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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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:

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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

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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.

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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-

hidrograficos.html

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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