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CONSTRUCTORA SURCO C.A.
PROYECTO DE CANALIZACIÓN DE LAQUEBRADA LA BOYERA, SECTOR EL CIGARRAL,MUNICIPIO EL HATILLO, EDO. BOLIVARIANO DE
MIRANDA, REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
Introducción
En el año 2009 se comienza a realizarse un estudio y construcción de un canal de concreto armado para canalizar el cauce de la quebrada la Boyera con un desarrollo aproximado de 300 metros. Por razones desconocidas la obra no fue terminada, solo existe un corto tramo de la canalización en concreto armado. Se le ha designado entonces a la empresa la canalización de otro tramo de aproximadamente 144m a partir de una tubería existente aguas abajo.
Se propone la realización del proyecto con una estructura de muro de gaviones, a diferencia de concreto, que permitirá una construcción más rápida y a menores costos que la alternativa.
La información topográfica fue provista por la alcaldía del Municipio Hatillo, en dos levantamientos Específicos a Escalas 1: 500 y 1:250 del tramo a canalizar.
Estado del sitio
En el sitio se observan las siguientes particularidades en lo concerniente al proyecto:
- Mucha cantidad de material orgánico presente, el suelo in situ no podrá utilizarse para rellenar ni de apoyo a las paredes de los muros de gavión.
- Se encuentra aledaño un área útil de relieve uniforme donde podrá asentarse el campamento.
- Se requerirá de deforestación ligera para poder limpiar el área de la construcción, sin embargo si hay presencia de contados árboles de altura considerable en el sitio.
- Existen cauces paralelos al principal realizados para el proyecto original, que pueden ser utilizados nuevamente (después de adecuarse) para el proyecto presente.
Carretera Baruta-El Hatillo, Centro de Servicios Plaza la Boyera, Urb. La Boyera, Nivel Sótano C-2 Ofic. C-2-01 El Hatillo – Edo. Miranda Zona Postal 1080Teléfonos: (0212) 961.68.76/44.66/60.41/55.18 Fax: 961.21.05 Http://www.gruposurco.com, E mail:[email protected]
CONSTRUCTORA SURCO C.A.
Criterios de diseño
El diseño se basó en la data hidrológica adquirida y condensada por G&G Ingenieros Civiles S.G, en el proyecto original de canalización de concreto armado para la alcaldía del Hatillo. De esa data se utiliza puntualmente los caudales a manejar en la sección, correspondientes a los periodos de retorno de 50 Años, 58.43 m3/s y 100 años, 63.92 m3/s respectivamente (ver Memoria Descriptiva - Canalización Qda La Boyera El Hatillo, por G&G Ingenieros Civiles, 2009).
Cálculos hidráulicos
La verificación de la capacidad del canal propuesto en gavión para conducir el caudal determinado para el período de retorno definido se realizó mediante la ecuación de Manning, aplicado a la sección base, y posteriormente a la sección final del tramo de transición.
Cabe destacar, que por la dificultad del cálculo del tirante de agua en secciones irregulares mediante la fórmula de Manning, se prefirió establecer de antemano un tirante de agua dejando un borde libre definido y verificar que el caudal obtenido sea igual o mayor al caudal de diseño.
El coeficiente de Manning para las secciones de gavión se calculó a partir de la fórmula de Meyer-Peter y Muller, para hallar dicho coeficiente en canales de grava, por lo que también puede ser utilizado para Colchones Reno y gaviones caja, considerando el diámetro que permite el paso del 90% del material como 0.14m
Sección Base:
Borde libre = 0.50m
Área (A) = 13.439 m2
Perímetro mojado (P) =10.601m
Inclinación (S) = 0.014
Coef Manning = = 0.0277145
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Q=A∗( AP )
23∗S
12
n
Q=67.206m3
s
Fuente: http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/ayudas_flibre.pdf
CONSTRUCTORA SURCO C.A.
Se confirma la capacidad de la sección de transportar el caudal requerido para un evento hidrológico de período de retorno 50 años (58.43 m3/s), y 100 años (63.92 m3/s).
Sección final de transición:
Se ha definido el estudio de ésta sección en particular, debido a que será la más crítica en cuanto a capacidad hidráulica ya que se reduce el área de conducción.
Para mejorar el comportamiento hidráulico se realizará un recubrimiento parcial de concreto en el tramo final con un mortero arena-cemento de Rc=210 Kg/cm2, entre las progresivas 0+000 y 0+012 para así reducir la rugosidad del canal. Para realizar los cálculos por la ecuación de Manning se calcula entonces un coeficiente de rugosidad equivalente:
*
De tal modo:
Borde Libre = 0.40m
Área = 8.851 m2
Perímetro mojado = 8.775 m
Inclinación = 0.018
Coef equivalente de Manning = 0.020363*
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Fuente: http://artemisa.unicauca.edu.co/~hdulica/ayudas_flibre.pdf
Q=A∗( AP )
23∗S
12
n
Q=58,63 m3
s
CONSTRUCTORA SURCO C.A.
Se confirma la capacidad del canal para transportar el caudal para el período de retorno de 50 años de 58.43 m3/s, sin embargo no se confirma el de Tr= 100 años de 63.92m3/s, de tal manera que se hará sólo una comprobación que el canal no desbordará con dicho caudal, asumiendo la sección completa.
De tal modo:
Borde Libre = 0.00m
Área = 8.851 m2
Perímetro mojado = 8.775 m
Inclinación = 0.018
Coef equivalente de Manning = 0.022813*
De éste modo se confirma que aún para un caudal de 63,92m3/s la sección no presentara desborde, ya que está en capacidad de conducir un caudal aún mayor.
Control de estabilidad en muros de canal de gavión
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Q=A∗( AP )
23∗S
12
n
Q=65,45m3
s
CONSTRUCTORA SURCO C.A.
Estabilidad por volcamiento:
Asumiendo lo siguiente:
γ suelo compactado = 2250 Kg/m3
γ gavión = 2700 Kg/m3
Ka = 0.33
Se tomará como punto de volcamiento la esquina interna del gavión caja inferior.
Empuje activo del suelo:
Ea=12γsueloH
2Ka
Ea=12∗2250∗2.962∗0.33
Ea=3252.74Kg
Momento de volcamiento:
∑Mv=¿Ea∗brazo=3252.74Kgf∗0.90m=2927.47Kgf∗m¿
Momento Estabilizante:
∑Me=¿∑W gavion∗brazo ¿
∑Me=¿2700Kgf∗(1.02m+0.78m+0.54m )¿
∑Me=¿6318Kgf∗m¿
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0,9m
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Factor de seguridad:
F . S=63182927
=2.15
Vale la pena resaltar que no se está considerando el aporte que dará el colchón Reno ® a la estabilidad de los muros. Dicho aporte se debe a que al haber dos conexiones (una al extremo del cholchón y una al extremo del gavión caja), es posible transferir momentos de un conjunto a otro, lo que le hace posible que se contrarreste los efectos de los empujes de tierra, si se asegura que el conjunto es monolítico y lo suficientemente rígido. De igual modo no deben sobrepasarse los esfuerzos a tensión del alambre de amarre.
Planos
PS1.- Secciones de Gavión.PS2.- Sección 0 Progresiva 0+000PS3.- Sección 1 Progresiva 0+024PS4.- Sección 2 Progresiva 0+044PS5.- Sección 3 Progresiva 0+064PS6.- Sección 4 Progresiva 0+084PS7.- Sección 5 Progresiva 0+104PS8.- Sección 6 Progresiva 0+124PS9.- Sección 7 Progresiva 0+144PS10.- Detalle de transición – Vista en PlantaPS11.- Detalle de transición – Vista en respectivaPS12.- Canal – Vista en Planta
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Realizado por:
Ing. Ricardo Paredes
Bajo supervisión de:
Ing. Pedro Elías Rojas
