1

2.- INTRODUCCION

En la ingeniería civil es necesario realizar trabajos topográficos antes, durante

y después de la construcción de obras tales como carreteras, edificios,

puentes, canales, presas entre otros. El ingeniero debe tener un amplio

conocimiento y manejo de esta ciencia así como el de los instrumentos que

se utilizan en esta rama. En la presente práctica, realizada en el recinto

universitario Pedro Arauz Ríos (RUPAP) de las 1:00 a las 4:00 pm. Dicha

práctica consistió en el nivelado para el tendido de tuberías. Cuando se

excavan zanjas, para tender la tubería de drenaje e instalar alcantarillas, se

debe cuidar mucho que el corte tenga la profundidad correcta. En el caso de

dichas tuberías, el agua debe correr por la acción de la gravedad, por lo cual

el control vertical es mucho más importante que el horizontal.

En esta clase de excavaciones, la línea de centro o eje de tubería, se señala

por medio de estacas hincadas a cada 20 ó 40 m y alineadas correctamente.

En este caso, las estacas se alinearon a una distancia determinada de la línea

de centro, del lado opuesto a aquel en que se van a depositar los productos

de la excavación en tales casos, las estacas se marcan de modo que los datos

proporcionen: La estación, la distancia al centro y al profundidad del corte,

medida desde la cabeza de la estaca hasta la plantilla del tubo que deberá

colocarse en ella. El alineamiento en el plano horizontal se hace con el

teodolito. La cota de la cabeza de los trompos hincados al lado de la zanja se

verifica con la ayuda de un nivel fijo, ya que en este caso, el control vertical

es de gran importancia.

La plantilla de un tubo horizontal es el fondo de la cuna formada en el

interior del mismo, por donde corre el agua. Se acostumbra llevar la

excavación hasta un nivel que está unos cuantos centímetros debajo del que

corresponde al fondo de la tubería. Así se tendrá el espacio necesario para

una cama de arena, grava, piedra triturada u otro material que casi siempre

debe colocarse debajo de los tubos de obras de esta clase.

2

2.1. OBJETIVOS

Establecer la línea definitiva de un diseño para eje de tubería de

alcantarillado sanitario.

Controlar la colocación de las niveletas a ser usadas para colocar la

tubería con la pendiente de diseño (pendiente calculada en campo)

3

2.2. ANTECEDENTES HISTORICOS

La historia del tendido de tuberías se encuentra ampliamente relacionada

con el drenaje y riego en las antiguas civilizaciones. Se han encontrado

vestigios de sistemas de drenaje en civilizaciones tan antiguas como las del

Valle del Indo; sin embargo, éstas eran superficiales y no subterráneas.

En el Imperio romano el sistema era eficiente pero pestilente: la Cloaca

Máxima, anterior a la época imperial, que todavía existe actualmente,

constituye un ejemplo notable de la ingeniería sanitaria romana. Las técnicas

para mejorar el rendimiento de la agricultura (el de riego, el drenaje y la

recuperación de tierras), aseguraron un adecuado abastecimiento de víveres

que hizo aumentar las poblaciones urbanas.

En las tierras secas del Mediterráneo se crearon reservas de agua para riego,

mediante la construcción de grandes embalses. Por otro lado, las tierras

bajas y pantanosas se recuperaron mediante redes de canales de drenaje.

La primera red de drenaje subterráneo se construyó en París, Francia en el

Siglo XIX. Muchas ciudades de la Europa Central al lado de grandes ríos

han tenido que construir grandes obras hidráulicas para el drenaje de las

aguas fecales o servidas: tal es el caso de Viena, donde se canalizó una parte

del Danubio para que sirviera de puerto fluvial y se construyó una extensa

red de drenaje subterráneo.

En la América prehispánica tanto las culturas zapoteca, tolteca, maya y

azteca, en lo que es hoy México, como las culturas chavín, pukara, tiwanaku,

wari e inca en Perú, habían desarrollado complejos sistemas de riego. En

plena Ciudad de México, en el sector sur, conocido como «El Pedregal» y

caracterizado por sus campos de lava, se puedan ver hoy las pequeñas presas

de escollera construidas por los toltecas en el periodo Teotihuacán (500-

1100 d.C).

Conviene recordar los sistemas de captación y almacenamiento de agua en la

población zapoteca del Monte Albán, y el sistema de presas y muros de

piedra en el 300 a.C. en Hierve el Agua (Oaxaca) que, siguiendo las curvas

de nivel, permitían abancalar tierras formando parcelas regadas aptas para el

cultivo.

Los sistemas de riego y gestión de aguas no fueron exclusivos de las regiones

áridas y semiáridas de México. En la cultura maya se encuentran enormes

4

obras hidráulicas cuyo objetivo era regular la escorrentía mediante el

drenaje, en los periodos de lluvias, y almacenar agua para asegurar el

suministro en los periodos de sequía, el sistema está formado por dolinas o

fosas naturales complementadas con cisternas excavadas y numerosos

embalses. El ejemplo más famoso es el Cenote Sagrado de Chichén Itzá y el

mucho más reciente (600-900 d.C.) de Tikal en Guatemala, que llegó a tener

una docena de embalses.

También sorprendieron a los conquistadores las obras hidráulicas y el

sistema agrícola, que conectaban las provincias del enorme imperio Inca, en

una geografía accidentada de montañas, desfiladeros, pantanos, llanuras,

selvas, etc. A la llegada de los españoles, había ya un paisaje profundamente

transformado por una gran diversidad de sistemas de riego adaptados a cada

situación específica.

Durante el imperio Wari, se perfeccionaron y expandieron los sistemas de

riego al mismo tiempo que el carácter político de su gestión se hizo más

relevante. El sistema de regadío de valles múltiples, unidos por canales,

dominó la agricultura. Se aprovecharon al máximo los sistemas de riego por

gravedad, utilizando las pendientes y controlando las pérdidas por filtración

mediante canales y surcos y así pudieron incorporar a la agricultura los

suelos áridos y pantanosos de la costa.

a gestión del agua pasó a ser centralizada por los reinos de la costa y su

control fue definitivamente un elemento básico de poder.

En esta época, se expandieron los sistemas de chacras hundidas de la costa y

la agricultura de lomas costeras. El primero se basaba en el aprovechamiento

de capas freáticas de escasa profundidad en zonas arenosas y salinas, donde

se hacían grandes excavaciones en el interior de las cuales se sembraba. El

segundo consistía en aprovechar los ojos de agua y las nieblas en zonas de

gran humedad estacional. Se acumulaban grandes cantidades de piedras en

las quebradas y laderas, aumentando la condensación y captando el agua de

escorrentía por canales superficiales y, mediante muros de contención, se

retenía el agua condensada en la parte alta de la loma.

El imperio Wari fortaleció y perfeccionó el sistema hidráulico y agrícola,

sentando las bases para el posterior auge del imperio Inca. Este heredó un

complejo sistema de riego cuyos notables ejemplos se encuentran en los

reinos de Chimú, Ichma, Cajamarca, Chachapoya y los reinos del Altiplano.

5

2.3 IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA.

El funcionamiento confiable y eficiente de un sistema de tuberías depende

en gran medida de un tendido correcto y adecuado de los tubos. Los tubos

deben ser tendidos de tal manera que tengan una gradiente constante, con

pendientes ascendentes o descendentes, es por esto precisamente que el

tendido adecuado de tuberías reviste particular importancia y deberá correr

a cargo de personal experimentado.

La tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar

agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando

el líquido transportado es petróleo, se utiliza la denominación específica de

oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación

específica de gasoducto. También es posible transportar mediante tubería o

nada materiales que, si bien no son un fluido, se adecúan a este sistema:

hormigón, cemento, cereales, documentos encapsulados, etcétera. El sistema

de tuberías, por sus características se puede utilizar en diversos campos

como:

* Agua

* Drenaje

* Riego

* Industrial

* Minería

* Dragado

* Aguas residuales

* Procesos químicos

* Desechos industriales

Debido a su avanzada tecnología y bajo costo, la tubería de polietileno ofrece

la mejor alternativa para la conducción de fluidos, ofreciendo características

que superan ampliamente a las tuberías tradicionales.

6

2.4 ASPECTOS GENERALES

Niveletas De Referencias Colocados Sobre Una Zanja Para El Tendido De

Tuberías.

En los terrenos más o menos planos, la excavación de zanjas para el

alcantarillado a menudo se convierte en una labor muy delicada, debido al

pequeño gradiente de la tubería. Además, en estas condiciones, el flujo del

agua tiende a ser lento, por lo que se recomienda utilizar tubería de gran

diámetro para evitar que alguno de los tubos con su registro respectivo se

coloque demasiado alto o bajo, se necesita supervisar la excavación

constantemente y llevar un control vertical por medio de niveletas de

referencias. Los travesaños de las niveletas usadas como referencia para el

tendido de la tubería, se colocan de tal manera que pasan sobre la zanja.

El travesaño se fija de una manera que quede a nivel y a una altura

predeterminada sobre la plantilla del tubo para darles una referencia

horizontal a los operarios que colocan las tuberías, se tienden hilos bastante

tensos entre una y otra niveleta y éstos sirven, al mismo tiempo para verificar

las medidas en el sentido vertical.

Preparación Y Relleno De La Zanja

El fondo de la zanja que no brinde un apoyo adecuado, debe ser estabilizado

con piedra chancada, grava gruesa o capas de concreto pobre. Estas capas

estabilizadoras deben estar cubiertas con arena fina o un material local

adecuado para evitar que se produzcan daño en la capa aislante de la tubería.

Tras tender los tubos, deberán construirse bloques de anclaje para apoyo de

los codos, ramales y accesorios instalados en los extremos de los tubos.

Antes de la prueba de presión, se deberá construir sobre la tubería puentes

de tierra para impedir cambios de posición, y para contrarrestar la presión

de levantamiento, en los casos en que existan aguas subterráneas bajo la

zanja. Luego de la prueba de presión, las paredes libres de la zanja deben ser

rellenadas cuidadosamente con tierra u otro material adecuado. Debe

tenerse Cuidado de utilizar solamente material libre de piedras,

especialmente al cubrir tuberías de plástico o de asbesto-cemento. No deben

utilizarse suelos arcillosos pesados ni turba agresiva.

7

Las zanjas debajo de las pistas u otras áreas con tráfico vehicular deben ser

rellenadas en capas y compactadas.

3.- DESARROLLO DE CAMPO

3.1. COMPOSICION DE LA CUADRILLA

• Observador

• Cadeneros

• Estadalero o porta mira

• Anotador

• Ayudante

3.2. EQUIPO EMPLEADO EN EL TRABAJO

• Nivel.

• Trípode.

• Teodolito.

• Cinta.

• Libreta de campo.

• Estadía.

• Mazo.

• Machete.

• Estacas.

Niveletas.

8

3.3 EXPLICACION PASO A PASO DEL TRABAJO DE CAMPO

REALIZADO.

1- Se identificó el terreno y se determinó la estación 0+000 con una estaca,

luego se coloca el teodolito junto con el trípode en esa estación.

2- El observador fijó el teodolito en 0°00’00’’ en dirección al polo norte

magnético, así se midió el rumbo de la línea o eje central de la zanja.

3- Los cadenero miden con la cinta distancia horizontales de 10 metros en la

dirección del eje de la zanja, mientras el observador los alínea; este

procedimiento se hizo para ubicar las estaciones 0+010, 0+020, 0+030 con

estacas.

4- Se colocó dos estacas de mayor longitud a cada lado a cada una de las

estaciones a una distancia de 50cm a cada lado.

5- Ya ubicadas las estaciones se quitó el teodolito del trípode y se colocó el

nivel, luego se ubican en un punto donde se pueda observar todas las

estaciones.

6- Se busca el BM y el Estadalero ubica la estadía sobre él, para que el

observador lea las lecturas de los hilos sobre las marcas de la estadía.

7- El Estadalero ubica la estadía en cada uno de las estaciones mientras el

observador da las lecturas de los hilos, todas las lecturas del observador son

recopiladas por el anotador.

8- Ya teniendo las lecturas se procedió a calcular las cotas de las estaciones.

9- Se calculó la pendiente.

10- Se hicieron los cálculos correspondientes para encontrar las lecturas que

iban a servir para ubicar el resto de los travesaños en las estaciones restantes

(0+010, 0+020, 0+030).

11- Ya puesto los travesaños se verificó poniendo la estadía sobre todos los

travesaños, y viendo si la lectura leída coincidía con la calculada

anteriormente.

9

3.4. RESUMEN DE DATOS LEVANTADOS

4. CALCULOS

4.1. METODOS Y FORMULAS A UTILIZARSE

AI= Elev. BM + LE

Elev. Ti= AI – LE

L0+OOO= AI – Elev. 0+000 – AH

LI= L (i-1) +- (p*d); lectura a realizar

L (i-1); Lectura anterior

AH= p*d; P= Pendiente, d= distancia

Hn= AI – LI; Hn= Cota de la Niveleta

H1= Prof. + Ca; Ca= Cama del material.

H2= h1 + (p*d) – (L0superior – L0inferior)

H3= h2 + (p*d) - (L0superior – L0inferior)

Est. LE HI LF Cota

0+000 1.268 101.268 100

0+010 1.423 99.845

0+020 2.070 99.198

0+030 2.723 98.545

10

4.2. CALCULOS MATEMATICOS

HI= Elev BM+LE

HI=100+1.268

HI=101.268m

Elev de los puntos sobre el terreno:

Elev 0+010= 101.268-1.423= 99.845m

Elev 0+020= 101.268-2.070= 99.198m

Elev 0+030= 101.268-2.723= 98.545m

Lecturas intermedias de las niveletas:

LI 0+010= 0.500

LI 0+010= 0.500 + (0.049*10)= 0.99m

LI 0+020= 0.99 + (0.049*10)= 1.480m

LI 0+030= 0.48 + (0.049*10)= 1.970m

Cotas de las niveletas:

0+010= 101.268-0.99= 100.278m

0+020= 101.268-1.480= 99.788m

0+030= 101.268-1.970= 99.298m

Alturas de corte:

H1= 1.20 + 0.1m = 1.3

H2= H1+ (P*d)-(0+020-0+010)

= 1.3 + (0.049*10)-(2.070-1.423)

= 1.143.

H3= H2+ (P*d)-(0+030-0+020)

=1.143+ (0.049*10)-(2.723-2.070)

=0.098.

Cotas del fondo de la zanja:

Elev 0+010= 101.278-1.3= 98.978

Elev 0+020= 99.788-1.143= 98.645m

Elev 0+030= 99.298-0.98= 98.318m

Áreas:

A1=0.81 (1.3)=1.053m²

A2=0.81 (1.143)=0.925m²

A3=0.81 (0.98)=0.793m²

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Volumen de Corte:

Vc1= *10= 9.89 m³

Vc2= *10= 8.59m³

Altura del terreno de la niveleta:

Elev 0+010= 101.278-99.845=0.43m

Elev 0+020= 99.788-99.198= 0.59m

Elev 0+030= 99.298-98.545 =0.753m

Altura de fondo de la niveleta:

AI1= 0.433+1.3= 1.733

AI2= 0.59+1.143= 1.733

AI3= 0.753+0.98= 1.733

12

4.3. RESULTADOS

Est AI LI Elev.

Ti

LI.

N

Hn Hi(m

)

Elev.

F

Yi

(m)

Afi

0+00

0

0+010 1.423 99.84

5

0.99

0

100.27

8

1.3 98.79

8

0.43

3

1.73

3

0+02

0

101.26

8

2.07

0

99.198 1.480 99.788 1.143 98.64

5

0.05

9

1.73

3

0+03

0

2.72

3

98.54

5

1.970 99.298 0.98 98.318 0.75

3

1.73

3

Est Áreas

m²

Sm Dist.

0+000

0+010 1.053

0+020 0.925

0+030 0.793

Volúmenes de

corte

Vc1 9.89 m³

Vc2 8.59 m³

VT 18.48 m³

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5. CONCLUSIONES

5.1. INTERPRETACION DE LOS RESULTADOS DE LOS

CALCULOS.

Al concluir nuestra practica comprobamos la gran importancia que tiene el

niveleteado para tendido de tubería, debido al gran empleo que esta tiene,

debemos de tomar en cuenta sus ventajas y desventajas que llevan consigo a

este ya que requiere de un control adecuado al realizar trabajos de

alineamiento en el plano horizontal y que no nos presente dificultades al

emplearlo.

5.2. RECOMENDACIONES

La instalación del nivel es vital en las operaciones previstas para el

trabajo, es por eso que se debe de tener habilidad para emplazar el

nivel bien nivelado en las estaciones arbitrarias.

Cuidar bien el equipo Topográfico asegurándose de no “perder”

ninguna parte del mismo en el lugar del trabajo.

En los procedimientos que incluyan la medición de distancias con

cinta se deben tener las siguientes recomendaciones para garantizar la

calidad de la medición; a) mantener la horizontalidad de la cinta

respecto al terreno, b) cuidar del aplome en cada punto donde se

determine la longitud del cintazo, c) leer muy bien el valor presentado

en la cinta graduada, d) anotar sin excepción la cantidad de cintazos y

la operación corte de cinta.

6. BIBLIOGRAFIA

Prácticas de campo de topografía II