Proyecto
INSTALA LACIO CION N DE DEFE DEFENSA NSA RIBERE RIBERE A EN LA MARGE MARGEN N IZQUIE IZQUIERDA RDA DEL RIO RIO CHICA CHICAMA MA ENTR ENTRE E SECT SECT : INSTA
Ubicación
: RIO JEQUETEPEQUE Region Provincia Distrito
Quebrada
: LA LIBERTAD : GRAN CHIMU : CHICAMA SECTOR: VOLADERO Y TOMA CHICAMITA CHICAMITA
:
Entidad
: GOBIERNO REGIONALDE LA LIBERTAD
Fecha
: Mar-14
Presupuesto : Elaborado
: ING SEGUNDO CASTRO
Tabla Nº 01 Coeficiente de Contraccion, µ Velocidad (m/s) <1.00 1 1.5 2 2.5 3 3.5 >4.00
Velocidad (m/s) <1.00 1 1.5 2 2.5 3 3.5 >4.00
Seleccionan :
10 m. 1.00 0.96 0.94 0.93 0.90 0.89 0.87 0.85
13 m. 1.00 0.97 0.96 0.94 0.93 0.91 0.90 0.89
42 m. 1.00 1.00 0.99 0.98 0.98 0.97 0.97 0.96
52 m. 1.00 1.00 0.99 0.99 0.98 0.98 0.98 0.97
Vm = B= µ=
3.632 220.000 0.000
Longitud libre entre los estribos 16 m. 18 m. 1.00 1.00 0.98 0.98 0.97 0.97 0.95 0.96 0.94 0.95 0.93 0.94 0.92 0.93 0.91 0.92
Longitud libre entre los estribos 63 m. 106 m. 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99
Velocidad media (m/s) Ancho efectivo (m)
21 m. 1.00 0.99 0.97 0.97 0.96 0.95 0.94 0.93
25 m. 1.00 0.99 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95 0.94
124 m. 1.00 1.00 1.00 0.99 0.99 0.99 0.99 0.99
200 m. 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 0.99 0.99
30 m. 1.00 0.99 0.99 0.98 0.97 0.96 0.96 0.95
Tabla N° 02 CLASIFICACION SEGÚN EL TAMAÑO DE PARTICULAS Tamaño (mm)
Tipo de material
4000
-
2000
Canto rodado muy grande
2000
-
1000
Canto rodado grande
1000
-
500
Canto rodado medio
500
-
250
Canto rodado pequeño
250
-
130
Cascajo grande
130
-
64
Cascajo pequeño
64
-
32
Grava muy gruesa
32
-
16
Grava gruesa
16
-
8
Grava media
8
-
4
Grava fina
4
-
2
Grave muy fina
2
-
1
Arena muy gruesa
1
-
0.500
Arena gruesa
0.500
-
0.250
Arena media
0.250
-
0.125
Arena fina
0.125
-
0.062
Arena muy fina
0.062
-
0.031
Limo grueso
0.031
-
0.016
Limo medio
0.016
-
0.008
Limo fino
0.008
-
0.004
Limo muy fino
0.004
-
0.002
Arcilla gruesa
0.002
-
0.001
Arcilla media
0.001
-
0.0005
Arcilla fina
0.0005
-
0.00024
Arcilla muy fina
Grava media
Fuente : UNION GEOFISICA AMERICANA (AGU)
Diametro medio (D50) =
12.50000
Material :
=====>
Grava media
=====>
NO COHESIVO
Peso Especifico (Tn/m3) = Tabla N° 03 SELECCIÓN DE x EN SUELOS COHESIVOS (Tn/m3) o SUELOS NO COHESIVOS (mm) Peso especifico Tn/m3 0.80
X
1/(X +1)
D (mm)
X
1/(X +1)
0.52
0.66
0.05
0.43
0.70
CALCULO HIDRÁULICO SECCI N ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE ( B ) Proyecto
:
Q DISEÑO (m3 /seg)
INSTALACION DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO CHICAMA ENTRE SECTOR VOLADERO Y LA TOMA CHICAMITA- CHICAMA-ASCOPE- LA LIBERTAD
MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON
MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING
MÉTODO DE BLENCH
B = K1 Q1/2
B = (Q1/2 /S1/5) (n K 5/3 )3/(3+5m)
B = 1.81(Q Fb /Fs)1/2
Condiciones de Fondo de río
1,404.95 Pendiente Zona del Proyecto (m/m)
Fondo y orillas de material cohesivo
K1
B (m)
3.6 134.94
B (m)
Valores rugosidad de Manning (n) Descripción
n
Cauces de Ríos con Vegetación = 0.033 - 0.029
0.035
Coeficiente Material del Cauce
B (m)
Factores Factor de Fondo
Fb
Material Fino
0.8
MÉTODO DE PETTIS
Descripción
K
B = 4.44 Q0.5
Material aluvial = 8 a 12
20
Factor de Orilla
Fs
Descripción
m
Materiales sueltos
0.1
Para ríos de montaña
0.5
0.00697
247.62 B (m)
191.89
Coeficiente de Tipo de Río
166.42
RESUMEN : M TODO
B (m)
MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON
134.94
MÉTODO DE PETTIS
166.42
MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING
247.62
MÉTODO DE BLENCH
191.89
RECOMENDACIÓN PRACTICA
116.20
========> SE ADOPTA
B:
220.00 Se elige este anch o por adaptarse a la zona de estudio.
CALCULO HIDRÁULICO SECTOR: VOLADERO Y TOMA CHICAMITA CALCULO DEL TIRANTE M TODO DE MANNING - STRICKLER (B > 30 M) t = ((Q / (Ks * B. S1/2))3/5 Valores para Ks para Cauces Naturales (Inversa de n) Descripción Ks
Cauces naturales con derrubio e irregularidades = 30
t
(m)
30
Caudal de Diseño (m 3 /seg)
1.75
Q= 1,404.95 Ancho Estable - Plantilla (m) B= 220.00 Pendiente del Tramo de estudio S= 0.00697
Formula de Manning : Velocidad Media (m/s) >>>>> V = R 2/3 * S 1/2 / n Radio Hidráulico >>> R = A / P >>>>>>> Tirante medio (y ) Taluz de Borde (Z) y= 1.75 Z= 1.5 Ancho de Equilibrio (B) B= 220.00 Área (m2) Perímetro (m) A = 380.41 P = 221.06 >>>>>>>
R:
Pendiente de Fondo >>> S S= 0.00697 Coeficiente de Rugosidad de Manning
3.63
V=
Descripción
n
Cauces naturales con derrubio e irregularidades = 0.033
0.033
1.72
m/seg
Numero de Froude : F = V / (g * y )1/2 Velocidad media de la corriente (m/s) V = 3.63
Aceleración de la Gravedad g = 9.81
Profundidad Hidráulica Media = Área Mojada / Ancho Superficial:
y = A / B >>>
y=
Tipo de Flujo :
Froude (F)
1.73 FLUJO SUBCRITICO
Calculo de la Altura de Dique >>>>>>> Bordo Libre (BL) = ¢ e Caudal máximo m 3/s
¢
¢
ALTURA DE MURO (HD)
e = V /2g
BL
H = y + BL
0.88
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs) METODO DE LL. LIST VAN LEVEDIEV
Suelos Granulares - No Cohesivos ts = (( t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1) ……...(1) Suelos Cohesivos ts = (( t )/(0.60 5/3
1.18 ß))1/(x+1) s
……...(2)
Donde:
ts = t= t= Dm = Dm =
Tirante despues de producirse la socavacion (m) Tirante sin socavacion (m) 1.75
m
Diametro Medio de las particulas (mm) 12.5
mm
s = Peso Especifico suelo (Kg/m3)
µ=
Coeficiente de Contraccion
= Coefciente >>>>>> = Q/(tm5/3B µ) Tirante medio (tm )= A/B
Q (Caudal de Diseño)
Coeficiente de Contraccion (µ ) Tabla N° 01
Ancho Estable
CALCULO ESTRUCTURAL : Profundidad de Uña Proyecto :
INSTALACION DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO CHICAMA ENTRE SECTOR VOLADERO Y LA TOMA CHICAMITA- CHICAMA-ASCOPE- LA LIBERTAD
Profudidad de = Socavacion (Hs)
1.62
==========>
Profundidad de = Uña (PUÑA)
FS * Hs
FS
=
1.2
PUÑA
=
1.95
Por lo Tanto Seleccionamos : PUÑA
=
2.00 m
PROTECCION DEL PIE DE TALUD
Variable 1
Z 1 1
1.5 Puña
Z
0 5
D
a ñ u
P
Puña
CALCULO ESTRUCTURAL
ESTABILIDAD DEL TERRAPLEN
PROBABILIDAD DE MOVIMIENTO DE LA ROCA
Fuerza Resistente (Kg/m)
ANALISIS DE ESTABILIDAD
R = W * Tag Ø
ESTABILIDAD DEL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO
Froca (D50) = 0.56 *(V2 /2g) * (1/ D50 )* (1/ ∆) Froca (%)
Veloocidad caudal de diseño (V)
W = Peso del Terraplen
Velocidad
R
Area Dique (m2)
14.69
Peso Especifico del material (Kg / m3 )
1930.00
g a=
∆
Angulo de fricci on interna en grados(tipo de mater ial de rio) Ø
19,852.07 R > P ====> EL DIQUE ES ESTABLE A LA PRESION DEL AGUA
35
Tag Ø
Presion del Agua (Kg/m2)
1,000.00
0.35
g s =
t= 1.75 Pendiente Tramo de estudio S=
0.00650
K
1,000.00
1
Z=
sen
2
sen
2
(Enrocado) (Φ)
1,531.25
45
Factor de Talud (K)
1.75
K=
0.775
Coeficiente de Shields C=
Va : velocidad del agua entre el enrocado y el fondo. 2/3
Va =(D50 / 2) * S
Va (m/s)
2.-Determinación de velocidad que puede soportar el suelo sin ser erosionado (Ve) Ve = v elocidad que puede soportar el suelo sin ser Ve (m/s) erosionado
1/2
/ nf
nf = Rugosidad del fondo
Dm = Dm =
nf
Condicion
Sin filtro o hay filtro de Geotextil
0.02
Pendiente Tramo de estudio S= 0.00697 Diametro medio de la roca (D 50) D50 = 0.65
1.973
ASUMIENDO UN FILTRO DE GEOTEXTIL : Se tiene ===> Va1 = Va / 4 Va1 =
Ve =16.1 * (Dm) diámetro de partículas del suelo base (m) 0.0125 m
Verificacion : Como Va > Ve : Habra Erosión ===> SE RECOMIENDA UTILIZAR UN FILTRO DE GEOTEXTIL O UN FILTRO DE GRAVA
0.100
DETERMINACION DEL TIPO DE FILTRO
1/2
0.493 m/s
Se debe verificar que se cumpla que : V a1 > Ve
1.800
<
a
c
a 82.62
α
2 6.57 ° 2 Angulo de friccion interna del material
0.65
CALCULO PARA DETERMINAR EL USO DE FILTROS
2
1
Φ=
1.- Determinación de Velocidad en el espacio entre el enrocado y material base :
c Si
2,640.00
Angulo del Talud (α)
=
Verificacion ===>
Factor de Talud (K)
P
=
g
1,000.00 g a = Peso especifico de la roca (cantera) 3 Kg/m 11.38
1000.00
Tirante t
a
D50
P = PW * t2 /2 =
1.64
=C * ( ) * D50 * K s g a c Peso especifico del agua Kg/m 3
a
Diametro medio de la roca (D 50)
0.70
PW
g =
Kg/m3
ESFUERZO CORTANTE CRITICOS
*t*S
g a
Tirante de diseño (m)
3
28,351.70
W=
'=
a Peso especifico del agua Kg/m3
3.63
g S g a Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m g a 2,640.00 g s= del Peso especifico agua
ESFUERZO MAXIMO CORTANTE ACTUANTE
Verificacion :
Como Va1< Ve : ===> USAR FILTRO DE GRAVA
EL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO ES ESTABLE
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FORMULA DE MAYNORD
Sección Hidráulica RIO JEQUETEPEQUE
Altura Hidráulica (m)
Velocidad en el Centro del Cauce (m/s)
Coeficiente C1
Coeficiente por Ubicación de roca C2
F = C2 V / (g y)0.5
d50 = t C1 F3
1.75
3.63
0.25
1.25
1.10
0.58
D50
=
0.58 m
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FÓRMULA DE FORMULA DE R. A. LOPARDO 0.011314*
W
g s g
s
* V
6
Peso específico de las partículas, Kg/cm3, Tn/m3 Peso específico del fluido, Kg/cm3, Tn/m3
1 3 Ds = Diámetro de volumen esférico equivalente, ft
Velocidad media, m/s
V
D s
Angulo de reposo del material
g s g Ángulo del talud respecto a la horizontal * SENO Peso, q )Kg g Velocidad Media Talud Sección s Hidráulica 3
W
Rio Chicama
Tn/m3
Tn/m3
(m/s)
(°)
2.68
1.00
3.63
4 5.00 °
Z
1
2.00
6 * W * s
W = Peso de roca, lb Peso específico de la roca, lb / ft3
KG
Tn
Lb
pcf
DS ft (Pies)
DS
(°)
2 6.57 °
1310.71
1.311
2889.62
167.307
3.207
0.978
=
0.98
m
W (Peso)
(m)
Diámetro de la roca, m
Porcentaje 100
<=
Dcalculado
=
0.98
50
>
D60
=
0.59
80
>
D40
=
0.39
Dcalculado
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMA FÓRMULA DE LA CALIFORNIA DIVISIÓN OF HIGHWAYS b
factor para condiciones de mucha turbulencia, piedras redondas, y sin que permita movimiento de piedra, se adopta un valor b =1.4
d 50
Sección Hidráulica RIO JEQUETEPEQUE
b V 2 *
2 g
1
∆
*s
Densidad Relativa del material ===>
Densidad de la roca
g ƒ= Factor de talud
f
Densidad del agua
V
Velocidad media, m/s
g
Aceleracion Gravedad : 9.81
Tn/m3
(m/s)
2.63
1.00
3.63
Porcentaje 100
<=
50 80
> >
(°)
3 8.00 °
Diámetro de la roca, m Dcalculado = 0.84 D60 D40
= =
0.5 0.34
f
sen2
1
2 sen Angulo de Friccion Interna del material.
Angulo del Talud
Velocidad Media
s Tn/m3
g S g
Talud Z 1
2.00
∆
ƒ
(°)
d50 (m)
2 6.57 °
D50
1.63
0.687
0.84
=
0.84
m
