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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN
I.U.P. SANTIAGO MARIÑO
INGENIERÍA CIVIL
Construcción
Realizado por:
Villarreal Angely C.I.: 23.764.538
Topografía original.
Las primeras aplicaciones de la topografía fueron las de medir y marcar los
límites de los derechos de propiedad. Los registros históricos más antiguos sobre
la topografía que existen en nuestros días, afirman que esta ciencia se originó en
Egipto. El Egipto fue dividido en lotes para el pago de impuestos. Las
inundaciones anuales del río Nilo arrastraron partes de estos lotes y se designaron
topógrafos para redefinir los linderos.
Las primeras civilizaciones creían que la Tierra era una superficie plana. Pero
con dos constataciones sencillas, dedujeron poco a poco que el planeta en
realidad era curvo en todas direcciones:
#1. Cuando notaron la sombra circular de la tierra sobre la Luna durante los
eclipses.
#2. Cuando observaron que los barcos desaparecían gradualmente al navegar
hacia el horizonte.
En tiempos de los griegos, la forma esférica de la tierra era ampliamente
sostenida.
• Platón estimó la circunferencia de la tierra en 40,000 millas.
• Arquímedes, la estimó más en 30,000 millas.
• Otro Griego, Eratostenes realizó medidas más precisas en Egipto y dedujo que la
circunferencia terrestre es igual a 25,000 millas.
• Actualmente se acepta la circunferencia terrestre en 24,899 millas en el Ecuador.
Eratóstenes, realizó medidas a través de la distancia entre Alejandría y Siena
que es de 500 millas. Eratóstenes concluyó que las dos ciudades de Alejandría y
Siena se localizaban aproxi- madamente en el mismo meridiano, porque en ese
día la imagen del sol podía verse reflejada desde el fondo de un pozo vertical y
profundo. En Alejandría determinó el ángulo midiendo la longitud de la sombra
proyectada por una estaca vertical de longitud conocida y con eso calculó la
circunferencia de la Tierra.
Siglo XV: Mercator estudia las proyecciones y dimensiones terrestres. Siglo XVII:
La Geodesia contribuye a la invención del Telescopio, las tablas de logaritmos y
métodos de Triangulación. 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.
Además de enfrentar un sinnúmero de necesidades civiles crecientes, la
topografía siempre ha desempeñado un papel muy importante en la estrategia
militar. La Primera y Segunda Guerra Mundiales, los conflictos de Corea y Vietnam
y la Operación Tormenta del Desierto, cada uno ha creado demandas asombrosas
de mediciones y mapas precisos. Estas operaciones militares también fueron un
estímulo para mejorar los instrumentos y los métodos para satisfacer estas
necesidades.
Topografía modificada.
La topografía (del griego τόπος, ‘lugar’, y «-grafía», ‘descripción’) es
la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por
objeto la representación gráfica de la superficie terrestre, con sus formas y
detalles; tanto naturales como artificiales; (véase planimetría y altimetría). Esta
representación tiene lugar sobre superficies planas, limitándose a pequeñas
extensiones de terreno, utilizando la denominación de «geodesia» para áreas
mayores. De manera muy simple, puede decirse que para un topógrafo la Tierra
es plana (geométricamente), mientras que para la geodesia no lo es.
Para eso se utiliza un sistema de coordenadas tridimensional, siendo la x y
la y competencia de la planimetría, y la zde la altimetría.
Los mapas topográficos utilizan el sistema de representación de planos
acotados, mostrando la elevación del terreno utilizando líneas que conectan los
puntos con la misma cota respecto de un plano de referencia, denominadas
curvas de nivel, en cuyo caso se dice que el mapa es hipsográfico. Dicho plano de
referencia puede ser el nivel del mar, y en caso de serlo se hablará de altitudes en
lugar de cotas.
Movimiento de tierra.
Es el conjunto de actuaciones a realizarse en un terreno para la ejecución de
una obra.
Se entiende por Movimiento de Tierras al conjunto de actuaciones a
realizarse en un terreno para la ejecución de una obra. Dicho conjunto de
actuaciones puede realizarse en forma manual o en forma mecánica.
Previo al inicio de cualquier actuación, se deben efectuar los Trabajos de
Replanteo, prever los accesos paramaquinaria, camiones, rampas, etc.
En los apartados siguientes se describen el conjunto de actuaciones inherentes
al movimiento de tierras.
Corte o banqueo.
Excavación o corte en cualquier tipo de material con equipos pesado hasta
conseguir la sub-rasante del proyecto. Comprende el corte, con o sin explosivos,
necesarios para ajustar el terreno a las rasantes señaladas en los planos
o especificaciones particulares de la obra para la ubicación de los edificios y sus
exteriores.
Excavación.
La excavación es el movimiento de tierras realizado a cielo abierto y por medios
manuales, utilizando pico y palas, o en forma mecánica con excavadoras, y cuyo
objeto consiste en alcanzar el plano de arranque de la edificación, es decir
las cimentaciones.
La excavación puede ser:
Desmonte: El desmonte es el movimiento de todas las tierras que se encuentran
por encima de la rasante del plano de arranque de la edificación.
Vaciado: El vaciado se realiza cuando el plano de arranque de la edificación se
encuentra por debajo del terreno.
Terraplenado: El terraplenado se realiza cuando el terreno se encuentra por
debajo del plano de arranque del edificio y es necesario llevarlo al mismo nivel
Tipos de excavaciones.
-La excavación de la capa vegetal o desmonte
-La excavación de tierra
-La excavación en roca
-La excavación en fango
-La excavación de otros materiales.
-El escarificado o desmonte
-La excavación para calzadas de caminos
-La excavación para drenaje o la excavación para estructuras
-La excavación para puentes
-La excavación para canales
-La excavación para cimentación
-La excavación de material prestado
-La excavación con draga
-La excavación de la capa vegetal o desmonte: Es la remoción de la
capa expuesta de la superficie de la tierra, incluyendo la vegetación. Dado que la
capa vegetal o mantillo es la que sostiene el crecimiento de los árboles y otra
vegetación, contiene más humedad que la capa inmediata inferior. A fin de
que esta capa inferior pueda perder humedad y sea más fácil moverla, es
ventajoso desmontarla tan pronto como sea posible. Cuando se remueve la capa
vegetal, se acostumbra apilarla y más tarde se vuelve a poner en el lugar para
hacer de éste un jardín o paisaje o para sostener el crecimiento de la vegetación,
a fin de controlar la erosión.
-Excavación en terreno semi-duro: Este tipo de excavación puede ser ejecutado
manualmente o mediante el uso de maquinaria. Se aconseja la utilización de
maquinaria con la finalidad de ahorrar tiempo y dinero.
-Excavación en roca: Será necesario un estudio previo de suelos para determinar
su posterior ejecución con maquinaria.
-Excavación con traspaleo: Cuando la altura de excavación es mayor a 2.0 m,
esta será ejecutada por traspaleo, que consta en conformar alturas menores a 2.0
m para retirar el material excavado en dos tiempos, ya que el alcance vertical
máximo del retiro manual es de 2.0 m.
-Excavación con agotamiento y entibamiento: Cuando en la excavación se
presenta nivel freático de agua muy elevado se deberá prever equipo de bombeo
para evacuar el agua, lo que generalmente se llama excavación con agotamiento.
Se ubicará una zanja a un costado de la excavación, donde se colocará el
succionador de la bomba.
Para la protección de las paredes de excavación, deberán utilizarse entibados
para evitar posibles deslizamientos del terreno y proveer de toda la seguridad
necesaria a los trabajadores y a la obra en ejecución.
Protección de excavaciones.
Previa a la ejecución de toda obra de Excavación, el reconocimiento del sitio es de primordial importancia, especialmente cuando ésta se realizará en zonas
muy cercanas a la vialidad y/o edificaciones o en donde la existencia de
infraestructura pública pueda requerir de la necesidad de su relocalización
temporal (o permanente) para poder ejecutar las labores de excavación.
En la ejecución de Zanjas, esas excavaciones que se caracterizan por ser
más largas que anchas y con valores de profundidad variable, es prácticamente un
requisito el mantener las paredes laterales en un ángulo prácticamente vertical
(mayor a 60°), de forma tal de reducir el ancho de intervención de la excavación
en cuestión; ésto sólo es posible en zanjas excavadas en terrenos de
adecuada consistencia que garanticen que el material no se disgregue,
evitando su colapso.
Cuando el suelo en el que se realiza la excavación no permite mantener la
verticalidad referida de los taludes de la zanja, es necesario considerar posibles soluciones con miras a la Protección de las Excavaciones:
Utilización de Taludes Escalonados. Con huellas en el orden de los 0,6 m y
contrahuellas de no más de 1,25 m de altura, hasta una profundidad de zanja de
no más de 5 m.
Utilización de Entibaciones. Una entibación no es más que el apuntalamiento de
las paredes de la zanja a través del uso de láminas de acero o madera que son
mantenidas en su sitio a través del uso de puntales (tubos de acero, por ejemplo)
en posición horizontal.
Los límites de aplicación (profundidades y anchos de zanjas) de las
Entibaciones dependerá del equipo de entibación que se utilice, existiendo
cierta variedad en el mercado.
Adicionalmente, al actuar como un muro de contención, la Entibación debe ser
dimensionada no solo para los empujes de terreno esperado sino para las
eventuales sobrecargas que actuarán sobre los taludes ante el paso de
vehículos, por ejemplo.
Independientemente del tipo de estabilización de las paredes de la zanja que se
utilice, es necesario tener en cuenta las siguientes recomendaciones no sólo para
la Protección de las Excavaciones sino también para la reducción del riesgo al que
está expuesto el personal involucrado en ellas:
De utilizar Entibaciones, se debe realizar revisión periódica de sus componentes, especialmente en lo que respecta a la tensión de los puntales.
El material procedente de la excavación y, en general, cualquier otro material
que deba apilarse en los laterales de la zanja deberá estar separado del borde de ésta a una distancia superior a la mitad de la profundidad de la zanja:
En zanjas (y también en excavaciones a cielo abierto) en las que se conformen
taludes cercanos a cimentaciones de edificaciones existentes, se procurará
mantener una separación mínima igual a la diferencia de altura entre el pie del talud y la cota de fundación de la cimentación:
Deberá existir en todo momento, especialmente en zanjas de más de 1,5 m de
profundidad, un ayudante en la parte superior o externa, teniendo la función
adicional de estar al tanto de cualquier novedad (emergencia) que pueda ocurrir
en el interior de la zanja y poder dar aviso de ser el caso.
Se dispondrán topes para evitar que, por error, la maquinaria y vehículos involucrados en la obra, se acerquen excesivamente a los bordes de los
taludes de la zanja, comprometiendo su estabilidad:
Para evitar la caída de personas dentro de la zanja, se colocarán barreras de protección en los bordes de ella:
De esta forma, hemos visto aquí las principales recomendaciones generales
para la Protección de las Excavaciones en zanja siendo, en todo caso, primordial
contar con información de la capacidad portante del suelo que se está excavando
para establecer de forma precisa las distancias de separación mínimas aquí
sugeridas.
Compactación.
Compactar es la operación previa, para aumentar la resistencia superficial de un
terreno sobre el cual deba construirse una carretera y otra obra. Aplicando una
cantidad de energía la cual es necesaria para producir una disminución apreciable
del volumen de hueco del material utilizado
COMPACTACION DEL SUELO
El suelo, como cualquier elemento natural, posee un equilibrio entre los diversos
factores que lo influyen. Un cambio de este equilibrio puede provocar una
alteración física, química o biológica. La compactación es la principal causa de
alteración del suelo.
Hay dos situaciones con elevado riesgo de compactación: áreas con fuerte
tránsito de vehículos y personas, y áreas cercanas a lugares en construcción. Hay
suelos con una tendencia más o menos acentuada a la compactación, en función
de la composición, estructura y contenido de humedad. Las constructoras a
menudo trabajan con maquinarias muy pesadas, sin delimitar la zona en la que se
encuentran y se plantarán árboles. Se desconocen cual es la superficie que
abarca el aparato radical, así como, se ignoran los efectos derivados de la
compactación y dificultad que se encuentran para intentar resolverlo.
Construcción de terraplenes y rellenos .
Antes de iniciar la construcción de cualquier terraplén, el terreno base de éste
deberá estar desmalezada y limpia. Cuando el terreno base esté
satisfactoriamente limpio y drenado, se deberá escarificar, conformar y compactar,
de acuerdo con las exigencias de compactación definidas en las especificaciones.
En las zonas de ensanche de terraplenes existentes o en la construcción de éstos
sobre terreno inclinado, previamente preparado, el talud existente o el terreno
natural deberán cortarse en forma escalonada, de acuerdo con los planos o las
instrucciones del Supervisor, para asegurar la estabilidad del terraplén nuevo.
Si el terraplén hubiere de construirse sobre turba o suelos blandos, se deberá
asegurar la eliminación total o parcial de estos materiales, su tratamiento previo o
la utilización de cualquier otro medio propuesto por el Contratista y autorizado por
el Supervisor, que permita mejorar la calidad del soporte, hasta que éste ofrezca la
suficiente estabilidad para resistir esfuerzos debidos al peso del terraplén
terminado.
El material del terraplén se colocará en capas de espesor uniforme, el cual
será lo suficientemente reducido para que, con los equipos disponibles, se
obtenga el grado de compactación exigido. Los materiales de cada capa serán de
características uniformes. No se extenderá ninguna capa, mientras no se haya
comprobado que la subyacente cumple las condiciones de compactación exigidas.
Se deberá garantizar que las capas presenten adherencia y homogeneidad
entre sí.
En la Corona del terraplén salvo que los planos del proyecto o las
especificaciones particulares establezcan algo diferente, la corona deberá tener un
espesor compacto mínimo de treinta centímetros (30 cm) construidos en dos
capas de igual espesor. Los terraplenes se deberán construir hasta una cota
superior a la indicada en los planos, en la dimensión suficiente para compensar los
asentamientos producidos por efecto de la consolidación y obtener la rasante final
a la cota proyectada.
Al terminar cada jornada, la superficie del terraplén deberá estar compactada y
bien nivelada, con declive suficiente que permita el escurrimiento de aguas lluvias
sin peligro de erosión. Se debe considerar la revegetación en las laderas
adyacentes para evitar la erosión pluvial.
La corona del terraplén no deberá quedar expuesta a las condiciones
atmosféricas; por lo tanto, se deberá construir en forma inmediata la capa superior
proyectada una vez terminada la compactación y el acabado final de aquella.
Instrumentos de Medición de volúmenes de tierra ,transportados.
El movimiento de tierra es una ciencia que abarca, tanto los cómputos métricos
de los volúmenes a mover como los principios de ejecución del trabajo. Por lo
tanto la combinación de alineamiento y pendiente que cumpliendo con las normas
de trazado, permiten la construcción de carreteras con el mejor movimiento de
tierras posible y con el mejor balance entre los volúmenes de excavación y relleno
que se produzcan. El trabajo de mayor envergadura radica esencialmente en la
ejecución de movimiento de tierras, partida que, generalmente, es la mas abultada
dentro del presupuesto y de cuya correcta realización y control dependerá no solo
el éxito técnico de la obra, sino también los beneficios económicos que de su
trabajo derive; al aplicarla en gran escala exige la experiencia y los conocimientos
de un ingeniero especialista.
En general, la Unidad de Medición es la Unidad de Volumen: m3 Algunas
partidas, sin embargo, se miden en Unidades de Superficie: m2, si el factor
extensión domina sobre el volumen. Excepcionalmente, algunas partidas se miden
en unidades (a secas), como la recogida de residuos o escombros en contenedor.
El cuadro siguiente resume las unidades de obra y su unidad de medición. Unidad
de Obra. Unidad de Medición Desbroces. m2 Excavación de desmontes. m3
Excavación de rebajes. m3 Zanjas y pozos. m3 Terraplenes. m3 Relleno de
zanjas. m3 Transporte de tierras. m3.
Mensura, definición.
Habitualmente asociamos a la palabra Mensura con "Medir". Pero una definición
más apropiada es "la determinación, medición, ubicación y documentación en un
plano de los inmuebles y sus límites conforme a las causas jurídicas que los
originan, es decir la aplicación del Título de propiedad al terreno propiamente
dicho." La tarea de una mensura está reservada a un Agrimensor ó Ingeniero con
competencia en mensura. Un terreno es una parcela, antiguamente llamados
lotes.
Plano de mensura.
Realizar una mensura de un terreno, o un inmueble, significa determinar su
ubicación y llevar las medidas y superficies del título al mismo. Inversamente, un
plano de mensura puede ser base para la confección de un título, tal es el caso del
fraccionamiento de tierras para loteos, urbanizaciones, subdivisiones de inmuebles
de propiedad horizontal de acuerdo a la Ley 13512, entre otros.
Replanteo de coordenadas de la poligonal.
La finalidad de la poligonal es determinar las coordenadas de una serie
de puntos muchas veces a partir de las de otros cuya posición ya ha sido
determinada por procedimientos más precisos. Se define la poligonal como
el contorno formado por tramos rectos que enlazan los puntos a levantar,
que serán las bases o estaciones. Los tramos o ejes son los lados de la
poligonal, la unión de bases consecutivas. La observación consiste en medir
las longitudes de los tramos y los ángulos horizontales entre ejes
consecutivos. Los instrumentos utilizados deben permitir la medida de
ángulos y distancias. Lo más habitual es medir los ángulos con un
goniómetro (taquímetro convencional o electrónico) y las distancias por
medida electromagnética. Cuando la poligonal no puede terminar en un
punto conocido, se puede cerrar en el punto de partida para poder
comprobar las observaciones. Normalmente las bases de la poligonal van a
ser puntos de partida para posteriores trabajos topográficos. Para tener
mayor precisión en la medida de la longitud de los ejes, se mide ésta dos
veces: al estacionar en cada base se mide a la siguiente y se repite la
medida a la anterior. En función de las características del instrumento, del
número de tramos y de la longitud de éstos, existe una tolerancia o error
máximo permitido para los ángulos y las coordenadas. El error de cierre de
una poligonal es la discrepancia entre los valores obtenidos por la
observación y los previamente conocidos. Es consecuencia de los errores
cometidos en la medida de los ángulos y distancias. Las poligonales se
hacen para llevar coordenadas a una zona, o para distribuir puntos
conocidos que se utilizarán en posteriores trabajos de levantamiento o
replanteo. El diseño de la poligonal se hace de acuerdo a la finalidad y las
posibilidades de los instrumentos. Siempre se elegirán las estaciones de
manera que haya visibilidad a la base anterior y siguiente y que la distancia
sea tal que con el instrumento utilizado pueda medirse. Si las bases se van
a utilizar para tomar los detalles de un terreno del que se quiere elaborar un
plano, se pondrán de manera que desde ellas se cubra toda la zona. El uso
de poligonales es uno de los procedimientos topográficos más comunes. Se
usan generalmente para establecer puntos de control y puntos de apoyo
para el levantamiento de detalles y elaboración de planos, para el replanteo
de proyectos y para el control de ejecución de obras. Una poligonal es una
sucesión de líneas quebradas, conectadas entre sí en los vértices. Para
determinar la posición de los vértices de una poligonal en un sistema de
coordenadas rectangulares planas, es necesario medir el ángulo horizontal
en cada uno de los vértices y la distancia horizontal entre vértices
consecutivos. En forma general, las poligonales pueden ser clasificadas en:
Poligonales Cerradas: En las cuales el punto de inicio es el mismo punto de
cierre, proporcionando por lo tanto control de cierre angular y lineal
Poligonales Abiertas: De enlace con control de cierre en las que se conocen
las coordenadas de los puntos inicial y final, y la orientación de las
alineaciones inicial y final, siendo también posible efectuar los controles de
cierre angular y lineal. Poligonales Abiertas Sin Control: En las cuales no es
posible establecer los controles de cierre, ya que no se conocen las
coordenadas del punto inicial y/o final, o no se conoce la orientación de la
alineación inicial y/o final.
Vértices.
Un vértice es donde se encuentran dos líneas. En términos muy simples,
un vértice es cualquier tipo de esquina. Cada rincón de una forma
geométrica representa un vértice. El ángulo es irrelevante para determinar si
una esquina es un vértice o no. Las diferentes formas tendrán un diferente
número de vértices. Un cuadrado tiene cuatro esquinas donde se
encuentran los pares de líneas, por lo tanto tiene cuatro vértices. Un
triángulo tiene tres. Una pirámide cuadrada tiene cinco: cuatro en la parte
inferior y uno en la parte superior
Aristas.
Las aristas son las líneas que se unen para formar vértices. El contorno
de una forma está compuesta por las aristas. Cualquiera de los dos vértices
unidos por una línea crean una arista. Esto puede ser confuso porque en
algunas formas de dos dimensiones sólo habrá tantas aristas como vértices.
Un cuadrado tiene cuatro aristas y cuatro vértices. Un triángulo tiene tres de
ambos. Una pirámide cuadrada de forma tridimensional, tiene diferente
cantidad de aristas y vértices. Cuenta con cinco vértices o esquinas, pero
tiene ocho aristas para unir estos vértices.