Este documento contiene información sobre topografía y movimiento de tierras. Explica conceptos como tipos de excavación (capa vegetal, tierra, roca, fango), protección de excavaciones, compactación, terraplenes, instrumentos de medición de volúmenes de tierra y replanteo de coordenadas poligonales. El objetivo principal es determinar las posiciones de puntos sobre la superficie terrestre mediante medidas topográficas.
2. Topografía Original
Es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos para determinar
las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra,
por medio de medidas según los 3 elementos del espacio. Estos elementos
pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una dirección
y una elevación.
Para distancias y elevaciones se emplean unidades de longitud ( en
sistema métrico decimal), y para direcciones se emplean unidades de arco.
(grados sexagesimales)
El conjunto de operaciones necesarias para determinar las posiciones de
puntos y posteriormente su representación en un plano es lo que se llama
comúnmente "Levantamiento".
La mayor parte de los levantamientos, tienen por objeto el cálculo de
superficies y volúmenes, y la representación de las medidas tomadas en le
campo mediante perfiles y planos, por lo cual estos trabajos también se
consideran dentro de la topografía.
3. Topografia modificada
Consiste en representar en un plano, el diseño de una obra que modificará el
perfil natural de un terreno, mostrando a detalle las nuevas características del
terreno.
Al proporcionar una vista de conjunto, se
puede prever la forma en que se afectará el
terreno objeto del proyecto y sus alrededores,
lo que permite programar acciones para
corregir en el trazado y evitar los problemas
que pudieran generarse por los cortes o
rellenos. También puede ser útil a la hora de
planificar nuevos trabajos (plazas, ramales,..)
en las zonas aledañas, al igual que para la
realización de estudios de impacto ambiental
que pueda ocasionar el proyecto.
4. Movimiento de tierra
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 para maquinaria, camiones, rampas, etc.
En los apartados siguientes se describen el conjunto de actuaciones inherentes al
movimiento de tierras.
5. Corte y banqueo
Es el Rebajamiento o Desmonte de un terreno hasta el Nivel
previsto en el estudio correspondiente. Se considera como
banqueo la Excavación, a máquina o con explosivos, de
cualquier tipo de material cuyo Volumen sobrepase los 5.000
m3. A fin de garantizar la correcta Ejecución del banqueo, se
deben situar y mantener Estacas de Corte y Relleno claramente
marcadas y a una separación no mayor de diez Metros entre sí
6. Excavación
Excavación en banqueo es aquella realizada en el sitio de la obra
y cuya finalidad principal es obtener las rasantes y secciones
transversales establecidas en los planos correspondientes.
7. Tipos de Excavación
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.
8. Tipos de Excavación
La excavación de tierra
Es la eliminación de la capa de suelo que seencuentra inmediatamente debajo de la
capa vegetal y encima de la roca. La tierra se utiliza para construir terraplenes y
cimientos y suele ser fácil de mover con niveladores (traíllas) u otro tipo de equipo
para movimiento de tierras.
La excavación en roca
Es el movimiento de una formación que no puede excavarse sin barrenos y
voladuras. Cualquier piedra de más de 0.453 m3 se suele clasificar como roca. Por
contraste, la tierra es un formación que, al ararla y romperla, se desintegra en
piezas suficientemente pequeñas como para moverlas con facilidad, cargarlas en
vehículos de transporte e incorporarlas en un terraplén o cimiento en capas
delgadas. Cuando la roca se deposita en un terraplén, se coloca en capas gruesas,
por lo general de más de 0.457 m.
La excavación en fango
Es el movimiento del material que contiene una cantidad excesiva de agua y suelo
indeseable. Su consistencia se determina por el porcentaje de agua que contiene.
Debido a su falta de estabilidad bajo carga, el fango rara vez puede utilizarse en un
terraplén. La eliminación del agua puede lograrse diseminando el fango sobre una
superficie grande y dándolo secar, lo que cambia las características de la tierra, o
estabilizándolo con otro material a fin de reducir el contenido de agua.
9. Tipos de Excavación
La excavación de otros materiales
No clasificados es el movimiento de cualquier combinación de capa vegetal, tierra, roca y
fango. Las empresas suelen usar esta clasificación, y significa que el movimiento de tierra se
debe hacer, cualquiera que sea el tipo de material que se encuentre. Muchas excavaciones se
efectúan sobre la base de no clasificada, por la dificultad de distinguir, en términos legales o
prácticos, entre tierra, fango y roca. La excavación no clasificada debe efectuarse hasta las
líneas y rasantes indicadas en los planos, cualquiera que sea el contenido de humedad y el tipo
de material que se encuentre entre la superficie y la profundidad final.
La excavación también puede clasificarse de acuerdo con el propósito del trabajo, como
desmonte, caminos, drenajes, puentes, canales, cimientos o zapatas y préstamo. En este caso,
el contratante indica la naturaleza de la excavación para la que se removerán los materiales.
Las designaciones pueden variar entre una zona y otra. A menudo, la razón del nombre
particular de un tipo de excavación se debe a la costumbre local.
El escarificado o desmonte
Suele incluir el movimiento de todo el material entre la superficie original y la parte alta de
cualquier material aceptable para un terraplén permanente.
La excavación para calzadas de caminos
Es la parte de un corte para un camino que comienza en donde terminó el desmonte, y
concluye en la línea de la subrasante terminada o en la parte inferior de la capa de asiento.
Con frecuencia el desmonte suele ser parte de la excavación para calzadas de caminos.
10. Tipos de Excavaciones
La excavación para drenaje o la excavación para estructuras
Es el movimiento del material encontrado durante la instalación de estructuras para drenaje que no
sean puentes. Estas estructuras, a menudo se denominan estructuras menores para drenaje
eincluyen tubos y alcantarillas para caminos. Una alcantarilla, por lo general, se define como una
estructura debajo de un camino con una abertura libre de menos de 6.096 m, mientras que un
puente es una estructura que abarca más de 6.096 m. Después de instalar un tubo o alcantarillado, el
relleno se debe hacer con material adecuado. Este material suele obtenerse de una fuente que no
sea la excavación para drenaje, que por lo general no es aceptable ni fácil de trabajar. A menudo, la
excavación para alcantarillas no incluye el material que se encuentre más allá de una distancia
especificada desde el extremo de una alcantarilla.
La excavación para puentes
Es el movimiento del material encontrado al excavar para zapatas y estribos. Con frecuencia, la
excavación para puentes se divide en húmeda, seca y en roca. La línea divisoria entre la excavación
húmeda y seca se determina con la especificación de una elevación, arriba de la cual el material se
clasifica como seco y, debajo de ella, como húmedo. Puede especificarse una elevación diferente
para cada cimiento.
La excavación para canales
Es la rectificación o cambio de lugar de un arroyo o corriente, por lo general debido a que corre a lo
largo de un derecho de vía. El contratante pagará por cualquier zanja de entrada o de salida
necesaria para desviar el agua por un tubo, como excavación para canal, hasta la línea en donde
empieza la excavación para alcantarilla.
11. Protección de tipos de excavaciones
• 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.
12. Protección de tipos de excavaciones
• 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.
13. Protección de tipos de excavaciones
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.
14. Compactación
La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las
partículas de suelo son obligadas a estar mas en contacto las
unas con las otras, mediante una reducción del índice de vacíos,
empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un
mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.
15. Beneficios de la compactación
a. Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad
para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar cargas
mayores debido a que las partículas mismas que soportan mejor.
b. Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o afirmado
con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme produciendo grietas o
un derrumbe total.
c. Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El agua
fluye y el drenaje puede entonces regularse.
d. Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar en el
suelo y llenar estos vacíos. El resultado seria el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias
y la contracción del mismo durante la estación seca.
e. Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. Esta
acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se
agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.
Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se
trabaje en cada caso; En la práctica, estas características se reflejan en el equipo disponible para el
trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumáticos o patas de cabra.
16. Terraplén
se denomina terraplén a la tierra con que se rellena un terreno
para levantar su nivel y formar un plano de apoyo adecuado
para hacer una obra.
17. Rellenos
Relleno es el trabajo que se realiza en la construcción, tanto de
una obra ingeniera como de arquitectura, con el fin de elevar la
cota del perfil natural del terreno, o restituir dicho nivel después
de haberse realizado una excavación.
18. Instrumentosde medición devolúmenesde
tierra
Las unidades de obra que pertenecen a los Movimientos de Tierras
pueden presentar una doble dificultad en cuanto a su medición:
Es muy difícil medirlas o comprobarlas una vez ejecutadas (ej. en
cimentaciones, una vez excavadas y hormigonadas). Por esto es
recomendable realizar la medición antes de iniciar los trabajos.
Es muy difícil de medir durante el proyecto (ej. desmontes y
terraplenes) si no se disponen de buenos datos topográficos
19. Mensura
Realizar una mensura de un terreno, 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, etc.
Un inmueble se compone de un terreno y todas las edificaciones
existentes en él. Corresponde a los catastros provinciales la
aprobación de los planos de mensura.
21. Replanteodecoordenadaspoligonales
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.
Posición Relativa de puntos en el Terreno
Se sabe que una de las finalidades de la topografía plana es la determinación de la posición relativa
de los puntos sobre el terreno, tanto en planta como en alzado, elevación o perfil.
Si se conoce la posición y orientación de una línea dada AB y se desea conocer la posición relativa del
punto P, se pueden emplear los siguientes métodos:
Radiación: Medición de un ángulo y una distancia tomados a partir de un extremo de la línea de
referencia.
22. Radiación: Medición de un ángulo y una distancia tomados a
partir de un extrerilateración: Medición de las dos distancias
Tomadas desde los dos extremos de la línea de referencia.mo de
la línea de referencia.
23. Intersección de visuales: Medición de los dos ángulos medidos desde los
extremos de la línea de referencia, lo cual se conoce también como base
medida. Se conforma un triángulo, donde se conocen tres elementos: una
distancia y dos ángulos, que mediante la aplicación de la ley de los senos
pueden calcular las distancias desde los extremos de AB al punto P.
Intersección directa: Medición de la distancia desde un extremo y la
medición del ángulo desde el otro extremo. Los datos faltantes se pueden
calcular mediante la generalización de la fórmula de Pitágoras ó la ley del
coseno.
24. Vértices
El vértice es el punto donde se encuentran dos o más semirrectas o segmentos que
conforman un ángulo.
Topografía y Cartografía, un hito situado en el terreno para señalar con precisión la
posición
Borde de un sillar, madero o cualquier otro elemento labrado. O Línea
de intersección de dos planos.
