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Practicas topografia

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Page 1: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 1

TITULO DE LA PRÁCTICA:

DETERMIONACIÓN DE LA ELEVACIÓN Y DENIVEL DE UN

PUNTO POR NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA

OBJETIVO:

Que el estudiante adquiera los conocimientos y las habilidades

necesarias para calcular la altura de un punto y el desnivel entre

dos puntos.

A. CONOCIENDO DIRECTAMENTE LA DISTANCIA HORIZONTAL B. DESCONOCIENDO LA DISTANCIA HORIZONTAL

INTRODUCCIÓN:

La Altimetría tiene por objetivo principal tener en cuenta las

diferencias de niveles existentes en el terreno, procedimiento

conocido como Nivelación.

NIVELACIÓN:

Consiste en medir las diferencias de altura entre dos o varios

puntos. Es la forma de expresar las alturas relativas de puntos

situados por debajo o encima de un cierto plano de referencia y es

utilizada en la construcción de drenajes, riesgos, perfiles

longitudinales y transversales para el estudio de diseño de

carreteras, canales, instalaciones de tuberías, etc.

La precisión de las observaciones es función del destino del trabajo

y de los medios de que se disponga.

MÉTODOS PARA LA DETERMMINACIÓN DE LA ALTURA DEL PUNTO:

Estos dependen del instrumento utilizado y se clasifican en DIRECTOS

e INDIRECTOS.

MÉTODOS DIRECTOS: Nivelación Barométrica (Altímetro)

Nivelación Trigonométrica (Teodolito)

MÉTODOS INDIRECTOS: Nivelación Geométrica (Nivel)

Page 2: Practicas topografia

NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA

Este tipo de nivelación es la que se emplea en los levantamientos

topográficos de terrenos sumamente accidentados donde el desnivel se

puede apreciar a simple vista.

1) CONOCIENDO DIRECTAMENTE LA DISTANCIA HORIZONTAL

La distancia horizontal se puede determinar en forma directa usando

la cinta.

2) DESCONOCIENDO LA DISTANCIA HORIZONTAL

En este caso tenemos dos alternativas:

a) Que los hilos estadimétricos tengan visual sobre la mira. Este procedimiento es el más fácil de aplicar.

100

tan

tancos2

K

hs-his

A y Bntal entrecia HorizoDisDH

ntal)cia horizoθ (disK*S*DH

AB

Posición Directa Posición Indirecta

n ) Depresió (Z-θ

ón Z) Elevaci (θ

90

90

ón Z) Depresi (θ

n ) Elevació (Zθ

270

270

b) Que los hilos estadimétricos no coincidan en la mira.

Ese procedimiento se emplea cuando el espacio estadimétrico es mayor

a la longitud de la mira y por lo tanto no se puede determinar el

intercepto “s”.

Page 3: Practicas topografia

Este problema se resuelve tomando dos lecturas del hilo central (h01

y h02) con sus respectivos ángulos verticales (ό1, ό2) y según el caso

se aplican las expresiones siguientes:

i) ELEVACIÓN: Cuando los ángulos verticales están en

elevación:

21

21

tantan

hchcDH AB

ii) DEPRESIÓN: Cuando los ángulos verticales están en

depresión:

12

21

tantan

hchcDH AB

iii) COMBINADO: Cuando los ángulos verticales están en elevación y depresión.

Page 4: Practicas topografia

CASOS POSIBLES DE NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA

a) Cuando el ángulo vertical está en elevación. Lo primero que hay que determinar es la distancia horizontal que

existe entre el punto donde tenemos el instrumento y el punto donde

está ubicada la mira.

)tantan

tan250

tancos2

alcia vertic (dis θ θ dh*V

al)cia vertic θθ (di*S*sen V

ntal)cia horizoθ (disK*S*DH

Donde:

Cotas

ón) Depresi (Z-θ

ación -Z) Elev( ; θ khs-hi ; S

VHc-ICotaA

90

90100

Donde:

hi : hilo inferior ; hs: hilo superior

i : Altura del instrumento ; hc : hilo central

CotaA: Elevación del punto donde se coloca el instrumento. En este

caso A.

V : Distancia vertical del eje de colimación hasta la línea de

visual.

CotaB: Elevación del punto que se desea conocer.

Z : Ángulo zenital observado a través del instrumento.

b) Cuando el ángulo vertical está en depresión.

Page 5: Practicas topografia

APLICACIONES DE LA NIVELACIÓN TRIGONOMÉTRICA

DAR COTA A UN PUNTO INACCESIBLE

DESARROLLO DE CAMPÒ:

CUADRILLA:

Observador

Estaladero o porta mira

Anotador

Cadenero

EQUIPO:

Teodolito

Trípoide

Estadias

Clavos

Libreta de Campo

Cinta

Plomadas

PROCEDIMIENTO:

A) CONOCIENDO DIRECTAMENTE LA DISTANCIA HORIZONTAL a) Fijar los puntos entre los cuales se va a fijar el desnivel (A y

B).

b) Medir la distancia horizontal directamente entre ambos con

cinta.

c) Dar cota a uno de los puntos e instalar el teodolito en dicho punto (centrado y nivelado).

d) Una vez debidamente nivelado el instrumento, medir su altura

hasta la línea horizontal definida por el lente.

e) Colocar la estadía en el punto al que se desea dar cota (B). f) Tomar lectura con el hilo central sobre la mira ubicada en B y

su respectivo ángulo vertical (zenital).

Page 6: Practicas topografia

g) Anotar los datos en la tabla de registro (i, hc, Z). h) Con la ayuda de los datos levantados, determinar el desnivel

entre los puntos y la elevación o cota del punto B.

B) DECONOCIENDO LA DISTANCIA HORIZONTAL a) Elevación y Depresión

i) Efectuar los pasos 1, 3, 4 del inciso anterior. ii) Tomar lectura de los hilos superior, central e inferior

sobre la mira ubicada en B (punto en elevación o depresión

según el caso) y su respectivo ángulo vertical (zenital).

iii) Anotar los datos en la tabla de registro (hs, hc, hi, Z). iv) Con la ayuda de los datos levantados determinar la

distancia horizontal, el desnivel entre los puntos y la

elevación o cota del punto.

v) Con ayuda de los datos levantados determinar la distancia

horizontal, el desnivel entre los puntos y la elevación o

cota del punto B.

b) Los hilos estadimétricos no coinciden con la mira. i) Efectuar el paso 1 del inciso anterior. ii) Tomar lecturas de dos hilos centrales y sus respectivos

ángulos (genitales), uno en elevación y otro en depresión.

iii) Anotar los datos en la tabla de registro (ho1, ho2, Z1, Z2). iv) Paso 4 del inciso anterior.

c) Dar cota a un punto accesible. i) Efectuar paso 1 del inciso anterior. ii) Tomar lecturas necesarias para el cálculo de la distancia

horizontal del punto en estación al punto inaccesible, así

como para el cálculo de la elevación de la base de la

estructura en la que se encuentra el punto inaccesible.

iii) Tomar lectura del ángulo vertical a la base de la

estructura (depresión)

iv) Con la ayuda de los datos levantados calcular la distancia

horizontal, la cota en la base de la estructura, la altura de

la estructura y la cota del punto inaccesible.

TABLA DE REGISTRO

EST. Pto. hs hc Z Dist. i

A B

B A

Page 7: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 2

TITULO DE LA PRÁCTICA:

- USO Y MANEJO DEL NIVEL

- NIVELACIÓN SIMPLE

OBJETIVO:

- Que el estudiante conozca el nivel, identificando cada una de

sus partes principales.

- Que el estudiante adquiera los conocimientos y habilidades

necesarias para el uso y manejo del nivel.

- Que el estudiante adquiera la habilidad de determinar las

elevaciones y desniveles de los diferentes puntos del terreno

aplicando el Método de Nivelación Simple.

INTRODUCCIÓN:

Los niveles son instrumentos constituidos básicamente por un

telescopio y un nivel de burbuja, dispuestos en forma tal que la

visual (o línea de colimación definido por la intercepción de los

hilos de la retícula) puedan fijarse horizontalmente.

Los niveles automáticos que utilizaremos en las prácticas cuentan con

una característica de auto nivelación. Sí se nivela en forma

aproximada al instrumento por medio de un nivel circular (esférico),

un compensador nivela automáticamente la visual y la mantiene a nivel

con toda presición.

Por la facilidad y rapidez con que puede manipularse los niveles

automáticos se emplean mucho en trabajos de tipo general.

PARTES CONSTITUTIVAS DEL NIVEL:

1. Plato de la base 2. Círculo Horizontal 3. Control del compensador 4. Ocular 5. Cubierta del ocular 6. Nivel esférico 7. Punto marcado el centro del instrumento 8. Visor 9. Objetivo 10. Botón de enfoque

11. Tornillo tangencial horizontal

12. Tornillos nivelantes

Page 8: Practicas topografia

USO DEL NIVEL

Es aplicable en asimetría, principalmente en lo referente a

nivelación en proyectos de: carreteras, vías férreas, canales para

riego, calcular elevaciones para movimiento en terracería, para

elaborar mapas y planos que muestren la configuración.

ACCESORIOS UTILIZADOS EN LA NIVELACION:

MIRAS: Son reglas divididas en metros y fracciones de metro,

generalmente de colores vivos: blanco, negro y rojo, para que

resalten y puedan leerse con presición a la mayor distancia posible.

Se construyen de madera, con frecuencia de abetos, bien curada y

barnizada para evitar dilataciones y alabeos; su longitud es de 3mts.

Ó 4 mts., para facilitar el transporte suelen plegarse en dos ó

cuatro trozos unidos por charneles.

SAPOS: Los sapos de nivelación son piezas compactas de metal con tres

dentellones y con suficiente peso para darles estabilidad cuando se

clavan sobre el terreno, con el fin de que sobre ellos se coloquen

las miras de nivelación. Son utilizados generalmente en terreno

pantanoso y suelto.

NIVELACIÓN SIMPLE

Es aquella nivelación en la que por estar so puntos relativamente

cerca uno del otro, su diferencia de nivel puede ser determinada con

solo una puesta en estación del instrumento, colocando una mira

sucesivamente en cada uno de los dos puntos.

La posición del instrumento puede ser cualquiera, pero a fin de

eliminar en todo lo posible los errores sistemáticos que se

introducen en la operación, tal como veremos más adelante, el nivel

debe ser situado a igual distancia de cada punto.

Page 9: Practicas topografia

Si se va a determinar la diferencia de nivel entre los dos puntos,

una vez situado el nivel en estación, se nivela cuidadosamente y se

dirige una visual a una mira colocada verticalmente en el punto que

se tome como Banco Maestro (BM), tomándose la lectura

correspondiente. Esa primera lectura de mira se denomina, en lenguaje

topográfico, Mira de Espalda (ME ó LE ó BS).

Después se dirige una segunda visual a otra mira situada en otro

punto y esa lectura se denomina Frente o Intermedia (MF ó LF ó FS ó

LI). En dependencia del nivel a utilizar antes de cada lectura de

mira debemos verificar la posición de la parábola.

DESARROLLO DE CAMPO:

CUADRILLA:

Observador

Estaladero o Portamira

Anotador

EQUIPO:

Nivel

Trípode

Estadia o Mira

Mazo

PROCEDIMIENTO DE CAMPO PARA PLANTAR EL NIVEL

1. Identificar cada una de las partes del nivel y explicar su uso. 2. Extender las plantas del trípode de tal forma que este se quede

en una posición estable, presionándolas luego para darle mayor

estabilidad.

3. Montar el nivel sobre la base del trípode, fijando este con un tornillo de sujección.

4. Con la ayuda de los tornillos nivelantes (3) calar el nivel

esférico.

5. Con el objeto de puntería visado y el movimiento horizontal

abierto, teniendo la imagen debidamente contrastada se manipula

el tornillo de coincidencia de parábola (vertical si el

Page 10: Practicas topografia

instrumento lo tiene), quedando debidamente nivelado cuando

exista la coincidencia de la parábola, en este preciso instante

será necesario hacer la lectura sobre la mira (Regla Graduada)

CALCULO DE DESNIVELES Y COTAS

PROCEDIMIENTO DE CAMPO BASADO EN LA FIGURA 4

1. Plantar el nivel en un punto del cual sea posible visar todos los puntos a nivelar.

2. Elegir el punto que sirva de Banco Maestro (BM) y asignarle su cuota.

3. Una vez identificados los puntos a nivelar, efectuar una lectura al BM que por ser de cota conocida será una Lectura de Espalda.

Se debe verificar las coincidencias de las semi-parábolas antes

de efectuar cada lectura.

4. Registrar la lectura 5. Efectuar lecturas a los puntos de detalle las cuales serán

lecturas intermedias (LI).

6. Registrar cada una de las lecturas.

NOTA: Se debe acompañar el registro con un croquis del área donde se

efectuó el levantamiento.

Page 11: Practicas topografia

TABLA DE REGISTRO

EST. LE AI LI Cota Observaciones

BM Li

A L2

LE: Lectura de Espalda

AI: Altura del Instrumento

LI: Lectura Intermedia

Las fórmulas para el cálculo son:

AI=Cota BM +LE

Cotai= AI –Lii

Page 12: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 3

TITULO DE LA PRÁCTICA:

NIVELACIÓN COMPUESTA

MÉTODO DE CIRCUITO CERRADO

OBJETIVO:

- Que el estudiante adquiera las habilidades necesarias para

realizar una nivelación, usando el método de Circuito Cerrado.

- Que el estudiante calcule, clasifique y corrija la nivelación si

lo amerita.

INTRODUCCIÓN:

Nivelación Compuesta es la nivelación más corriente y de más

frecuente uso en la práctica diaria y no es más que una sucesión de

varias nivelaciones simples.

En la nivelación compuesta el aparato no permanece en un mismo sitio

sino que va trasladándose a diversos puntos desde cada una de las

cuales se toman nivelaciones simples que van ligándose entre si por

los llamados PUNTOS DE CAMBIOS (PC) o PUNTOS DE LIGA (PL). Es de

vital importancia la escogencia del PC, ya que de esto depende en

gran parte la presición del trabajo. Este debe ser estable y de fácil

identificación, por lo general se utilizan pines o planchas metálicas

para esto.

Se define como Punto de Cambio o de Liga (PC o PL), al punto donde se

ejecutan las lecturas de frente y de espalda para calcular la nueva

altura del instrumento y a la vez el enlace entre dos niveles

simples.

Una Lectura de Espalda (LE), es una lectura de hilo central efectuada

en la mira sobre un punto de elevación conocida, como por ej. un BM a

partir del cual se van a nivelar los puntos restantes.

Una Lectura de Frente (LF), es la lectura del hilo central efectuada

en la mira sobre un punto cuya elevación se desea conocer o bien un

punto de cambio.

Page 13: Practicas topografia

PRECISIÓN DE LA NIVELACIÓN COMPUESTA

Esta precisión depende probablemente de más factores que ningún otro

trabajo topográfico y aunque influye mucho el instrumento empleado,

es decisivo el grado de exactitud con que opera y la experiencia del

observador, las condiciones atmosféricas también ejercen gran

influencia sobre la precisión deseada.

Las prácticas nos dicen que en circunstancias normales con un nivel

bien corregido, el máximo de precisión se puede mantener dentro de

los siguientes límites:

1. NIVELACIÓN APRÓXIMADA: Se lleva a cabo en reconocimiento o anteproyectos con visuales hasta

de 300 mts.

ERROR MÁX. PERMISIBLE: k*08.0

2. NIVELACIÓN ORDINARIA: Se requiere en construcción de carreteras, vías férreas u otras

construcciones civiles con VISUALES HASTA DE 190 MTS.

ERROR MÁX. PERMISIBLE: k*02.0

3. NIVELACIÓN DE PRECISIÓN: Para planos de población o para establecer puntos de referencia

principal los levantamientos de cierta extensión. Visuales hasta de

90 mts.

ERROR MÁX. PERMISIBLE: k*01.0

4. NIVELACIÓN DE ALTA PRECISIÓN: Para determinar puntos permanentes de cota bien exacta que requiera

una Red de Apoyo. Se emplean niveles de gran precisión previstos de

retículas con hilos estadimétricos y con nivel de aire de gran

sensibilidad. Visuales máximas de 90 mts. o LE=LF.

ERROR MÁX. PERMISIBLE: k*04.0

Donde:

K = Distancia Total del recorrido de la Nivelación

expresada en kmts.

MÉTODO DE CIRCUITO CERRADO

Este tipo de nivelación comienza y termina en un mismo punto dandole

la vuelta a una determinada área. En este tipo de nivelación debe

cumplirse que:

Page 14: Practicas topografia

Õ LE- Õ LF=0

COTA INICIAL = COTA FINAL

El objetivo de este tipo de nivelación es dejar toda una serie de

puntos de cota conocida alrededor de un área determinada.

*Sí se cumple ERROR DE CIERRE < ERROR MÁX. PERMISIBLE se AJUSTAN las

cotas de los puntos de lo contrario se hace de nuevo el trabajo.*

LA CORRECCIÓN APLICADA ES LA SIGUIENTE:

*liL

e

+

-Ci=

c

DONDE:

Ci = Corrección de una distancia li del origen

Li = Distancia acumulada desde el origen

L = Longitud total del itinerario

ec = Error de Cierre obtenido en la Nivelación

DESARROLLO DE CAMPO:

CUADRILLA:

- Observador

- Estaladero o portamira

- Anotador

EQUIPO:

- Nivel

- Trípode

- Mira o Estadía

- Clavos

- Martillo

Page 15: Practicas topografia

PROCEDIMIENTO DE CAMPO:

1. Elegir el BM-1 y darle cota

2. Instalar el instrumento en la primera posición equidistante del

hilo central al BM-1 y el PC-1.

3. Efectuar lectura del hilo central al BM-1(LE). Registrarla

4. Efectuar lecturas a los puntos de detalle si los hay. Registrarlos

5. Efectuar lectura del hilo central al PC-1 (LF). Registrarla

6. Medir la distancia entre BM-1 y PC-1(Directa o Indirectamente)

7. Instalar el instrumento en la segunda posición equidistante del

PC-1 y el PC-2

8. Efectuar lectura del hilo central al PC-1(LE)

9. Paso 4

10. Efectuar lectura del hilo central al PC-2(LF)

11. Repetir los pasos 7-10 hasta llegar al BM-1 con una lectura de

frente completando así el circuito.

TABLA DE REGISTRO

Punto LE AI LI LF Cota Observaciones

BM-1 l0 Al1 Conocida Piso de acera

A lA

PC-1 l2 Al2 l1

B lB

PC-2 l4 Al3 l3

C lc

PC-3 l5

D ld

BM-1 l6

Page 16: Practicas topografia

PRUEBA MATEMÁTICA

Õ LE- Õ LF= COTA FINAL - COTA INICIAL

NOTACIÓN:

AI = ALTURA DEL INSTRUMENTO

LE = LECTURA DE ESPALDA

LI = LECTURA INTERMEDIA

LF = LECTURA DE FRENTE

FÓRMULAS:

( )

( )

( ) ( )

( ) ( )

( )

( ) ( )

( ) ( )

( )11

22

22

11

11

11

3

2

2

2

1

1

1

BM--LF=AICOTA BM-........

PC-+LEPC-=COTAAI

PC--LF=AIPC-COTA

B-LIICOTA B= A

PC-+LEPC-=COTAAI

PC--LF=AIPC-COTA

A-LIICOTA A= A

BM-+LEM- = COTA BAI

n

Page 17: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 4

TITULO DE LA PRÁCTICA:

NIVELACIÓN AREAL POR EL MÉTODO DE LA

CUADRÍCULA

OBJETIVO:

- Que el estudiante adquiera las habilidades necesarias para la

aplicación en el campo del método indirecto de cuadrícula.

- Que el estudiante por medio de los datos de campo represente el

relieve del terreno haciendo uso de las Curvas de Nivel.

INTRODUCCIÓN:

La Nivelación Areal tiene como fin la representación del relieve del

terreno. Ésta representación se hacer por varios métodos dentro de

los cuales el que nos ofrece mayores ventajas es el Método de la

Curvas de Nivel.

MÉTODO DE CURVAS DE NIVEL

Nos ofrece de forma clara y precisa no solo el relieve del terreno

sino también la elevación de cualquier punto. Es necesario su

conocimiento para la Ingeniería Civil ya que todos los planos

topográficos están construidos siguiendo estos principios y

precisamente sobre ellos que nos basamos para proyectar los

emplazamientos.

DETERMINACIÓN DE CURVAS DE NIVEL

Para poder efectuar el trazado de Curvas de Nivel sobre un mapa o un

plano topográfico es necesario determinar en el terreno las

elevaciones de una serie de puntos y sus respectivas posiciones

relativas dentro del área que se desea levantar.

Para esto existen métodos Directos e Indirectos. En la práctica

utilizaremos uno de los tres métodos indirectos: el de la CUADRICULA.

Los métodos Indirectos aunque son menos precisos que los Directos son

los de mayor utilización por su menor laboriosidad y mayor rapidez.

Page 18: Practicas topografia

En los métodos Indirectos los puntos determinados en el terreno no se

sitúan sobre las curvas de nivel sino que se espacian sobre las

curvas dentro del área a levantar y se determinan las Curvas de Nivel

por interpolación en el gabinete.

METODO DE CUADRICULA

Este procedimiento solamente se emplea en áreas relativamente

pequeñas de terreno, debido a su gran laboriosidad.

Si las características topográficas del terreno son muy disímiles

pueden emplearse cuadrados de dimensiones diferentes empleando lados

pequeños en las partes pendientes y lados mayores en las partes

llanas.

Conocida la cota de los vértices de los cuadrados se procede a la

interpolación de las Curvas de Nivel.

TRABAJO DE CAMPO

Se divide en dos partes: PLANIMETRIA y ALIMETRIA

PLANIMETRIA:

Materialización de la cuadrícula sobre el terreno con ayuda de

pentaprisma, cintas y jalones. (Teodolito y Cinta)

Pentaprisma:

Es una escuadra óptica, emplea un prisma pentagonal siendo los cortes

de dos de sus caras exactamente de 450. Ubicado sobre una estación

con el pentaprisma, con la mitad del prisma se observa un jalón

alineado con la línea base y con la otra mitad (ranura) se dirige la

colocación de un jalón ubicado en frente cuando las imágenes

coincidan estará definida la perpendicular.

ALIMETRIA:

Determinación de altura de los vértices de la cuadrícula con ayuda de

un nivel y estadia estableciendo un BM cercano a la zona a levantar.

El instrumento se sitúa al centro de la parcela o en un lugar desde

el cual se tenga visual a todos los puntos.

TRABAJO DE GABINETE

Lo primero a determinar es la Equidistancia que depende del grado de

refinamiento de la representación el terreno.

La distancia esta afectada por los siguientes factores:

Page 19: Practicas topografia

- Escala del plano (1/M)

- Pendiente del Terreno (P)

- Separación entre curvas de nivel en el plano (s)

e = s*M*P

DESARROLLO DE CAMPO:

CUADRILLA:

Cuadrilla Planimétrica: -2 Cadeneros

1 Observador

1 Anotador

Cuadrilla Altimétrica: -1 Observador

1 Estaladero

1 Anotador

1 Ayudante

EQUIPO:

- Trípodes

- Nivel

- Estadia

- Teodolito o Pentaprisma

- Cinta

- Jalones

- Clavos

- Martillo

- Plomadas

Page 20: Practicas topografia

PROCEDIMIENTO DE CAMPO:

1. Definir la poligonal de control 2. Elegir la posición de la línea base y (colocar, estacionar)

estacas a lo largo de esta en tramos de la longitud deseada

(conveniente) indicando en la libreta los estacionamientos

correspondientes a cada una.

3. Con el teodolito o penta prisma definir perpendiculares en cada estación.

4. Colocar estacas a lo largo de las perpendiculares separadas

convenientemente e identificarlas debidamente para su registro.

5. De esta manera queda definida planimétricamente la cuadrícula a nivelar.

6. Instalar el nivel en un punto desde el cual sea posible visar la mayoría de los vértices.

7. Ubicar un BM y asignarle cota (si no la tiene) 8. Efectuar una LE al BM. 9. Efectuar LI c/u de los vértices de la cuadrícula. 10. Registrar las lecturas realizadas, debidamente.

TABLA DE REGISTRO

Punto LE AI LI LF Cota Observaciones

BM L1 Al1 COTABM

A L2

B L3

C L4

/…

NOTACION:

LE = Lectura de Espalda

AI = Altura del Instrumento

LF = Lectura de Frente

COTA = AI - LI o LF

Page 21: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 5

TITULO DE LA PRÁCTICA:

LEVANTAMIENTO DE PERFIL LONGITUDINAL Y

SECCIONES TRANSVERSALES

OBJETIVO:

- Que el estudiante, aplicando la nivelación, sea capaz de

realizar la recopilación de los datos de campo para la

confección del perfil longitudinal de un tramo de camino, con

sus respectivas secciones transversales para conocer el relieve.

- Que el estudiante en base a los conocimientos teóricos

adquiridos, dibuje el perfil longitudinal y diseñe las CURVAS

VERTICALES respectivas.

INTRODUCCIÓN:

A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí,

a lo largo de una alineación determinada se le llama nivelación de un

perfil. En los proyectos y levantamientos topográficos por

carreteras, ferrocarriles, canales, etc. Se colocan estacas u otras

señales a intervalos regulares a lo largo de una alineación ya

fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo entre las

estacas suele ser de 50 mts., 20 ó 10 mts., de acuerdo a la presición

requerida en el proyecto.

Las secciones transversales son necesarias determinarlas cuando se

necesita conocer la verdadera forma del terreno en una cierta

extensión como trabajo previo y auxiliar para obras de riego,

movimiento de tierra, edificios, etc.

SECCIONES TRANSVERSALES Y PERFIL LONGITUDINAL

El empleo de este método facilitará el trazado de las curvas de nivel

si dichas secciones son debidamente escogidas, las precisiones en el

trazado de las curvas pueden compararse con las obtenidas empleando

los métodos directos.

Las secciones deben espaciarse de acuerdo con las características del

terreno, así en lugares donde las curvas de nivel tengan una

curvatura pronunciada deben hacerse menos separadas, debiendo

determinarse, en la parte más baja de los valles, una sección que

coincida lo más aproximadamente posible con la línea de vaguada.

Page 22: Practicas topografia

DETERMINACIÓN DE PERFILES Y SECCIONES TRANSVERSALES

Cualquier sección, recta o curva, determinada por la intersección de

un plano vertical con el terreno, puede ser representada sobre un

plano o mapa topográfico. En la figura 1 queremos determinar la

sección AB, para lo cual sobre la línea OP de la figura 2, trazamos a

una Escala Vertical conveniente, por cada punto correspondiente de la

sección AB con las curvas de nivel, ordenadas que representen las

elevaciones de dichos puntos. Uniendo con una línea continua, trazada

a mano alzada los puntos representados, tendremos el perfil del

terreno que corresponde a la sección AB. En ese caso la escala

horizontal del perfil corresponde a la escala del plano topográfico.

Si quisiéramos obtener el perfil a otra escala distinta a la del

plano o mapa topográfico tendríamos que hacer las conversiones

horizontales necesarias. En este caso los puntos no se podrían

proyectar ortogonalmente, como en el ejemplo mostrado. No obstante

por su sencillez y rapidez de ejecución, se recomienda siempre que

sea posible, utilizar para la escala horizontal del perfil la misma

que la del plano o mapa topográfico.

Page 23: Practicas topografia

PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERALES

Los perfiles se denominan Longitudinales, cuando se desarrollan en el

sentido de las alineaciones que lo definen y Transversales, cuando

determinan un corte o sección de terreno perpendicular al anterior.

Los perfiles transversales tienen un punto común con el longitudinal

en el que se intersecan, el cual se conoce con el nombre de Punto de

Eje, y es el origen del que parten las operaciones considerando el

perfil transversal dividido en dos sentidos: derecho e izquierdo, y

por lo tanto las distancias serán referidas a dicho punto según el

sentido de avance de la obra.

REGISTRO DE CAMPO

El registro de datos de campo se hace simultáneamente de la siguiente

forma:

Izquierda LÍNEA CENTRO Derecha

lect

lect

lect

lect

lect

lect

lect

DIST

DIST

DIST Estación DIST DIST DIST

DIST: Es la distancia a la derecha o izquierda de la estación de la

línea central en donde se realiza la lectura.

PENDIENTE

Se entiende por pendiente de un terreno, en general, a su inclinación

respecto a la horizontal; puede ser ascendente o descendente, según

el punto de observación. Si el terreno es horizontal su pendiente es

cero.

Las pendientes ascendentes se denominan particularmente rampas

conservándose el término pendiente para nombrarlas en general y para

el caso particular de las descendentes.

La pendiente es el cociente que resulta de dividir la diferencia de

nivel existente entre los dos puntos entre la distancia que separa a

ambos puntos.

La forma más usual de expresar las pendientes es un tanto por ciento

(%) indicando el número la diferencia de nivel existente por c/100

unidades, aunque en la práctica está muy generalizado indicar el

tanto por uno, por resultar más conveniente para los cálculos.

Page 24: Practicas topografia

Por lo anterior expuesto, la pendiente queda expresada de la forma

siguiente:

mm En *

D

ZP=

En %*D

ZP=

100

100

DONDE:

Z = Desnivel entre los dos puntos

D = Distancia Horizontal entre los dos puntos

EQUIPO:

- Nivel

- Estadía

- Cinta Metálica

- Clavos

- Plomadas

- Jalones

- Teodolito

- Trípodes

CUADRILLA DE TRABAJO:

- Observador

- Anotador

- Cadeneros

- Estadalero

PROCEDIMIENTO DE CAMPO:

1. Definir la línea central de la obra a levantar con ayuda de los jalones o el teodolito asignándole un rumbo o azimut (Poligonal

Abierta).

2. Estacionar la línea cada 10 mts. 3. Elegir un BM, reverenciarlo a la línea y asignarle cota. 4. Plantar el nivel en un punto adecuado, que nos permita observar

el mayor número de estaciones desde el mismo sitio.

5. Ubicar la estadía en el BM y efectuar una lectura de Espalda. 6. Definir las secciones transversales perpendiculares a la línea

central en cada estación espaciándolas según sea conveniente.

Page 25: Practicas topografia

7. Tomar lecturas de hc (LI) en el centro de las secciones, a la izquierda y a la derecha del eje. Registrarlas debidamente.

8. Si la estadía se mueve hasta un punto posterior en el cual no se pueden observar más lecturas, seleccionar un punto de cambio y

efectuar una nivelación compuesta para la determinación de las

elevaciones restantes.

TRABAJO DE GABINETE

El estudiante deberá calcular las elevaciones del perfil y sus

secciones transversales para luego plasmarlas en un plano

topográfico y diseñar la rasante de la obra calculando las curvas

verticales donde lo amerite.

Page 26: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 6

TITULO DE LA PRÁCTICA:

NIVELADO PARA EL TENDIDO DE TUBERÍAS

OBJETIVO:

- Que el estudiante aprenda a establecer puntos de control para la

excavación de zanjas en el tendido de tuberías.

- Que el estudiante haciendo uso del nivel, controle la colocación

de las niveletas a ser usadas para colocar la tubería con la

pendiente requerida.

INTRODUCCIÓN:

Cuando se excavan zanjas, para tender la tubería de drenaje e

instalar alcantarillas, se debe cuidar mucho que el corte tenga la

profundidad correcta. En el caso de dichas tuberías, el agua debe

correr por la acción de la gravedad, por lo cual el control vertical

es mucho más importante que el horizontal.

En esta clase de excavaciones, la línea de centro o eje de tubería,

se señala por medio de estacas hincadas a cada 20 ó 40 mts. y

alineadas correctamente. A veces, las estacas se alinean a

determinada distancia de la línea de centro, del lado opuesto a aquel

en que se van a depositar los productos de la excavación en tales

casos, las estacas se marcan de modo que los datos proporcionen: La

estación (7 + 020, por ejemplo), la distancia al centro (1.5 ó 1.8

mts., por ejemplo) y al profundidad del corte, medida desde la cabeza

de la estaca hasta la plantilla del tubo que deberá colocarse en

ella. El alineamiento en el plano horizontal se hace con el

teodolito. La cota de la cabeza de los trompos hincados al lado de la

zanja se verifica con la ayuda de un nivel fijo, ya que en este caso,

el control vertical es de gran importancia.

La plantilla de un tubo horizontal es el fondo de la cuna formada en

el interior del mismo, por donde corre el agua.

Page 27: Practicas topografia

Se acostumbra llevar la excavación hasta un nivel que está unos

cuantos centímetros debajo del que corresponde al fondo de la

tubería. Así se tendrá el espacio necesario para una cama de arena,

grava, piedra triturada u otro material que casi siempre debe

colocarse debajo de los tubos de obras de esta clase. En la siguiente

figura se muestran algunos ejemplos de tales instalaciones.

NIVELETAS DE REFERENCIAS COLOCADOS SOBRE UNA ZANJA PARA EL TENDIDO DE

TUBERÍAS

En los terrenos más o menos planos, la excavación de zanjas para el

alcantarillado a menudo se convierte en una labor muy delicada,

debido al pequeño gradiente de la tubería. Además, en estas

condiciones, el flujo del agua tiende a ser lento, por lo que se

recomienda utilizar tubería de gran diámetro para evitar que alguno

de los tubos con su registro respectivo se coloque demasiado alto o

bajo, se necesita supervisar la excavación constantemente y llevar un

control vertical por medio de niveletas de referencias. Los

travesaños de las niveletas usadas como referencia para el tendido de

la tubería, se colocan de tal manera que pasan sobre la zanja.

El travesaño se fija de una manera que quede a nivel y a una altura

predeterminada sobre la plantilla del tubo para darles una referencia

horizontal a los operarios que colocan las tuberías, se tienden hilos

bastante tensos entre una y otra niveleta y éstos sirven, al mismo

tiempo para verificar las medidas en el sentido vertical.

DESARROLLO DE CAMPO:

CUADRILLA:

- 2 Cadeneros

- 1 Alineador

- 1 Estadalero

- 1 Observador

- 1 Anotador

- 1 Ayudante

Page 28: Practicas topografia

EQUIPO:

- Trípode

- Nivel

- Teodolito o Jalones

- Estadía

- Cinta

- Plomadas

- Niveletas

- Mazo

- Clavos

- Manila

PROCEDIMIENTO DE CAMPO:

1. Establecer una línea (eje central de la zanja) y la

estacionamos cada 10 mts. con la ayuda de la cinta (0+000,

0+010, 0+020, 0+030)

2. Estacionar el nivel en un punto desde donde se puedan observar todos los puntos a nivelar.

3. Ubicar un BM y tomar una lectura de espalda. 4. Nivelar la línea establecida con ayuda de la estadía, tomando

lecturas intermedias; luego calcular las cotas.

5. Una vez nivelada, colocar estacas a la izquierda a la

izquierda y a la derecha (0.5m-0.5m) de la línea de cada

estación, esto nos el ancho de la zanja (1 mt.).

6. Definir la profundidad de desplante de la tubería, en las

estaciones inicial y final.

7. Conocidas las cotas inicial y final de la línea central

calcular la pendiente de la línea de fondo.

L

CotaCotaP

if

f

-=

Cota f= Cota final fondo

Cota i= Cota inicial de fondo

L = Longitud

8. Una vez colocada las estacas, nivelamos las niveletas,

colocando la estadía detrás de cada estaca tomando una lectura

arbitraria inicial, después calculamos las lecturas de estadía

a realizar en los estacionamientos restantes con la ayuda de

la siguiente fórmula:

)10*()11(1 PLL - ±==

+ Si P es negativo L1= Lectura a realizar P= Pendiente

Page 29: Practicas topografia

- Si P es positivo L(1-1)= Lectura anterior

9. Colocar los travesaños de la niveletas de acuerdo a las

lecturas de las estadías.

10. Ya marcadas las niveletas, las unimos con una Manila

amarrando ésta en un clavo ubicado en la parte central de c/u.

Ya unidas observamos la pendiente que va a tener la tubería.

TABLA DE REGISTRO

EST. COTA T COTA F h hN Y (Y + h)

DONDE:

COTA T= Cota del terreno natural

Cota F= Cota del fondo de la zanja

h= Altura del corte

hN= Cota de la niveleta

Y= Altura del terreno a la niveleta

(Y+h)= Altura del fondo a la niveleta

h= Cota T - Cota F

Y= hn – Cota T

TRABAJO DE GABINETE

1. Calcular la cota de la niveleta. 2. Calcular la pendiente de la niveleta y compararla con la Pf. 3. Calcular los volúmenes de corte. 4. Elaborar dibujo de planta y perfil del levantamiento, a una

escala adecuada.

Page 30: Practicas topografia

PRÁCTICA No. 7

TITULO DE LA PRÁCTICA:

REPLANTEO DE ESTACAS DE TALUD

OBJETIVO:

- Que el estudiante adquiera las habilidades necesarias para el

replanteo de las estacas de talud.

INTRODUCCIÓN:

Antes de efectuar cualquier movimiento de tierras, es necesario

colocar las estacas que sirven de guía al trabajo.

Las estacas de talud son estacas que se colocan en las partes

laterales del eje o línea central de un camino o carretera ya sea a

la orilla del corte o en el fondo del terraplén, es decir, en los

puntos en que el talud lateral del corte o terraplén intersecta la

superficie del terreno natural.

Las estacas de talud deben colocarse o marcarse midiendo desde los

trompos que se encuentran en el centro del camino ya sea de corte o

de relleno. Generalmente las estacas de talud se colocan a unos 20 ó

30 cms. Del punto exacto de donde tenía que caer la estaca, esto se

hace para evitar que los operadores del equipo pesado o maquinaria

para el movimiento de tierra las vayan a arranca.

Las estacas colocadas en los puntos en donde el corte o el terraplén

es cero, definen los límites del trabajo, así como las áreas que hay

que limpiar. Usualmente se acostumbra de inclinar hacía la línea del

centro, la estaca que marque corte mientras que la que indique

terraplén se inclina hacia fuera.

Los números en las estacas indican el corte o el terraplén que hay

que hacer en relación con la cota de la su-rasante en la línea del

centro.

Como todas las estacas hay que referenciarlas, por lo general, el

ingeniero fija una distancia para el emplazamiento o colocación de

las estacas de referencias, lo que permite reemplazar las que se

muevan o se pierdan durante la ejecución de los trabajos.

En cada estaca de talud deberá marcarse la distancia horizontal que

se mide a la izquierda o a la derecha del eje hasta la estaca, así

como la distancia vertical del terreno en que se fija la estaca,

Page 31: Practicas topografia

hasta la elevación del piso de un corte o la parte superior de un

terraplén. Todas las estacas deben marcarse con el encadenamiento de

la estación.

Page 32: Practicas topografia

Las pendientes de los taludes se expresan por s:1 , es decir, la

relación entre el número de unidades medidas horizontalmente y la

unidad de medida vertical. Así, una pendiente de 2 por 1 significa

que en una distancia horizontal de 2 mts. sube o baja 1 mt.

DESARROLLO DE CAMPO:

CUADRILLA:

- 2 Cadeneros

- 1 Alineador

- 1 Observador

- 1 Anotador

- 1 Ayudante

EQUIPO:

- Cinta

- 2 Plomadas

- 2 Jalones

- Estadía

- Nivel

- Trípode

- Mazo

- Estacas

PROCEDIMIENTO DE CAMPO:

El procedimiento a seguir es por tanteo y para explicarlo se hará un

dibujo a escala de un supuesto perfil transversal en corto y otro en

terraplén. Es necesario que lo hagamos a escala porque precisamente

nos está representando el terreno real y las distancias que en el

midamos serán reales.

LOS DATOS QUE SE LLEVAN AL CAMPO

1. Elevación del terreno en el eje del camino (cota negra) 2. Elevación de la sub-rasante en el eje del camino (cota roja) 3. Ancho de la sección del camino 4. Taludes del camino.

Los datos anteriores se llevan para cada estación de 20 mts. aunque

no se utilicen todos, ya que puede que no sea necesario aplicar el

método cada 20 mts.

Page 33: Practicas topografia

Supongamos que el trabajo lo hacemos con un nivel fijo.

Nota:

Si la dist. Hz. Calc. < Dist. Hz. Medida acercarse al eje y se hace

otro tanteo.

SEGUNDO TANTEO:

Lect. en C = 2.10 m

Cota de C = 13 – 2.1 = 10.9 m

Cota de Subrasante = 10.00 m.

Profundidad de corte = 10.90 – 10 = 0.90 m.

Distancia Horizontal calculada = 3.00 + (0.9/4) = 3.225 m.

Distancia Horizontal medida = 3.90 m.

No coincidieron

TERCER TANTEO:

Lectura en D = 1.95 m.

Cota de D = 13 – 1.95 = 11.05 m.

Profundidad de corte = 11.05 – 10.00 = 1.05 m.

Distancia Horizontal calculada = 3 + (1.05/4) = 3.26 m.

Distancia Horizontal medida = 3.26 m.

Coincidieron, por lo tanto esa es la posición de la estaca.

Page 34: Practicas topografia

NOTA: Para el replanteo de estacas en terraplenes el procedimiento es

igual al caso de los cortes.