Determinación de Los Perfiles Longitudinales y Transversal Del Terreno

INFORME TÉCNICO

“DETERMINACIÓN DE LOS PERFILES

LONGITUDINALES Y TRANSVERSAL DEL TERRENO”

Elaborado por el alumno: Alejandro Manuel Aldana Mendo

Fecha de presentación: miércoles 25 de junio del 2014

Aldana Mendo, Alejandro Manuel “DETERMINACIÓN DE LOS PERFILES LONGITUDINALES Y TRANSVERSAL DEL TERRENO”

ÍNDICE

1. Resumen pág. 3

2. Introducción pág.4

3. Contenido pág. 5

3.1 Teoría pág. 5 3.2 Objetivos pág. 6 3.3 Método y metodología pág. 7 3.4 Procedimientos pág. 8 3.5 Resultados pág. 9

4. Conclusiones pág. 11

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL Página 2

RESUMEN

El presente informe consiste en el registro, cálculo y análisis de datos para el método de nivelación compuesta. El lugar de trabajo estuvo ubicado en el anexo n°18 de la Universidad Nacional Federico Villarreal que se encuentra en la avenida Néstor Gambeta cuadra 85, Oquendo – Ventanilla.

Los principales objetivos a cumplir de dicho trabajo es capacitarse en el manejo, operación y lecturas mediante el uso del nivel electrónico digital de ingeniero. Otra herramienta importante fue el GPS (Global Positioning System), con el cual se registra las coordenadas de cada punto tomado; en el caso de las elevaciones o cotas, al tener un error el aparato al tomar esta medida, se tomó como cota inicial o BM a la cota 11.465. La distancia total medida con la cinta métrica fue de 340m, los cuales se dividieron en tres secciones.

Con todos los datos registrados se pretende realizar perfiles transversales y longitudinales del lugar medido en programas como el AutoCAD y el ArcGIS, teniendo previamente los datos en una hoja de cálculo de Excel; todo esto con el fin de que después, se una información de los otros grupos con la nuestra y se presente al final un proyecto de ingeniería.


INTRODUCCION

¨Cuando se realiza un trabajo de nivelación, la parte más importante es la claridad y orden que se tenga en la presentación de los datos levantados en el campo, con el objetivo de que cualquier persona con conocimientos topográficos pueda interpretarlos y realizar los cálculos necesarios ¨ (Ing. Sergio Junior Navarro Hudiel, 2008). Esta pequeña definición habla de un aspecto importante cuando se registran datos del campo; esta característica se aplica en todo trabajo ordenado y este no es la excepción. El área de trabajo fue el anexo n°18 de la Universidad Nacional Federico Villarreal que se encuentra en la avenida Néstor Gambeta cuadra 85, Oquendo – Ventanilla, en el distrito del Callao, en la provincia del Callao y en el departamento de Lima, el punto que se tomo tiene las siguientes coordenadas UTM: N: 8´675,421 y E: 268,662

Con respecto a su ubicación, podríamos añadir que se encuentra en el lugar comúnmente llamado fundo Oquendo; que está rodeado de centros urbanos como Las Brisas de Oquendo y Los Jardines de Oquendo y al frente de este, se ubica una de las carreteras más importantes del Callao, la avenida Néstor Gambeta, pasando dicha vía, a cierta distancia se encuentra la playa Oquendo.

En el sector que se tomó se va a realizar la nivelación pero para hacerlo, en primer lugar se necesita la capacitación en el manejo, operación y lecturas mediante el manejo del nivel electrónico digital para evitar realizar lecturas erróneas, no solo por causas de fallas personales sino también de fallas instrumentales.

Luego se registran los datos y después se realizan cálculos respectivos para determinar los desniveles correspondientes, por el método de nivelación geométrica compuesta. Estos cálculos por medio de fórmulas no solo ayudan en este aspecto sino también en el traqueteo, específicamente para hallar las cotas respectivas.

Una vez culminado dicho procedimiento, se obtuvieron diversos resultados en las variables utilizadas en la libreta topográfica, estos datos sobre las diferenciales de altura, lecturas atrás y adelante, etc. Para que se puedan entender mejor se trasladaron a un programa de Microsoft Office, es el Excel, que se podrá observar en la parte de resultados.


CONTENIDO

TEORÍA

¨La altimetría utiliza métodos y procedimientos que determinan la altura o cota de cada punto. Se realiza sobre un plano de referencia, sobre el nivel medio del mar y sirve para la representación del relieve terrestre, es decir para el curvado de los planos¨ (Franquet Bernis, Josep María y Querol Gómez, Antonio, 2010). Con ayuda de esta ciencia se puede determinar las variables del cuadro, pero con las fórmulas siguientes se va a poder realizar los cálculos de los niveles correspondientes en cada caso de la nivelación:

I. L atrás−L adelante=∆ h

La fórmula se utilizó para determinar la diferencial de altura (∆ h) a través de la diferencia de la lectura atrás y la lectura adelante. Con este dato se puede calcular las siguientes elevaciones del resto de puntos

L atrás−L adelante izquierda=∆ hizquierda

Es una variación de la primera fórmula, en este caso se va a calcular la diferencia de altura izquierda proveniente de la diferencia de la lectura atrás con la lectura adelante izquierda.

L atrás−L adelante derecha=∆ h derecha

Es una variación de la primera fórmula, en este caso se va a calcular la diferencia de altura derecha proveniente de la diferencia de la lectura atrás con la lectura adelante derecha.

II. cota 2=cota 1± ∆ h

Esta fórmula se utilizó para calcular la elevación en los siguientes puntos mediante la suma o diferencia de la primera elevación (h1) y la diferencial de altura (∆ h).

cota 2izquierda=cota1 ± ∆ h izquierda


Es una variación de la primera fórmula, en este caso se va a calcular la elevación o cota del segundo punto del lado izquierdo proveniente de la operación de la cota absoluta o BM (BenchMark) con la diferencia de altura izquierda

cota 2derecha=cota 1 ± ∆ hderecha

Es una variación de la primera fórmula, en este caso se va a calcular la elevación o cota del segundo punto del lado derecho proveniente de la operación de la cota absoluta o BM (BenchMark) con la diferencia de altura derecha

III. hi=h1+L atrás

La fórmula se usa para el cálculo de la elevación en que se encuentra la estación, proveniente de la suma de la cota con la lectura atrás.

OBJETIVOS

a) Determinar el perfil longitudinal del terreno a partir de las elevaciones contenidas a lo largo de una ruta o eje de vía estacado.

b) Determinar los perfiles transversales para cada sección a partir de las correspondientes elevaciones izquierda y derecha del eje de vía.

c) Diseñar la rasante proyectada a escalas 1/200 y 1/20.


MÉTODO Y METODOLOGÍA

Para desarrollar el trabajo de nivelación se necesita herramientas importantes o métodos, el cual será el método topográfico, el cual va a consistir en tomar medidas al lugar y llevarlas a gabinete para analizarlas.

Con la nivelación compuesta se logró obtener los diferentes aspectos en cada punto nivelado, pero antes de iniciar este proceso se tuvo que medir una longitud de 340 m. con una cinta métrica de marca Stanley, cada 20 m. se colocó una estaca para facilitar las siguientes nivelaciones, en esta ocasión el recorrido no fue recto, sino mas bien partido en tres secciones, los cuales para el futuro proyecto se convertirán en curvas de la carretera o sino puntos de intersección con los otras datos de los otros grupos.

Terminado este paso, se procederá a manejar el nivel electrónico digital de marca Topcon, modelo DL – 102C y serie UH 3143, que se colocaba en un punto a cierta distancia, menor a 200 metros, para obtener las 54 lecturas y eso se lograba solamente con rotar el cabezal del nivel. Se ubicaron 2 estaciones en donde la primera estación (A) tiene 13 puntos y la segunda estación (B) tiene 6 puntos, teniendo en cuenta que el treceavo punto de la estación A, en esa es una vista adelante; mientras que ese mismo punto en la estación B, será la vista atrás.

En el traqueteo, cada punto tuvo sus coordenadas Norte y Este, además que se ubicó en cada lugar la mira; este proceso es fundamental para los proyectos de ingeniería, pues permiten visualizar por medio de perfiles, los posibles costos a invertir en zonas de corte y de relleno.

Al finalizar se llevo a gabinete estos resultados y se los plasmo en una hoja de calculo de Excel, luego llevadas al AutoCAD para realizar los perfiles longitudinales, de secciones transversales y de planta


PROCEDIMIENTO

Se inició colocando la primera estaca en el primer punto, que en este caso sería la cota absoluta 11.465, y luego cada 20 metros se clavó una estaca, así sucesivamente hasta llegar a los 340m, cabe señalar que al llegar al punto n°8, se tomó otra dirección con el fin de que después se construyan las curvas, igual fue en el punto n°16, en donde se hizo otra curva.

Una vez elaborado nuestra línea, se iniciará con las respectivas nivelaciones:

Nivelación compuesta:

Para el caso en el que se desarrolló una nivelación compuesta, el nivel electrónico digital se ubicó fuera de los puntos, tuvimos en total 2 estaciones, en donde la primera contiene 13 puntos y la segunda estación tiene 6 puntos, teniendo en cuenta que el punto n° 4 va a tomar dos papeles, con la primera estación tomara el papel de lectura adelante y con la segunda estación, el papel de lectura atrás. Como podemos observar en el anexo n°3

Se decidió elegir por dos estaciones debido a un obstáculo en específico, el cual era la pequeña colina que contenía al resto arqueológico. Al igual que los puntos centrales, las estacas que estaban en los lugares que se traqueteo fueron medidas por el nivel cuando se colocó la mira en los respectivos lugares. Teniendo al final 54 puntos nivelados en un terreno que no variaba mucho su altitud.

Traqueteo:

Una vez realizado la nivelación, se debe realizar el traqueteo; iniciamos midiendo 10 metros a cada lado del primer punto donde colocamos la primera estaca, con ayuda del GPS vamos a obtener las coordenadas UTM de ambos puntos, haremos esto solo dejando un momento el GPS y luego nos arrojará el valor, se debe tener en cuenta el rango de error del instrumento, pues como se sabe, el más recomendable es el 7 metros.


Esto haremos con cada punto, es decir obtendremos en total 54 puntos productos del GPS, con los cuales nos permitirá hacer un perfil transversal, donde destacaran las curvas de nivel.

RESULTADOS

Al desarrollar la nivelación compuesta y el traqueteo en el área estudiada, se obtuvieron diversos resultados, los cuales por medio de las formulas escritas en la teoría permitieron hallar a las demás variables, para entender mejor estos datos se los trasladó al programa MS Excel, llegando a conseguir los siguientes cuadros:

Cuadro n°1: registro de la nivelación compuesta

Estación punto L atr hi L ad Δ h cota L Izq L Der Δ hizq Δ hder cota Izq cota Der

A 1 2.354 13.819 11.465 2.3 2.314 0.054 0.04 11.519 11.505

2 2.127 0.227 11.692 2.274 2.108 0.08 0.246 11.545 11.711

3 1.995 0.359 11.824 1.95 1.866 0.404 0.488 11.869 11.953

4 1.673 0.681 12.146 1.729 1.582 0.625 0.772 12.09 12.237

5 1.488 0.866 12.331 1.531 1.467 0.823 0.887 12.288 12.352

6 1.318 1.036 12.501 1.337 1.274 1.017 1.08 12.482 12.545

7 1.257 1.097 12.562 1.282 1.136 1.072 1.218 12.537 12.683

8 1.066 1.288 12.753 0.903 1.071 1.451 1.283 12.916 12.748

9 1.094 1.26 12.725 0.954 1.097 1.4 1.257 12.865 12.722

10 0.999 1.355 12.82 0.82 0.65 1.534 1.704 12.999 13.169

11 1.029 1.325 12.79 0.825 0.991 1.529 1.363 12.994 12.828

12 0.976 1.378 12.843 0.923 1.091 1.431 1.263 12.896 12.728

13 1.009 1.345 12.81 0.979 1.049 1.375 1.305 12.84 12.77


B 13 1.341 14.111 12.81 1.311 1.381 0.03 -0.04 12.84 12.77

14 2.146 0.805 12.005 1.854 2.173 0.513 0.832 12.297 11.978

15 2.318 0.977 11.833 2.414 2.353 1.073 1.012 11.737 11.798

16 2.552 1.211 11.599 2.497 2.596 1.156 1.255 11.654 11.555

17 2.299 0.958 11.852 2.31 2.005 0.969 0.664 11.841 12.146

18 1.985 0.644 12.166 1.994 1.73 0.653 0.389 12.157 12.421

Fuente: elaboración propia

Cuadro n°2: Registro del Traqueteo, en donde con ayuda del de GPS se obtuvieron las coordenadas

PUNTO -10 m ESTACA +10 m

18675424 8675417 8675406268672 268671 268671

28675432 8675419 8675410268690 268688 268691

38675433 8675423 8675415268710 268708 268711

48675434 8675427 8675416268730 268729 268732

58675439 8675428 8675421268747 268752 268754

68675445 8675431 8675425268768 268769 268773

78675446 8675437 8675426268785 268789 268795

88675448 8675437 8675433268817 268809 268801

98675416 8675419 8675423268816 268807 268796

108675397 8675399 8675400268812 268803 268789

118675372 8675378 8675382268809 268799 268790

128675357 8675359 8675362268806 268797 268786

8675339 8675340 8675341


13 268804 268792 268781

148675319 8675320 8675321268799 268790 268779

158675299 8675300 8675301268796 268786 268776

168675287 8675281 8675274268791 268782 268774

178675289 8675279 8675270268802 268803 268804

188675287 8675279 8675269268823 268822 268823

Fuente: elaboración propia

CONCLUSIONES

Los resultados ya mencionados se llevaron a gabinete para graficar la superficie del terreno como su rasante, así obtuvimos cada conclusión

Primera conclusión, los datos plasmados en el AutoCAD permitieron tener una mejor visualización de la superficie del terreno, para esto se colocó en el eje x una escala de 1:500 y en el eje y, a una escala de 1:50, esto se debió para poder observar mejor. La rasante tuvo una pendiente de 0.21%, debido a que el terreno no variaba mucho con respecto a su elevación.

Segunda conclusión, con respecto a las secciones transversales, la rasante se colocó en una posición, tal que este permitiera un área de corte y de relleno casi similar, teniendo al final un área de relleno 5779.5663 m2 y un área de corte de 6161.9202 m2

La rasante al no poder notarse muy bien, se prefirió elegir otra escala, en el eje x de 1:500 y en el eje y, a una escala de 1:50, esta elección se nombró en la primera conclusión.

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