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DETERMINACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA DE UNA
EXPLANACIÓN VIAL
PRACTICA DE TOPOGRAFÍA EN LA EDIFICACIÓN
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
SINCELEJO / SUCRE
MAYO 2011
DETERMINACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA DE UNA
EXPLANACIÓN VIAL
PRACTICA DE TOPOGRAFÍA EN LA EDIFICACIÓN
Presentado por:
MARIO ANDRÉS DIAZ GÓMEZ
VIVIANA VANESSA GÓMEZ ARDILA
ORLANDO SANTODOMINGO
ANTONIO CARLOS GÓMEZ CERRA
Docente:
ING. DALMIRO PACHECO RUIZ
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
SINCELEJO / SUCRE
MAYO 2011
2
TABLA DE CONTENIDO
PÁG.
1. INTRODUCCIÓN 4
2. OBJETIVOS 5
2.1 OBJETIVOS GENERALES
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
3. JUSTIFICACIÓN 6
4. PROCEDIMIENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS 7
5. CÁLCULOS Y RESULTADOS 10
6. ANÁLISIS Y CONCLUSIONES 14
7. BIBLIOGRAFÍA 15
3
INTRODUCCIÓN
Las explanaciones viales conllevan al cálculo de volúmenes para
conformar plataformas viales (terrestres) con todos los requerimientos que
esto amerita, como lo son: el valor de los taludes, la longitud de la corona,
calzada, carril y cunetas. En el siguiente trabajo vial se mostraran las
actividades, análisis y cálculos que adelanta un topógrafo desde que llega
por primera vez a un terreno con intensiones infraestructurales, concreta
la forma del suelo en el papel, crea una línea o recta objetivo(final), hasta
que calcula el volumen de relleno y de corte por fragmentos, y la
extensión total de las transversales para así satisfacer los taludes y
cunetas; todo con el fin de establecer un costo por volúmenes totales de
relleno o de corte y valor de mano de obra y de maquinaria, además del
resultado final sobre el terreno vial.
Para crear la anterior visión sobre el oficio topográfico en vías, tomamos
un terreno de 50m con abscisados a cada 10m con un par de líneas
paralelas a cada lado y separadas a cada 3 metros del eje, es decir un
pequeño tramo vial de 50 metros longitudinales y 6 metros de ancho
(banca). Se nivelo y luego se trazo una línea roja o final que fue
establecida por la ecuación y=47.63 –172500
x y de ahí se trabajo en el
terreno para conocer las curvas trasversales de las cotas naturales,
aunque también se pueden hallar analíticamente pero luego de tener una
topografía mucho más detallada del terreno.
Es preciso destacar que el ingeniero civil es un topógrafo en potencia, ya
que es él quien da el visto bueno de las labores ejecutadas por el
topógrafo, es esta actividad el solvente económico del estudiante
universitario para ello y por la necesidad de ayudar a la sociedad es que
vale la pena el temprano y meticuloso estudio de esta rama.
4
OBJETIVOS
1.1 Objetivo General
Determinar, a partir de un levantamiento topográfico, los
movimientos de tierra en un proyecto vial.
1.2 Objetivos Específicos
Determinar los volúmenes de corte y terraplén (relleno) en un
proyecto vial.
Asimilar los conceptos básicos sobre una explanación vial para la
mejor comprensión de cursos posteriores.
Proyectar el pensamiento ingenieril sobre problemas de volúmenes
y áreas en tres dimensiones.
5
JUSTIFICACIÓN
La práctica realizada para llevar a cabo este trabajo se hizo con el fin de
comunicar explícitamente los procedimientos, y así se hizo, se enmarco
en el presente escrito para tomarse como cimiento para próximas
explanaciones de carácter vial que cualquier lector ingenieril quiera
cristalizar; aunque los pasos seguidos para la determinación de los
volúmenes totales para formar un terreno de diseño vial, son fáciles; tanto
los procedimientos que se desarrollan en el campo como los de oficina
son propensos a olvidarse, entonces el actual escrito puede usarse como
refresco y repaso para así impregnar un conocimiento sólido, aunque es
obvio que la practica constante es la que hace al verdadero profesional,
pero aun así nuestro trabajo enfoca claramente los conceptos que se
necesitan e indudablemente es una herramienta bibliográfica importante.
El tipo de trabajo evacuado cumple un gran valor cuando se pretende
trazar una vía con la pendiente asignada o simplemente cuando el terreno
es muy escabroso; que viviendo en un país que podría catalogarse como
montañoso por las tres cordilleras y demás accidentes topográficos que lo
bañan, es muy útil su comprensión y aprehensión.
6
PROCEDIMIENTOS Y EQUIPOS UTILIZADOS
Se requiere para realizar la práctica de:
Teodolito con su respectivo trípode y mira
Nivel de precisión
Nivel de mano
Cinta métrica
Plomada
Estacas
Puntillas
Dos jalones
Cartera de campo
PROCEDIMIENTO DE CAMPO
Se realiza un levantamiento y trazado topográfico de una línea
abscisando y nivelando a cada 10 metros hasta una longitud de
50 metros, luego trazar un par de líneas paralelas (una a cada
lado) separadas 3m del eje, las cuales también deberán ser
abcisadas y niveladas a igual distancia que el eje principal. Ver
figura 1.
Las letras numeradas se usan para diferenciar los puntos. Las
letras indican la posición respecto de si están en el centro,
izquierda o derecha, y los números para indicar donde
comenzó a realizarse tanto la explanación como los cálculos.
7
Se dibuja a escala el eje de la vía y se traza una recta (cotas
rojas) que en este caso esta expresada por la función
y=47.63 – 172500
x
TRABAJO DE OFICINA 1
Determinar las diferencias de nivel (hC o hR) entre la línea negra
o de terreno natural y la línea roja o de proyecto en cada uno de
los puntos del abcisaje.
Dibuje a escala los perfiles longitudinales de cada una de las
líneas paralelas al eje central.
Determine las áreas de cada una de las secciones
transversales.
Determine los movimientos de tierra, calculando los volúmenes
de corte y relleno de la explanación vial.
PROCEDIMIENTO DE CAMPO 2
Habiendo realizado los cálculos para localizar algunos
chaflanes por el método analítico, se procede a localizar las
demás estacas de chaflán en campo por el método de tanteos,
para esto es necesario tener los datos de: diferencias de nivel
entre línea roja y línea negra, ancho de banca y taludes (en
corte y en terraplén) SR=3/2 y SC=1/2.
Luego de localizar los chaflanes en cada una de las secciones
transversales se procede a localizar los ceros de chaflán o
ceros sobre la banca, teniendo en cuenta los cambios de corte
a relleno entre secciones consecutivas. Recuerde que donde se
localice un cero de chaflán se debe levantar una sección
trasversal más.
8
TRABAJO DE OFICINA 2
Dibuje a escala cada una de las secciones trasversales del
proyecto. Identifique cuales son homogéneas en corte o relleno
y cuales son mixtas.
Dibuje el sólido generado de la explanación vial.
9
CÁLCULOS Y RESULTADOS
A continuación se mostrarán los datos tabulados y organizados, los
cuales fueron obtenidos directamente desde el campo. Estos también
estarán acompañados por esquemas como vistas en planta, perfiles e
isométricos.
Las letras D, C e I
hacen referencia a los
puntos situados sobre
el eje derecho, central
e izquierdo
respectivamente.
10
COTAS DERECHA COTAS CENTRO COTAS IZQUIERDAD1 49,485 C1 49,528 I1 49,581D2 47,981 C2 48,08 I2 48,453D3 46,99 C3 47,185 I3 47,324D4 46,933 C4 47,032 I4 47,328D5 46,876 C5 47,067 I5 47,136D6 46,959 C6 47,149 I6 47,302
Determinación de los Chaflanes
Para hallar los chaflanes se utilizaron dos métodos: el analítico y por
tanteos. En este informe se determinaron solo tres secciones por el
método analítico y las demás por tanteos directamente sobre el
campo.
Para determinar el chaflán izquierdo por el método de tanteos, para una
sección homogénea en corte, se procede de la siguiente manera:
Y luego se toma en cuenta lo
siguiente:
Sc= xy=Di –b
hi
li+hi=lo+hc
Di=b+Sc (lo+hc – li)
Y para una sección homogénea en relleno se procede de una manera
similar según sea chaflán izquierdo o derecho.
11
A continuación se muestran las tablas con los resultados de todos los
chaflanes, incluyendo las secciones mixtas y los ceros sobre la banca.
Luego de
tener todas las medidas necesarias
para determinar las áreas,
procedemos a calcularlas por el
método de las cruces tomando como
origen o inicio el punto medio de la
banca.
Se realiza del siguiente modo:
12
Sección 1 - k0+000 Sección 4 - k0+030Di hi Dd hd Di hi Dd hd
3,91 1,73 3,96 1,93 3,8 0,6 0,15 0,1Sección 2 - k0+010 Sección 5 - k0+040
Di hi Dd hd Di hi Dd hd3,2 0,38 3,55 1,05 3,9 0,61 3,28 0,19
Sección 3 - k0+020 Sección 6 - k0+050Di hi Dd hd Di hi Dd hd
3,75 0,5 3,26 0,17 3,67 0,44 3 0Ceros de Chaflán y Ceros Longitudinales
Sección 1 - k0+014.54Di hi Dd hd3 0 3,78 0,51
Sección 2 - k0+016.60Di hi Dd hd
3,28 0,19 3,37 0,24Sección 3 - k0+018.40
Di hi Dd hd0,5 0,36 3 0
0b
hiDi
hc0
hdDd
0b
, luego se sigue por la siguiente ecuacion
As = Σ↗ – Σ↖
2
Los siguientes cálculos fueron realizados por medio de AutoCAD para
mayor comodidad, precisión y ya teniendo claro como determinar las
áreas por el método de las cruces.
Áreas de Secciones Homogéneas
A1 = 13,191 m2 (Sección 1 - k0+000)
A2 = 3,785 m2 (Sección 2 - k0+010)
A3 = -2,149 m2 (Sección 3 - k0+020)
A4 = -2,272 m2 (Sección 4 - k0+030)
A5 = -2,179 m2 (Sección 5 - k0+040)
A6 = -1,011 m2 (Sección 6 - k0+050)
Áreas de Secciones Mixtas y de Ceros de Chaflán
13
A1’ = 1,385 m2 (Sección 1’ - k0+014.54)
A2’ = 0,633 m2 (Sección 2’ - k0+016.60)
A3’ = 1.157 m2 (Sección 3’ - k0+018.40)
Volúmenes
Corte = 97.175 m3
Relleno = 63,637 m3
ANÁLISIS Y CONCLUSIONES
El procedimiento más valioso en toda la explanación es la
nivelación del terreno natural, pues es esta la que mas información
nos da del relieve del lote; en el mismo orden de importancia
seguiría la línea de cota roja que es la que nos proporciona la
diferencia entre esta y la cota roja de ahí sacamos la pendiente y la
distancia por derecha, por izquierda, hd y hi; de tercero vendrán
los diagramas que son los que nos permiten levantar nuevas
secciones en el lote como en el caso de las secciones 1’ -
k0+014.54, k0+016.60 y k0+018.40 (los ceros de la explanación)
así mismo, también nos brinda cierta seguridad de lo que se está
haciendo al mostrarnos más claramente las secciones de corte y
de relleno; en la última ubicación mas por querer dar un orden que
por su importancia pues todos los pasos son fundamentales
consecutivos, ubicamos a la buena orientación y señalamiento con
estacadas que se hace debido a la necesidad perentoria de que los
maquinistas interpreten correctamente los resultados sabiendo
cuanto y a donde deben rellenar o cortar.
14
Para hallar los volúmenes totales del levantamiento no hay forma
más segura que hacerlo primero fraccionando el terreno en
secciones transversales encontramos su área y luego disponemos
figuras en 3 dimensiones tales como cubos pirámides y sólidos
truncados.
Como el terreno se dividió en abscisado a cada 10 metros hasta 50
metros, es claro que se obtuvieron 6 secciones trasversales pero
para mayor precisión en los volúmenes y en si del proceso se hizo
necesario levantar 3 nuevas secciones, una con el cero longitudinal
y las otras dos con un cero de chaflán.
BIBLIOGRAFÍA
Ortiz Gómez Wilson, topografía y construcciones rulares, facultad
de estudios a distancia, FEDI Universidad Industrial De Santander.
Davis, Foote Kelly. Tratado de topografía, versión española, Aguilar
1972.
Márquez Díaz Luis Gabriel, topografía, Universidad Tecnológica y
Tecnológica De Colombia
http://html.rincondelvago.com/levantamientos-topograficos-e-
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http://www.fglorente.org/libros/compendio%20segundo%202.pdf
http://www.boliviaarquitectura.com/aula%20virtual/topografia/
Levantamientos%20topograficos%20e%20hidrograficos.html
http://topoclass.blogspot.com/
http://www.danotario.com/manuales/Leccion18.pdf
http://departamentos.unican.es/digteg/ingegraf/cd/ponencias/
185.pdf
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