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LUIS MONTERO / ROBERTO PRADOS Profesores de Construcciones Civiles y Edificación

CICLO FORMATIVO: PROYECTOS DE EDIFICACIÓN MÓDULO: REPLANTEOS DE CONSTRUCCIÓN

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TEMA 2:

EL TERRENO. REPRESENTACIÓN Y MOVIMIENTO DE TIERRAS

____________________________________________________________________________________ 1.- REPRESENTACIÓN DEL TERRENO 2.- MOVIMIENTO DE TIERRAS 3.- MODELO DIGITAL DEL TERRENO 4.- EJERCICIOS PROPUESTOS

MÓDULO: REPLANTEOS DE CONSTRUCCIÓN TEMA: 2.- EL TERRENO. REPRESENTACIÓN Y MOV. DE TIERRAS PÁGINA 1

TEMA 2: EL TERRENO. REPRESENTACIÓN Y MOVIMIENTO DE TIERRAS

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2.1.- REPRESENTACIÓN DEL TERRENO:

2.1.1.- TOPOGRAFÍA Y REPLANTEO

En la mayoría de los casos, a la hora de iniciar la construcción de un edificio, el primer paso que se plantea en la interacción edificio-terreno, corresponde a una transformación geométrica del lugar de ubicación, que a veces es liviana y elemental, pero otras resulta de bastante consideración. Es por ello básico el estudio del terreno antes y durante la ejecución de la obra.

La TOPOGRAFÍA (del griego TOPOS: terreno y GRAFÍA: dibujo), como su propio nombre indica, es la ciencia que estudia la representación gráfica del terreno, o sea, la realización de planos que representen este terreno para su estudio.

El REPLANTEO es el “dibujo” de los planos de una edificación o construcción sobre el terreno existente para comenzar la obra. Asimismo, durante la obra se seguirán replanteando, o sea, dibujando sobre la construcción, la situación de los distintos elementos (muros, tabiques, cubiertas, etc…) para su correcta ejecución.

2.1.2.- SISTEMAS DE REPRESENTACIÓN DEL TERRENO

Vista la importancia de una correcta representación del terreno, vamos a ver los sistemas más utilizados.

2.1.2.1.- Planos acotados

No es mas que un plano en el que se representa a escala el terreno, en proyección horizontal, con indicación de la cota Z (la altura sobre el nivel del mar o desde un punto conocido) de varios puntos importantes del mismo (vértices, perímetro…), así como de otros puntos interiores o de “relleno”. Es un sistema de representación poco usado ya que no nos da una imagen del terreno a simple vista.


2.1.2.2.- Curvas de nivel

Con este sistema de representación sí que obtenemos, de un solo vistazo, una imagen clara del terreno. Consiste en unir los puntos de igual cota (normalmente de cota entera) del plano acotado mediante una línea de cota.

Al no tener directamente los puntos de cota entera, el proceso es triangular los puntos de cota conocida (que no será entera), graduar o modular las rectas resultantes obteniendo así los puntos de cota entera para unirlos finalmente.


El resultado es un plano con las líneas de proyección horizontal que obtendríamos si cortáramos el terreno por planos horizontales separados una distancia constante (equidistancia).

2.2.- MOVIMIENTO DE TIERRAS:

Para el cálculo de la cantidad de tierra a mover en un terreno para adaptarlo a los requerimientos de la obra a construir en él, hay varios métodos. Vamos a ver a continuación, en resumen, dos de los más usados.

2.2.1.- MÉTODO DE LAS CUVAS DE NIVEL MODIFICADAS

Este método se basa en calcular la diferencia de volumen existente entre el terreno con las curvas de nivel originales y el terreno tras la actuación acometida en él con las curvas de nivel modificadas. Esta diferencia nos dará la cantidad de tierra a mover en la obra.

Para calcular el volumen entre dos curvas de nivel consecutivas, se procede de la siguiente forma:

- Se calcula el área encerrada por la curva inferior y por la superior

- Se aplica la fórmula del volumen de un prisma trapezoidal, esto es:

V = [(Base mayor + base menor) / 2] · equidistancia


2.2.2.- MÉTODO DE LOS PERFILES

Un perfil es la sección producida en una terreno por una o varias superficies verticales sucesivas. Estas superficies pueden ser planas (directriz recta) o cilíndricas (directriz curva). A la proyección horizontal de dichas superficies se les denomina alineaciones. Todas las alineaciones forman la traza del perfil y a la proyección vertical se le denomina propiamente perfil. El nombre de rasante se utiliza para definir la geometría de la obra que se realiza. Para dibujar dicha proyección vertical es preciso girar y/o desarrollar las superficies que lo componen de forma que las longitudes se representen siempre en verdadera magnitud.

El trazado de un perfil pasa simplemente por marcar en planta su trazado y levantar verticales por los puntos de intersección de este trazado con las curvas de nivel hasta interceptar los correspondientes planos de nivel. Es usual en perfiles longitudinales el representar a distinta escala (ordinariamente 10 veces de diferencia) el trazado horizontal y el vertical, ello es debido fundamentalmente al interés de obtener una representación gráfica más señalada o diferenciada. No ocurre lo mismo cuando se trata de perfiles transversales para la determinación de volúmenes o movimiento de tierras, en éstos se utiliza la misma escala en vertical y en horizontal a fin de evitar confusiones a la hora de medir sobre ellos y superficiar para hacer las cubicaciones.


Los tipos de perfiles que se pueden trazar son: longitudinales y transversales.

Los perfiles longitudinales son muy útiles para el proyecto de obras de desarrollo longitudinal como carreteras, caminos, viales, conducciones de agua, alcantarillado, líneas eléctricas, canales, ferrocarriles, etc... Los datos contenidos en el perfil longitudinal son de gran importancia para determinar las rasantes de las obras proyectadas. Asimismo, su información es determinante para obtener los datos necesarios para el replanteo de este tipo de obras.

Los perfiles transversales se trazan perpendiculares a la traza del perfil longitudinal y se utilizan principalmente para la cubicación del movimiento de tierras en obras de desarrollo lineal.

Perfil Longitudinal

La representación gráfica consta generalmente de dos partes.

El terreno es la representación gráfica en proyección vertical de la sección producida en el terreno por las superficies que lo definen.

La rasante representa el perfil de la obra terminada, es decir, los puntos representativos de la carretera, camino, etc... una vez concluida la obra. Esta rasante puede tener una pendiente constante (rectilínea) o variable (curvilínea: circular, parabólica, etc...)

Los datos referentes a los puntos que determinan el perfil se dan en la parte inferior del mismo, en la denominada “guitarra”. Los datos que reseñamos en la guitarra son los siguientes: Distancias: parciales y al origen, Ordenadas: del terreno y de la rasante, Cotas rojas: de desmonte y de terraplén y Perfiles transversales.


Perfiles Transversales

Los perfiles transversales se trazan, con representación del terreno y la rasante (y el talud correspondiente), en cada intersección de la traza con una curva de nivel y en cada intersección del terreno y la rasante.

El cálculo de volumen entre dos perfiles consecutivos se realiza mediante los prismas de tierra según se indica en la siguiente figura:


Para casos mixtos, en los que un perfil se encuentra en desmonte o terraplén y el otro a media ladera, se dividirá el perfil en varias zonas (Caso C), correspondiendo ya cada zona a uno de los dos casos anteriores (Casos A y B)


2.3.- MODELO DIGITAL DEL TERRENO

Hay multitud de programas informáticos en el mercado que permiten realizar lo anteriormente visto de una forma sencilla y rápida, a partir de la nube de puntos introducida o descargada de un aparato topográfico (estación total, GPS…).


2.4.- EJERCICIOS PROPUESTOS

EJERCICIO 1:

Se tiene la parcela representada en el siguiente plano de curvas de nivel. La actuación a realizar sobre dicha parcela consiste en organizar una plataforma circular horizontal, base de un depósito. El centro de dicha plataforma se halla en la intersección de la diagonal que une los puntos de estación 2 y 5, con la que va desde el 1 a la mitad del lado definido por los 3 y 4. Su radio es de 25 metros y su altitud la definida por la que tiene el punto central al que hemos hecho referencia. El talud, tanto para el desmonte como para el terraplén será del 15%.

Dibujar la nueva topografía resultante de formar mediante el movimiento de tierra necesario la citada plataforma y sus taludes, calculando el volumen de tierra a mover en desmonte y terraplén, así como la cantidad de tierra a comprar o transportar a vertedero (esponjamiento 20%. La tierra desmontada no es válida para relleno).


EJERCICIO 2:

Se adjunta el plano de curvas de nivel de un terreno y tres puntos A, B y C. Se pide:

- Dibujar el contorno de la intersección del plano determinado por los puntos A, B y C con el terreno, sobre el plano de curvas de nivel modificadas.

- Determinar el volumen de tierras teórico a desmontar para eliminar el terreno por encima de ese plano.


EJERCICIO 3:

En la parcela adjunta, representada con sus curvas de nivel, se va a realizar una explanación dejándola horizontal a nivel +23,00 m., así como la excavación para el sótano de una vivienda y una piscina.

Calcular, realizando los perfilas necesarios, el movimiento de tierras a comprar o retirar de la obra (esponjamiento 25%), suponiendo que la tierra que se desmonta es válida para relleno.


EJERCICIO 4:

Se ha levantado el terreno (cuyo croquis se adjunta) y se ha realizado el plano acotado, sobre el que se pide:

- Realizar el plano de curvas de nivel correspondiente, marcando en grueso las curvas pares.

- Trazar una senda que descienda de la cima mayor (cota 100) al arroyo, con una pendiente del 8%

- Si se trazara una carretera de 10 m. de anchura (talud lateral del 100%) desde el punto A al punto B (en línea recta), calcular el movimiento de tierras necesario (volumen de tierra a retirar o añadir en todo el conjunto de la obra), dibujando los perfiles necesarios, usando solo las curvas pares (esponjamiento 20%. La tierra desmontada es válida para relleno).

- Realizar el plano de curvas de nivel modificadas que producirá la construcción de la carretera anterior.


Escala 1:1000

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