TRAZO, LIMPIEZA Y NIVELACIÓN DEL TERRENO TALLER CARLOS LAZO EQUIPO 10
INDICE
INTRODUCCIÓN
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LIMPIEZA
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TRAZO
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NIVELACIÓN
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CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFIA
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1.
INTRODUCCIÓN
Al inicio de una construcción, es común encontrarse que el terreno donde se planea edificar este lleno de maleza, basura, escombros, etc., por lo que se tiene que realizar una limpieza. Este es el primer punto que tendrá que resolver quien desea construir. Debe considerarse, entonces, como etapa inicial de cualquier construcción el trazo, la limpieza y nivelación del terreno. En esta etapa, habar de ratificarse primero el trazo y medición del terreno que se ocupa para construir en metros cuadrados. El trazo se inicia de acuerdo al plano (proyecto) de construcción.
2.
LIMPIEZA
Será la remoción y retiro de toda maleza, árboles, desperdicios y otros materiales que se encuentren en el área de trabajo. Requerimientos Previos: Reconocimiento del terreno en el que se proyecta la edificación. Determinar las precauciones y cuidados para no causar daños y perjuicios a propiedades ajenas, que se encuentren contiguas a la zona de trabajo. Selección de los árboles que se conservarán y de los trabajos requeridos para su cuidado, hasta la terminación de las obras. Se retirarán únicamente los que impidan la ejecución de las obras. Se trasplantarán los que a juicio de la fiscalización, impidan la ejecución de los trabajos, pero deben conservarse. Definir los límites del área ár ea que va ser limpiada, ya sea por descripción en planos o por indicación de la Fiscalización.
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Los materiales extraídos se clasificaran de la siguiente manera: Descapote y Desenraice. Consiste en el retiro de raíces y suelos que contengan materia orgánica, arcillas expansivas o cualquier otro material que el Interventor considere inapropiado para la construcción de la obra. Los materiales resultantes serán retirados del sitio de la obra por el Contratista. La cantidad de la obra correspondiente se medirá por metros cúbicos (m3) Corte en Roca. Se define como roca aquel material cuya dureza y textura sea tal que no puede excavarse por métodos diferentes de voladuras o trabajo manual por medio de fracturas y cuñas posteriores y cuyo volumen sea superior a 3/4 de metro cúbico.
Corte en Material Común. Comprende todas las excavaciones no clasificadas como excavación en roca. Remoción de Derrumbes. Comprende la extracción y disposición de los materiales provenientes de derrumbes o deslizamientos de los taludes sobre la explanación ya terminada o en ejecución. Estos derrumbes deben ser removidos tan pronto se presenten para evitar daños y perjuicios. Las cunetas y drenajes se restablecerán tan pronto sean removidos los derrumbes. Para proceder a ejecutar la cimentación de una construcción por pequeña que sea, debe efectuarse una excavación a criterio del constructor con objeto de quitar la capa superficial de tierra vegetal (humus), y hacer el desplante sobre una capa de terreno resistente, ya sea de tipo arcilloso o preferiblemente de tipo volcánico, bien roca fija o conglomerados tepetatosos. Es conveniente, de ser posible, que la capa sobre la la cual se va a desplantar la cimentación, quede arriba del nivel de las aguas freáticas, Se debe hacer notar la conveniencia de no desplantar una construcción sobre terreno en el cual existan troncos o raíces profundas de árboles. En estos casos debe procederse a des entroncar todo el terreno rellenando los huecos que resulten con material resistente, consolidado por capas hasta igualar la resistencia del terreno circundante.
3. TRAZO 4
Uno de los aspectos más importantes de la construcción es el trazo correcto y minucioso tanto de los ejes de la cimentación y sus anchos, cómo de los ejes principales del edificio, ya que de ello dependerá la exactitud en todo el desarrollo de la obra. Para ejecutar esta operación, generalmente se ayuda el constructor de diversos elementos de acuerdo con la magnitud del problema. En obras de poca importancia, el trazo se efectúa por medio de estacas de madera e hilos, con los cuales se marcan los anchos de cimentación para efectuar así la excavación. Las estacas usadas generalmente, son de madera de 2.5 a 5 cm. por lado y 30 cm. de largo. Sobre la cabeza de estas estacas se clava una tachuela o clavo que marca m arca el centro de la línea l ínea o el vértice de un ángulo.
Para el trazo de ángulos rectos, generalmente se utiliza el sistema basado en un triángulo rectángulo cuyos catetos son múltiplos respectivamente de 3 y 4 y su hipotenusa múltiplo de 5 ó sea la conocida regla del "3-4-5" en donde el ángulo recto queda formado entre los lados múltiplos de 3 y 4 (Fig.1). Una vez efectuadas las excavaciones de los cimientos, las estacas se sustituyen por tiras de madera colocadas a ambos lados de la excavación y coronadas por una tira horizontal llamada niveleta. Las niveletas generalmente se colocan colocan en los extremos y al centro de una cepa, todas t odas a un mismo nivel, el cual se marca por medio de un nivel montado topográfico o simplemente con ayuda de un nivel de manguera basado en el principio de los vasos comunicantes. El objeto de estas niveletas es poder proporcionar un plano horizontal nivelado a toda la excavación, a la vez que marcar el centro de las cepas y los anchos de cimiento por medio de plomadas.
Fig.1. En obras de mayor importancia, o cuando se requiera ligar varias construcciones, el trazo debe hacerse por medio de un tránsito de topografía substituyendo las estacas de madera por mojoneras de concreto en cuyo centro se coloca una varilla metálica. En estos casos de trazos complicados es conveniente rectificar las mediciones dos o tres veces para tener la absoluta seguridad de que han sido hechos correctamente, procurando efectuar toda clase de cierres parciales para evitar, en lo posible, los errores tanto lineales como angulares, y una vez perfectamente determinados todos los puntos de referencia, sustituir las estacas auxiliares inmediatamente por las 5
mojoneras de concreto. Cuando se construya un edificio de varias plantas, es indispensable efectuar sobre cada losa el trazo de los ejes principales y los centros de las columnas con objeto de lograr una perfecta correspondencia entre una planta y otra, y hacer que las columnas sean efectivamente concéntricas. Para esto deben estar las referencias de los ejes colocadas lo más lejos posible del edificio y constituidas por mojoneras fijas o trazos indelebles hechos en las construcciones vecinas y efectuar todas las operaciones por medio de un aparato topográfico, pasando asimismo niveles en cada piso para la colocación correcta de las cimbras, por medio de trazos en las columnas ya desplantadas. Es condición indispensable para la estabilidad de una construcción, que las cargas que sus elementos transmiten al terreno produzcan en él una fatiga constante en toda su superficie. Como es bien sabido la resistencia de las capas geológicas a una misma profundidad no siempre es constante, debido a las inclusiones de materiales extraños a la formación, siendo conveniente proporcionar a la construcción una placa uniforme que transmita las presiones a las capas inferiores lo más uniformemente posible. Esta placa puede lograrse apisonando la superficie que va a recibir la cimentación, o colocando sobre ella una plantilla de material extraño aglutinado, que reparta más proporcionalmente los esfuerzos. Generalmente para construcciones pequeñas, una vez realizada la excavación para encontrar terreno sano y resistente, se procede a la consolidación de esta capa por medio de riegos de agua y apisonado a mano. Este trabajo efectúa una consolidación aproximadamente de unos 8 a 10 cm. A continuación se tiende una capa de pedacería de tabique, arena, grava o piedra triturada generalmente con algún aglutinante de mortero pobre, que también se apisona.
Esto se hace con objeto de llenar los vacíos superficiales del terreno, emparejar la superficie de desplante, proporcionar una superficie lisa sobre la cual trazar los armados o las dimensiones de las placas de cimentación si éstas son de concreto, y hacer que sirva de molde inferior al colado de ellas. Esta plantilla, si está bien ejecutada, puede ser un aislante contra la humedad del subsuelo y ayudar a repartir las cargas concentradas que transmiten las aristas de las piedras si los cimientos que se ejecutan son de mampostería de piedra. Lógicamente la plantilla no aumenta en absoluto la resistencia del terreno, y únicamente ayuda a una repartición más uniforme de los esfuerzos. Es conveniente que estas plantillas no sean excesivamente gruesas, ya que en ese caso sobrecargarían al terreno restándole la consiguiente capacidad de carga derivada del peso propio de la construcción. En construcciones mayores se acostumbra hacer las plantillas por medio de una capa de grava cementada, apisonada apisonada a mano, con rodillo (100 a 500 Kg) o con aplanadora. En este caso la ejecución de la plantilla nos ayuda a investigar las desigualdades y fallas del terreno, pues con frecuencia se localizan, por este medio, huecos o fallas en los cuales la aplanadora se hunde, sobre todo si es pesada. También se pueden localizar cimentaciones antiguas situadas bajo el nivel escogido para desplante, problema que se debe resolver en la forma ya indicada para evitar el desplantar una estructura nueva sobre un terreno con resistencias desiguales. Estas plantillas hechas a base de apisonado con aplanadora, tienen la desventaja de que si la aplanadora es muy m uy pesada, altera la estructura interior de la capa resistente, destruyéndola y modificando su resistencia final al extraerle parte del agua de su constitución. Por lo tanto, es conveniente hacer un estudio del tipo de aplanadora que debe usarse, así como de su peso y velocidad. 6
Se considera que la consolidación de la plantilla ha sido totalmente realizada cuando detrás de las llantas de la aplanadora no se observa una deformación apreciable. Para la consolidación de terraplenes o rellenos se procede en la forma siguiente: el tendido de material debe hacerse por capas no mayores de 20 cm. proporcionando al material la humedad óptima de consolidación. La consolidación puede lograrse por medio de rodillos lastrados o aplanadoras de llantas lisas, los cuales consolidan aproximadamente una capa de 10 cm. sin sellarla sellar la con la anterior. Cuando se requiere r equiere traslape entre las capas de consolidación, se utilizan rodillos con pata de cabra o aplanadoras con picos en las llantos lo cual además de efectuar la consolidación por capas, ancla una capa con otra logrando que formen una sola unidad. El peso de las aplanadoras varía desde 5 hasta 25 toneladas, y el de los rodillos de 1 a 10 toneladas. Para la consolidación de pavimentos de concreto asfáltico o bases de "macadam" a las cuales falta solamente el último riego, se utilizan consolidadores neumáticos constituidos por una caja lastrada, soportada por llantas neumáticas, la cual produce una consolidación de muy poca profundidad pero muy pareja. Cuando el lugar por consolidar no es accesible a una máquina de las anteriormente anotadas, la consolidación puede efectuarse por medio de un pisón neumático o "bailarina", el cual proporciona un apisonado bastante efectivo. Estos pisones neumáticos están accionados por medio de una compresora que proporciona el aire comprimido necesario y puede ser manejado por uno o dos hombres. En algunos casos se hincan estacas de madera (1.50 a 3.00 m.) que al consolidar más el terreno y repartir las presiones, aumentan o elevan de hecho la capacidad de carga del terreno. Este sistema fue sumamente usado en la época colonial con muy buenos resultados. Herramienta
y material necesario. Es recomendable que el trazado se haga por lo menos entre tres personas, debido a que para una sola resulte demasiado difícil y no queda exacto. Es necesario para llevar a cabo este trabajo lo siguiente: cinta métrica o metro o común, carretes de hilo de varios metros de largo, estacas de madera, clavos interior dos pulgadas, martillo o maceta para clavar las estacas, cal para marcar en el terreno. También será necesario hacer una escuadra de madera para albañilería que uno mismo puede hacer de 50cm x 40cm x 30cm.
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TENDIDO DE HILOS Para hacer el trazado de la obra se toma como referencia alguno de los muros de las construcciones vecinas en casos de que las haya. Si no hay construcciones junto, es necesario delimitar de forma precisa el terreno y tomar como referencia para el trabajo una de las líneas de colindancia, clavando dos estacas en sus extremos y tendiendo un hilo entre ellas, que no debe moverse en tanto se hace el trazado. Una vez hecho esto, tómese como base esta colindancia, marcando sobre ellas los puntos en los que se van a encontrar los muros perpendiculares a esta. Cuando estos puntos se han medido en forma precisa a partir del alineamiento y se han marcado con lápiz sobre el hilo de la colindancia o sobre el muro de la construcción vecina, se colocan hilos perpendiculares en cada uno de estos puntos, mediante el auxilio de una escuadra de madera. Sobre cada una de estas líneas deben tenderse nuevos hilos sostenidos por estacas.
Traza de Perpendiculares. Para el trazo de un eje perpendicular a otro se emplea la escuadra haciendo coincidir los hilos con los bordes de la misma. Cuando esto se logra se amarran los hilos sobre los puentes y se vuelve a rectificar la perpendicular con la escuadra. Esta misma operación se repite para los muros que van a ir perpendiculares a estos nuevos trazos y paralelos al hilo de la colindancia o al muro del vecino que se tomo inicialmente como referencia. referencia. De esta forma se van cerrando los trazos hasta formar l os cuadrados o rectángulos que van a constituir todos los cuartos de la construcción Trazado del ancho de la excavación. Una vez que se han tendido los hilos de los ejes, procédase a marcar el ancho de la zanja que se va a excavar para la cimentación esta zanja tendrá 10cm de mas a cada lado con respecto al ancho de la base de la cimentación. Lo anterior se hace midiendo la mitad del ancho total del cimiento a cada lado del hilo y tendiendo hilos paralelos al mismo indicando al ancho total de la zanja por excavar. Cuando se trata de cimientos colindantes con otros terrenos o construcciones, la zanja se marcara de un solo lado del hilo. Posteriormente márquense estas líneas con cal. Al quitar los hilos, evítese mover las estacas, que servirán posteriormente para el trazo de los ejes de los muros.
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4.
NIVELACIÓN
Son intervenciones que se realizan en superficies muy quebradas y poco homogéneas, generalmente sin estructura, para definir el nivel sobre el cual se podrá aplicar posteriormente un tratamiento. Medidas de Distancias Verticales Siendo, la diferencia de elevación entre dos puntos la distancia entre dos planos horizontales, ya sean reales o imaginarias, en los cuales están dichos puntos. Las medidas de distancias de nivel tienen mucho que ver, ya sea directa o indirectamente, con las medidas de distancia verticales, debido a que este conjunto de procedimientos realizados toma el nombre de nivelación. Considerando al nivel medio del mar al plano de referencia más empleado; Sin embargo para realizar una nivelación no es necesario relacionarse con esta consideración, puesto que un levantamiento, se hace referenciando a un plano cualquiera, con respecto a las cotas referenciadas. Si solo se desea la nivelación relativa de los puntos entre sí. Instrumentos para la nivelación: Los instrumentos que se empleen, deben deben ser capaces de dirigir visuales horizontales; haciendo nivel nivel de ingeniero se usa el teodolito para nivelaciones geométricas Nivelación geométrica o directa: directa: Medir las distancias verticales con con referencia a una superficie de nivel, cuya altura ya es conocida.
Estructuras de un Nivel: Se observará a continuación las partes de un nivel sencillo, el cual está formado
por un anteojo, provisto de una retícula que indica la dirección del eje o línea de colimación y del eje óptico, los cuales deben coincidir; a demás un nivel tubular unido al anteojo por medio de tuercas 9
agujeradas, las que sirven para ajustar el instrumento, de modo que el eje de colimación sea paralelo a la línea de fe; un eje vertical, alrededor del cual gira libremente el anteojo en un plano horizontal; a su vez otro eje en el cual gira el eje vertical, estando unido a una placa elástica, en la que se han perforado para la posición de los tornillos nivelantes, los que están sostenidos o descansan en la placa base, donde el agujero mayor y vertical con rosca sirve para introducir el tornillo de sujeción al trípode. Cabe destacar que en la actualidad los niveles más sencillos, están provistos de un limbo para permitir la lectura de ángulos horizontales; los que son de metal o de vidrio. Requisitos
del Nivel: Como anteriormente se expuso, el nivel está dotado de una serie de instrumentos
geométricos, los cuales deben guardar ciertas condiciones para su efectividad y su fácil corrección, con la finalidad principal de medir y/o visualizar horizontalidades; por tanto consideraremos el eje óptico, el de figura y el eje vertical de rotación , además, la línea de fe y el hilo horizontal del retículo; los cuales deberán presentar las siguientes características en general: El eje óptico debe ser paralelo al eje de figura. El eje vertical de rotación del anteojo, debe ser perpendicular a la línea de fe. La línea de fe de la ampolleta de nivel, debe ser paralela al eje óptico. El hilo horizontal de la retícula debe ser perpendicular al eje vertical de rotación. ipos de Nivelaciones Directas T ipos
Básicamente existen dos tipos de nivelaciones directas; que son las nivelaciones simples, siendo aquellas que consideran una posición instrumental, y las nivelaciones compuestas, que consideran más de una posición instrumental. Nivelaciones Simples Nivelación Simple Longitudinal: Los puntos se definen a lo largo de una recta, sin necesidad que dichos
puntos pasen por esta línea. Nivelación Simple Radial: Es muy parecida a la anterior, pero la diferencia es que los puntos en este caso
están distribuidos en un área y no en una línea recta.
omposición de Nivelaciones simple C omposición Nivelación
ompuesta C ompuesta
Longitudinal: Esta nivelación. Está compuesta por dos o más posiciones
instrumentales; pero los puntos están distribuidos a lo largo de una recta, o dicho de otra manera, seria unir dos o más m ás nivelaciones longitudinales.
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Nivelación C ompuesta ompuesta Radial: Esta nivelación al igual que la anterior, la constituyen dos o más posiciones
instrumentales, pero con la diferencia, que los puntos están distribuidos en un área, en otras palabras seria como tener unidas dos o más nivelaciones radiales. Nivelaciones Compuestas. Cabe destacar, que hay dos tipos de nivelaciones, al margen del tipo a emplear, que son tanto las nivelaciones abiertas, como las nivelaciones cerradas, especificando, que una nivelación abierta, será cuando no tiene comprobación, en otras palabras, consiste en partir de una cota conocida, para llegar a un punto de cota desconocida. Por el contrario, una nivelación cerrada, es aquella que se puede comprobar, ya que se parte de un punto con una cota conocida y posteriormente, luego de seguir un itinerario topográfico, se llagará a otra cota conocida, pudiendo ser el mismo punto. Nivelación por Doble Posición Instrumental: Consiste en hacer dos registros por diferencia, ya que para
una serie de puntos, se llevaran dos series de posiciones instrumentales; tato una por la derecha, como otra por la izquierda, según el sentido de avance. De modo que cuando ambos desniveles están dentro de los rangos de tolerancia, se tomara el promedio de ellos como desnivel, de lo contrario habrá que realizar nuevamente las tomas de las cotas. Nivelación por Miras Dobles: dicha nivelación consiste en usar dos miras; dónde dichas miras se ubican en
el mismo punto, de tal forma que una de ellas se coloque invertida a la posición de la otra. De esa forma una vez realizada la lectura de ambas miras en el mismo punto, la suma de ambas lecturas, deberá ser la longitud de la mira; de lo contrario se deberá repetir dicha medición. Nivelación Reciproca: Esta nivelación se utiliza cuando se están tomando lectura de lugares inaccesible,
debiendo extremar la posición del nivel con respecto a las miras ya que se está muy lejos de una y muy cerca de la otra, estas extremos pueden ser interiormente a las miras o exteriormente a estas, pero siempre conservando una línea recta. Errores en una Nivelación
y
Instrumento descorregido Hundimiento del trípode o de los puntos Puntos de cambio mal ubicados Error al no tener centrada la burbuja en el momento de leer, cosa que ocurre generalmente con instrumentos que tienen tornillo de trabajo. Error por lectura en mira al golpear el trípode.
y
Faltar de los Niveladores
y y y y
y y y y
Por malas anotaciones en el registro Por lecturas en la mira y dictar mal un valor por equivocaciones al leer numero enteros por errores de calculo
Clasificación de la Nivelación Geométrica
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Nivelación Grosera: Visual hasta 250 metros Lecturas a los 5 centímetros. Error máximo tolerable ==> T =
0.1 r L (L ( L en kilómetros) Se emplea en reconocimientos r econocimientos y estudios preliminares Nivelación corriente: Visual hasta 150 metros Lecturas estimadas al centímetro. Distancia atrás y adelante
más o menos iguales Apoyo de la mira en un punto sólido y estable Error máximo tolerable ==> T = 0.02 r L m. (L en kilómetros) Se emplea en estudios y ejecución de obras ingenieriles. Nivelación Precisa: Visual hasta 80 metros Lecturas estimadas al milímetro. Distancia atrás y adelante
iguale a pasos Apoyo de la mira en un punto sólido y estable Error máximo tolerable ==> T = 0.01 r L mts. (L en kilómetros) Se emplea en múltiples m últiples obras ingenieriles. Nivelación de gran Precisión: Visual hasta 50 metros Lecturas estimadas al milímetro y decimas de
milímetro. Distancia atrás y adelante iguale al medir con huincha Mira con niveleta y milimétrica Condiciones ambientales óptimas Error máximo tolerable ==> T = 0.005 r L mts. (L en kilómetros) Se leerá rápidamente adelante y atrás, de manera que el tiempo ni influya en el cambio ambiental Instrumento perfectamente corregido Se emplea en geodesia y en trabajos montables. Nivelación Trigonométrica o Indirecta (por pendientes). Se puede determinar con una cinta y un clisímetro o bien, un teodolito, al basar sus resoluciones en un triangulo rectángulo situado en un plano vertical, por lo que se toman medidas de distancias horizontales y ángulos verticales. Nivelación Barométrica. Se determina por medio de un Barómetro, puesto que la diferencia de altura entre dos puntos se puede medir aproximadamente de acuerdo con sus posiciones relativas bajo la superficie de la atmósfera, con relación al peso del aire, que se determina por el barómetro.
5.
CONCLUSIONES
Podemos concluir que el trazo, limpieza y nivelación del terreno son indispensables para los trabajos preliminares; serán los primero pasos a vigilar para la correcta ejecución de la obra y deberán hacerse con gran precisión, pues cualquier error dentro de estos causaría la total o parcial falla del proyecto.
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BIBLIOGRAFIA
Plazola Cisneros, Alfredo.; Plazola Anguiane, Alfredo: Normas y costos de construcción vol. 1. México D.F: Editorial Limusa, 1983. Suarez Salazar, Carlos: Costo y tiempo en edificación. México D.F: Editorial Limusa 1984. Enríquez W, Hugo: Materiales y procesos de construcción I. México. Gutiérrez, Martin F.: Materiales y procesos de Construcción I. México: Editorial Diana.
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