Topografía General Experiencia en Terreno 02 - Movimiento de Tierra
Profesor : Ayudante:
Margorie Contreras Jorge Osorio
Estudiantes: Miguel Loncón Aguilar Mijail Arcos Contreras Roberto Bilbao Novoa Jonathan Baez Rubilar Ricardo Diaz Gomez Guillermo Morelle Schulze Daniel Velasquez Samuel Lagos Troncoso Asignatura: Topografía General
1. INTRODUCCION Una aplicación muy importante de la nivelación geométrica es la obtención de perfiles del terreno en una obra de ingeniería. Por lo general, los perfiles longitudinales tienen ejes de simetría, los que en una proyección horizontal conforman el perfil longitudinal. Así el perfil longitudinal es la representación gráfica de la intersección del terreno con un plano vertical que contiene el eje longitudinal, y el perfil transversal es la representación del terreno con un plano vertical, perpendicular al eje longitudinal en el punto del eje de simetría , realizada en cada uno de los puntos que definen el eje longitudinal, para poder calcular el volumen de corte o terraplén, para su utilización posterior en la obra. Lo anterior es de vital importancia ya que nos permite obtener la altimetría del terreno a lo largo de la línea de nivelación (dada por la cota instrumental). Las cotas de proyecto de la rasante y subrasante suponen una modificación del perfil natural del terreno, siendo necesario en algunos casos rebajar (corte) esas cotas y en otros elevarlos (terraplén o relleno).
2. OBJETIVOS El objetivo del práctico, es realizar una nivelación de un terreno, el cual será utilizado para construir una calle. Esta nivelación corresponde al movimiento de tierra que dependiendo de las condiciones propias de la sección, se deberá agregar o quitar un determinado volumen de tierra, de acuerdo a los perfiles transversales que correspondan a la sección. Se requiere realizar una altimetría del terreno, para luego generar perfiles transversales. El posterior análisis de estos, nos permitirá darnos cuenta gráficamente la sección del terreno en la cual se aplicará el movimiento de tierra, ya sea de corte o de terraplén.
3. DESARROLLO Para la realización de este práctico, se escogió un área de 140 m2, dentro del Campus Miraflores de la Universidad Austral de Chile. Para marcar dicha área, se utilizo el nivel topogáfico con el fin de usar sus herramientas para medir las distancias correctamente, con ángulos exactos de de 90º en las intersecciones de los lados del rectángulo final. Luego de realizar cada una de la mediciones de las distancias, se ubicó una estaca en cada uno de los puntos necesarios, indicados previamente durante la explicación del práctico mediante un esquema a mano alzada en la pizarra. Luego de ubicar el rectángulo en las cercanías a la entrada de Ruddlof del Campus Miraflores, y posicionar las estacas, se prosedió a ubicar nuestro nivel topográfico en un lugar fuera de nuestra área. Desde ésta posición, con una cota instrumental dada por el ayudante, se midieron las diferentes “alturas” en cada estaca para el perfíl longitudinal, y los perfiles transversales, con la ayuda del estadal.
4. MATERIALES Casco. Los cascos de seguridad proveen protección contra casos de impactos y penetración de objetos que caen sobre la cabeza. - Los cascos de seguridad también pueden proteger contra choques eléctricos y quemaduras. - El casco protector no se debe caer de la cabeza durante las actividades de trabajo, para evitar esto puede usarse una correa sujetada a la quijada. - Es necesario inspeccionarlo periódicamente para detectar rajaduras o daño que pueden reducir el grado de protección ofrecido.
Chaleco reflectante. .Elemento de protección personal que sirve para advertir que hay personal trabajando.
Nivel topográfico. El nivel topográfico, también llamado nivel óptico o equialtímetro es un instrumento que tiene como finalidad la medición de desniveles entre puntos que se hallan a distintas alturas o el traslado de cotas de un punto conocido a otro desconocido.
Estadal. Regla de madera o de metal de unos 3 o 4 m de largo y de 4, 5, 8 o 10 cm de ancho por 2 cm. de espesor, existe una gran variedad de estadales los cuales están graduados en centímetros.
Huincha. Instrumento graduado en centímetros, metros y pulgadas. Se utiliza para medir distancias.
Estacas. Una estaca es un objeto largo y afilado que se clava en el suelo. Tiene muchas aplicaciones, como demarcador de una sección de terreno, para anclar en ella cuerdas para levantar una tienda de campaña u otra estructura similar, o como una forma de ayudar al crecimiento de las plantas.
MARCO TEÓRICO Perfiles Transversales Los perfiles transversales se deben hacer perpendicular al eje longitudinal, en cada uno de los niveles (estacas). La nivelación de los perfiles transversales pueden efectuarse con los instrumentos que se indican: - a) Nivel topográfico, mira y huincha de género. - b) Eclímetro o nivel de mano Abney sore un bastón, mira y huincha de género, para terrenos con pendiente fuerte. - c) Con dos niveles carpinteros amarrados a dos miras. Las lecturas de mira se harán al centímetro y las distancias al decímetro. La longitud del perfil estará condicionada a la magnitud del derrame de los taludes de terraplén y la alturas de corte. Dibujo.Los perfiles transversales se dibujan a una escala 1 : 100 y en casos especiales 1 : 200 El perfil transversal debe contener los siguientes antecedentes: - Kilometraje del eje (estaca terreno). - Distancia al eje de los puntos transversales nivelados. - Cotas de terreno del eje y de los diversos puntos nivelados. - Cota de subrasante o rasante. - Superficie de los perfiles. - Cubicación entre perfiles. - Distancia entre perfiles. Cubicacíon entre perfiles transversales. Consiste en hacer sucesivos cortes verticales o perfiles transversales. El cálculo del volumen se resuelve por la formula de la sección media, siempre y cuando ambas estén en terraplén o corte.
Donde y son los respectivos volúmenes de corte y terraplén, superficies de corte y terraplén, y D es la distancia entre los perfiles.
y
Si los perfiles son uno en corte y otro de terraplén, se calcula de la siguiente forma:
En este caso el volumen se calcula por las siguientes formulas:
En las formulas anteriores, sustituyendo los valores de d y d’, se tiene:
son las
áreas y volúmenes calculados:
donde ab0 corresponde al volumen al pasar de corte-corte según la formulas que muestra la guia base del ramo y asi sucesivamente con todos los volumenes aunque algunos pasan de corte a terraplen y otros de terraplen a terraplen.
Conclusión (Jonathan Baez) El estudio de la topografía general y por tanto la realización de los prácticos correspondientes, nos hacen crear conciencia de la importancia de esta ciencia en la planificación y/o ejecución de obras civiles, en el caso particular de este segundo práctico, nos acercamos un poco más a lo que corresponde una sección de carretera simple, 20 metros. Una vez realizado el práctico “movimiento de tierras”, se pudieron aplicar, materias vistas en clases, similares al practico número uno, como el trabajo con el nivel y el estadal, y otros métodos nuevos, como la triangulación para poder poner las estacas paralelas con un margen de error mucho menor, además de hacer los cambios de estación pertinentes. Es pertinente decir que con la realización de este segundo práctico, los integrantes del grupo han mejorado la capacidad para manejar los instrumentos y materiales topográfico, lo que ira repercutiendo en un menor grado de error en todas las mediciones ya sea de nivel o distancias entre estacas, y en un menor periodo de tiempo, además de haberse cumplido los objetivos propuestos en este informe.
(Roberto Bilbao) A lo largo de este práctico, pudimos mejorar nuestra habilidad con el uso de los instrumentos topográficos, que son el nivel topográfico, el estadal, y la huincha principalmente, además de descubrir otros usos de las herramientas, como lo fue el nivel para trazar perpendicularmente los lados del rectángulo utilizado en el terreno. Pudimos observar como son los desniveles en un terreno, e imaginar durante las mediciones, los lugares en donde se debería extraer o agregar tierra. Luego de analizar los datos de las mediciones, y llevar estos mismos datos a un plano, pudimos ver gráficamente las secciones del terreno donde ocurriría el movimiento de tierra, ya sea de corte o de terraplén. No solo quitar o poner tierra, es lo que se puede calcular gracias a los datos, ya que el objetivo principal del práctico es crear una calle. Esto de acuerdo a la rasante y las pendiente correspondientes, que nos dan una idea de como será una calle luego del movimiento de tierra, y esto nos acerca a algo directamente relacionado con lo que como ingenieros civiles debemos realizar durante nuestra vida laboral.
Miguel Loncón En síntesis con el segundo práctico realizado pudimos darnos cuenta de la importancia que tiene la nivelación de un terreno y el correcto uso de instrumentos topográficos para poder
medir las diferencias de cotas del terreno natural y la implicancia que esto tiene en al momento de comenzar una obra civil de construcción. El práctico realizado es el paso base para poder apropiarse del procedimiento de análisis y calculo para determinan el movimiento de tierra a ejecutarse en un proyecto vial, en este caso nos emplazamos en un terreno para una calle de 20 metros de largo por 7 de ancho. En esta nueva experiencia pudimos ver que el nivel topográfico no sólo sirve para medir cotas verticales, sino que también sirve para poder cuadrar un terreno es más incluso una sencilla forma de cuadrar un terreno puede ser con la huincha midiendo en la forma que se hace con un triángulo rectángulo utilizando el archiconocido teorema de pitágoras. Lo más importante de todo esto es que ahora podemos imaginarnos aunque sea de una forma vaga, como varia nuestro terreno y donde debemos agregar o quitar tierra para poder crear perfiles transversales y longitudinales para la construcción de una calle.
(Ricardo Diaz) La realización de una obra de ingeniería, ya sea a pequeña o gran escala, supone ciertos trabajos previos para una realización eficaz, eficiente y por lo tanto efectiva de la misma. El movimiento de tierra se emplea tanto en la sustracción de tierra no deseada, como para la redistribución de la misma para nivelar la superficie, en este caso para la posterior construcción de una calle de 7 metros de ancho por 20 metros de largo. Para lo cual fue necesario obtener los perfiles transversales que luego permiten calcular las áreas y volúmenes a mover. Cabe decir que a pesar que el trabajo realizado es simple, tiene aplicaciones y consecuencias de vital importancia para la futura realización de la obra, ya que dan el punto base para el exito futuro.
(Daniel Velásquez) En este práctico hemos aprendido diferentes métodos de aproximación para el calculo de terreno que es necesario sacar o agregar para llevar a cabo una construcción cualquiera. En este caso particular, el fin de el cálculo realizado fue para emplazar en un terreno aleatorio del campus Miraflores una calle de 20 metros de largo por 7 de ancho.
Además aprendimos términos técnicos de construcción de calle, como el resalte característico de cada una de las calles y los tipos de Áreas involucradas en el cálculo del terreno como son de corte o terraplén, esto agregado a la elaboración de tablas tipo de topografía.
(Guillermo Morelle) Al igual que en el práctico anterior, se utilizaron diferentes instrumentos, los cuales se han manipulado de manera en la que cada vez se ha hecho más eficaz y eficiente su uso. Esto permitió que a la larga del práctico las mediciones sean cada vez más exactas. Se pudo observar e imaginar las diferencias entre alturas de un determinado terreno al medir las diferencias de altura, o las diferencias de nivel. Luego con el análisis de los datos se logró llevar imaginado a un plano y luego a cálculos que indicaron el como se llevaría a cabo el movimiento de tierra de corte o terraplén. La representación geométrica en 3-D puede llevarse a cabo gracias a mecanismos algorítmicos implementados por la topográfia, es por esto que es tan importante aprender a utilizar correctamente los instrumentos, tanto como poner mucha atención en la parte teórica que el profesor y/o ayudante a cargo se dan el tiempo de enseñar.
(Samuel Lagos Troncoso) En esta experiencia trabajamos para poder nivelar un terreno y construir una calle, así poder analizar los sectores dentro del emplazamiento donde era necesario sacar tierra para alcanzar el nivel y rellenar a fin de que la calzada quedara según los requerimientos hecho por el ayudante del practico. Se utilizaron durante la experiencia elementos del práctico 1 y también cosas nuevas que nos permitirán ir desarrollando la finalidad que tienen todas estas actividades.
A modo de conclusión se establece que los volúmenes necesarios mover dentro de la superficie trabajada, estarán ligados a las áreas en cada uno de los perfiles transversales ya sea esta de relleno o de corte, así también de la distancia que existe entre los perfiles. Básicamente era necesario rellenar con tierra que sacar tierra por lo cual se puede decir que será forzoso buscar tierra desde otro lugar para poder nivelar. (Mijail Arcos) El desarrollo del practico “movimiento de tierra” nos entrega una clara noción de los procesos a seguir, luego de realizar la altimetría de una sección de terreno en la que se necesite efectuar una obra de ingeniería, todo lo anterior dado luego de analizar una serie de perfiles longitudinales y de aplicar las formulas correspondientes a las secciones, dependiendo de si se necesita sacar o agregar un volumen de tierra calculado. Por otro lado, también nos permite llevar a la realidad, procesos que diseño, en este caso de calles y utilizar los instrumentos de manera aplicada, tratando de minimizar los errores.
