drenaje trnsversales

DRENAJE DE UNA OBRA VIAL

DRENAJE DE UNA OBRA VIALFICSA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CARRETERA BATANGRANDE - MAYASCONG

CURSO: OBRAS DE INGENIERIA DE DRENAJE.

DOCENTE: Ing. CACERES NARREA ANIBAL. ALUMNOS: CERCADO BUENO LENININCIO DIAZ MIGUEL EDUARDOPEDEMONTE MURILLO XIOMARA

Lambayeque, Junio del 2015

CONTENIDO

1. INTRODUCCION2. OBJETIVOS3. UBICACIN 4. FACTORES A CONSIDERAR4.1. FACTORES TOPOGRAFICOS4.2. FACTORES GEOTECNICOS4.3. FACTORES HIDROLOGICOS

5. PLANTEAMIENTO5.1. HIDROLOGIA5.2. DRENAJE SUPERFICIAL

6. CONCLUSIONES 7. PANEL FOTOGRAAFICO

1. INTRODUCCINEn el presente informe damos a conocer alternativas de solucin, siguiendo los criterios de diseos necesarios y reglamentados, para el funcionamiento adecuado de un drenaje vial, con el objetivo de mantener y preservar la integridad fsica de las vas o de la superficie de rodadura, que garantice el libre desenvolvimiento de los vehculos en pocas de lluvias.Un sistema de drenaje est constituido por elementos estructurales, parte de las cuales est dirigida a proteger la integridad de la ciudadana, y que eliminan la inaccesibilidad de un camino es decir, cumplir una funcin bsica y otra a garantizar el gil desenvolvimiento del trfico de vehculos. Es importante la seleccin del caudal y un lmite aceptable del tiempo de inundacin admitido para el desarrollo del proyecto.Cabe mencionar que en este informe encontraremos dos distintos tipos de drenaje: DRENAJE TRANSVERSAL que se consigue mediante alcantarillas y badenes cuya funcin es proporcionar un medio para que el agua superficial que escurre por cauces naturales o artificiales de moderada importancia, en forma permanente o eventual, pueda atravesar la plataforma de la carretera sin causar daos, riesgos al trfico o a la propiedad adyacente; y DRENAJE LONGITUDINAL que se consigue mediante cunetas cuya funcin es trasladar las aguas desde la berma y desde los taludes laterales hacia las alcantarillas.

2. OBJETIVOS

Proponer un planteamiento de solucin al problema de drenaje pluvial en la zona de estudio.

Determinar las causas del problema que ha originado el desbordamiento del agua servida y la situacin a afrontar.

Garantizar el normal desenvolvimiento de la vida diaria en las ciudades, permitiendo as un apropiado trfico de personas y vehculos durante la ocurrencia de las lluvias.

Concientizar a la comunidad del uso adecuado que se debe dar a las instalaciones de las aguas servidas, para que estas cumplan con un buen servicio, para el bienestar de la poblacin.

Prevenir el desastre, el colapso y el mal funcionamiento de las obras de drenaje ante un desastre natural, dndole as un tiempo de utilidad ms prolongado.

Determinar las obras de drenaje necesarias para el buen funcionamiento de la va.

Desarrollar un amplio y correcto estudio hidrogrfico, geotcnico y topogrfico y de antecedentes de la zona para el diseo de las obras.

Mejorar el drenaje transversal de la carretera con la construccin de 02 alcantarillas de concreto armado tipo cajn, para reemplazar a las existentes construidas artesanalmente en su primera etapa y 14 badenes de concreto armado, 03 pontones y ampliacin de 02 puentes de concreto armado con ancho de calzada promedio de de 5.00m.

Facilitar el acceso a los medios de transporte a fin de brindar confort y seguridad, con el fin de promover su integracin a los procesos econmicos y desarrollo de la Regin Lambayeque.

Generar empleo utilizando los recursos humanos existentes en las zonas rurales de influencia del proyecto.

3. UBICACIN:Geogrficamente, Batangrande, pertenece al Distrito de Ptipo, Provincia de Ferreafe, Regin Lambayeque. Est ubicada en la parte Nor-este, de dicho Distrito, en el Valle del Ro La Leche, est sobre los 124.50 m.s.n.m; (62940. de Latitud Sur y 793800 de Longitud Oeste de Greenwich)Mayascong, est ubicada en la parte Nor-este del Distrito de Ptipo, en el Valle del ro La Leche a 220.00 m.s.n.m., (62400 Latitud Sur y 793200 de Longitud Oeste), su rea de influencia abarca, la provincia de Ferreafe, Regin Lambayeque.Grfico N 01Ubicacin Geogrfica

Grfico N 02Ubicacin de Control de TrficoPITIPO

BATANGRANDE

MOTUPILLO

ESTACION 01KM 0+000

MAYASCONG

4. FACTORES A CONSIDERAR:4.1. FACTORES TOPOGRAFICOS A la fecha del presente Informe la Carretera Batangrande Mayascong, desde el Km. 00+000 al Km. 15+383.85, se encuentra transitable y la superficie de rodadura a base de un lastrado del tipo afirmado colocado con materiales de la Cantera Tres Tomas y tambin con hormign del rio La Leche y Rio Zanjn , se encuentra en estado regular de conservacin, con un espesor promedio de 20 cm, dicha superficie se encuentra contaminada por accin de los agentes externos, presentando tramos con material expuesto a deterioro permanente; este deterioro se produjo por falta de mantenimiento, y en algunos casos saturado por agua de lluvia y el bajo nivel de la actual subrasante en relacin a los pocos terrenos agrcolas existentes en la zona.La carretera se desarrolla en una topografa plana semi ondulada, su clima es seco, la geometra de la va es casi recta con tangentes prolongadas y con un ancho promedio de 7.20 m. de superficie de rodadura existente. Esta carretera fue rehabilitada en el ao 2,000 con materiales de buena calidad y solamente a nivel de sub base.En cuanto al sistema de drenaje actual, existen 2 pequeas alcantarillas construidas con material rustico (cilindros metlicos y otros materiales) que no garantizan una vida til ms all de los 05 aos, de fcil corrosin con dimetros variables entre 0.52 m. a 1.00 m. Estas alcantarillas en algunos casos tienen una seccin reducida y con cabezales de poca altura, mostrando en su interior un rea colmatada por sedimentos.En cuanto a los puentes y pontones existentes, existen 02 puentes del tipo viga losa de concreto armado de 3.50m de ancho a la altura del km. 7+070 y 11+400 y 01 pontn de 6.00m de ancho a la altura del km6+680, apoyado sobre estribos de concreto que son utilizados para salvar el paso de quebradas, mostrando en el fondo del cauce material de arrastre producto de las lluvias de aos anteriores.Tambin se ubican badenes, en un numero de 14, en la zona que comprende entre Motupillo Mayascong, que se encuentran a nivel de sub rasante, habiendo la necesidad de proyectar construccin de paos de concreto, en todos estos badenes; as mismo su trazo y niveles se toman en cuenta para el diseo definitivo de la carretera Batangrande - Mayascong. 4.2. FACTORES GEOTECNICOS 4.2.1. OBJETIVOS Y ALCANCESOBJETIVOSDeterminar las propiedades fsicas y mecnicas de los suelos de la zona por donde cruzar la va.ALCANCEEste estudio nos permitir conocer la resistencia del suelo de fundacin sobre el cual descansar la estructura del pavimento, y por ende disear la estructura del mismo.4.2.2. ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOSA continuacin se anexan los Estudios De Mecnica De Suelos y Estudios de Cantera realizados para el presente proyecto.ESTUDIO DE CANTERASPara el proyecto se ubicaron Canteras que se indican a continuacin:

CANTERA TRES TOMASUso:Base y Sub BaseUbicacin:A 28Km de Ptipo a Tres Tomas.Acceso : Lado derechoPotencia: 120,000 m3Granulometra: UniformeRendimiento: 85 %Clasificacin : GW GMLimite lquido: 19.02Limite plstico: 16.04ndice plstico: 2.98Mxima Densidad:2.21gr/cm3Humedad Optima:7.45%C.B.R. al 100%: 87.30%Abrasin: 20.70%Equivalente Arena:71.60%Explotacin: Zaranda y equipo convencionalPropiedad: Municipio de Mesones Muro.

CANTERA MOTUPILLOUso:RellenosUbicacin:Km. 12+700 Lado IzquierdoAcceso : a travs de una trocha carrozable en regular estado.Potencia:60,000 m3Clasificacin :GW GMLimite lquido:21.49Limite plstico:14.71ndice plstico:6.78Mxima Densidad:2.14gr/cm3Humedad Optima:8.94%Abrasin:26.30%Equivalente Arena:51.10%Explotacin: Zaranda y Equipo ConvencionalPropiedad.Municipio de Ptipo

CANTERA LA PLUMAUbicacin:a 17 Km. de la ciudad de Pueblo Nuevo Acceso:Carretera Ferreafe-Ptipo-Batangrande, lado derecho (5Km) a travs de una trocha carrozable en regular estado.Potencia:30,000 m3Descripcin.Deposito AluvialUso Total :C y Concreto Asfltico.Per. de Uso:Todo el aoExplotacin:Chancado, Zaranda y Equipo ConvencionalPropiedad.Gobierno Regional de Lambayeque.

FUENTES DE AGUASe evalu los cursos de agua existentes, en el caso del ro Pativilca a lo largo del ao es un curso seco, por lo que el agua para la ejecucin de las obras de concreto y las de pavimentacin se extraer del sistema de agua potable de la ciudad de Batangrande, Motupillo y Mayascong.4.3. FACTORES HIDROLOGICOS

4.3.1. OBJETIVOS Y ALCANCESOBJETIVOSIdentificar los recursos hdricos ubicados dentro del mbito de influencia del proyecto del proyecto centrados en el drenaje superficial a travs de estructuras que permitan trasladar de un lado al otro lado de la va.

ALCANCESEsta informacin permiti en su momento definir el caudal de los pases de agua que cruzaran la va y fueron evaluados para la construccin de las 2 alcantarillas de concreto armado que reemplazaran a las existentes construidas con materiales no adecuados, as como para la construccin de 14 badenes, ampliacin de veredas de 02 puentes del tipo viga losa de 13.00m de longitud promedio y de 03 pontones de concreto armado del tipo losa de longitud promedio 4.00m.

4.3.2. RESULTADOS DE LA EVALUACIN REALIZADA A LAS ESTRUCTURAS EXISTENTES QUE FUERON TOMADOS EN CUENTA PARA EL DISEODe la evaluacin en campo se ha determinado que inicialmente en el tramo en estudio se consider la construccin de 02 alcantarillas con material inadecuados (de forma circular con material a base de cilindros de combustible), construyndose cabezales de concreto armado con altura sobre la subrasante muy corta que no hacen posible su utilizacin.Tambin se ha observado que el terreno sobre el que se emplaza la va es un gran porcentaje de terrenos de cultivo entre los km 0+000 hasta 6+900 de esta va. Para la evaluacin se ha tenido en cuenta tres aspectos fundamentales; el primero se refiere a la capacidad de conduccin de la estructura existente, el segundo a su estado estructural y el tercero a la evaluacin de las obras complementarias que deben construirse para las actuales alcantarillas.Por la capacidad de conduccin de flujo, se han tomado en cuenta dos consideraciones, si existe o no estructura de cruce y si existe, el estado y su comportamiento dentro del fenmeno "El Nio"; por su estado estructural no garantiza una estabilidad y duracin de la estructura, por lo que se recomienda su reemplazo por una estructura de concreto armado.

Evaluacin del estado estructural de la alcantarilla.De la revisin de estudios anteriores, se ha encontrado que las evaluaciones para las estructuras las han divido en cabezales y cuerpo. Los cabezales de entrada y salida comprenden, aleros, parapetos de alcantarilla y losas de entrada y salida. En el cuerpo est comprendido los cilindros de metal y losa de techo o superior.Adems, se indica que la totalidad de las estructuras presenta deformacin y corrosin de los cilindros de metal colocados, en tanto en los cabezales tienen actualmente un nivel ms bajo a la rasante final del actual proyecto. Probablemente estas deformaciones sean producto de los asentamientos sufridos a consecuencia de asentamiento por evaporacin o disminucin del nivel fretico luego de la temporada de lluvias extraordinarias y el paso continuo de cargas sobre las alcantarillas.

Evaluacin de las alcantarillas para riego.De los estudios revisados, se ha podido apreciar que el comportamiento de estas estructuras para este uso, es el adecuado, es decir el rea hidrulica satisface los requerimientos del caudal empleado para la actividad agrcola pero no para lluvias extraordinarias. El considerar la construccin de alcantarillas de concreto armado de seccin interior 1.00 m. x 1.00 m, fue por necesidades de evacuar las aguas superficiales y reemplazar las alcantarillas existentes, estas nuevas alcantarillas garantizaran la transitabilidad de la va en un promedio de vida til no menor a 20 aos.

BadnActualmente se tienen formados badenes que se han formado debido al escurrimiento que han sufrido en pocas de avenidas de Diciembre a Abril, por ello se ha planteado en el presente proyecto la construccin de badenes de concreto, conformado por paos de losas armadas de 3.50x3.00x0.25m doblemente armada en ambos sentidos, separas por juntas de dilatacin de 1 de espesor y de longitud variable de acuerdo a la topografa del terreno.Podemos decir que en pocas de avenidas de Diciembre a Abril cuando se producen las precipitaciones en las partes altas de la cuenca, del ro La Leche y que recepciona el agua de precipitacin de su cuenca, desembocando este en el ro La Leche a la altura de la Localidad de Batangrande.En pocas de estiaje que son los meses de Mayo a Noviembre, el cauce de las quebradas permanece seco, durante las pocas de avenidas no existe un registro exacto del caudal de agua que puede llegar al ro La Leche, por no existir una estacin de control.

4.3.3. RESULTADOS DE LA EVALUACIN REALIZA A ESTRUCTURAS EXISTENTESPara asegurar el drenaje de los cursos de agua identificados en lluvias extraordinarias ocurridas, y que en su oportunidad fue previsto a travs de estructuras temporales construidas, se ha determinado que en los 15+383.85 Km del Tramo en estudio se requiere el reemplazo de las 02 alcantarillas existentes, por estructuras de concreto tipo cajn de seccin 1.00 x 1.00 m. y la construccin de 14 badenes de concreto de longitud variable y as mismo la ampliacin del ancho de la calzada y construccin de veredas de 02 puentes del tipo viga losa (Ver vista fotogrfica) y 03 pontones del tipo losa. La ubicacin de estas Obras de Arte es la siguiente.

UBICACINTIPOLONGITUDSECCINOBSERVACIN

(m)

Km. 08+158Badn9.20Losa de Concreto fc: 210 kg/cm2Pao: 3.00m x 3.50m x 0.25mUa de anclaje:0.50m

Km. 08+765Badn11.84

Km. 08+965Badn9.20

Km. 09+232Badn9.20

Km. 09+305Badn9.20

Km. 09+617Badn9.20

Km. 09+995Badn9.20

Km. 10+434Badn9.20

Km. 10+760Badn14.62

Km. 11+451Badn10.15

Km. 11+512Badn9.20

Km. 11+891Badn9.34

Km. 12+028Badn9.20

Km. 14+595Badn10.85

Km. 07+058Alcantarilla9.001.00x1.00 m.Tipo Cajon

Km. 14+030Alcantarilla9.001.00x1.00 m.Tipo Cajon

Km. 01+560Puente4.00Puente Losa



Km. 07+070Puente13.60Ampliacin de calzada de Puente

Km. 11+300Puente13.00Ampliacin de calzada de Puente

4.3.4. CLCULOS JUSTIFICATORIOS DE LA EVALUACIN HIDROLGICASe ha establecido los parmetros que han servido para el diseo de alcantarillas, pues a lo largo del tramo se han identificado pequeos cursos de agua, las mismas que en pocas de lluvias extraordinarias conducen un volumen significativo de agua; sitios en donde se han ubicado las alcantarillas.Esta evaluacin est destinada a disponer del rgimen hdrico de la zona por donde cruza la carretera y la determinacin de los desages en los lugares por donde se construirn las obras de arte.

Puente 11+400: Puente La Traposa

Puente La Traposa, seccin existente: calzada: 3.50m y ancho de vereda: 0.60m a cada lado de la calzadaProyeccin y Ampliacin: demolicin de vereda 0.60m a cada lado de la calzada del puente y construccin de vereda: 0.60m de ancho en ambas mrgenes

Puente 7+070: Puente Motupillo

Puente Motupillo, seccin existente: calzada: 3.50m y ancho de vereda: 0.60m a cada lado de la calzadaProyeccin y Ampliacin: demolicin de vereda 0.60m a cada lado de la calzada del puente y construccin de vereda: 0.60m de ancho en ambas mrgenes

5. PLANTEAMIENTO Rehabilitar y mejorar la estructura de la va existente a nivel de carpeta asfltica en caliente para el tramo de Carretera comprendido entre los Km. 00+000 al Km. 15+383.85, desde Batangrande a Mayascong, que termina en el Comunidad del mismo nombre.

Se ha proyectado reemplazar las 02 alcantarillas existentes por estar construidas con material inadecuado y por conservar niveles en sus estructuras, inferiores a los niveles de la rasante proyectada. Estas alcantarillas sern reemplazadas por alcantarillas de concreto del tipo marco con rea interior de 1.00 m x1.00 m., con cabezales y transicin de entrada y salida. Tambin se ha previsto la construccin de 14 badenes de concreto armado, como se detalla lneas anteriores y que est conformado por losas de concreto de 3.50m x 3.00 x 0.25m. Segn los planos de planta general, por la topografa del terreno, por el trazo topogrfico realizado, se ha previsto la construccin de cunetas de concreto a los lados de la va, con fines de evacuar aguas de lluvias en la zona; estas cunetas tienen seccin tpica y el detalle de su seccin forma parte de los documentos del proyecto. La descarga de las aguas que transporta las cunetas ser a la alcantarilla o pontn o puente o badn ms cercano. Estas cunetas sern de concreto simple con juntas de dilatacin colocadas cada 3.00 m.

Facilitar el acceso a los medios de transporte a fin de brindar confort y seguridad, con el fin de promover su integracin a los procesos econmicos y desarrollo de la Regin Lambayeque.

Generar empleo utilizando los recursos humanos existentes en las zonas rurales de influencia del proyecto.

5.1. HIDROLOGIA

a) MetodologaLa investigacin hidrolgica est orientada a la determinacin de parmetros de apoyo para los clculos respectivos, con la ayuda de observaciones de campo complementarias a los datos obtenidos en el clculo hidrolgico, la secuencia de actividades es la siguiente: Acopio de informacin Procesamiento de la informacin. Determinacin de los caudales de diseo.

b) Recopilacin de la InformacinLa identificacin de los principales cauces que son interceptados por la va se ha realizado a travs de inspecciones de campo y la medicin de reas de aportaciones mediante el empleo de planos catastrales. La informacin hidrolgica de la zona se ha obtenida de estaciones que suministran datos de pluviometra; en este caso se dispone de la precipitacin mxima registrada durante 24 horas en la Estacin Motupe de propiedad del SENAMHI; en este caso se trata de cuencas hidrogrficas pequeas.c) Procesamiento de la InformacinCon la informacin obtenida para el caso de cuencas hidrogrficas pequeas, se puede calcular los caudales mediante la aplicacin de la formula racional, cuya expresin es la siguiente:Q = C x I x A/360Donde:Q = Caudal de diseo (m3/seg)C = Coeficiente de escorrentaI = Intensidad de precipitacin (milmetro/hora)A = rea de drenaje (Ha)Los parmetros de intensidad de precipitacin y coeficiente de escorrenta se han evaluado separadamente.d) Intensidad Duracin FrecuenciaEstos datos se han obtenido en base a registro existente de la Estacin Puchaca del SENAMHI, cercana al centro de gravedad del proyecto; disponindose del valor de precipitacin mxima en 24 horas de 150.20mm, valor que se registr de los datos durante el Fenmeno del Nio del ao 1,998 (ver cuadro adjunto).El mtodo empleado para el anlisis estadstico, corresponde a Ven Te Chow, quien proporciona la definicin, en base a los datos registrados, de la siguiente expresin analtica:I = K * Tm * Pmax. 24 / tn

Donde:I = Intensidad de precipitacin (milmetros por hora)T = Periodo de retorno (aos)T = Tiempo de duracin de la tormenta o tiempo de concentracin (minutos)K,m,n = Constantes de ajuste de la ecuacinPmax= Precipitacin mx. En 24 horas.e) Periodo de RetornoEl periodo de retorno puede ser definido de la siguiente formaTipo de DrenajePeriodo de retorno Tr (aos)Estructuras menores de drenaje (alcantarillas)25Estructuras de drenaje superficial (cunetas) 5f) Tiempo de ConcentracinEl tiempo de concentracin que se demora una partcula de agua en recorrer desde el punto ms alejado de la cuenca hasta el punto donde intercepta la va, se calcula por medio de frmulas, siendo la ms utilizada en carreteras la expresin de Clark:Tc = 0.0195 ( L3 / H )0.385Donde:Tc = Tiempo de concentracin en minutosL = Longitud del cauce mximo (m)H = Diferencia de nivel entre los puntos extremos del curso de agua (m) Para las reas de reducidas dimensiones se han asumido valores mnimos de concentracin, de acuerdo a los siguientes criterios:Tiempo de drenajeTiempo de concentracinTc (minutos)

Para alcantarillas(los valores que se adoptanDependen de la forma, gradiente y extensinDel rea de drenaje)10 20 Para cunetas (los valores que se adoptan Dependen de las gradientes longitudinales de laVa y de las alturas de corte). 5 10g) Coeficiente de EscorrentaEste coeficiente o porcentaje representa la cantidad de escurrimiento superficial que efectivamente se desplaza (el resto se pierde por filtracin, evaporacin y otros factores), se debe establecer en base a observaciones de campo, correlacionndolas con la topografa del terreno (pendiente), tipo de suelo y cobertura vegetal.Se asume para el presente caso un valor de C = 0.30h) Determinacin del Caudal de Diseoh.1) Calculo de la IntensidadPara un tiempo de concentracin entre 5< t < 30 minutosI = K * Tm * Pmax. 24 / tnI = 1.63 x 200.135 x 150.20 / 150.355 I = 140.28mm/horaConocemos que Pmax = 140.28mm/horaSe asume:T = 25 aost = 15 aosLuego:Q = C x I x A / 360Para el diseo consideramos un valor de rea de drenaje de A = 22 Ha.Q = 0.30 x 140.28 x 22 / 360Q = 2.57 m3/seg.i) Calculo de los caudales para alcantarillasLas secciones mnimas de los conductos para evacuar los caudales de diseo, pueden ser obtenidos en base a la frmula de Manning que es la siguiente:V = R2/3 x J1/2 / nDonde:V = Velocidad (m/s)N = Coeficiente de rugosidad del material (para el caso del concreto = 0.012)R = Radio hidrulico ( A / P, rea mojada / Permetro mojado)J = Pendiente de la alcantarilla.Realizado los clculos determinamos y considerando que se debe proyectar alcantarillas para desfogue de las aguas superficiales, adoptamos la seccin de 1.00 x 1.00 m, alcantarilla que segn los datos obtenidos en campo estarn en los lugares donde la topografa as lo requiere.j) Conclusiones del Diseo de AlcantarillasEstas estructuras permiten resolver el flujo superficial que en forma espordica atraviesa la faja de la carretera, caudal que es acumulado por las reas de aportacin.El diseo procura tomar en consideracin los siguientes criterios: No alterar en lo posible los patrones del drenaje natural. Evitar cambios de pendiente que ocasionen variaciones de velocidad con provocacin del fenmeno de erosin u opuestamente sedimentacin. Impedir la erosin a la salida de la alcantarilla. Procurar que las velocidades impidan el depsito de sedimentos Empleo del ACI 1,981 para el diseo estructural de la alcantarilla de concreto tipo marco.Las obras de drenaje menor en este caso alcantarillas se han clasificado de acuerdo a la funcin que desempean.- Alcantarillas de drenaje y desfogue de aguas de quebradas y pequeos cursos de agua y su dimensionamiento est condicionado a los caudales calculados utilizando las formulas descritas anteriormente. Alcantarillas de drenaje de agua proveniente de cunetas laterales de la calzada y taludes, casos en los cuales los reducidos caudales permitan adoptar secciones mnimas por exigencias de mantenimiento. Estas dimensiones corresponden a seccin de 1.00 x 1.00 metros en el caso de alcantarillas de concreto armado.k) Calculo de los caudales para CunetasSe emplea las recomendaciones tcnicas del MTC para la eleccin de la seccin hidrulica de las cunetas laterales que evacuaran eventualmente las aguas de lluvia, adecundose a las pendientes de la subrasante del eje de la va. Segn este criterio las cunetas podrn transportar en promedio un caudal de 150 lts/seg. (Ver grfico adjunto).El diseo de las cunetas ha contemplado las siguientes consideraciones hidrogeomorfolgicas y geomtricas:Determinacin de la zona hmeda de influencia.Luego los estudios de reconocimiento de campo, revisin de informacin meteorolgica, consulta a los pobladores y del anlisis de precipitacin, se determin que la zona presenta una precipitacin mxima horaria de cierta magnitud (mayor de 25mm/h) generndose escurrimientos superficiales.Bombeo o pendiente transversal de la carretera.Con el fin de captar las aguas de escorrenta superficial que discurren sobre la superficie de rodadura y facilitar su orientacin hacia las cunetas, se ha considerado proyectar una superficie de rodadura con una pendiente transversal mnima de 2.00% de la carretera en todo el tramo.Seccin geomtrica tpica de la cunetaPara el presente estudio, se han diseado un tipo de seccin de cuneta:Triangular La cuneta triangular ser revestida de concreto simple y tendr 1.00m de ancho superior y 0.35 m de profundidad con talud interno de 1:2 y talud externo adaptado a la topografa del terreno, y cumplirn la funcin de evacuacin del agua proveniente de la precipitacin pluvial.

Pendiente longitudinal de la cunetaLa pendiente longitudinal de la cuneta se ha adoptado igual a la pendiente de la va, variando esta entre 0.2 a 0.5%.Revestimiento de cunetasDebido a las consideraciones adoptadas es necesario controlar el efecto abrasivo que se puede presentar por la velocidad con que discurren los flujos dentro de la cuneta. Dicho control se ha previsto con la construccin de un revestimiento de concreto simple con un espesor promedio de 100mm. Este revestimiento se prev, que sea construido en paos de 3.00m de longitud, separadas entre s con una junta asfltica de 25.4mm de espesor a todo lo largo de la estructura. En ningn caso se dejarn de revestir las cunetas. Obras de EntregaSe ha previsto al final de la cuneta la construccin de un tramo de cuneta en piedra emboquillada asentada con concreto simple de fc= 175 Kg/cm2, la que entregara las aguas recolectadas hacia una poza construida en el ingreso y salida de la alcantarilla, badn, puente o pontn; esta poza ser construida con piedra emboquillada asentada con mortero fc= 175 Kg/cm2.

5.2. DRENAJE SUPERFICIAL

Por tratarse de una carretera ubicada en zona de costa, su trazo se acerca a un trazo en tangente, donde las pendientes de subrasante son menores a las mnimas en relacin a otras zonas; sin embargo esta consideracin evita tener en el diseo para zonas de corte de terreno en un suelo compactado por el trnsito en el tiempo, y en otros casos tener reas de relleno excesivas que encarecen el proyecto.Al tener pendientes menores a las mnimas usuales, la evacuacin de aguas que se depositen en la calzada y bermas deber ser evacuada por la pendiente transversal o bombeo que en esta caso se ha fijado en 2%, hacia las cunetas de concreto longitudinales proyectadas o terrenos adyacentes.BOMBEO: Para tramos en tangente se ha considerado un bombeo del 2%, quedando entendido que en zona de curvas el bombeo ser sustituido por el peralte.5.2.1. OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL

A. Alcantarillas:El drenaje en una carretera, busca eliminar el agua superficial sobre la franja del camino, restituir la red de drenaje natural la cual puede verse afectada por el trazado y evitar que el agua subterrnea pueda comprometer la estabilidad de la base, de los terraplenes o cortes del camino. De la verificacin realizada con la finalidad de eliminar el agua proveniente de las precipitaciones, se disean obras de drenaje vial en este caso tipo cajn en todo el tramo considerado.De la informacin encontrada, se tiene estructuras de cruce, existentes (alcantarillas existentes) en el tramo, logrando contabilizar 02 alcantarillas. Como caracterstica del uso de cada tipo de alcantarillas, diremos que 01 de estas estructuras estn dedicadas al drenaje superficial de precipitacin, siendo del tipo circular construidas con materiales rsticos, y la restante cumple funcin de evacuar aguas de regado y drenaje superficial de aguas de lluvia.Con estas consideraciones se ha previsto el reemplazo de las alcantarillas existentes por la construccin de 02 alcantarillas de concreto armado de seccin 1.00 m x 1.00 m. y que estas alcantarillas existentes se ubican en forma oblicua al eje de la carretera, presentando distintos ngulos de inclinacin que influyen en la longitud final de esta; as mismo la longitud de los aleros se encuentran relacionados con el ngulo de inclinacin que presenta la ubicacin de la alcantarillas; las alcantarillas oblicuas y recta se detallan en el cuadro que se da a continuacin:

UBICACINTIPO LONGITUDSECCINOBSERV ACION

(m)

Km. 07+058Alcantarilla9.401.00x1.00 m.Tipo Marco / Recta

Km. 14+030Alcantarilla9.401.00x1.00 m.Tipo Marco / Recta

Detalles de los ngulos de inclinacin y longitudes tanto de la alcantarilla y de los aleros, se da en la planilla de sustento de metrados y planos del proyecto. La recepcin de las aguas de escorrenta para descarga o desfogue ser canalizada a travs de un canal en tierra aperturado aguas arriba en una longitud mnima de 10.00 m, que permitir encauzar las aguas a fin de evitar dispersin y erosin de las estructuras a construir.As mismo se ha considerado el encauzamiento de la alcantarilla aguas abajo de la misma a fin de que la descarga sea libre, considerndose en algn caso la apertura de un canal en tierra con una longitud mnima de 10.00 m.

RESUMEN DE METRADOS

05.00 ALCANTARILLAS

ITEMPARTIDAUNDMETRADO

05.00ALCANTARILLAS

05.01EXCAVACION EN MATERIAL SUELTOm3162.68

05.02SOLADOS DE CONCRETO F'C= 100 KG/CM2m223.76

05.03RELLENO COMPACTADO MANUAL CON MATERIAL DE PRESTAMOm35.76

05.04ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE D= 4.20 KMm3132.90

05.05CONCRETO EN LOSAS DE PISO F'C= 210 JG/CN2m35.66

05.06CONCRETO EN MUROS F'C= 210 JG/CN2m311.77

05.07CONCRETO EN LOSAS F'C= 210 JG/CN2m34.70

05.08ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN MUROSm2104.50

05.09ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMAL EN LOSASm216.80

05.10ACERO F'Y= 4200 KG/CM2, GRADO 60Kg847.30

05.11PIEDRA EMBOQUILLADA DIAM. 4" CON F'C= 175 KG/CM2, e= 0.15 mM238.40

B. Cunetas:Las estructuras de drenaje longitudinal denominadas cunetas laterales se instalan con el propsito de captar las aguas de escorrenta superficial en este caso de la calzada que incide directamente sobre la va. De esta manera toda la recoleccin del agua ser conducida hasta las estructuras de evacuacin transversal (alcantarillas) y a su vez hacia el dren natural de la zona.Se ha prevista obras de entrega de cuneta hacia las alcantarillas a travs de tramos de cuneta construida en piedra emboquillada con concreto simple fc= 175 Kg/cm2, la que descarga directamente hacia una poza de acumulacin en la alcantarilla y posteriormente su descarga hacia las alcantarillas (caso aguas arriba) y hacia el cauce natural o aperturarla en el caso de dren natural.Los tramos donde se han considerado cunetas son los siguientes:

ItemDelAlTipoLongitud (m)

17+6009+000Concreto1,400.00

210+60010+900Concreto300.00

311+16015+000Concreto3,840.00

TOTAL5,540.00

Grfico N 3: Seccin Transversal de Cunetas

RESUMEN DE METRADOS

06.00 CONSTRUCCION DE CUNETAS


06.00CONSTRUCCION DE CUNETAS

06.01EXCAVACION EN MATERIAL SUELTOm31,108.00

06.02CONCRETO F'C= 175 KG/CM2m3692.50

06.03ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE D= 4.20 KMm31,440.40

06.04ENCOFRADO Y DESENCOFRADO NORMALm21,731.25

06.05PIEDRA EMBOQUILLADAm2300.00

06.06JUNTAS ASFALTICASm1731.25

C. Badenes:Las estructuras de drenaje transversal denominadas badenes se instalan con el propsito de captar las aguas de escorrenta superficial debido a la topografa y que cruza la calzada de manera transversal, que por dicha razn incide directamente sobre la va. De esta manera toda la recoleccin del agua ser conducida de manera transversal por la quebrada.Se ha prevista obras de captaron y de entrega en los badenes a travs de la construccin con piedra emboquillada con concreto simple fc= 175 Kg/cm2, la que descarga directamente hacia la losa de concreto que forma parte del badn, para que contine su paso, segn el curso de la quebrada.

Se han considerado la construccin de 14 badenes, de longitud variable conformada por losas de concreto armado de 3.50 x 3.00 x 0.25m de dimensin reforzada con doble malla en doble sentido tal como se detalla a continuacin, en el cuadro resumen:

UBICACINTIPOLONGITUDOBSERV ACION

(m)

Km. 08+158BadnLosa de Concreto fc: 210 kg/cm2Pao: 3.50m x 3.00m x 0.25mUa de anclaje:0.50m

Km. 08+765Badn

Km. 08+965Badn

Km. 09+232Badn

Km. 09+305Badn

Km. 09+617Badn

Km. 09+995Badn

Km. 10+434Badn

Km. 10+760Badn

Km. 11+451Badn

Km. 11+512Badn

Km. 11+891Badn

Km. 12+028Badn

Km. 14+595Badn

RESUMEN DE METRADOS

08.00 BADENES


08.00BADENES

08.01EXCAVACION A NIVEL DE SUBRASANTEm31,302.60

08.02CONCRETO EN LOSAS F'C= 210 KG/CM2m3793.29

08.03ENCOFRADO Y DESENCOFRADO DE LOSASm2555.25

08.04ACERO fy= 4200kg/cm2kg7,209.19

D. PUENTES:

UBICACINTIPOLONGITUDOBSERV ACION

(m)

Km. 01+560Puente4.00Losa de Concreto fc: 280 kg/cm2

Km. 05+032Puente4.00

Km. 05+350Puente4.00

Km. 07+070Puente13.60

Km. 11+400Puente13.00

CONSIDERACIONES PARA EL DISEO

Los puentes ubicados en el cruce con un curso de agua deben ser diseados de modo que las alteraciones u obstculos que estos representen ante este curso de agua sean previstos y puedan ser admitidos en el desempeo de la estructura a lo largo de su vida til o se tomen medidas preventivas. Para esto deben establecerse las caractersticas hidrogeodinmicas del sistema fluvial con el objeto de determinar la estabilidad de la obra respecto al comportamiento del cauce. Es importante considerar la posible movilidad del cauce, el aporte de escombros desde la cuenca y los fenmenos de socavacin, as como la posibilidad de ocurrencia de derrumbes, deslizamientos e inundaciones.Dado que, generalmente, el dao ocasional producido a la va y accesos aledaos al puente ante una avenida extraordinaria puede ser rpidamente reparado para restaurar el servicio de trfico y, de otro lado, un puente que colapsa o sufre daos estructurales mayores ante la erosin puede amenazar la seguridad de los transentes as como crear impactos sociales y prdidas econmicas significativas por un largo periodo de tiempo, debe considerarse mayor riesgo en la determinacin del rea de flujo a ser confinada por el puente que en la estimacin de las profundidades de socavacin.El estudio debe indicar los periodos de sequa, de avenidas, y de transicin, para recomendar las previsiones a tomarse en cuenta antes, durante y despus de la construccin de las estructuras ubicadas en el cauce.

Interrelacin con los Estudios Geolgicos y GeotcnicosEn el caso de puentes sobre cursos de agua, la informacin sobre la geomorfologa y las condiciones del subsuelo del cauce y alrededores son complementarias con aquella obtenida de los estudios hidrolgicos. El diseo de los elementos de la subestructura se realizar tomando en cuenta los aspectos de ingeniera estructural, geotcnica e hidrulica en forma conjunta. El nivel de ubicacin de la cimentacin depende del tipo de cimentacin, esto es, si es superficial o profunda, va apoyada sobre roca o suelo, etc. y deber estar por debajo de las profundidades de socavacin estimadas.

Informacin de Apoyo:

Para el ptimo logro de los objetivos, el estudio de hidrologa e hidrulica debe apoyarse en la siguiente informacin adicional: Perfil estratigrfico del suelo.

Tamao, gradacin del material del lecho.

Requisitos de Granulometra para filtros en estribos y muros de contencinTamizPorcentaje que Pasa

Tipo-1Tipo-2Tipo-3

150 mm (6")100--

100 mm (4")90 - 100--

75 mm (3")80 - 100100-

50 mm (2")70 - 95-100

25,0 mm (1")60 - 8091 - 9770 - 90

12,5 mm (1/2")40 - 70-55 - 80

9,5 mm (3/8)-79 - 90-

4,75 mm (N 4)10 - 2066 - 8035 - 65

2,00 mm (N 10)0-25 - 50

6,00 mm (N 30)-0 - 4015 - 30

150 mm (N 100)-0 - 80 - 3

75 mm (N 200)--0 - 2

El material, adems, deber cumplir con los siguientes requisitos de calidad:Desgaste Los ngeles50% mximoEnsayo MTC E 207

Prdida en Sulfato de Sodio12% mximoEnsayo MTC E 209

Prdida en Sulfato de Magnesio18% mximoEnsayo MTC E 209

CBR30% mnimoEnsayo MTC E 132

ndice de Plasticidad6al 95% de compactacin segn Ensayo MTC E 115

Equivalente de Arena25% mnimoEnsayo MTC E 114

Secciones transversales del cauce.

Vista en planta del curso de agua.

Caractersticas de la cuenca.

Datos de erosin en otros puentes.

Historial de avenidas.

Ubicacin del puente respecto a otras estructuras.

Carcter del curso de agua (perenne, intermitente, etc.)

Geomorfologa del lugar (con llanuras de inundacin; cruza deltas o abanicos aluviales, mendrico, recto, trenzado, etc.).

Historial erosivo del curso de agua.

Historial de desarrollo del curso de agua y de la cuenca. Adquirir mapas, fotografas areas; entrevistar residentes locales; revisar proyectos de recursos hdricos planificados a futuro. Evaluacin cualitativa del lugar con un estimado del potencial de movimiento del curso de agua y su efecto sobre el puente.

CALCULO HIDRULICO DEL PUENTE 07+070 KM

METODO DE LA FORMULA RACIONAL

1- Determinar el rea de influencia de la cuenca en Has

2- Estimar una intensidad de lluvia mxima(mm/h)

3- Aplicar clculos con la frmula racional

Q=C*I*A/360

Q- Caudal mximo de escorrenta que provocara una mxima avenida (m/s)

u- Coeficiente de escorrenta

A- rea de influencia de la cuenca (ha)(

drenaje trnsversales

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