UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA PROEDUNP-

SULLANA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS

Práctica de campo No. 1:

“Perfil Longitudinal y sección transversal de

una Carretera”

Integrantes:

Abigail Judith Callirgos Apolo

Profesor de teoría:

Ing. Tene Farfan Baldemar

Profesor de práctica:

Ing. Tene Farfan Baldemar

Fecha de realización de práctica:

Jueves 04 de Junio de 2015

Fecha de entrega de informe técnico:

Jueves 13 de Agosto de 2015

INDICE

Presentación 1

Introducción 3

Objetivos 4

Antecedentes históricos 4

Importancia de la práctica 5

Aspectos generales 6

Desarrollo de campo 9

Composición de la cuadrilla de campo 9

Equipo empleado en el trabajo 10

Explicación paso a paso del trabajo realizado 13

Resultados 15

Conclusiones 17

Interpretación de resultados 17

Recomendaciones 18

Bibliografía 19

INTRODUCCIÓN

La práctica de campo numero uno establecida por el plan correspondiente

perteneciente a la asignatura Trazos de Carretera “Perfil longitudinal y sección

transversal de una Carretera” se llevó a cabo en los previos contiguo del Pabellón

de la Facultad de Ingeniería de Minas, en el siguiente periodo de tiempo:

08:00am-14:00pm.

El objetivo de la práctica fue que mediante los conocimientos adquiridos en la

clase de teoría acerca de los métodos de levantamientos altimétricos se

incorporara a nuestro conocimiento las diversas aplicaciones de estos métodos

para trabajos vinculados al área de la ingeniería de Minas; desarrollando las

habilidades necesarias para la confección y dibujo de perfiles dispuestos

longitudinalmente y sus respectivas secciones transversales de una Carretera en

AUTOCAD CIVIL 3D.

Mediante los métodos de nivelación aprendidos anteriormente en los cursos de

topografía, tales como el método de nivelación simple y el método de nivelación

compuesta sirvieron de base para el cálculo de las elevaciones de los puntos de

estación y las distancias derechas e izquierdas perpendiculares al eje central de

mi carretera.

Específicamente, el trabajo consistió de determinar tres estaciones sobre el eje

central, las estaciones 0+000,0+010,0+020 las cuales a su vez se determinaron

perpendiculares a ellas las secciones transversales a la derecha e izquierda con

una longitud total de 20 metros dispuestos simétricamente, es decir, 10 metros a

cada lado.

Esta actividad tuvo lugar el día Jueves 04 de Junio del presente año.

OBJETIVOS

Objetivo general:

A través de los conocimientos adquiridos en la clase teórica, el objetivo se

enfatiza al desarrollo de habilidades y destrezas necesarias para confeccionar los

diversos datos de campo en la determinación de un perfil que muestre con una

precisión considerable las características reales del terreno dispuesto a

levantamiento topográfico y hasi poder relizar el uso del software AUTOCAD CIVIL

3D para la realización del Plano.

Objetivos específicos:

Determinar mediante el perfil longitudinal la rasante que pasa por dos

puntos obligados, correspondientes a la estación inicial 0+000 y la estación

final 0+020.

A través del cálculo de la rasante en el perfil longitudinal, proyectar ésta a

las secciones transversales correspondientes a cada estación.

Calcular las elevaciones correspondientes a cada punto de levantamiento,

tanto de las estaciones como de las distancias de cada sección transversal

(esto es las distancias 5, 10 y 15 tanto izquierda como derecha).

Determinar los valores de corte y relleno a través de la rasante y el terreno

en estudio.

ANTECEDENTES HISTÓRICOS

Las primeras civilizaciones creían que la Tierra era una superficie plana, pero

cuando notaron la sombra circular de la Tierra sobre la Luna durante los eclipses,

y cuando observaron que los barcos desaparecían gradualmente al navegar hacia

el horizonte, dedujeron poco a poco que el planeta en realidad era curvo en todas

direcciones.

La determinación del tamaño y la forma verdadera de la Tierra ha intrigado a los

seres humanos desde hace siglos. La historia registra que un griego llamado

Eratóstenes fue el primero que trató de calcular sus dimensiones. Eratóstenes

concluyó que las ciudades de Alejandría y Siena en Egipto, se localizaban

aproximadamente en el mismo meridiano; y también había observado que al

mediodía, en el solsticio de verano, el Sol se encontraba directamente sobre la

ciudad de Siena. (Esto era aparente, porque en ese día la imagen del Sol podía

verse reflejada desde el fondo de un pozo vertical y profundo.) Su razonamiento

fue que en ese momento del Sol, Siena y Alejandría se encontraban en un plano

común del meridiano, y que de serle posible medir la longitud del arco entre las

dos ciudades y el ángulo subtendido en el centro de la Tierra, podría calcular su

circunferencia.

En los siglos XVIII y XIX el arte de la topografía avanzó más rápidamente. La

necesidad de mapas y de deslindar las fronteras con otros países ocasionaron que

Inglaterra y Francia realizaran extensos levantamientos que requirieron

triangulaciones precisas. De esta manera comenzaron los levantamientos

geodésicos.

La topografía llegó a tener un lugar preeminente debido al incremento del valor de

la tierra y a la importancia de lograr límites precisos, además de la demanda

creciente en cuanto a mejoras de canales, auto pistas y ferrocarriles. En los

últimos años, el gran volumen de construcciones, la necesidad de mejores

registros para muchas subdivisiones de terrenos y las demandas impuestas pos

los campos de la exploración y la ecología, han dado como resultado un enorme

programa de levantamientos.

IMPORTANCIA DE LA PRÁCTICA

Esta práctica de campo sirve como referencia para el conocimiento de las diversas

aplicaciones de los procesos altimétricos; uno de ellos y de gran importancia para

la ingeniería de Minas; la “Nivelación”, término genérico que se aplica a cualquiera

de los diversos procedimientos a través de los cuales se determinan elevaciones o

diferencias de nivel entre puntos, cuyos resultados se utilizan en proyectos de

carreteras, vías férreas, canales, obras de drenaje y sistemas de suministro de

agua cuyas pendientes se adapten en forma óptima a la topografía existente; en el

trazo de construcciones de acuerdo con elevaciones planeadas, en el cálculo de

volúmenes de terracerías y otros materiales, etc.

Lo mencionado anteriormente se enfatiza a la aplicación de los resultados

obtenidos en la nivelación, pero es necesario indicar que esta contiene diversos

métodos a la hora del levantamiento topográfico y que se rige directamente por

condiciones específicas, es decir, dependiendo de las características del terreno y

los medios disponibles para realizar el trabajo topográfico.

El proceso de Nivelación con el método de nivelación simple y compuesta está

referido a la parte de la nivelación diferencial que es de uso muy común y cuya

aplicación se da en el ámbito del diseño de carreteras con estudios de perfiles

longitudinales a través de un eje central y el estudio de las secciones

transversales referentes a las estaciones establecidas. Esto es objeto de estudio

para la determinación de pendientes o rasantes que determinarán el nivel que la

obra longitudinal tendrá en la finalización del trabajo, así como el cálculo de

profundidades de corte y relleno que interesan al contratista para la elaboración

del presupuesto para la fase de movimiento de tierra.

Además de lo citado anteriormente, la aplicación de ésta práctica de campo sirve

para los trabajos de Minas y la aplicación del uso del AUTOCAD CIVIL 3D..

ASPECTOS GENERALES

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, 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 entre las 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.

Secciones transversales y 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 baja de 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 un corte o

sección de terreno perpendicular al anterior.

Los perfiles transversales tienen un punto común con el longitudinal en el que se

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 a la

horizontal; puede ser ascendente o descendente, según el punto de observación.

Se el terreno es horizontal su pendiente es cero.

Las pendientes ascendentes se denominan particularmente rampas

conservándose el término pendiente para nombrarlas en general y para el cado

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 esta 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:

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

Donde:

D = distancia horizontal

Dibujo de perfil longitudinal mediante al uso del AUTOCAD CIVIL 3D

Se construye a partir de los datos de campo, almacenada en la estación Total,

tomando en cuenta todo lo enseñado en clase de trazos de carreteras sobre este

software.

DESARROLLO DE CAMPO

Composición de la cuadrilla de campo

1. Observador: Es el brigadista encargado de realizar las operaciones con

la ESTACIÓN TOTAL. Estas operaciones no son más que el transporte

del ESTACIÓN TOTAL a los puntos donde se estacionará; la manera

más segura de transportar un instrumento de ESTACIÓN TOTAL es

llevándolo en su caja o estuche. Este se cierra con facilidad sólo

cuando el instrumento se ha acomodado bien en sus soportes

acojinados. La ESTACIÓN TOTAL debe sacarse de su estuche

levantándolo por la regla de la ESTACIÓN TOTAL o la plataforma de

asiento, pero nunca tomándolo por el anteojo. La base nivelante debe

atornillarse firmemente en la cabeza del tripié. Si la base queda floja, el

instrumento quedará inestable; si se aprieta demasiado puede

“aferrarse” al tripié. Las patas del tripié deben apretarse correctamente.

Si cada pata cae lentamente por su propio peso después de colocarle

en posición horizontal, entonces debe considerarse que está

correctamente ajustada. 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 la ESTACIÓN TOTAL sobre un punto en particular; por

tanto, es inexcusable que el plato esté completamente fuera de nivel

antes de usar los tornillos niveladores.

2. Estadalero: Es el brigadista que tiene la función de portar la estadia en

cada punto en cuestión y seguir ciertas reglas que son relativamente

sencillas, como el mantener la estadia vertical y perpendicular 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.

Equipo empleado en la práctica de campo

Estación Total: La ESTACION TOTAL de lectura óptica se dividen en dos

categorías básicas: el tipo repetidor (o de doble centro) y el modelo direccional (o

de triangulación). La ESTACIÓN TOTAL repetidores están equipados con un

mecanismo doble de eje acimutal (generalmente de forma cilíndrica) o con un

tornillo fijador de repetición. Este diseño permite repetir los ángulos horizontales

cualquier número de veces y acumularlos directamente en el círculo del

instrumento.

Estación Total (1 und)

Trípode: Se fabrican varios tipos de tripiés o trípodes. Las patas de los mismos

pueden ser de madera o metálicas, pueden ser de longitud fija o ajustables y de

una sola pieza o plegables. Todos los tipos de patas llevan en su extremo un

regatón o remate metálico de punta cónica, y una articulación o charnela en su

parte superior, por donde se unen a la cabeza metálica. Es ventajoso usar un tripié

de patas ajustables cuando se trabaja en terrenos escarpados o en un taller, pero

el tipo de patas de longitud fija puede ser ligeramente más rígido. El modelo de

patas plegables es más ligero que el de patas de una sola pieza pero menos

fuerte.

Trípode (1 und)

Estadia: Las miras o estadales para nivelación se fabrican de madera, de fibra de

vidrio o de metal, y tienen graduaciones en metros y decimales, o bien, en pies y

decimales. Existe una gran variedad de modelos, colores y graduaciones en

estadales de una sola pieza, de dos o tres secciones.

Plomadas: Las plomadas para medir con cinta o deben pesar como mínimo 8

onzas y tener punta fina. Por lo menos, necesitan de unos 6 pie de sedal o cordel

fino para pesca, sin nudos. Las puntas de las plomadas se han estandarizado para

simplificar su reposición.

Martillo: Herramienta de percusión formada por una cabeza de acero duro

templado y un mango.

Clavos: Pieza de hierro, de longitud y grosor variables, puntiaguda por un extremo

y con una cabeza en el otro, que sirve para unir dos piezas, para colgar algo o

para fines ornamentales.

Cintas de fibra de vidrio: Estas cintas pueden conseguirse en una gran variedad

de tamaños y longitudes, y vienen generalmente enrolladas en un carrete. Pueden

usarse para los mismos tipos de trabajo que las cintas metálicas. Cintas de tela (o

metálicas): Estas se fabrican con lienzo de alta calidad de 5/8 de pulgada de

ancho, con finos alambres de cobre entretejidos longitudinalmente para darles

resistencia adicional e impedir su alargamiento excesivo. Las cintas metálicas

comúnmente usadas son las de 50, 100, y 200pie de largo y vienen enrolladas en

carretes cerrados. Aunque no son adecuadas para trabajos de precisión, las cintas

de tela reforzada son convenientes y prácticas para muchos fines.

Cinta Métrica (1 und)

Machete: Utilizado para escarpar la maleza existente en el terreno.

Explicación paso a paso del trabajo realizado

Para la realización efectiva de la práctica de campo, fue necesario establecer un

determinado protocolo de operación con el cual pudiésemos organizar

correctamente los datos obtenidos del levantamiento. Para mejor comprensión del

protocolo disponemos de la siguiente descripción enumerada de los pasos o fases

seguidas:

Definimos la línea central de la obra a levantar estableciendo el número de

estaciones y la separación entre ellas, la cual fue de 10 metros.

Definimos las secciones transversales perpendiculares a la línea central en

cada estación espaciándolas a cada 5 metros hasta un total de tres

estaciones en la parte derecha como en la parte izquierda, quedando

definida de la siguiente manera; 5I, 10I y 15I, de la misma manera la parte

derecha; 5D, 10D y 15D.

Plantamos la ESTACIÓN TOTAL en cada estación de la línea central

midiendo con cinta las distancias requeridas; giramos el anteojo del

instrumento hasta un ángulo de 90° y medimos las distancias directamente

con cinta en las secciones transversales; dimos vuelta de campana al

anteojo del instrumento y realizamos el mismo procedimiento de la

determinación de las distancias.

Realizamos el procedimiento anterior para cada una de las estaciones

restantes.

Después de haber establecido los ejes del levantamiento

planimétricamente, procedimos a la parte altimétrica de la práctica de

campo.

Definimos la ubicación (árbol) y elevación del BM.

Emplazamos el nivel automático en un punto arbitrario donde facilitara la

vista a todos los estacionamientos establecidos.

Se realizó la lectura de espalda o lectura aditiva al BM.

Se tomaron lecturas intermedias o lecturas sustractivas a cada uno de los

puntos de estacionamiento.

RESULTADOS

Las siguientes tablas representan la consolidación de todo el trabajo realizado y el procesamiento de los datos levantados en el campo con la ESTACIÓN TOTAL. La descripción de cada tabla incluye solamente la información específica de acuerdo al tema de la práctica.

NUMERACIÓN NORTE ESTE COTA PUNTOS1 9427549 542702 33 PT-13 9427485.283 542697.798 30.87 0+0004 9427483.337 542694.454 31.474 PORTON5 9427483.171 542700.921 31.509 PORTON6 9427485.212 542687.787 30.95 T7 9427484.495 542708.834 30.653 T8 9427500.045 542698.027 30.569 T9 9427498.675 542707.021 30.58 T10 9427501 542688.711 30.592 T11 9427513.572 542698.857 30.674 T12 9427509.809 542706.488 30.931 T13 9427512.473 542707.574 31.792 T14 9427513.95 542708.517 31.06 T15 9427513.945 542708.441 31.073 T16 9427515.416 542709.434 31.122 T17 9427516.949 542710.42 31.902 T18 9427515.825 542687.583 30.706 T19 9427517.121 542698.6 30.776 T20 9427520.146 542699.321 31.718 T21 9427521.975 542700.113 31.009 T22 9427524.023 542701.363 31.175 T23 9427525.603 542702.11 31.91 T24 9427527.422 542688.887 30.932 T25 9427529.288 542689.671 31.631 T26 9427530.527 542690.191 31.157 T27 9427532.499 542691.22 30.856 T28 9427534.048 542692.287 31.85 T29 9427535.996 542682.676 30.951 T30 9427537.304 542684.625 31.584 T31 9427538.17 542685.613 31.014 T32 9427538.798 542686.774 30.826 T33 9427539.742 542688.624 31.723 T34 9427537.066 542700.246 32.622 T35 9427534.476 542708.982 33.042 T36 9427539.51 542707.572 33.172 BUZON37 9427542.389 542694.689 31.953 T

38 9427550.454 542692.491 32.016 POSTE39 9427547.606 542709.155 33.981 VERTICE40 9427544.44 542722.23 34.217 PM41 9427566.026 542713.201 34.394 PM42 9427554.857 542707.952 33.524 T43 9427562.305 542691.345 32.662 T44 9427559.609 542686.736 32.498 T45 9427566.069 542695.39 33.233 T46 9427563.528 542692.446 32.685 T47 9427576.123 542679.754 32.889 T48 9427574.191 542675.331 32.643 T49 9427577.749 542682.825 32.944 T50 9427590.504 542668.947 32.729 T51 9427594.574 542669.413 32.698 T52 9427590.712 542669.237 32.765 PI-253 9427603.648 542654.718 32.465 T54 9427601.377 542650.842 32.445 T55 9427603.148 542649.736 32.623 POSTE56 9427604.256 542647.836 32.758 POSTE57 9427603.94 542659.961 32.635 POSTE58 9427605.006 542656.21 32.584 VERTICE59 9427606.229 542658.688 33.126 VERTICE60 9427600.041 542687.915 33.259 VERTICE61 9427588.591 542661.997 32.564 POSTE62 9427614.439 542642.67 32.63 T63 9427612.6 542640.305 32.475 T64 9427617.372 542645.811 32.781 T65 9427627.693 542631.213 32.378 T66 9427625.263 542628.744 32.272 T67 9427629.899 542633.524 32.446 T68 9427631.174 542624.469 32.21 BUZON69 9427630.404 542622.309 32.156 PI-370 9427626.137 542620.051 31.738 T71 9427636.671 542624.537 32.277 T72 9427633.348 542629.511 32.441 POSTE73 9427634.382 542626.683 32.307 VERTICE74 9427635.489 542628.46 32.691 VERTICE75 9427633.678 542637.107 32.703 PM76 9427632.314 542636.82 32.641 VEREDA

CONCLUSIONES

El uso la estación total es muy importante en la aplicación de nuestra

carrera profesional yse debe dominar su uso.

La estación total a diferencia del nivel y del teodolito, si bien es un poco

más complejo ensu uso, nos facilita más el trabajo y el procesamiento de

datos.

 

Se logró instalar la estación total de acuerdo a los pasos mencionados y

ponerla en funcionamiento, además se logró una mejor familiarización con

este instrumento.

 Interpretación de resultados

Los resultados obtenidos en el procesamiento de los datos recolectados en el

campo reflejan la organización y control de las operaciones así como garantiza la

calidad en la exactitud y precisión del trabajo realizado, tanto en el momento del

levantamiento, como al de realizar el perfil longitudinal de la carretera en el

software AUTOCAD CIVIL 3D.

Recomendaciones

Enumeramos brevemente las siguientes sugerencias para obtener un trabajo más

rápido y seguro en el campo.

1. La instalación de la ESTACIÓN TOTAL es vital en las operaciones

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

emplazar la ESTACIÓN TOTAL, en las estaciones arbitrarias.

2. La persona a cargo del control de la estadia debe de contar con aptitudes

básicas para no cometer el error de no mantener el estadal vertical y

perpendicular al plano horizontal del punto en cuestión.

3. La persona a cargo de las lecturas a través del nivel debe de seguir al pie

de la letra las siguientes recomendaciones: a) mantener un estado un poco

móvil respecto al perímetro de las patas del trípode para evitar desnivelar el

nivel, b) tener conciencia del trabajo que se realiza y conocer cada una de

las etapas del mismo para evitar pérdida de tiempo y equivocaciones que

atenten a la estructura del trabajo, c) poseer habilidades en la lectura de las

graduaciones presentes en la estadia y sus diversas unidades de medida,

para no cometer errores de apreciación, y esto no afecte el procedimiento

de cálculo.

4. Tener conciencia de todas las etapas del trabajo y las operaciones

correspondientes a cada una de ellas para evitar la exclusión de datos.

5. Cuidar bien el equipo Topográfico asegurándose de no “perder” ninguna

parte del mismo en el lugar del trabajo.

6. 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.

BIBLIOGRAFÍA

TOPOGRAFÍA

Wolf / Brinker

Novena edición

Alfaomega

Folleto guía para las prácticas de campo para “Topografía II”

Sitio Web www.google.com

TOPOGRAFÍA

Mc Cormack