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TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2018 · INDICE 1· DEFINICIONES fundamentales BASICAS EN TOPOGRAFÍA 1 · 1 RESUMEN de los conceptos y conocimientos necesarios en TOPOGRAFÍA 1 · 2 ejercicios de aplicación de las definiciones fundamentales básicas 2· PLANIMETRÍA 2 · 1 RESUMEN de los conceptos necesarios de PLANIMETRÍA SENCILLA 2 · 2 ejercicios de aplicación de PLANIMETRÍA SENCILLA 3· ALTIMETRÍA 3 · 1 RESUMEN de los conceptos BÁSICOS de ALTIMETRÍA 3 · 2 ejercicios de aplicación de CONCEPTOS BÁSICOS de ALTIMETRÍA 3 · 3 ejercicios de aplicación de la nivelación geométrica en replanteo y relevamiento de obras de Arquitectura. 3 · 4 ejercicios de aplicación de la nivelación geométrica en determinación de desniveles entre dos puntos (alejados más de 100m) 3 · 5 ejercicios de aplicación de la nivelación geométrica en levantamiento de perfiles del terreno. 4· PLANIALTIMETRÍA 4· 1 RESUMEN de los conceptos BÁSICOS de ALTIMETRÍA 4· 2 ejercicios de aplicación de los CONCEPTOS DE EQUIDISTANCIA E INTERPOLACIÓN 4· 3 ejercicios de aplicación del METODO DE LA CUADRICULA 4· 4 ejercicios de aplicación del METODO DE LA TAQUIMETRIA SENCILLA 4· 5 ejercicios de aplicación de INTERPRETACION DE CURVAS 5 · MOVIMIENTO DE SUELO 5· 1 ejercicios de aplicación de los métodos de cálculo de volumen de tierra TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 2 4 · PLANIALTIMETRÍA 4· 1 RESUMEN de los conceptos BÁSICOS de PLANIALTIMETRÍA La PLANIALTIMETRÍA tiene por objeto el conocimiento de la morfología del terreno. Estudia en forma conjunta los métodos e instrumentos planimétricos y altimétricos, es decir que los métodos utilizados determinan la posición en planta y la altura de los puntos de interés. La forma del terreno se dará a conocer por medio de un plano topográfico, es decir un plano con curvas de nivel o bien a través de un modelo digital del terreno. Para esto realizamos lo que en Topografía denominamos: > LEVANTAMIENTO PLANIALTIMÉTRICO: Este consiste en operaciones topográficas destinadas a conocer la posición planialtimétrica de los puntos de un terreno determinado. Los métodos utilizados son: TAQUIMÉTRICO Este método se ajusta a todo tipo de terrenos y el instrumento a utilizar es el teodolito. CUADRICULA o RETICULADO Este método se utiliza en terrenos con formas suaves, pendientes uniformes, y con diferencias de alturas entre los puntos relativamente baja. El instrumento utilizado es el nivel de anteojo. TAQUIMETRIA SENCILLA Este método se utiliza en terrenos con quiebres y cambios de pendientes, (líneas estructurales del terreno bien definidas) y con poca diferencia de altura entre los puntos del terreno. El instrumento utilizado es el nivel de anteojo. [En este curso veremos los métodos donde utilizamos como instrumento el NIVEL DE ANTEOJO] > CURVAS DE NIVEL Estas constituyen el mejor método para representar grafica y cuantitativamente la forma de la superficie de un terreno en un plano. La Curva de Nivel es una línea imaginaria cerrada que une los puntos de igual altura. Las curvas de nivel representadas en los planos son las trazas o líneas de intersección de planos horizontales de diferentes alturas con el relieve de la superficie terrestre. TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 3 > EQUIDISTANCIA Es la distancia vertical constante que separa dos curvas de nivel consecutivas. El valor que se toma para la equidistancia al dibujar el plano depende de la escala del plano y de la configuración del terreno. Según una Norma del Reglamento Cartográfico; se establece que: En el plano impreso en papel, las curvas de nivel no deben juntarse más de 2mm, ni separarse más de 2cm. > MEDICION ESTADIMÉTRICA DE DISTANCIAS Consiste en calcular la distancia entre la posición del nivel de anteojo y un punto cualquiera del terreno. Para ello debo colocar la mira en dicho punto y apuntar el nivel de anteojo. Con los hilos estadimétricos del ocular, realizo el Corte de mira (C), es decir tomo lectura con el hilo superior (ls) y con el hilo inferior (li) y saco: C = ls – li. Luego la distancia (D) se calcula multiplicando el corte de mira (C) por 100. D = C x 100 D = ? d = D ∴ D = d x C… c C c [SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS] d/c es un dato que encontramos en las especificaciones Técnicas del instrumental. En general, en los niveles de anteojo esa relación es = 100. ….. POR LO TANTO…..: D = C x 100 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 4 En la medición estadimétrica de distancias, el corte de mira debe hacerse apreciando el milímetro. De esa manera cuando calculamos C (Corte de Mira) tenemos un posible error de +/- 1 mm. Es decir: C = ls – li = +/- 0,001 m = 1 mm. Cuando calculamos entonces la distancia: D = 100 x C, tenemos: 100 x 0,001 = 0,10 m = 10cm…. es decir que tenemos una precisión en la medición estadimétrica de distancias del orden del decímetro, es decir +/- 10cm. > Si debemos apreciar el milímetro para el corte de mira, quiere decir que la distancia entre el Nivel de Anteojo y la posición de la Mira de Nivelación NO debe ser mayor a 50 m, por la limitación del lente del instrumental. > Entonces, debemos trabajar con lecturas al milímetro. Cada error en milímetros me lleva a errores de 10cm en la distancia calculada. Por lo que debo tomar precauciones en la lectura de mira. Una de esas precauciones es asegurarnos que esté totalmente vertical, tanto hacia los laterales como hacia TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 5 atrás o adelante. (Ver croquis) Si no está correctamente vertical la mira, la lectura se realiza con errores. Fig. 1: Desplome de mira hacia adelante Fig. 2: Desplome de mira lateral > Si tomáramos lecturas de mira al cm, tendríamos: C = ls – li = +/- 0,01m = 1 cm. Entonces cuando calculamos distancia: D = 100 x C = 100 x 0,01 = 1 metro. Quiere decir que tenemos una precisión del metro. Los errores que tenemos en el corte de mira, trabajando al cm, nos llevan a errores de distancia del orden del metro. MÉTODOS PARA EL TRAZADO DE CURVAS DE NIVEL Los puntos que se han de emplear para el trazado de las curvas de nivel se grafican en planta con los datos extraídos del levantamiento planialtimétrico, indicándose la altura de los mismos, esto es lo que se denomina “Plano de puntos acotados”. La INTERPOLACIÓN es un proceso mediante el cual se ubican en el plano los puntos por los que van a pasar las curvas de nivel, es decir se buscan los puntos de igual altura que al unirlos definen la curva de nivel. La interpolación para determinar puntos de curvas de nivel entre puntos de elevación conocida (puntos acotados), puede hacerse de varias maneras, en este curso veremos las siguientes: > POR ESTIMACIÓN: El dibujante estima en función de las alturas de los puntos levantados, por donde pasara una curva de nivel de altura dada. Este método no es de gran precisión, pero es un método rápido y expeditivo. > POR CÁLCULO: Consiste en medir a escala la distancia entre los puntos de altura conocida, y localizando por proporción los puntos de las curvas de nivel intermedias. Esto conduce a un sencillo problema de regla de tres simple. > POR MÉTODO ESCALÍMETRO: Para este se utiliza una regla y una escuadra. (Ver en Youtube; Método Escalímetro; https://www.youtube.com/watch?v=PNyuBw0wRuA) > POR SOFTWARE: Hay numerosos programas que procesanlos datos levantados de campo y mediante simples operaciones, confeccionan el plano con curvas de nivel. Por ejemplo: TopoCal TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 6 4 · 2 EJERCICIOS de aplicación de los CONCEPTOS DE EQUIDISTANCIA E INTERPOLACIÓN EJERCICIO · 1 Realice la interpolación entre los puntos 1 y 2 del terreno por los dos métodos dados por la Cátedra debiendo quedar asentado el procedimiento gráfico y analítico. A I Adoptar Equidistancia: 0,25m B I Adoptar Equidistancia: 0,50m EJERCICIO · 2 ¿A que se llama “equidistancia” en un plano con curvas de nivel? Haga un croquis en corte donde se aprecie este parámetro. [ ] Es el desnivel en planta de dos curvas de nivel consecutivas y constante. [ ] Es la distancia vertical constante entre dos curvas de nivel consecutivas. [ ] Es la diferencia de altura entre dos curvas de nivel. [ ] Es la separación entre dos curvas de nivel en el plano y es constante. EJERCICIO · 3 Indique la precisión de la medición estadimétrica de distancias, si las lecturas de miras con los hilos estadimétricos superior e inferior han sido tomadas al milímetro. +/- 0,5m +/- 0,1cm +/- 10mm +/- 0,10m +/- 1,00m TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 7 4 · 3 EJERCICIOS de aplicación del METODO DE LA CUADRICULA EJERCICIO · 1 Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico por el método de la cuadrícula, cuyos croquis y planilla de datos figuran a continuación. Si el lado de las cuadrículas en ambos sentidos es de 12 metros, dibujar el plano con curvas de nivel en escala 1:200 con equidistancia de 0,25 m Croquis Planilla EST PTO r i a ALTURA HI OBS. N1 A 2,20 10,00 1 1,75 2 0,96 3 0,32 B 1,75 4 1,88 N2 4 1,36 C 2,42 5 0,97 D 1,79 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 8 E1 0 °0 ' 4 · 3 EJERCICIOS de aplicación del METODO DE LA TAQUIMETRÍA SENCILLA EJERCICIO · 1 Justifique gráficamente y explique el principio de la medición estadimétrica de distancias. Luego responda: A I ¿Qué precisión puede alcanzarse? B I ¿Cuál es la longitud máxima que puede medirse? C I ¿Qué precauciones debe tomar al leer sobre la mira? D I ¿Qué ocurriría si el corte de mira es leído al cm, con la precisión de la distancia? EJERCICIO · 2 Indique la precisión con la que deben tomarse las medidas de los ángulos horizontales en un trabajo de taquimetría sencilla realizado con nivel de anteojo: EJERCICIO · 3 Se da como dato la imagen de las lecturas sobre mira y la imagen de la lectura sobre el circulo horizontal graduado que corresponden al punto B. Tenemos estacionado el nivel de anteojo sobre el punto E1 cuya altura es de 10m. La altura instrumental es de 1,486m. La dirección del 0º0´0” se expresa en el grafico en planta. Se pide: a) dibujar a escala la posición planimétrica del punto “B” (dibujar en escala 1/100 ), b) determinar la altura del punto B. Grados, minutos y segundos Grados solamente Grados y minutos Grados y decimas de grado HB TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 9 N1(10,00) 4(11,39) N2(8,60) 5(10,90) 6(9,15) 3(7,199) 2(8,30) 1(9,25) EJERCICIO · 4 En el esquema dado están graficados los puntos relevados de un terreno en su posición planimétrica. Se da como dato que entre los puntos A, B y C y entre los puntos D y C hay líneas fundamentales o estructurales del terreno respectivamente. Se pide: trazar todas las líneas de interpolación posibles. EJERCICIO · 5 Se ha realizado un levantamiento planialtimetrico por el método de la taquimetría sencilla. Se muestran los datos relevados en la planilla y la planimetría a escala 1:400 con la ubicación de los puntos del terreno y sus respectivas alturas. Se anotó además que entre los puntos 2 y 3 se extiende una línea de vaguada. Se pide: a) realizar todas las interpolaciones posibles y dibuje las curvas de nivel a una equidistancia de 0,50m. b) completar los datos faltantes de la planilla (en los cuadros remarcados) EST Pto Angulo Hilo sup Hilo inf distancia r i a H HI N1 N1 0,210 10,00 1 0,0° 1,090 0,830 26,00 0,96 9,25 2 1,969 1,851 11,80 1,91 8,30 N2 1,742 1,478 26,40 1,61 8,60 3 90° 3,181 2,840 34,10 3,011 7,199 N2 N1 0,0° 2,182 1,918 26,40 2,050 4 160° 13,20 0,651 11,399 5 185° 1,309 0,991 31,80 1,150 10,90 6 3,052 2,748 30,40 2,900 9,15 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 10 EJERCICIO · 6 Con la siguiente disposición de puntos (PLANO 1) de un terreno obtenidos en una taquimetría sencilla se pide: a) indique cuál es el rumbo del punto 1, sabiendo que se obtuvo desde la estación N1 y que el rumbo 0º se tomó desde N1-PF ;b) indique cuál es la distancia entre la estación N1 y el punto 1;c) indique cuál es el rumbo del punto 4, sabiendo que se obtuvo desde la estación N2 y que el rumbo 0º se tomó desde N2-N1; d) la altura del punto PF es de 0,00 m, la lectura sobre ese punto desde N1 es de 4,048m. La altura instrumental de estación N1 es de 1,39m. Indique cual es la altura del punto N1; e) la lectura sobre 1 desde N1 es de 2,12m. Indique la altura del punto 1; f) La lectura sobre el punto N2 (desde N1) es de 0,51. Indique cual es la altura del punto N2. g) Desde N2 se tomó lectura sobre N1 obteniendo un valor de 2,26m; sobre el punto 4 se tomó lectura obteniendo 1,240m, indique cual es la altura del punto 4 h) la distancia entre N1 y PF es de 14,00 metros, indique cuáles son las lecturas de hilo sup. e inferior sobre el punto PF. PLANO 1 (esc 1/400) PLANO 2 (esc 1/400) i) En el PLANO 2 (con diferentes alturas de Plano 1) marque entre qué puntos del terreno se deben realizar las interpolaciones (todas las necesarias), sabiendo que entre los puntos 1 y 2 y entre 3 y 4 hay líneas de quiebre; el punto N1 y PF no son tomados en cuenta para las triangulaciones. Además, marque los ejes que delimitan el terreno entre los vértices A,B,C y D; interpole con equidistancia e=0,20m y dibuje las curvas de nivel dentro de los límites del terreno. Rumbo punto 1 Distancia N1-1 Rumbo punto 4 Altura punto N1 Altura punto 1 Altura punto N2 Altura punto 4 Lectura hilo sup punto PF Lectura hilo inf punto PFTOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 11 EJERCICIO · 7 Con el nivel de anteojo estacionado, se tomó una lectura de 1.013m. A I Indique qué significa esa lectura: [ ] Altura del plano visual generado por el nivel de anteojo. [ ] Altura del punto donde se apoya la mira. [ ] Distancia entre el plano visual y el punto de apoyo de la mira. [ ] Distancia entre el plano visual y el punto de apoyo del nivel. B I Si la distancia entre el nivel de anteojo y la mira es de 38,40m indique cuáles son los valores de las lecturas tomadas con los hilos estadimétricos superior e inferior para este caso de lectura de hilo axial 1.013. EJERCICIO · 8 Se ha realizado un levantamiento planialtimétrico por el método de la taquimetría sencilla cuyos croquis y planilla figuran a continuación. Se pide: A I Completar el cálculo de la planilla. B I Dibujar el plano con curvas de nivel a escala 1:500 y equidistancia 50 cm. (Obsérvese que se han utilizado dos estaciones de nivel y que se ha tomado nota de la existencia de una línea de vaguada y una dorsal) N1 Hilo est. superior Hilo est. inferior Est. Pto Ang sup inf dist r i a altura H.I. N1 N1 - 2.37 1 0° 1.220 0.920 1.07 4 90° 1.560 1.380 1.47 N2 36° 1.755 1.385 1.57 N2 N1 0° 1.475 1.105 1.29 2 233° 2.030 1.750 1.89 3 281° 3.295 2.885 3.09 1,37 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 12 EJERCICIO · 9 Con la siguiente disposición de puntos de un terreno obtenidos en una taquimetría sencilla. Se pide: A I Indique cual es el rumbo del punto 7, sabiendo que se obtuvo desde la estación N1 y que el rumbo 0º se tomo desde N1 – 1. B I Indique cual es la distancia entre la estación N1 y el punto 7. C I Indique cual es el rumbo del punto 9, sabiendo que se obtuvo desde la estación N2 y que el rumbo 0º se tomo desde N2 – N1. D I La altura del punto N1 es de 15m, la altura instrumental 1,67. La lectura sobre el punto 7 es de 0,282m. Indique cual es la altura del punto 7. E I La lectura sobre el punto N2 (desde N1) es de 2,725, indique cual es la altura del punto N2. F I Desde N2 se tomo lectura sobre N1 obteniendo un valor de 0,588; sobre el punto 9 se tomo lectura obteniendo 1,917. Indique cual es la altura del punto 9. G I Indique, con los datos obtenidos más arriba, cuales son las lecturas de hilo sup. e inf. sobre el punto 7. H I Marque entre qué puntos levantados del terreno debe realizarse las interpolaciones, sabiendo que entre los puntos 1,3 y 9 hay una línea estructural. Escala 1:400 Rumbo punto 7 Distancia N1 - 7 Rumbo punto 9 Altura punto 7 Altura punto N2 Altura punto 9 Lectura hilo superior punto 7 Lectura hilo inferior punto 7 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 13 4 · 4 EJERCICIOS de aplicación de INTERPRETACION DE CURVAS DE NIVEL EJERCICIO · 1 En el plano de curvas dado a continuación. Se pide: A I Identificar y marcar con colores las líneas dorsales y de vaguada. B I Realizar el perfil del terreno pasando por los puntos A y B. C I Calcular la altura que le corresponde al punto M y L. D I ¿Cual es la equidistancia del plano? E I Calcular la pendiente entre los puntos N y B, y el desnivel entre dichos puntos. Plano esc. 1:500 EJERCICIO · 2 En el plano de curvas dado a continuación. Se pide: A I Identificar y marcar con colores las líneas dorsales y de vaguada. B I Realizar el perfil del terreno pasando por los puntos B y D C I Calcular la altura que le corresponde al punto C. D I ¿Cual es la equidistancia del plano? E I Calcular la pendiente entre los puntos A y C, y el desnivel entre dichos puntos. F I Trazar un camino con una pendiente que no supere el 15% entre los puntos B y D. D Plano esc. 1:500 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 14 EJERCICIO · 3 Dado el siguiente plano en esc. 1:500 Se pide: A I Trazar el camino entre los puntos A y B del plano, con una pendiente máxima de 12%. El punto B corresponde al ingreso del garaje de la vivienda. El punto A corresponde al ingreso de la propiedad sobre el portón de entrada vehicular. En el plano también se observan árboles autóctonos existentes que serán conservados. B I Dibujar los perfiles correspondientes entre los puntos C y D , y entre los puntos D y E a escala horizontal Y Vertical 1/200 TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 15 EJERCICIO · 4Indique la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes con relación a las propiedades de las curvas de nivel: > Las curvas de nivel deben cerrar sobre sí mismas, ya sea dentro o fuera del mapa: V - F > Las curvas son paralelas a la dirección de máxima pendiente: V - F > Una curva no puede ramificarse en dos de la misma altura: V - F > La distancia entre las curvas indica la magnitud de la pendiente: V - F > Las curvas muy irregulares indican pendientes y cambios graduales: V - F > Las curvas suaves indican terreno muy accidentado: V - F EJERCICIO · 5 A I Dibuje una configuración de curvas de nivel que pongan de manifiesto la presencia de una línea de Vaguada. B I Dibuje una configuración de curvas de nivel que pongan de manifiesto la presencia de una línea dorsal. TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 16 5 · MOVIMIENTO DE SUELO 5· 1 EJERCICIOS de aplicación de los métodos de cálculo de volumen de tierra EJERCICIO · 1 Calcule el volumen de suelo necesario para efectuar una excavación que de cómo resultado una superficie horizontal de altura 7.00m en todo el predio. Se adjunta plano de puntos acotados del terreno. EJERCICIO · 2 Se debe realizar un movimiento de suelo con el objeto de obtener una explanación horizontal de altura 5m donde se indica en el grafico. Se pide: A I Calcular los volúmenes de excavación y de relleno B I Determinar la escala del dibujo Excavación m3 Relleno m3 Escala del dibujo TOPOGRAFÍA · CUADERNO DE TRABAJO 2019 pág. 17 EJERCICIO · 3 En el grafico que se adjunta se muestran los datos planimétricos de un terreno. Se pide: A I Completar las planillas de perfil que se adjuntan. A I Realizar los perfiles sobre la línea AB y sobre la línea DC con los datos de las respectivas planillas. Dibuje e escala horizontal 1:500 y escala vertical 1:50. B I Calcular el volumen de excavación para lograr una explanación de altura +0.40m, utilizando el cálculo de promedio de las áreas. Planilla Perfil AB Planilla Perfil DC
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