Niveleteado Para Una Tuberia

Instituto de Estudios SuperioresTOPOGRAFIA II

1. DESARROLLO:

1.1. Objetivos;

Establecer la línea definitiva de un diseño para eje de tubería de alcantarillado sanitario.

Controlar la nivelación de las niveletas a ser usada para colocar la tubería con la pendiente de diseño (pendiente calculada en campo).

1.1. Introducción:

La presente práctica fue realizada en el Recinto Pedro Arauz Palacios, el tres de Noviembre del año en curso a las 13 horas 30 minutos; dicha práctica consistió en el nivelado para el tendido de tuberías.


Tenemos que tener en cuenta que cuando se excavan zanjas, para tender la tubería de drenaje e instalar alcantarillas, se debe cuidar mucho que el corte tenga la profundidad correcta. En el caso de dichas tuberías, el agua debe correr por la acción de la gravedad, por lo cual el control vertical es mucho más importante que el horizontal.

Cabe destacar que en esta clase de excavaciones, la línea de centro o eje de tubería, se señala por medio de estacas alineadas correctamente.

La plantilla de un tubo horizontal es el fondo de la cuna formada en el interior del mismo, por donde corre el agua. Se acostumbra llevar la excavación hasta un nivel que está unos cuantos centímetros debajo del que corresponde al fondo de la tubería. Así se tendrá el espacio necesario para una cama de arena, grava, piedra triturada u otro material que casi siempre debe colocarse debajo de los tubos de obras de esta clase.

En el informe presente se darán a conocer datos importantes para el tendido de tubería en un terreno determinado, además se mostrara la forma de colocación de una niveleta en el terreno, antecedentes históricos acerca del tendido de estas que se ampliamente relacionado con el drenaje y riego de las antiguas civilizaciones.

Se indicaran los pasos realizados en el momento de la práctica de este modo los datos levantados en campo y sus respectivos cálculos para la realización del tendido de una tubería o alcantarillado. También se establecerá un plano topográfico de dicho levantamiento.

El terreno donde se realizó la práctica se muestra en la siguiente imagen;

1.2. Antecedentes históricos;

La historia del tendido de tuberías se encuentra ampliamente relacionada con el drenaje y riego en las antiguas civilizaciones.


Se han encontrado vestigios de sistemas de drenaje en civilizaciones tan antiguas como las del Valle del Indo; sin embargo, éstas eran superficiales y no subterráneas. En por sus campos de lava, se puedan ver hoy las pequeñas presas de escollera construidas por los toltecas en el periodo Teotihuacan (500-1100 d.C). Conviene recordar los sistemas de captación y almacenamiento de agua en la población zapoteca del Monte Albán, y el sistema de presas y muros de piedra en el 300 a.C. en Hierve el Agua (Oaxaca) que, siguiendo las curvas de nivel, permitían abancalar tierras formando parcelas regadas aptas para el cultivo.

Los sistemas de riego y gestión de aguas no fueron exclusivos de las regiones áridas y semiáridas de México. En la cultura maya se encuentran enormes obras hidráulicas cuyo objetivo era regular la escorrentía mediante el drenaje, en los periodos de lluvias, y almacenar agua para asegurar el suministro en los periodos de sequía, el sistema está formado por dolinas o fosas naturales complementadas con cisternas excavadas y numerosos embalses. El ejemplo más famoso es el Cenote Sagrado de Chichén Itzá y el mucho más reciente (600-900 d.C.) de Tikal en Guatemala, que llegó a tener una docena de embalses.

También sorprendieron a los conquistadores las obras hidráulicas y el sistema agrícola, que conectaban las provincias del enorme imperio Inca, en una geografía accidentada de montañas, desfiladeros, pantanos, llanuras, selvas, etc. A la llegada de los españoles, había ya un paisaje profundamente transformado por una gran diversidad de sistemas de riego adaptados a cada situación específica.

Durante el imperio Wari, se perfeccionaron y expandieron los sistemas de riego al mismo tiempo que el carácter político de su gestión se hizo más relevante. El sistema de regadío de valles múltiples, unidos por canales, dominó la agricultura. Se aprovecharon al máximo los sistemas de riego por gravedad, utilizando las pendientes y controlando las pérdidas por filtración mediante canales y surcos y así pudieron incorporar a la agricultura los suelos áridos y pantanosos de la costa. La gestión del agua pasó a ser centralizada por los reinos de la costa y su control fue definitivamente un elemento básico de poder.

En esta época, se expandieron los sistemas de chacras hundidas de la costa y la agricultura de lomas costeras. El primero se basaba en el aprovechamiento de capas freáticas de escasa profundidad en zonas arenosas y salinas, donde se hacían grandes excavaciones en el interior de las cuales se sembraba. El segundo consistía en aprovechar los ojos de agua y las nieblas en zonas de gran humedad estacional. Se acumulaban grandes cantidades de piedras en las quebradas y laderas, aumentando la condensación y captando el agua de escorrentía por canales superficiales y, mediante muros de contención, se retenía el agua condensada en la parte alta de la loma. El imperio Wari fortaleció y perfeccionó el


sistema hidráulico y agrícola, sentando las bases para el posterior auge del imperio Inca

1.3. Importancia y aplicación de la práctica;El funcionamiento confiable y eficiente de un sistema de tuberías depende en gran medida de un tendido correcto y adecuado de los tubos. Los tubos deben ser tendidos de tal manera que tengan una gradiente constante, con pendientes ascendentes o descendientes, es por esto precisamente que el tendido adecuado de tuberías reviste particular importancia y deberá correr a cargo de personal experimentado.

Debido a esto dicha práctica es de gran importancia ya que nos presenta un caso particular de un tendido de tubería en un terreno, aunque no se realizó de la manera más correcta la alineación, el cual se usa un teodolito para esto, simplemente usamos un nivel para las lecturas de las elevaciones de cada niveleta establecida y construidas en el terreno, además es de gran importancia porque en base a ella establecimos un diseño básico de una tubería de alcantarillado y aprendimos la manera de colocar las niveletas para dicha operación.

1.4. Aspectos generales;La tubería o cañería es un conducto que cumple la función de transportar agua u otros fluidos. Se suele elaborar con materiales muy diversos. Cuando el líquido transportado es petróleo, se utiliza la denominación específica de oleoducto. Cuando el fluido transportado es gas, se utiliza la denominación específica de gasoducto. También es posible transportar mediante tubería o nada materiales que, si bien no son un fluido, se adecúan a este sistema: hormigón, cemento, cereales.

El sistema de tuberías, por sus características se puede utilizar en diversos campos como:*Agua*Drenaje*Riego*Industrial

Niveletas De Referencias Colocados Sobre Una Zanja Para El Tendido De Tuberías:


En los terrenos más o menos planos, la excavación de zanjas para el alcantarillado a menudo se convierte en una labor muy delicada, debido al pequeño gradiente de la tubería. Además, en estas condiciones, el flujo del agua tiende a ser lento, por lo que se recomienda utilizar tubería de gran diámetro para evitar que alguno de los tubos con su registro respectivo se coloque demasiado alto o bajo, se necesita supervisar la excavación constantemente y llevar un control vertical por medio de niveletas de referencias. Los travesaños de las niveletas usadas como referencia para el tendido de la tubería, se colocan de tal manera que pasan sobre la zanja. El travesaño se fija de una manera que quede a nivel y a una altura predeterminada sobre la plantilla del tubo para darles una referencia horizontal a los operarios que colocan las tuberías, se tienden hilos bastante tensos entre una y otra niveleta y éstos sirven, al mismo tiempo para verificar las medidas en el sentido vertical.

preparación y relleno de una zanja:

El fondo de la zanja que no brinde un apoyo adecuado, debe ser estabilizado con piedra chancada, grava gruesa o capas de concreto pobre. Estas capas estabilizadoras deben estar cubiertas con arena fina o unmaterial local adecuado para evitar que se produzcan daño en la capa aislante de la tubería.

Tras tender los tubos, deberán construirse bloques de anclaje para apoyo de los codos, ramales y accesorios instalados en los extremos de los tubos. Antes de la prueba de presión, se deberá construir sobre la tubería puentes de tierra para impedir cambios de posición, y para contrarrestar la presión de levantamiento, en los casos en que existan aguas subterráneas bajo la zanja.

Luego de la prueba de presión, las paredes libres de la zanja deben ser rellenadas cuidadosamente con tierra u otro material adecuado. Debe tenerse cuidado de utilizar solamente material libre de piedras, especialmente al cubrir tuberías de plástico o de asbesto-cemento. No deben utilizarse suelos arcillosos pesados ni turba agresiva.

Las zanjas debajo de las pistas u otras áreas con tráfico vehicular deben ser rellenadas en capas y compactadas.

2. DESARROLLO DE CAMPO:

2.1. Composición de la cuadrilla; Cadenero Alineador


Estadelero Observador Anotador Ayudante

2.2. Equipo empleado en el levantamiento; Trípode, nivel, estadia Cinta Niveletas, mazo Estacas Plomada Clavos

2.3. Explicación paso a paso del levantamiento realizado en campo;

1. Primeramente se procedió a retirar los instrumentos necesarios para dicha práctica en la bodega del RUPAP a las 13 horas 30 minutos.

Referencia de Google Maps

2. Luego nos trasladamos a un costado del campo de futbol del recinto universitario en donde establecimos un área de trabajo procurando que no sea un terreno plano.

3. Con la ayuda de dos jalones se establece una línea de control de la tubería.4. Se procede a dar 40 pasos para colocar el segundo jalón dando así, una

distancia de 24.190m.


5. Fijamos una estaca a ambos lado de la línea central con 40cm a cada lado haciendo lo mismo cada 10 metros con la ayuda de un alineador desde el primer jalón.

6. Escogimos una caja de registro como BM y realizamos la nivelación del eje central donde pasará la tubería y se realiza las lecturas correspondientes.

7. Fueron calculadas las elevaciones de la estación 0+000 y la estación 0+024.190.

8. Calculamos la pendiente natural del terreno, la cual tomaremos como la pendiente de fondo de terreno y de las niveletas respectivamente.

9. Teniendo nuestra pendiente del terreno y nuestras dos elevaciones procedimos a calcular las elevaciones del terreno natural en las estaciones restantes y las lecturas frontales.

10. Nuestro profesor de práctica estableció una profundidad de zanja de 0.60m.

11.Calculamos el nivel de la niveleta y sus lecturas frontales respectivamente.

12.Le dimos 30cm a las niveletas de la estación 0+000 y 0+024.190 para de esta manera alcanzar las lecturas de la niveleta a la hora de hacer la nivelación y clavar las niveletas en cada estación concluyendo de esta manera la práctica.

13.Procedimos a quitar todos las niveletas y llevar todos los materiales a la bodega del RUPAP a las 15 horas y 25 min.


2.4. Tabla de resumen de los datos levantados en campo;

Estación LE Hi LF Elevación

BM 1.883 101.883 100

0+000 2.555 99.328

0+010 1.919 99.964

0+020 1.283 100.600

0+024.190 0.816 100.867

3. CALCULOS:

3.1. Desarrollo de los cálculos matemáticos;

1. Calculo de la pendiente

P= Elev F- Elev I/ d * 100P= 100.867- 99.328 / 24.190 * 100P= 6.36%

2. Calculo de las elevaciones

Elev 0+010= (p*d) + Elev.anteriorElev 0+010= (0.036 * 10) + 99.328= 99.964


Elev 0+020= (0.036 * 10) + 99.964= 100-600

2.1. Calculo de las lecturas de T.N

Est 0+000= 2.555Est 0+024.190= 0.816Est 0+010= 101.883-99.964= 1.919Est 0+020= 101.883-100.600= 1.283

3. Cotas de la niveleta Nota: se le suman30cm a la primera y a la última elevación para asi poder alcanzar nuestra lectura.

Elev 0+000= 99.328+0.30= 99.629

Elev 0+024.190= 100.867+0.30= 101.167

Elev 0+010= (p*d)+ Elev anteriorElev 0+010= (0.0636*10)+ 99.628= 100.264Elev 0+020= (0.0636*10)+ 100.264= 100.900

4. Calculo de la lectura de la niveleta

Lf 0+000= altura del instrumento- cota de la niveleta Lf 0+000= 101.883-99.628= 2.255

Lf 0+010= 101.883-100.624= 1.619

Lf 0+020= 101.883-100.900= 0.983

Lf 0+024.190= 101.883-101.167= 0.716

5. Altura de corte

0.6m= profundidad de la zanja

H1= 0.6H2= 0.6+ (0.636*10)-(1.619-2.255)=1.872H3= 1.872+ (0.0636*10)-(0.983-1.619)= 3.144H4= 3.144+ (0.0636*10)-(0.716-0.983)= 3.678


El diámetro de la tubería es 4 pulgadas= 0.102m La base de la zanja es de 1.5* 0.102= 0.153

6. Cotas del fondo de la zanja

Elevación cota de la niveleta-altura de corte

Elev 0+000= 99.628-0.6= 99.028

Elev 0+010= 100.264-1.872

Elev 0+020= 100.900-3.144= 97.756

Elev 0+024.190= 101.167-3.678= 97.489

7. Area

A1= (0.153) (0.6)= 0.092m2

A2= (0.153) (1.872)= 0.286m2

A3= (0.153) (3.144)= 0.841m2

A4= (0.153) (3.678)= 0.563m2

8. Volumen de corte Vc= A1+A2 /2 * d

V1= 0.092+0.286/ 2* 10= 1.89m3

V2= 0.286+0.481/ 2* 10= 3.835m3

V3= 0.481+0.563 / 2* 10= 2.187m3

VT=7.93m3

9. Volumen a rellenar Vtub= πr2h

Vtub= π (0.051)2 ( 24.190)= 0.198m3

Vr= VT - Vtub= 7.93m3-0.198m3= 7.732

Vsobrante= 8.030m3-7.332m2= 0.298m3


10.Altura del terreno de la niveleta Altura de la niveleta- altura del terreno

Y1= 99.628-99.328= 0.3Y2= 100.264-99.964= 0.3Y3= 100.900-100.600= 0.3Y4= 101.167-100.867= 0.3

11.Altura de fondo de la niveletaA1= 0.3+0.6= 0.9A2= 0.3+1.872= 2.172A3= 0.3+3.144= 3.449A4=0.3+4.047= 4.347

3.2. Tabla de resumen de los datos obtenidos;Est. LE LF Cota

TNCota niveleta

LF niveleta

Cota fondo zanja

Altura de corte

Área Volumen

BM 1.883

100

0+000 2.555

99.328 99.628 2.255 99.028

0.6 0.092m2

1.89m3

0+010 1.919

99.964 100.264 1.619 99.392

1.872 0.286m2

3.863m3

0+020 1.283

100.600

100.900 0.983 97.756

3.144 0.481m2

2.187m3

0+024.190

0.816

100.867

101.167 0.716 97.489

3.678 0.563m2


∑= 7.93m3

4. CONCLUSIONES:

4.1. Interpretación de los datos obtenidos en campo;

En la siguiente práctica podemos observar que el tendido de una tubería es de gran importancia para trabajos futuros de hidráulica ya que dicha práctica posee cálculos que nos pueden ayudar al tendido de una tubería los cuales tienen que ser muy precisos y exactos porque si no es asi podría significar grandes gastos en el proyecto.

Hay una norma establecida que la profundidad de nuestra zanja tiene que ser de 1.2m pero en nuestro caso por órdenes del profesor trabajamos con una profundidad de 0.6m.

La teoría nos dice que el agua en una tubería de alcantarillado debe correr por el efecto de gravedad por lo tanto para que esto sucede debe de haber una pendiente mínima de 5% y en nuestro trabajo la pendiente calculada es de 6.36% la cual es aceptable para que se realice el recorrido del agua.

Hay que señalar que en todo tendido de tubería hay que dejar un espacio para una cama que estará elaborada por cualquier material ya sea arena, grava, piedrín, etc pero en nuestro trabajo no tomamos en cuenta la cama por ordenes del profesor de práctica.


5. ANEXOS:5.1. Plano del levantamiento

topográfico;



6. REFERENCIAS:

6.1. Bibliografia:

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