informe de altimetría y nivelación

ALTIMETRIA Y NIVELACION

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UNIVERSIDaD NaCIoNaL DE

CaJaMaRCa

ESCUELa aCaDMICo PRoFESIoNaL

DE INGENIERa CIVIL

Curso:

TOPOGRAFIA I

Docente:

ING. SERGIO HUAMAN SANGAY

Alumno:

Becerra Cotrina, Jos Vctor

09 de julio del 2014


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Practica N 03: Altimetra y nivelacin

1. INTRODUCCION:

La altimetra estudia los mtodos que sirven para definir las posiciones relativas o absolutas de

los puntos sobre la superficie de la tierra, proyectados sobre el plano vertical mediante diferentes

procedimientos, que se utilizan para determinar diferencias de elevacin entre puntos de la

tierra. La altimetra considera las diferencias de nivel existentes entre puntos de un terreno o de

una construccin.

Para poder conocer estas diferencias de nivel, hay necesidad de medir las distancias verticales

directas o indirectamente, operacin que se denomina nivelacin en realidad la nivelacin ha

contribuido en forma muy importante al desarrollo de la civilizacin.

La nivelacin ha contribuido en forma muy importante al desarrollo de la civilizacin, ya que las

construcciones de caminos, conductos de agua o canales, las grandes obras de arquitectura, entre

otras, tanto de la era moderna como de la antigedad, son una prueba palpable de ste,

sorprendente descubrimiento. No se sabe con exactitud el origen de esta rama de la topografa.

2. OBJETIVOS. El objetivo e inters de los estudiantes encargados de realizar la presente prctica hecha

es fundamentar slidamente el reconocimiento de los niveles topogrficos, eclmetro, mira y todos los instrumentos a utilizar.

Aprender el uso del eclmetro para determinar la pendiente de un terreno y determinar desniveles entre dos puntos y replanteo de pendientes.

Reconocer, aprender y mejorar el uso de los instrumentos que se va usando en cada prctica de campo, ya que al estudiante de ingeniera es necesario acostumbrarlo al uso de estos, as como tambin conozca los conceptos de estos instrumentos topogrficos.

Comprender las diferentes funciones que tiene un nivel, reconocer las partes de un nivel y que funcin cumple cada uno de los tornillos que lo conforma.

3. EQUIPO Y MATERILAES


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Wincha

Jaln (3)

Eclmetro

Nivel de ingeniero

Trpode

GPS Navegador

BRIGADA:

Alcntara Vega, Jonathan Melqui Becerra Cotrina, Jos Vctor Cerqun Huamn, Julio Noel Daz Nez, July Marisol Morales Mantilla, Jorge


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4. MARCO TEORICO Las distancias verticales, que se miden a partir de una superficie de nivel o plano de referencia arbitrario, que debe ser normal a la direccin de la plomada, se denominan COTAS. Cuando el plano de referencia coincide con el nivel del mar, las distancias verticales medidas a partir de dicho plano se denominan Altitudes o Alturas.

FACTORES QUE AFECTAN LA NIVELACION Hay dos factores que afectan la nivelacin: 1. Curvatura terrestre (h`)

Se estima que la curvatura terrestre es directamente proporcional al cuadrado de la distancia.

Llamando h` al efecto de curvatura terrestre y k distancia en km, entre dos puntos. h`= 0.08k2

2. Refraccin atmosfrica (r)


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Vara con la temperatura, la presin atmosfrica y el sitio. Es mejor realizar las observaciones hacia el medioda, pues a esta hora la refraccin es

menos variable que en las maanas o en las tardes. La refraccin atmosfrica produce un efecto contrario al anterior y menor que l. Llamando r el efecto por refraccin atmosfrica s tiene r = 0.01 k2 Si h es el efecto combinado de estos dos fenmenos: h = 0.07k2 NOTA: h, h` y r estn expresados en m, km Se tomarn en consideracin estos 2 fenmenos en nivelacin de alta precisin o en

levantamientos geodsicos. En las nivelaciones de este curso no se considerarn, ya que por las condiciones de

trabajo, los errores introducidos por estos efectos son mnimos.

METODOS PARA DETERMINAR DIFERENCIAS DE ELEVACION

Las diferencias de elevacin se pueden determinar con tcnicas modernas en donde se utiliza satlites, tambin a travs de la fotogrametra. Adems tradicionalmente se han determinado diferencias de elevacin empleando: 1.- Cinta 2.- Por nivelacin diferencial 3.- Nivelacin baromtrica 4.- Nivelacin trigonomtrica 5.- Nivelacin con eclmetro 1. Mtodo de determinacin con cinta A veces es posible aplicar una cinta a la lnea vertical que une dos puntos. Este mtodo se utiliza para determinar profundidades en pozos de minas, elevaciones del suelo en los levantamientos para condominios y en la construccin de edificios de varios pisos. 2. Nivelacin geomtrica La nivelacin diferencial, en su forma bsica, se ilustra en la Fig.

Es uno de los mtodos ms comunes, se determina una lnea visual horizontal utilizando un nivel ptico. Se usa un anteojo telescpico con una amplificacin adecuada para leer estadales graduados, situados sobre puntos fijos. El instrumento se sita aproximadamente a la mitad de la distancia ente el banco de nivel BN Roca, y el punto X. Supngase que se conoce la cota o elevacin BN Roca, que es de 820 m. Despus de nivelar el instrumento, una visual dirigida a un estadal en posicin vertical sobre el BN da una lectura de 8.42 pies. Una lectura aditiva (+S), tambin llamada lectura hacia ATRS (LA) es la que se toma sobre un estadal colocado sobre un punto de elevacin conocida o


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supuesta. Esta lectura se utiliza para determinar la ALTURA DEL INSTRUMENTO (AI), que se define como la distancia vertical del plano de referencia a la lnea visual del nivel. Si se suma la lectura aditiva de 8.42 pie a la cota de BN Roca, 820.00 se tiene la AI, que

resulta 828.42 pie Si luego se gira el nivel, de manera que quede en su campo visual el estadal puesto sobre

el punto X, se tiene una lectura sustractiva (-S), llamada tambin lectura HACIA EL FRENTE O HACIA DELANTE (LF). En este ejemplo es de 1.20 pie. Una lectura sustractiva se define como la que se toma sobre un estadal emplazado verticalmente en un punto cuya elevacin se va a determinar. Si se resta la lectura sustractiva de 1.20 pie de la AI, 828.42, se consigue la elevacin del punto X, o sea, 827.22 pie.

En consecuencia, la teora bsica de la nivelacin diferencial y sus aplicaciones puede expresarse por las dos ecuaciones siguientes, empleadas una y otra vez:

AI = elev + LA Y Elev = AI LF

3. Nivelacin baromtrica

EL BARMETRO

El barmetro, que es un instrumento para medir la presin del aire atmosfrico, puede usarse para determinar alturas relativas de puntos situados sobre la superficie de la Tierra. La presin atmosfrica tambin es afectada por otras circunstancias, adems de la altitud; por ejemplo, por cambios sbitos de la temperatura y por condiciones variables de atmsfera debidas a tormentas. Adems, durante el da hay una variacin normal de la presin baromtrica que equivale a unos 100 pie de diferencia de altitud; a esta variacin se la conoce como oscilacin diurna de la presin atmosfrica. Puede emplearse varias tcnicas para determinar diferencias de elevacin correctas. Se deja el barmetro de control en un Banco de nivel (base) y se lleva el instrumento

mvil o viajero a los puntos cuyas elevaciones se desea conocer. Este mtodo se utiliza en casos que se desea determinar niveles en terrenos abruptos,

pero que no requieren precisin.

4. Nivelacin trigonomtrica

La diferencia de elevacin o desnivel entre dos puntos puede determinarse midiendo: a.-) la distancia inclinada u horizontal entre los puntos b.-) el ngulo cenital o el ngulo vertical entre los puntos.


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5. Nivelacin referencial

Antes de definir lo que es un eclmetro o nivel de mano, se van a definir unos conceptos bsicos, para comprender mejor la funcin de ste instrumento. En la topografa, cuando se realiza un trabajo, es primordial el procedimiento de medicin de los ngulos, y para ello se utilizan instrumentos de medicin que reciben el nombre genrico de gonimetros.

El Eclmetro: es un gonimetro que se utiliza para medir ngulos cenitales. Podemos distinguir dos tipos de eclmetros como son: Eclmetros de Plano: cuando el limbo del aparato va fijo. Eclmetros de Lnea: son aquellos que permiten efectuar la lectura cenital ya corregida, van provistos de un nivel de gran sensibilidad que calamos en cada visual girando el limbo, para hacer coincidir el cero de la graduacin en la posicin en coincidencia con el cenit. Actualmente se utilizan eclmetros automticos que dan la lectura corregida directamente mediante un sistema compensador.

EQUIPOS PARA NIVELACIN

Los de tipo Y: Este nivel, que por ahora ha llegado a ser obsoleto, tiene un anteojo no fijo sobre

soportes en Y, llamados as debido a su forma.

Los de tipo fijo o de anteojo corto: En este tipo de nivel, que aparece en la Fig. el anteojo est rgidamente unido a la regla

del nivel y es paralelo a sta. El nivel de burbuja, unido a la regla del nivel y protegido, permanece siempre en el mismo plano vertical que el anteojo, pero unos tornillos situados en cada extremo permiten ajustarlo verticalmente y cambiar el nivel de burbuja cuando ste se daa.


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Los de tipo basculante de anteojo fijo:

Se lo utiliza en trabajos de alta precisin, tambin se emplean en trabajos generales. Llevan un nivel de burbuja circular para nivelarlos aproximadamente empleando tornillos niveladores, o bien, una articulacin esfrica o de rotula (sin tornillos niveladores) que permite inclinar la base y fijarla en posicin casi a nivel. Su nivelacin exacta se logra inclinando o basculando el anteojo ligeramente en un plano vertical en torno a un fulcro situado en el eje vertical del instrumento, sin cambiar la altura de ste.

Los de tipo Autonivelante (automticos)

Los niveles automticos del tipo que se ilustra en la figura cuentan con un dispositivo de auto nivelacin. En la mayora de estos instrumentos se logra una nivelacin aproximada usando una base con tres tornillos niveladores que centran una burbuja circular, aunque algunos modelos tienen una articulacin esfrica o de rtula.


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DEFINICIN DE TRMINOS

1. Nivelacin.

Es el conjunto de procedimientos para determinar las diferencias de elevacin y las alturas o cotas de dos o ms puntos, la precisin en las mediciones depende del tipo e importancia del levantamien6to a ejecutar.

2. Desnivel.

Es la diferencia de altura obtenida mediante nivelacin entre dos puntos, se conoce como diferencia de nivel o desnivel.

3. Cota de un punto.

Es la distancia vertical o altura del punto, medida con respecto a un plano de referencia. Si se conoce la cota de un punto y el desnivel con respecto a otro, se puede determinar la cota de ste.

4. BM.

Una nivelacin debe estar siempre referida a puntos de control vertical (BN), que son puntos relativamente permanentes, en los cuales se marca una cota o altura conocida arbitraria.

5. Control vertical

El control vertical de un levantamiento replanteo de construccin se lo realiza a travs de una red de BN que se establece durante el trabajo de campo.

6. Mira (regla vertical).

Es el dispositivo ms utilizado para medir desniveles en el terreno, tiene 4m de altura y para las lecturas se debe mantener perfectamente vertical (nivel de ojo de pollo), es til para levantar perfiles y puntos de detalle para configuracin de los accidentes de un terreno.

7. Datum.

Referencia al nivel del mar para determinar las elevaciones del terreno.

8. Superficie de nivel.

En cualquier punto de una superficie terrestre es perpendicular a la direccin de la plomada (gravedad). Es paralela a la superficie de la tierra.

9. Lnea horizontal.

Recta tangente a una lnea de nivel en un punto dado (punto de tangencia).

DIFERENTES PROCEDIMIENTOS Y TECNICAS DE NIVELACION

La nivelacin es una operacin muy simple que requiere seguir este procedimiento:

a) Apuntar a travs del visor el antejo del nivel sobre la mira

b) Enfocar y aclarar la imagen

c) Realizar las lecturas con el hilo central sobre la mira.


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PROCEDIMIENTOS QUE VAMOS A REALIZAR EN CAMPO

1. Nivelacin geomtrica simple

Es aquella en la cual desde una sola posicin del aparato se pueden conocer las cotas de todos los puntos del terreno que se desea nivelar.

Se sita y nivela el aparato en el punto ms conveniente, el que ofrezca mejores condiciones de visibilidad. La primera lectura se realiza sobre la mira colocada en un punto estable y fijo que se toma como BN.

Si lo es la lectura al BN que servir para encontrar la altura del plano horizontal que recorre la lnea de vista y se denomina altura del aparato (h aparato)

H aparato = BM + lo (= cota)

La lectura sobre un punto de cota conocida se denomina VISTA ATRS; sta sumada a la cota del punto, nos da la altura del aparato

Las cotas de los diferentes puntos tales como A, B, C; etc.; se encuentran restando a la altura del aparato la lectura correspondiente sobre cada punto, as:

A = haparato la

B = haparato lb

Las lecturas sobre puntos tales como la, lb, etc., se denominadas vistas intermedias, stas restadas de la altura del aparato nos dan la cota de cada punto.

2. Nivelacin geomtrica compuesta

Es el sistema empleado cuando el terreno es bastante quebrado, o las visuales resultan demasiado largas (> 300m)

El aparato no permanece en el mismo sitio sino que se va trasladando a diversos puntos desde los cuales se toman nivelaciones simples, que van ligndose entre s por medio de los llamados PUNTOS DE CAMBIO


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En la nivelacin directa compuesta se efectan 3 clases de lecturas.

o Vista atrs.

Es la que se hace sobre el BM para conocer h del aparato

o Vista intermedia.

Es la que se hace sobre los puntos que se quiere nivelar para conocer la cota.

o Vista adelante

Es la que se realiza para hallar la cota del punto de cambio (BN Provisional)

PROCEDIMIENTO

El Procedimiento a seguir en una nivelacin directa compuesta puede resumirse as:

1.- Se arma y nivela el aparato en un punto favorable (1), desde donde se pueda leer al BN y al mximo nmero de puntos posible (de acuerdo con la pendiente del terreno y la longitud de la mira de que se disponga)

2.- Se toma la lectura lo (vista atrs) con la mira sobre el BN para encontrar la altura del aparato

h1 del aparato = BN + lo

3.- Se toman lecturas de la mira sobre los diferentes puntos, tales como A, B, (Vistas intermedias), con las cuales hallaremos sus cotas respectivas, as:

A= h aparato la ; B = h aparato lb

4.- Cuando ya no se puedan hacer ms lecturas desde esta primera posicin del aparato, se busca un punto de cambio (CNro 1) sobre el cual se lee la mira (vista adelante)

C Nro. 1 = h1 aparato (vista adelante)

5.- Se lleva el aparato a una segunda posicin (2) desde la cual se puede leer CNro 1 y al mximo nmero de puntos posible. Se arma y nivela el aparato y luego se lee la mira (V atrs), con lo cual se halla la nueva altura del aparato.

h2 aparato = C Nro. 1 + V atrs

6.- Se prosigue nuevamente como en 3, 4, 5.

MODELO DE LIBRETA

Difer. Nivel = Vistas Adelante - A atrs


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CONTRANIVELACIN

El chequeo de la libreta no indica que la nivelacin est bien o mal realizada. As pues, si no se cierra la nivelacin sobre un punto de cota conocida, entonces es necesario CONTRANIVELAR, es decir nivelar a partir del ltimo punto hasta llegar al BM inicial la cota de llegada se compara con la cota de partida y la diferencia entre ellas nos da el error de cierre de la nivelacin

ANOTACIONES IMPORTANTES

1.- Tanto en nivelacin como en contra nivelacin, para ahorrar trabajo y tiempo, se debe procurar: a) si se va subiendo: hacer las vistas atrs en el extremo superior de la mira y las vistas adelante en el extremo inferior. B) Si se va bajando: hacer las vistas atrs en el extremo inferior de la mira y las vistas adelante en el extremo superior. As se podr abarcar ms en cada posicin del aparato.

2.- Una nivelacin puede cerrar bien, pero esto no indica que las cotas de los puntos intermedios por los cuales pas la nivelacin estn correctas, pues pueden haberse cometido equivocaciones en las lecturas o en las anotaciones y cmputos de puntos sobre los cuales se tom vista intermedia.

3.- Los errores ms comunes cometidos en nivelaciones son los siguientes: (entre parntesis se anota la manera de vitarlos).

a) Error al leer la mira, (familiarizarse con anterioridad con las divisiones de sta).

b) Errores en las anotaciones, (chequeo de la libreta).

c) Errores aritmticos, (chequeo de la libreta).

d) Que en el punto de cambio se vare la posicin de la mira mientras se hace la lectura de vista atrs y vista adelante, procurar hacerlo sobre un punto estable y plano o colocar una placa.

e) Falta de perpendicularidad.

f) Asentamientos, debidos a falta de resistencia del terreno, que pueden sufrir el trpode o la mira en los puntos de cambio (Se fija bien en trpode, y los puntos de cambio se toman sobre terreno firme).

g) Que la burbuja no ste dentro de sus reparos, al hacer la lectura sobre la mira. (Se debe verificar la burbuja a cada lectura).

h) Paralaje (enfocar correctamente el anteojo).


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5. METODOLOGIA. FASE DE CAMPO

I. USO DEL ECLIMETRO

Lectura de la pendiente ascendente o descendente en grados sexagesimales o en

porcentaje.

Diferencia de niveles.

Determinacin de puntos a una determinada pendiente y distancia conocida.


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Seccin transversal.

II. USO DE NIVEL DE INGENIERO Nivelacin simple.

LIBREta DE CaMPo

Datos

Punto Vista atrs Vista adelante Cota

A 2.770m 100

B 1.856m

Nivelacin compuesta.


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LIBREta DE CaMPo

Datos


A 1.608m 100

1 2.586m 0.746m

B 1.626m

Nivelacin mltiple.

LIBREta DE CaMPo

Datos


A 1.503m 100

B 1.569m

C 1.058m

D 1.045m

Nivelacin recproca.


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Estaciones

LIBREta DE CaMPo

Datos


E1 A 1.316m 100

B 0.859m

E2 A 2.532m 100

B 2.018m

FASE DE GABINETE

I. USO DEL ECLIMETRO

Lectura de la pendiente ascendente o descendente en grados sexagesimales o en

porcentaje.

En porcentaje (%): 9.36

Diferencia de niveles.

Determinacin de puntos a una determinada pendiente y distancia conocida.

Seccin transversal.


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II. USO DE NIVEL DE INGENIERO Nivelacin simple.

Punto Vista atrs Altura de Instrumento

Vista adelante

Cota Observaciones

A 2.770m 102.770m 100m B.M

B 1.856m 100.914m

Nivelacin compuesta.

Punto Vista atrs

Altura de instrumento

Vista adelante

Cota Observaciones

A 1.608m 101.608m 100 B.M

1 2.586m 101.608m 0.746m 101.132m PC1

B 103.448m 1.626m 101.822m


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Nivelacin mltiple.

Punto Vista atrs Altura de instrumento

Vista adelante

Cota Observaciones

A 1.503m 101.503m 100 B.M

B 101.503m 1.569m 99.934m

C 101.503m 1.058m 100.4445m

D 101.503m 1.045m 100.458m

Nivelacin recproca.

Estaciones

DatoS

Punto

Vista atrs

Altura de instrumento

Vista adelante

Cota Observaciones

E1 A 1.316m 101.316m 100m B.M

B 101.316m 0.859m 100.457m

E2 A 102.532m 2.532m 100m B.M

B 2.018m 102.532m 100.514m


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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Determinamos los usos del eclmetro, tambin hemos determinado los procedimientos

para el replanteo de pendientes y desniveles. Aprendimos a poder estacionar el equipo en un determinado tiempo moderado como

principiante en la carrera. Reconocimos cada parte del nivel y aprendimos a diferenciar las partes y los usos

respectivos que tienen los tornillos para poder hacer una buena nivelacin en el trabajo de campo.

El trabajo en campo debe tomarse con bastante responsabilidad y seriedad para que los mrgenes de error resulten no ser mayores a los permisibles.

Cabe resaltar que la utilizacin de niveles nos sirve de herramienta de trabajo que han simplificado nuestro trabajo a nivel de campo.

7. BIBLIOGRAFIA:

http://topve5.blogspot.com/eclimetro-o-nivel-de-mano.html http://html.rincondelvago.com/topografia_8.html TOPOGRAFA ELEMENTAL, Raymond E. Davis, Yoe Nelly TOPOGRAFA PRCTICA, Jorge Mendoza Dueas, Samuel Quiones TOPOGRAFA, Wolf / Brinker Explicaciones del profesor en clase.


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Anexos


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informe de altimetría y nivelación

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