UNIVERSIDAD PARTICULAR ALAS PERUANAS ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
TEMA : NIVELACION DE TERRENO SIMPLE Y COMPUESTA
CURSO
: TOPOGRAFIA
DOCENTE : Ing. GERMAN COAQUIRA CALLA NOMBRES :
Percy Antonio Farfan Enciso CUSCO – PERU PERU MARZO DEL 2016
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INTRODUCCION En la ingeniería se establecen puntos de control: poligonales, líneas de base, etc. Los levantamientos topográficos y los mapas proporcionan información sobre la localización l ocalización horizontal y sobre las altitudes, necesarios para diseñar estructuras como edificios, canales, carreteras, puentes, etc. Para levantar los planos de estas obras se parte de los mismos puntos de control utilizados en los levantamientos topográficos originales. Nivelar significa determinar la altitud de un punto respecto a un plano horizontal de de referencia, esta filosofía ha sido usada desde hace mucho tiempo atrás, prueba de ello son la existencia de las grandes fortalezas del imperio incaico, las pirámides de Egipto, o simplemente la construcciones modernas. Hoy en día la construcción de edificios, caminos, canales y las grandes obras civiles no quedan exoneradas del proceso de nivelación, incluso los albañiles hacen uso del principio de vasos comu¬nicantes para replantear en obras los nivele ni vele que indican los planos. Muchos mapas topográficos se realizan gracias a la fotogrametría, y más recientemente, desde satélites artificiales. En las fotografías deben aparecer las medidas horizontales y verticales del terreno. Estas fotografías se restituyen en modelos tridimensionales para preparar la realización de un mapa a escala. En un plano topográfico las curvas de nivel, que unen puntos de igual altitud, se utilizan para representar las altitudes en e n cualquiera de los diferentes intervalos medidos en metros, que proporcionan una representación del terreno fácil de interpretar.
El grupo ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL Cusco, 31 de mayo de 2016.
1.
DATOS GENERALES:
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1.1. Título de la Practica: NIVELACION DE TERRENO SIMPLE Y COMPUESTA 1.2 Nombre de los integrantes del grupo:
Makliber Ronald Alfaro Yanque
Leonard Mendoza Chuctaya
Percy Farfan Enciso
Hector Mamani Mamani
John Calsin Humpiri
Maydelim Glendifer Ortiz de Orue Quirita
Johan Lopez Quispe
Edison Cruz Colque
Edwin Segovia Oporto
Noel Almanza Ccori
1.3 Grupo de Practica: N°1 1.4 Profesor de Practica: Ing. German Coaquira 1.5. Fecha de Realización y Entrega de la Practica:
La práctica se realizaron los días : 6 y 13 de Mayo del 2016
La entrega del informe se realizó el 3 de Junio del 2016
NIVELACION SIMPLE (Nivelacion de 6 postes )
UBICACIÓN DE LOS TRES PRIMEROS POSTES
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POSTE N°3 POSTE N°2
POSTE N°1
UBICACIÓN DE LOS TRES ULTIMOS POSTES
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POSTE N°6 POSTE N°5 POSTE N°4
UBICACIÓN DE LOS 6 POSTES PARA NIVELACION SIMPLE
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NIVELACION COMPUESTA – RECORRIDO
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CIERRE DE LA NIVELACION COMPUESTA
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RECORRIDO COMPLETO DE NIVELACION COMPUESTA
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CURVA DE ELEVACION DE LA NIVELACION COMPUESTA
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2.
INTRODUCCIÓN 2.1. OBJETIVOS 2.1.1. OBJETIVOS GENERAL Adquirir habilidades aplicando la nivelación, obteniendo los datos de campo para la representación de la superficie del terreno por medio del perfil longitudinal y sus respectivas secciones transversales.
2.1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Capacitar al estudiante en el manejo del nivel.
Adquirir habilidad en el proceso de armada, centrada y nivelada del mismo.
Aplicar el uso del nivel en medición de áreas.
Conocer la aplicación de coordenadas en el dibujo de planos y en el cálculo de áreas.
Aplicación de los conocimientos adquiridos en las prácticas anteriores.
Familiarizar al estudiante con el uso del teodolito y el nivel de ingeniero, para así permitir al estudiante su mejor desenvolvimiento en este campo.
Facilitar al estudiante a experimentar prácticas en el campo y poder resolver problemas que se les presente.
Capacitar al estudiante en el manejo del teodolito.
Aplicar el uso del teodolito en medición de áreas.
Conocer la aplicación de coordenadas en el dibujo de planos y en el cálculo de áreas.
Realizar levantamientos con el teodolito.Conocimiento y empleo del nivel de ingeniero para levantamientos.
2.2. ANTECEDENTES HISTÓRICOS (SI LOS HAY) El levantamiento de perfil longitudinal y secciones transversales ha ido avanzando tanto como en la ingeniería civil como en la topografía para los fines de localización, diseño y construcción para la realización carreteras, canales, vías férreas, líneas de conducción de agua y proyectos similares a estos. Dentro de Página 11 de 27
este tema se encuentra otros tipos y diferentes de realizar de acuerdo al medio o proyecto que se encuentre este también es utilizado en la tubería o canales más comúnmente.
2.3. IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA Esta práctica de campo sirve como referencia para el conocimiento de lasdiversas aplicaciones de los procesos altimétricos; uno de ellos y de granimportancia para la ingeniería civil; la “Nivelación”, término genérico que seaplica a cualquiera de los
diversos procedimientos a través de los cuales sedeterminan elevaciones o diferencias de nivel entre puntos, cuyos resultadosse utilizan en proyectos de carreteras, vías férreas, canales, obras de drenaje ysistemas de suministro de agua cuyas pendientes se adapten en forma óptimaa la topografía existente; en el trazo de construcciones de acuerdo conelevaciones planeadas, en el cálculo de volúmenes de terracerías y otrosmateriales, etc. Lo mencionado anteriormente se enfatiza a la aplicación de los resultadosobtenidos en la nivelación, pero es necesario indicar que esta contiene diversosmétodos a la hora del levantamiento topográfico y que se rige directamente por condiciones específicas, es decir, dependiendo de las características delterreno y los medios disponibles para realizar el trabajo topográfico.El proceso de Nivelación con el método de nivelación simple y compuesta estáreferido a la parte de la nivelación diferencial que es de uso muy común y cuyaaplicación se da en el ámbito del diseño de carreteras con estudios de perfileslongitudinales a través de un eje central y el estudio de las seccionestransversales referentes a las estaciones establecidas
2.4. ASPECTOS GENERALES A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí, al o largode una alineación determinada se le llama nivelación de un perfil. En losproyectos y levantamientos topográficos para carreteras, ferrocarriles, canales,etc. Se colocan estacas u otras señales a intervalos regulares a os largo deuna alineación ya fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo entrelas estacas suele ser de 50 metros, 20 ó 10 metros, de acuerdo a la precisiónrequerida en el proyecto.Las secciones transversales son necesarias determinarlas cuando se necesitaconocer la verdadera forma del terreno en una cierta extensión como trabajoprevio y auxiliar para obras de riego, movimiento de tierra, edificios, etc. Página 12 de 27
3.
DESARROLLO DEL CAMPO: 3.1. Composición de la cuadrilla: la cuadrilla está compuesta por los integrantes del grupo en razón de 8 estudiantes los cuales se distribuyeron en el área de trabajo realzando actividades distintas en conjunto para el desarrollo de la práctica. Integrada por: Observador
Makliber Ronald Alfaro Yanque
Anotador
Leonard Mendoza Chuctaya
John Calsin Humpiri
Maydelim Glendifer Ortiz de Orue Quirita
Cadeneros
Estaderos
Percy Farfan Enciso
Hector Mamani Mamani
Johan Lopez Quispe
Edison Cruz Colque
Edwin Segovia Oporto
Noel Almanza Ccori
3.2. EQUIPO EMPLEADO EN EL TRABAJO Para realizar mediciones con precisión adecuada, utilizando el menor tiempo posible, se hace necesario el uso de instrumentos o aparatos adecuados para tal fin. En el presente informe se describen los instrumentos más simples y que hemos utilizado en esta práctica de campo.
Un Nivel de Ingeniero (Equialtímetro)
Un Trípode
Dos miras plegables de 04 m.
Una Huincha
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A. Un Nivel de Ingeniero (Equialtímetro): Es un instrumento que sirve para medir diferencias de altura entre dos puntos, para determinar estas diferencias, este instrumento se basa en la determinación de planos horizontales a través de una burbuja que sirve para fijar correctamente este plano y un anteojo que tiene la función de incrementar la visual del observador. Además de esto, el nivel topográfico sirve para medir distancias horizontales, basándose en el mismo principio del taquímetro. Existen también algunos niveles que constan de un disco acimutal para medir ángulos horizontales, sin embargo, este hecho no es de interés en la práctica ya que dicho instrumento no será utilizado para medir ángulos. En las operaciones de nivelación, donde es necesario el cálculo de las diferencias verticales o des niveles entre puntos, al nivel tórico se le anexa un telescopio, una base con tornillos nivelantes y un trípode. Los niveles difieren entre sí en apariencia, de acuerdo a la precisión requerida y a los fabricantes del instrumento. En todas las operaciones de nivelación es necesario, antes de efectuar las lecturas a la mira, chequear la horizontalidad del eje de colimación. En algunos niveles, este proceso se realiza ópticamente proyectando la burbuja del nivel tórico sobre el lente de colimación, como se muestra en la figura 8, de manera de hacer la verificación al momento de tomar la lectura. En caso de que no se verifique la coincidencia de la burbuja, se usa un tornillo basculante que permite, mediante pequeños movimientos, corregir una eventual inclinación del eje de colimación.
B. Nivel Tubular o Nivel Tórico: Es un trozo de tubo de vidrio de sección circular, generado al hacer rotar un círculo alrededor de un centro O, tal y como se muestra en la figura 4. La superficie es sellada en sus extremos y su interior se llena parcialmente con un líquido muy volátil (como éter sulfúrico, alcohol etc.) que al mezclarse con el aire del espacio restante forma una burbuja de vapores cuyo centro coincidirá siempre con la parte más alta del nivel.
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C. Un Trípode: Es un instrumento que tiene la particularidad de soportar un equipo de medición como un taquímetro o nivel, su manejo es sencillo ,pues consta de tres patas que pueden ser de madera o de aluminio, las que son regulables para así poder tener un mejor manejo para subir o bajar las patas que se encuentran fijas en el terreno. El plato consta de un tornillo el cual fija el equipo que se va a utilizar para hacer las mediciones. D. Una mira plegable de 04 m: Se puede describir como una regla de cuatro metros de largo, graduada en centímetros y que se pliega en la mitad para mayor comodidad en el transporte. Además de esto, la mira consta de una burbuja que se usa para asegurar la verticalidad de ésta en los puntos del terreno donde se desea Página 15 de 27
efectuar mediciones, lo que es trascendental para la exactitud en las medidas. También consta de dos manillas, generalmente metálicas, que son de gran utilidad para sostenerla.
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D = Distancia
H.S = Hilo superior = M1
H.I = Hilo inferior = M2
Entonces:
Miras verticales Son reglas graduadas en metros y decímetros, generalmente fabricadas de madera, metal o fibra de vidrio. Usualmente, para trabajos normales, vienen graduadas con precisión de 1
y apreciación de 1 mm.
cm
Comúnmente, se fabrican con longitud de 4
divididas en 4 tramos
m
plegables para facilidad de transporte y almacenamiento. Existen también miras telescópicas de aluminio que facilitan el almacenamiento de las mismas.
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Una Huincha de 50
Las cintas métricas se hacen de distintos
m:
materiales, con la longitud y pesos muy variables. Se emplea para hacer medidas en el campo, de distancias horizontales. En la topografía la más común es la de acero y mide de 30, 50 a 100 m.
3.3. explicación paso a paso del trabajo de campo realizado 3.3.1. Reconocimiento del terreno para la Nivelación topográfica
Ubicación: Puerta del Hospital de contingencias. Es un terreno con calles pavimentadas, de un suelo seco, parcialmente llano, y presenta pequeñas pendientes.
Para empezar elaboramos un trayecto sacando las cotas
El clima: Caluroso y templado
Temperatura: Aproximadamente 25ºC.
3.3.2. Desarrollo de la practica Se realizó una Nivelación geométrica abierta desde la cota de la puerta del hospital hasta un punto indicado de la urbanización los geranios de HUANCARO ubicado en el distrito de santiago, todo se hace partiendo de un punto de cota conocida, para lo cual se procede de la siguiente manera: A.
Hacemos el previo reconocimiento de la zona a levantar, obteniendo rasgos generales del terreno, escogiendo los métodos adecuados para el trabajo de campo. Reconocimiento del terreno, graficando la poligonal.
B.
Se Escoge un camino o se establece según el terreno una línea de camino
C.
Se materializa con una estaca la estación 0+00, se planta el teodolito en esta ubicación y se amarra el ángulo horizontal a 0°0´00’’ visando al
norte
magnético. D.
Luego del Reconocimiento del terreno, graficamos la trayectoria y ubicamos los puntos de medida cada 20 metros.
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E.
Estacionar el Nivel de Ingeniero equidistante entre el punto de partida (vértice A) y el siguiente vértice de cota no conocida (vértice B).
F.
Medir la distancia horizontal con la huincha de vértice a vértice, este paso también se puede realizar con el mismo Nivel de Ingeniero y una mira.
G.
Visar el vértice A que previamente se encuentra la Mira y realizar la lectura de la vista atrás de cota conocida.
H.
Girar el anteojo del Nivel de Ingeniero y realizar la lectura de la vista adelante en el vértice B.
I.
Cambiar de estación y realizar la lectura de vista atrás en el vértice B.
J.
Visar al siguiente vértice (C) y leer en la mira la vista adelante.
K.
Proseguir este procedimiento hasta llegar nuevamente al vértice (A) con la vista adelante y con sus respectivas distancias.
3.3.3. TRABAJO DE CAMPO Nivelación entre el BM del hospital y un punto relativo indicado de la urbanización los geranios de HUANCARO ubicado en el distrito de Santiago Donde:
HS: Hilo superior.
HM: Hilo medio.
HI: Hilo inferior.
3.3.3.1.En la nivelación de ida calculamos la distancia recorrida. ( Datos de los puntos)
Cuadro de datos obtenidos en el campo Puntos Vista HI HM HS Página 19 de 27
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10
+ + + + + + + + + + -
2.258 0.467 2.655 0.175 2.455 1.309 0.383 1.560 0.940 0.748 2.435 0.105 2.480 0.012 2.180 0.231 2.260 0.199 1.742 0.695
2.382 0.588 2.830 0.355 2.635 1.537 0.588 1.843 1.175 1.102 2.548 0.285 2.708 0.268 2.480 0.448 2.523 0.445 2.092 0.842
2.509 0.725 3.010 0.532 2.815 1.762 0.792 2.128 1.415 1.452 2.665 0.462 2.938 0.515 2.770 0.665 2.790 0.698 2.448 0.988
Utilizando la siguiente formula calculamos la distancia total. = (
-
Ejemplo: En el punto “1”
d =(HS - HI)x100 d = (2,258 - 2,509) x100 d = 25,1m Y así para todos los demás puntos...
3.4. Resumen de datos levantados Cuadro de resultados finales previamente calculados Puntos 1 1 2 2 3 3 4
Vista + + + +
HI 2.258 0.467 2.655 0.175 2.455 1.309 0.383
HM 2.382 0.588 2.830 0.355 2.635 1.537 0.588
HS 2.509 0.725 3.010 0.532 2.815 1.762 0.792
HS-HI 0.251 0.258 0.355 0.357 0.360 0.453 0.409
(HS-HI)x100 25.1 25.8 35.5 35.7 36 45.3 40.9 Página 20 de 27
4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10
+ + + + + + -
1.560 0.940 0.748 2.435 0.105 2.480 0.012 2.180 0.231 2.260 0.199 1.742 0.695
1.843 1.175 1.102 2.548 0.285 2.708 0.268 2.480 0.448 2.523 0.445 2.092 0.842
2.128 1.415 1.452 2.665 0.462 2.938 0.515 2.770 0.665 2.790 0.698 2.448 0.988
0.568 0.475 0.704 0.230 0.357 0.458 0.503 0.590 0.434 0.530 0.499 0.706 0.293
56.8 47.5 70.4 23 35.7 45.8 50.3 59 43.4 53 49.9 70.6 29.3
La distancia total seria la suma total y llevada a kilómetros tenemos.
Ordenando los datos de la nivelación tenemos HI: Altura del instrumento (nivel del ingeniero) Tendremos que confeccionar un cuadro de nivelación de ida. 4.
CÁLCULOS.
El HI se calcula de la siguiente manera.
Cuadro de nivelación ida Puntos Vista + HI Vista Cota (m.s.n.m. BM 2.382 2650.000 1 2.830 0.588 2 2.635 0.355 3 0.588 1.537 4 1.175 1.843 5 2.548 1.102 Página 21 de 27
6 7 8 9 10
2.780 2.480 2.523 2.092
0.285 0.268 0.448 0.445 0.842
La cota se calcula de la siguiente manera
Ejemplo de cálculo
Datos de los puntos de ida.
Cuadro de resultados de nivelación ida Puntos Vista + HI Vista Cota (m.s.n.m. BM 2.382 2652.382 2650.000 1 2.830 2654.624 0.588 2651.794 2 2.635 2656.904 0.355 2654.269 3 0.588 2655.955 1.537 2655.367 4 1.175 2655.287 1.843 2654.112 5 2.548 2656.733 1.102 2654.185 6 2.780 2659.156 0.285 2656.448 7 2.480 2661.368 0.268 2658.888 8 2.523 2663.443 0.448 2660.920 9 2.092 2665.090 0.445 2662.998 10 0.842 2664.248 Datos de los puntos vuelta
Cuadro de nivelación vuelta Puntos Vista + HI Vista Cota (m.s.n.m. 10 0.645 2664.248 1 2.635 2.832 2 0.395 1.478 3 1.382 1.071 4 0.088 2.019 5 1.242 1.266 Página 22 de 27
6 7 8 9 BM
0.942 0.253 0.560 0.258
2.365 2.480 3.885 2.092 1.967
El HI se calcula de la siguiente manera.
La cota se calcula de la siguiente manera
Cuadro de resultados de nivelación vuelta Puntos Vista + HI Vista Cota (m.s.n.m. 10 0.645 2665.701 2664.248 1 2.635 2663.514 2.832 2662.869 2 0.395 2662.431 1.478 2662.036 3 1.382 2662.742 1.071 2661.360 4 0.088 2660.811 2.019 2660.723 5 1.242 2660.787 1.266 2659.545 6 0.942 2659.364 2.365 2658.422 7 0.253 2657.137 2.480 2656.884 8 0.560 2653.812 3.885 2653.252 Página 23 de 27
9 BM
0.258
2651.978 2.092 1.967
2651.720 2650.011
Calculo del error máximo permisible en la nivelación ordinaria
Hacer con numeros
Comparando con nuestro resultado tenemos
Hallando la diferencia de cotas entre el BM y el punto 10
Reemplazar con un dato
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4.1. Métodos y fórmulas a utilizarse: 4.2. Cálculos matemáticos: 4.3. Resultados : OBSERVACIONES
A La excesiva radiación solar ocasionó la alteración del anteojo del teodolito provocando una lectura imprecisa con la mira. Al mismo tiempo el nivel circular se fue alterando.
A La mira utilizada no contaba con el ojo de gallo, lo cual no garantiza la verticalidad de la misma, generando error.
De igual forma las condiciones del tiempo no fueron óptimas para el desarrollo de la práctica, debido a que en el primer y segundo día el cielo estaba despejado, generando malestar en nuestros sentidos (vista).
A Al momento de realizar el plano se observó la variación respecto a la verdadera ubicación de unos cuantos puntos de detalle, debido a errores acumulados. Por lo cual volvimos al campo para hacer otro levantamiento de los detalles, corrigiendo nuestros errores.
5.
CONCLUSIÓN. 5.1. INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Al analizar las distancias calculadas se encontró que las mismas no concuerdan con las esperadas teóricamente de acuerdo al relieve del terreno, también se pudo notar que la relación entre cotas no fue consecutiva; esto condujo a realizar perfiles con poco fiables que además no corresponden con el relieve real del levantamiento. Por otra parte algunos puntos del levantamiento fueron tomados desde una distancia menor a tres metros desde la estación al punto lo cual indica baja precisión en las cotas.
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La relación entre los hilos; superior medio e inferior no son proporcionales y en algunos casos el hilo superior era inferior al superior esto condujo a altas inconsistencias en distancias desde las estaciones al punto por esta razón algunos fueron corregidos con el fin de mejorar en lo posible el plano de levantamiento aminorando el grado de error.
Además de lo antes expuesto se pudieron notar los errores entre coordenadas, los mismos corresponden a un valor general de 0,232 como consecuencia la coordenada BM final no concuerda con la coordenada BM final.
Debido a todo lo anteriormente expuesto y pese a los intentos validos de aminorarlo el porcentaje de error sobrepaso la tolerancia del levantamiento.
Mediante esta práctica junto a las anteriores aprendimos a interpretar toda la información sobre un levantamiento topográfico. Asimismo asimilamos correctamente los métodos, pro¬cedimientos, técnicas en la topografía. Siendo conceptos trascendentales para el trabajo de ingeniería.
Los levantamientos topográficos nos proporcionan una información elemental y una idea esencial para aplicarlos en los proyectos de gran amplitud.
Así mismo en el campo se identificaron diversos problemas que tratamos de solucionar.
Pudimos ver que se cometen errores en la medición. Al realizar esta práctica nos hemos familiarizado con el teodolito y nivel de ingeniero.
Se observa que la mala manipulación de los equipos e instrumentos de trabajo de campo nos lleva a cometer errores.
Terminamos el trabajo con los objetivos prácticamente cumplidos, los llevamos a cabo cal-culando cada uno de los datos que eran identificados y expresándolos en gráficos.
Utilizamos correctamente programas tales como Excel, LTEX, Word, etc. principalmente para la implementación de cálculos y la edición del presente informe.
Fue un trabajo bastante entretenido y al que sin duda había que dedicarle bastante tiempo principalmente para lo que significaba este informe. .
5.2. RECOMENDACIONES Página 26 de 27
A Es favorable ubicar los puntos de la poligonal de apoyo en puntos visibles, los cuales permitan ubicar un mayor número de detalles para um mejor trabajo de campo.
A Todo trabajo de campo debe realizarse de manera cuidadosa, para realizar con toda seguridad un levantamiento libre de equivocaciones.
Es recomendable realizar la numeración preliminar de la poligonal comenzando por la ubicada en el lugar más apropiado de la manzana.
Se debe tener en cuenta el mantenimiento y respectivo cuidado de todos los instrumentos con las cuales se cuenta hasta ahora, ya que al trascurrir el tiempo se presentan más defectuosas y mal calibradas.
A Que los trabajos a realizarse en el campo sean más estrictos, para así adquirir conocimientos más exactos.
Que los instrumentos sean debidamente registrados para evitar los malos usos de ellos.
6.
ANEXOS. 6.1. Gráficos o croquis de campo (hojas utilizadas para el levantamiento) 6.2. Planos generados en formato indicado y escalas conocidas.
7.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
TOPOGRAFIA – técnicas modernas – Jorge Mendoza Dueñas (2012)
TOPOGRAFÍA. Ing. José Torres Tafur. Universidad Nacional de Cajamarca.
www.unalmed.edu.co/jecordob/topografia/TOPOGRAFIA.pp http://es.scribd.com/doc/136398230/PRACTICA-1-Instrumentos-ElementalesTrazado de rectas paralelass-y-Cartaboneo-de-Paso
http://www.slideshare.net/LuisLanado/informe-n3-cartaboneo-de-pasos-mediday-replanteo-de-angulos-y-medida-de-una-distancia-entre-puntos-inaccsesibles
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