de cam*ioso*re *ases slidas.

. N!"#a$%& P'"$5a (1"'O'/"&)

1olerancia7 Ec K > :.:% N = N K istancia acumulada en Nm.

Se emplea para trazos definitivos de canales, tra*aos ur*anos de 3gua pota*le ydesagRe, acueductos, hidroel5ctricas, puentes, t$neles, drenae de terrenos etc.)isuales no mayores de %:: m.

"ira graduada en milmetros.La *ur*ua perfectamente centrada en el instante de cada lecturaPuntos de cam*io so*re *ases perfectamente slidas. 1rpode en terreno firme.



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4. N!"#a$%& /" A#+a P'"$5%&

1olerancia7 Ec K > :.::< N = N K istancia acumulada en Nm.

Se emplea para determinar puntos permanentes de cota *ien e6acta y que formen unared de apoyo.

)isuales de longitud m-6ima de &: m.Lectura en mira a :.DH mm!ivel resguardado del SolLa *ur*ua se de*e centrar cuidadosamente antes de realizar las lecturas.El instrumente se colocar- *ien firme so*re terreno slido.

En general 7 E$ & K & E$ J K

Em. Si Ec K :.: m. en una nivelacin de &H: m. AA AAAA

n K > Ec N K > :.: :.&H K > :.:%

:.:D T :.:% T :.%:= por tanto es una nivelacin 83PQ3

4.4.. C8"&5a$%& /" #a &!"#a$%&

La compensacin de un tra*ao de nivelacin es muy sencilla cuando las operacionescomienzan de un punto fio y vuelven al mismo= formando un polgono cerrado= ocuando el tra*ao termina en otro punto de cota conocida.

+uando el itinerario de nivelacin es cerrado, la cota resultante para el punto final, quees el mismo inicial, puede que no coincida con la cota propia de este punto. Ladiferencia entre estos dos valores de la cota del punto inicial es el error verdadero detodo el itinerario, y se llama E88M8 E +QE88E (Ec#.

Es evidente que las cotas de los puntos intermedios determinados al recorrer elitinerario, pueden ser tam*i5n errneos, y aqu surge el pro*lema de hallar el errorpro*a*le para estos puntos y corregir sus cotas convenientemente.

EL E88M8 E +QE88E (E+#7 Ser- positivo o negativo, cuando la cota de regreso esmayor o menor de la cota inicial respectivamente7

- Si el Ec es positivo entonces la correccin esnegativa.

- Si el Ec es negativo entonces la correccines positiva.

Ec K +ota de regreso J cota inicial

La frmula de correccin ser-7

E$C /

D+

onde 7 +i K +orreccin (donde % K %,D,, n#Ec K Error de cierret K istancia total del circuito cerradodi K istancia acumulada o distancia parcial

- +ota efinitiva (+#

+K +ota calculada correccin



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E"8#. N!"#a$%& /" "a$" 8' 565 "+'"5 /" $+a $&$/a

Se ha efectuado una nivelacin entre dos puntos de cotas conocidas

3 K GH&.?


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4.?.4. N!"#a$%& /" 6& 8"'7#

Se llama as a la operacin de nivelar puntos situados a ciertas distancias a lo largo deun ee determinado. El intervalo entre cada punto puede ser de %::, H:, DH, D: y %: m.siendo estas dos $ltimas las m-s empleadas en el caso de carreteras, canales,

ferrocarriles, etc. y en casos especiales se emplean distancias menores a %: m.

4.?.?. P"'7# L&-+6/&a#

Es la proyeccin de la superficie de un terreno en un plano vertical a lo largo de su eemayor.

4.?.@. P"'7# T'a&5!"'5a#

Es la proyeccin de la seccin de un terreno en un plano vertical. Es el ee menor,perpendicular al perfil longitudinal.

El perfil transversal, conuntamente con el perfil longitudinal, sirven para encontrarvol$menes. Se emplean generalmente en tra*aos donde el ancho es mucho menorque el largo7 carreteras, canales, puentes, acueductos, t$neles, gaseoductos, redes deagua y desagRe, y tra*aos de movimiento de tierras en general.

4.?.. R"8'"5"&+a$%& ';7$a /" P"'7#"5 #&-+6/&a#"5 +'a&5!"'5a#"5

El perfil longitudinal de un ee se representa en un plano, graficando en el eehorizontal las distancias entre los puntos y en el ee vertical las cotas de los mismos.+omo las distancias horizontales, son mucho mayores que las verticales, es necesario

emplear escalas diferentes para graficar el perfil. ichas escalas est-n en la relacin%%: (EvK %: E@#.

Las escalas m-s usuales son7

ESCALA HORIZONTAL (EH) ESCALA VERTICAL (EV)%7H:: %7H:

%7D::: %7D::

%7%::: %7%::

%7H::: %7H::

%7H:::: %7H:::



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RASANTE.3 Se llama rasante a la pendiente regular de una lnea que se proyecta en elperfil y puede ser ascendente o descendente y que se e6presa en porcentae. Por logeneral la rasante se proyecta de tal forma que queden compensados los cortes yrellenos.

PENDIENTE.3Es la relacin entre la diferencia de cotas de dos puntos y la distancia quelos separa. Se e6presa en porcentae.

S C+a I&$a# C+a 7&a# 1


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E"8# /" S"$$&"5 T'a&5!"'5a#"5 /" 6&a $a''"+"'a

E"8#.3 !ivelacin de un perfil longitudinal con " relativo en circuito cerrado.

!aturaleza del tra*ao7 !ivelacin de un perfil longitudinal

Lugar7

echa7

E5+ P+ Va+';5 Va/"#a&+" C+a D5+a&$aD5+a&$a

a$66#a/a

IDAE1 BM


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) P'"$5%& /" #a N!"#a$%&

1olerancia7 Ec K > n N = N K istancia acumulada en Nm. AA AAAAA

n K > Ec N K > :.:: :.%H? K :.::G? T :.:% Es una nivelacin P8E+QS3

4) C''"$$%& /" C+a5 (C)

+i K 9 (Ec1# 6 di 1 K istancia total di K distancia acumulada

+d K +ota calculada +orreccin K +ota +i

+ota Promedio K +ota corregida (ida# +ota +orregida (vuelta#D

E. Para el punto D7

+omo el Ec es negativa, entonces la correccin ser- positiva.

(ida#.

+DK 9( 9 :.:: %H?# 6

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