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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE

SAN MARCOS

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

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|INGENIERÍA CIVILTopografía

Aplicada a la Ingeniería Civil [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS]

INTEGRANTES TEMA:

F E C 04DE JULIOD E L 2 0 1 4

FGMMG

E.A.P.INGENIERÍA CIVILINTEGRANTES:

ALIAGA RODRIGUEZ FREDDIE ANTAURCO ESPINOZA ANTONY CANCHANYA HUAMANCHAN CARLOS COBEÑAS ABAD MIRELLA DIAZ JAVE PAVEL RODRIGUEZ MEDINA ALICIA TORRES ASCURRA GIANE VALENZUELA LOPEZ EVELYN VALLE MOGROVEJO SHEERLEY

PROFESOR: ING. FRANCIS CRUZ

INGENIERÍA CIVILTopografía Aplicada a la

Ingeniería Civil I[UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS] [UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS]

1. INTRODUCCIÓN

En el presente informe se desarrolla los pasos básicos acerca de la nivelación de pistas, para lo

cual se aplicaran conocimientos obtenidos en clase. Cabe mencionar que la realización de este

proceso tiene como finalidad obtener un plano que nos permita conocer las características del

suelo.

Todo este proceso realizado, así como la obtención de un plano. Nos permiten hacer los

distintos replanteos que pueda necesitar el terreno, así como hacer refacciones o mejoras en

las obras ya plasmadas en la superficie.

Todo este trabajo se realizó con los materiales fundamentales en la topografía actual, que nos

permiten la obtención de datos más acertados y con una rapidez mayor, entre los materiales

tenemos la estación total, los prismas, etc.

Este proceso básico que se realiza en el presente informe es fundamental en toda la carrera de

ingeniería civil, ya que por lo aprendido se sabe que todo trabajo topográfico debe terminar en

un plano que servirá de base para los posteriores trabajos que posee un proceso constructivo.

2 TOPOGRAFÍA APLICADA A LA INGENIERÍA CIVIL



2. OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL1. SABER UTILIZAR EL NIVEL DEL INGENIERO Y HACER LECTURAS EN LA MIRA2. REALIZAR UNA NIVELACIÓN SIMPLE O DIFERENCIAL

OBJETIVOS ESPECÍFICOS1. CONOCER LAS PARTES DEL NIVEL DEL INGENIERO2. APRENDER LAS APLICACIONES DEL NIVEL DEL INGENIERO3. CALIBRAR EL NIVEL DEL INGENIERO COIN UNA PRECISA EXACTITUD




3. INSTRUMENTOS Y MATERIALES UTILIZADOS

WINCHA

Una cinta métrica o un flexómetro es un instrumento de medida que consiste

en una cinta flexible graduada y se puede enrollar, haciendo que el transporte

sea más fácil. También se pueden medir líneas y superficies curvas.

Los tamaños más corrientes son de 20 y 50 metros, divididas en decímetros y

centímetros.

Uso

Se utiliza en toda medición en

que convenga disponer de una

cinta flexible y ligera cuyos

errores en longitud no tengan

gran trascendencia.

TRÍPODE

El 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 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.

El tipo de trípode que se utilizó en esta ocasión tiene las siguientes

características:

Patas de aluminio que incluye cinta para llevarlo en el hombro.

Diámetro de la cabeza: 158 mm.


Las miras se usan en el proceso de nivelación y en la determinación

indirecta de distancias.



Altura de 1,05 m. extensible a 1,7 m.

Peso:6,5Kg

MIRA

La estadia o mira es una regla vertical graduada en

centímetros, por lo general tiene cuatro o cinco metros de

longitud, algunas miras poseen un nivel esférico,

generalmente sujeto en la parte posterior de la mira para

asegurar que esta se encuentre completamente vertical y

de esta forma las medidas sean más exactas. La mira que

utilizamos en el campo están reguladas al centímetros, la

lectura se realiza precisando hasta el milímetro.


Especificaciones técnicas de la mira que se empleó. -Longitud: 5 metros. -Secciones: 5.-Unidades de medida: metros / centímetros. -Material: aluminio. Peso: 1 Kg



NIVEL

En toda obra de construcción es necesario tomar niveles o medir desniveles, ya sea para

una vivienda, un edificio o la apertura de una calle, etc.

Un nivel es un instrumento muy útil para la construcción en general y es utilizado para

determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Existen distintos tipos, los

más utilizados en topografía son los

siguientes:

Nivel de anteojo

Nivel de burbuja

Nivel de mano




El Nivel de Anteojo se apoya sobre un trípode y puede girar en forma horizontal. Se

centra y se nivela el instrumento con un nivel de burbuja incorporado, el cual es circular

o tubular.

Su función es medir diferencias de altura entre los diferentes puntos de un terreno, 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 también se utiliza para medir distancias horizontales, basándose en el mismo

principio del taquímetro.

Partes del nivel


El nivel de ingeniero es complementado por la mira, mediante la cual se puede medir

la diferencia de alturas o el desnivel entre dos puntos.



Base Nivelante: Es la parte del instrumento que se encuentra en contacto o sirve

unión entre el trípode y el nivel, las partes más importantes son:

o Tornillos Nivelantes: sirven para realizar la nivelación del instrumento, son

girados por el operador, de acuerdo a requerimientos de nivelación.

Cuerpo: Es la parte del instrumento, compuesta básicamente por un anteojo

telescópico giratorio, es la parte que gira alrededor del eje de rotación del instrumento

y da la dirección; y sirve para la toma de datos de nivelación. Tiene las siguientes

partes y tornillos principales:

o Nivel circular: es un nivel de forma circular, que contiene en su parte central

una señal marca también circular, que cuando la burbuja de aire es

introducida dentro de esta marca se afirma la nivelación del nivel. También se

le denomina “ojo de pollo.

o Ocular: es la parte que se encuentra cerca del ojo del operador y sirve para

que de acuerdo a la dioptría del operador, sea oscurecido o aclarado los hilos

del retículo o retícula.

o Mando de enfoque: es el tornillo que sirve para “aclarar” la imagen de

instrumento que se está visando (mira).

Uso

Coloque el nivel sobre el trípode apretando el tornillo de sujeción de éste. Para

mediciones de dirección, centrar el nivel con la plomada de hilo sobre el punto.

El centrado aproximado se efectúa desplazando las patas del trípode

convenientemente. El centrado preciso se realiza desplazando el aparato sobre la

placa cabezal del trípode (aflojar ligeramente el tornillo de sujeción del trípode).

Colocar horizontalmente el aparato con el auxilio del nivel esférico ⑨, accionando los

tornillos calantes de la base nivelante ⑦.La burbuja debe colocarse dentro de la

circunferencia indicada en el nivel esférico.

Apuntar a la mira utilizando el alza de puntería gruesa ⑩, girando el aparato a mano.

La puntería exacta se efectúa mediante el mando micrométrico sin fin ⑤. Enfocar el

retículo con el ocular ① y la mira con el mando de enfoque ③.




La imagen de la mira y de los hilos del retículo deben aparecer nítidas

simultáneamente y, moviendo la cabeza de un lado al otro delante del ocular, ambas

imágenes no deben desplazarse aparentemente una respecto de la otra (enfoque

exento de paralaje).

Hilos Estadimétricos

El instrumento que se utilice para realizar las lecturas en la mira, en este caso el nivel,

además de los hilos horizontal y vertical debe tener los hilos superior e inferior los cuales

se encuentran a igual distancia del hilo horizontal, como se indica en la figura.

Hilo horizontal o axial, índice para la lectura de la mira de nivelación.

Hilos estadimétricos, hilo superior e inferior

Para tomar las medidas en la mira se observa a través del nivel y se lee el valor del hilo

superior e inferior, se restan estos valores y se multiplica por la constante estadimétrica la

cual es igual a 100 en la mayoría de los instrumentos, de esta forma se obtiene la

distancia horizontal.

El intervalo de la mira entre ambos trazos estadimétricos, da la distancia horizontal en

metros desde el eje vertical del nivel a la mira según la fórmula:




S = l * k, en donde:S= distancia horizontal (m)l=intervalo de lecturas (m) k=constante de multiplicaciónEjemplo de la figura:Hilo superior = 2,209 mHilo inferior = 1,878 m0,331 mPara el nivel utilizado en campo:K=100 Distancia del nivel a la mira = 0,331 m * 100 + 0 = 33,1m

Principio de la estadimetría

Este método se basa en el principio de los triángulos semejantes, en el que los lados correspondientes son proporcionales.




En definitiva la distancia obtenida es igual a la lectura mayor, menos la lectura menor, multiplicado por cien.




LIBRETA TOPOGRÁFICA

Las mediciones numéricas se registran en columnas de acuerdo al plan prescrito para la

nivelación, del orden de precisión del levantamiento.

Ejemplo:




4. MARCO TEÓRICO

A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí, al o largo de una alineación determinada se le llama nivelación de un perfil. En los proyectos y levantamientos topográficos para carreteras, ferrocarriles, canales, pistas, veredas, etc. Se colocan estacas u otras señales a intervalos regulares a os largo de una alineación ya fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo éntrelas estacas suele ser de 50 metros, 20 ó 10 metros, de acuerdo a la precisión 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.

Perfil longitudinal

El empleo de este método facilita el trazado de las curvas de nivel y 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 bajado los valles, una sección que coincida lo más aproximadamente posible con la línea de vaguada. Los perfiles se denominan Longitudinales, cuando se desarrollan en el sentido de las alineaciones que los definen y Transversales, cuando determinan encorte o sección de terreno perpendicular al anterior. Los perfiles transversales tienen un punto común con el longitudinal en el queso 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 tanto, las distancias serán referidas a dicho punto según el sentido de avance de la obra.




Pendiente.

Se entiende por pendiente de un terreno, en general, a su inclinación respecto la horizontal; puede ser ascendente o descendente, según el punto de observación. Es el terreno es horizontal su pendiente es cero.

Las pendientes ascendentes se denominan particularmente rampasconservándose 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 en tanto por ciento (%) indicando el número la diferencia de nivel existente por cada 100 unidades, aunque en la práctica está muy generalizado indicar el tanto por uno, por resultar más conveniente para los cálculos. Por lo anterior expuesto la pendiente queda expresada de la forma siguiente:

Pendiente= ((Elevación final – Elevación inicial)/ D)* 100

Dónde: D = distancia horizontal.

Dibujo de perfil longitudinal.

Se construye a partir de los datos de campo, se empieza el dibujo en la parte izquierda del papel, aumentando hacia la derecha de acuerdo al orden del estacionamiento, utilizando dos escalas, una horizontal (eje X) y una vertical (eje Y), la escala vertical se dibuja siempre más grande que la horizontal, generalmente es una relación 10:1

Composición de la cuadrilla de campo.

1. Observador: Es el brigadista encargado de realizar las operaciones con el nivel automático y el teodolito. Estas operaciones no son masque el transporte del nivel a los puntos donde se estacionará; laminera más segura de transportar un instrumento de nivelación es llevándolo en su caja o estuche. Este se cierra con facilidad sólo cuando el instrumento se ha acomodado bien en sus soportes acojinados. Un nivel debe sacarse de su estuche levantándolo por la regla del nivel o la plataforma de asiento, pero nunca tomándolo por el anteojo. La base nivel ante debe atornillarse firmemente en la cabeza del trípode. Si la base queda floja, el instrumento quedará inestable; si se aprieta demasiado puede “aferrarse” al trípode. Lampatas del trípode deben apretarse correctamente. Si cada pata cae lentamente por su propio peso después de colocarle en posiciónhorizontal, entonces debe considerarse que está correctamenteajustada. Si las patas se aprietan demasiado, se deformarán el plato de asiento y los tornillos. Por el contrario, si quedaran flojas, el instrumento no quedará fijo. Generalmente no se necesita situar el nivel sobre un punto en particular; por tanto, es inexcusable que el




plato esté completamente fuera de nivel antes de usar los tornillos niveladores. Para el caso del teodolito, el procedimiento consta desajustar el instrumento al trípode, nivelar los niveles esféricos como tangenciales.

2. Estadalero: Es el brigadista que tiene la función de portar la estadiaen cada punto en cuestión y seguir ciertas reglas que sonrelativamente sencillas, como el mantener la estadia vertical yperpendicular al punto.

3. Anotador: Es el brigadista que tiene por función anotar todos los datos obtenidos en el campo en una libreta de campo.

4. Cadeneros: Es el brigadista encargado de todas las operaciones que se realizan para efectuar un trabajo con cinta.

5. Ayudante: Es la persona que está a disposición de los detalles menores en la práctica de campo tales como, colocar clavos en puntos auxiliares cuando se realizan mediciones con cintas, limpiar la maleza que obstruye la visual del instrumento topográfico, y dirigir en cierta manera la horizontalidad que debe tener la cinta cuando es usada.

PERFILES TRANSVERSALES

Hay que considerara a los perfiles transversales, que son la intersección del terreno, con un plano vertical normal al eje longitudinal del terreno, o sea los perfiles transversales son perpendiculares al perfil longitudinal; por lo general estos perfiles transversales se toman frente a cada una de las estacas que indican el trazado y se levantan a escala mayor que los longitudinales, ya que el objetivo principal de estos perfiles es obtener frente a cada estaca la forma más exacta posible de la sección transversal de la obra y especial importancia en el estudio de caminos y canales. Los perfiles se señalan primero con jalones y después con miras o cinta métrica, y con un nivel se hace su levantamiento.

Cuando los perfiles transversales son muy uniformes, se deben levantar de igual manera que los perfiles longitudinales, anotándose las altitudes y distancias leídas en un registro similar al empleado y visado anteriormente en los perfiles longitudinales. Todas las lecturas deben por lo general, aproximarse al centímetro. Pero cuando los perfiles transversales son muy irregulares (caminos, arroyos, hitos, linderos, etc.,), se dibujan todos los detalles en un croquis, sobre el cual se anotan todas las medidas y lecturas hechas durante el levantamiento.




Perfil transversal

El perfil transversal se dibuja de modo que la izquierda y la derecha sean las del perfil longitudinal, suponiendo que se recorre este en el sentido de su numeración ascendente, como en la figura.

También se pueden numerar los puntos de los perfiles transversales, y en el croquis se anotan solamente estos puntos y las medidas planimétricas (distancias horizontales), anotando las lecturas de nivelación en el registro de campo, idéntico al de los perfiles longitudinales.

Referente a la ilustración anterior, se puede agregar que están todas las medidas aproximadas al decímetro solamente, pero es mejor aproximar las alturas al centímetro, mientras que para las distancias horizontales basta en general con el decímetro. El nivel se coloca en un punto previa mente determinado, del perfil longitudinal y se asegura la observación leyendo la altura de un punto de comprobación bien elegido o la de otro punto del mismo perfil longitudinal; también puede estacionarse el nivel en un punto de un itinerario de nivelación que pase cerca del perfil que se trata de levantar.




5. CONCLUSIONES

En el presente trabajo aplicamos los conocimientos adquiridos anteriormente como

alineación y nivelación.

Tuvimos que reconocer minuciosamente el campo y así obtener información adicional

sobre los tributos que ofrecen cada una de estas rutas y se localizan en ellas la línea a

las líneas correspondientes a posibles trazados en la carretera.

Se optimizo de manera considerable el tiempo de trabajo, además de mejorar en la

precisión de los resultados.

Aplicando el método de nivelación simple (diferencial) nosotros podemos ubicar o

tomar como referencia un BM con cota ya conocida y así poder usar este como base

para el cálculo de las diferentes cotas a realizar.

Gracias a este trabajo tenemos una idea de cómo realizar una nivelación para la

construcción de una carretera, lo cual nos ayudara considerablemente más adelante.




6. RECOMENDACIONES

Para el método de Nivelación reciproca o punto extremo, se recomienda que el

instrumento esté perfectamente corregido, de lo contrario saber el error constante de

inclinación, para poder aplicar la debida corrección a las tomas.

Las patas de trípode, deben quedar lo suficientemente abiertas, para la estabilidad de

éste, y los objetivos y/o objetos, deben observarse desde una posición conveniente y

fácil.

Para obtener una posición firme en el suelo, se debe hacer presión con el pie a una

pata del trípode.

Cuando el terreno es una pendiente, se debe poner una pata hacia arriba, y las otras

hacia abajo.

La manera más rápido de llevar la burbuja a su posición central, debería ser cuando se

ha orientado el anteojo hacia dos tornillos de nivelación.

Para observar las miras se deben poner en un punto bien demarcado y definido, de un

lugar estable.

Colocar los jalones alineándolos y tratando de que se encuentren en una bueno posición para la toma de medidas respectivas.

La wincha debe colocarse en posición horizontal para evitar errores.


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