UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CURSO
: Topografía General II
TEMA
: Diseño de red de Alcantarillado
CICLO
:V
DOCENTE
: García Rivera, Juan Pablo
ALUMNOS
: Castillo Briceño, Wellington Huaripata Infantes, Harol Joan Lopez Lara, Jhonson Calderon Portocarrero, Johann Roselio Cruz Nontol, Obed
TRUJILLO – PERU PERU 2014 1
DISEÑO DE RED DE ALCANTARILLADO
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ÍNDICE Pág. 1. ANTECEDENTES…………………………………………………………………………………………………5 1.1. GUÍA DE DISEÑO DE ALCANTARILLADO POR VACÍO - DIRECCIÓN NACIONAL DE SANEAMIENTO – MINISTERIO DE VIVIENDA – PERU 1.2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – LIMA-PERU 2. PREPARACIÓN Y ORGANIZACIÓN ……………………………………………………………………….8 2.1. BRIGADA 2.2. INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS 3. TRABAJO DE CAMPO ………………………………………………………………………………….………8 3.1. RECONOCIMIENTO DEL TERRENO 3.2. TOMA DE DATOS…………………………………………………………………………….………9 3.2.1. PROCEDIMIENTO 3.2.1.1. PARA EL ALINEAMIENTO 3.2.1.2. PARA LA NIVELACIÓN 3.2.1.3. PARA HALLAR ÁNGULOS 3.2.2. DATOS……………………………………………………………………………………….10 4. TRABAJO DE GABINETE…………………………………………………………………………………….11 4.1. COMO DESARROLLAR LA TABLA DE DATOS 4.2. COMO HALLAR LOS ÁNGULOS 5. RESULTADOS………………………………………………………………………………………………….…12 5.1. COTAS, ALTURAS DEL INSTRUMENTO Y DESNIVELES 5.2. ÁNGULOS EN LOS PUNTOS DE QUIEBRE ……………………………………………….13 6.
CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………..14
7.
ANEXOS……………………………………………………………………………………………………………15
3
INTRODUCCION
Con la realización de este trabajo queremos dar a conocer la importancia que tiene una nivelación y la realización de su perfil longitudinal antes de empezar el trabajo en campo. A la operación de nivelar puntos situados a corta distancia entre sí, a lo largo de una alineación determinada se le llama nivelación de un perfil. En los proyectos y levantamientos topográficos para carreteras, ferrocarriles, canales, etc. Se colocan estacas u otras señales a intervalos regulares a lo largo de una alineación ya fijada, ordinariamente en el eje de la obra. El intervalo entre las estacas suele ser de 50m., 20 o 10m., de acuerdo a la precisión requerida en el proyecto. Es muy frecuente en la práctica topográfica en la ingeniería la necesidad de conocer el desnivel entre puntos o el requerimiento de dejar ciertos puntos a un nivel o cota determinada. El contenido del presente informe contiene los detalles sobre los antecedentes, trabajos realizados en campo, el trabajo de gabinete y sus cálculos respectivos.
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1. ANTECEDENTES 1.1.
GUÍA DE DISEÑO DE ALCANTARILLADO POR VACÍO - DIRECCIÓN NACIONAL DE SANEAMIENTO – MINISTERIO DE VIVIENDA - PERU La Dirección de Normas de la Dirección Nacional de Saneamiento del Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento, es la unidad orgánica encargada de conducir el sistema de formulación, actualización y evaluación permanente de las normas que regulan el funcionamiento de las actividades del subsector saneamiento, según lo establece La Resolución Ministerial Nº 175-2003-VIVIENDA1, modificada por Resolución Ministerial Nº 103-2009-VIVIENDA. Los sistemas de recolección de las aguas residuales que se instalan en el país, tienden a ser sistemas que aprovechan la gravedad por su simplicidad en su operación y bajo de costo en su mantenimiento. En aquellos casos donde no es posible utilizar la gravedad para transportar las aguas residuales, se construyen estaciones de bombeo como estructura complementaria a la red de recolección para transportar estas aguas y conducirlas hacia la planta de tratamiento y/o punto de disposición final. Este tipo de sistemas de recolección no puede ser aplicado en todas las localidades de nuestro país debido a lo accidentado de algunas zonas geográficas, como es la región selva, donde el nivel freático está muy cercano a la superficie o incluso está permanentemente expuesto a inundaciones que impiden la instalación de sistemas de recolección convencional; postergando el acceso de esas poblaciones a este servicio. Este tema sin duda preocupa a los prestadores del servicio de alcantarillado sanitario, toda vez que la recolección de las agua residuales es de su responsabilidad. Una opción para proveer estos servicios en localidades con las características antes señalada, es la construcción de alcantarillado por vacío, tecnología utilizada en muchos país de la región (Chile, Brasil, Costa Rica Estados Unidos, otros), con muy buenos resultados. Es importante señalar que esta tecnología no es nueva. El primero en aplicar el drenaje de presión negativa (llamada actualmente alcantarillado por vacío) fue el ingeniero holandés Liernur en la segunda mitad del siglo 5
XIX, utilizándose en barcos, trenes y aviones durante mucho tiempo. A partir de 1959, se efectuaron mejoras técnicas en Suecia por Joel Liljendahl y luego fue lanzado al mercado por Electrolux. El alcantarillado por vacío para aguas residuales de viviendas, se instaló por primera vez en Europa en 1882, aunque fue a partir de los años 70 cuando empezó a generalizarse su uso. Hoy en día varios proveedores de sistemas de alcantarillado por vacío ofrecen una amplia gama de productos para diversas aplicaciones. No hay duda que la tecnología de alcantarillado por vacío, permite dar solución a problemas constructivos y medioambientales en la prestación de un servicio tan básico como es la recolección de las aguas residuales en situaciones adversas, como las que se presentan en varias zonas de nuestro país. En razón de ello, se plantea la presente Guía de diseño de alcantarillado por vacío, que tiene la finalidad de difundir los principales criterios de diseño y construcción de sistemas de alcantarillado por vacío que transportan aguas residuales. La presente guía está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
1.2.
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE SISTEMAS DE ALCANTARILLADO – LIMA-PERU Especificaciones técnicas para la construcción de sistemas de alcantarillado Generalidades, La ejecución de las obras de alcantarillado para pequeñas poblaciones deberá realizarse de acuerdo con los planos aprobados del proyecto. Todo cambio en los mismos, deberá ser consultado cuando éste modifique la concepción base del proyecto dándose las razones que puedan motivar tales cambios. Las pequeñas modificaciones deberán figurar en los planos de construcción indicando la ubicación definitiva de las obras. Normas técnicas a adoptarse en la construcción , La construcción de la obra, se efectuará de conformidad con las siguientes Normas y Reglamentos: 6
− Reglamento Nacional de Construcciones − Norma ITINTEC (Instituto de Investigación Tecnología, Industrial y de
Normas Técnicas). − Normas Peruanas de Concreto. − Normas A.C.I (American Concrete Institute). − Normas A.S.T.M. (American Society for testing and Materials). − Normas A.A.S.H.O. (American Association of State Highway Officials). Trazo y replanteo de redes, Se necesitaran datos sobre la topografía de la zona para que se pueda definir el área del proyecto, de las cuencas y subcuencas de alcantarillado para el trazado de la red durante la excavación de las zanjas y en el asentamiento de las tuberías. El constructor deberá realizar los trabajos topográficos necesarios para el trazo y replanteo de la obra, tales como: ubicación y fijación de ejes y líneas de referencia por medio de puntos ubicados en elementos inamovibles. Los niveles y cotas de referencia indicados en los planos se fijan de acuerdo a estos y después se verificarán las cotas del terreno, etc. El constructor no podrá continuar con los trabajos correspondientes sin que previamente se aprueben los trazos. Esta aprobación debe anotarse en el cuaderno de obra. El trazo, alineamiento, gradiente, distancias y otros datos, deberán ajustarse previa revisión de la nivelación de las calles y verificación de los cálculos correspondientes. Cualquier modificación de los perfiles por exigirlos, así circunstancias de carácter local, deberá recibir previamente la aprobación de la supervisión El costo de ejecución de los trabajos de topografía dependerá del área y del relieve de la región.
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2. PREPARACIÓN Y ORGANIZACIÓN 2.1.
BRIGADA N
INTEGRANTES
1 2 3 4 5 2.2.
FUNCION
Huaripata Infantes, Harol Joan López Lara, Jhonson Castillo Briceño Wellington Cruz Nontol, Obed Calderón Portocarrero, Johann
Operador Portamira Alineador Alineador Alineador
INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS
CANTIDAD
ACCESORIOS
CANTIDAD
INTRUMENTOS
3 1 1
Jalón Mira Trípode
1 1 1
Nivel Cinta métrica GPS
3. TRABAJO DE CAMPO 3.1.
RECONOCIMIENTO DEL TERRENO El trabajo se llevó acabo en el interior de la Universidad Privada Antenor Orrego (UPAO). Como el alineamiento debía tener una medida mínima de cuatrocientos metros, elegimos el lugar más amplio y despejado posible. El alineamiento estaba ubicado por los pasos vehiculares y peatonales ubicados entre los pabellones C, F, D, E, H y I (ver anexo n°). El suelo es mayormente de adoquín y concreto.
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3.2.
TOMA DE DATOS
3.2.1.
PROCEDIMIENTO
3.2.1.1.
3.2.1.2.
3.2.1.3. PQ
Para el alineamiento
Cogimos tres jalones y comenzamos a alinear. Pusimos los jalones a una distancia aproximada de 10 metros entre cada uno. Los jalones estaban alineados cuando formaban una línea recta y el que alineaba bisaba un solo jalón.
Con la ayuda de la cinta métrica marcamos una distancia de 10 m desde el primer jalón.
Para marcar los puntos alineados utilizamos un corrector marcando los puntos como P1, P2, P3 ,…, P42.
Para la nivelación
Primero colocamos el nivel en un lugar visible a los puntos a nivelar.
Luego colocamos la mira en los puntos para tomar medidas.
Nivelamos el nivel y anotamos las vistas atrás y delante. Alrededor de todo el alineamiento pusimos nueve estaciones anotando sus respectivas vistas.
Para hallar ángulos en los puntos de quiebre
Primero medimos dos metros a cada lado respecto al punto de quiebre (PQ) y marcamos con corrector.
Lugo medimos la distancia X del triángulo formado y la apuntamos.
2
2 β
X
9
3.2.2.
DATOS
TABLA DE DATOS N° 1 E E1
E2
E3
E4
E5
P
V+
BM P1 P2 P2 P3 P4 P5 P5 P6 P7 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21
1.293
V-
COTA 15.994
1.405 1.305 1.415
E6
1.332 1.272 1.14 1.41 1.4 1.35
E7
1.312 1.36 1.389 1.365 1.48 1.52 1.48 1.46
E8
1.405 1.35 1.369 1.449 1.46 1.685 1.78 1.82
E9
P21 P22 P23 P24 P25 P26 P26 P27 P28 P29 P30 P31 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P36 P37 P38 P39 P40 P41 P42
1.435 1.485 1.517 1.605 1.628 1.64 1.805 1.387 1.382 1.36 1.367 1.365 1.36 1.56 1.518 1.99 2.075 2.07 1.425 1.435 1.405 1.392 1.402 1.246 1.068
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4. TRABAJO DE GABINETE 4.1.
DESARROLLO DE LA TABLA N°1 En la tabla N°1 tenemos que encontrar la altura del instrumento, las cotas y los desniveles entre los puntos. Para los cálculos utilizamos el programa de cálculo Microsoft Excel. Las fórmulas utilizadas para los cálculos son las siguientes: Para calcular la altura del instrumento en cada estación utilizamos:
Para calcular las cotas utilizamos:
Para calcular los desniveles entre los utilizamos:
4.2.
HALLAR ÁNGULOS EN LOS PUNTOS DE QUIEBRE Para hallar los ángulos utilizamos cálculos matemáticos geométricos respectivamente. Utilizamos ley de senos.
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5. RESULTADOS 5.1.
COTAS, HALTURAS DEL INSTRUMENTO Y DESNIVELES
DESARROLLO DE TABLA N° 1 E
PV
V+
VI
V-
BM 1.293 E1
P1
E2
1.405 1.305 1.415
0.100
15.982
0.000
17.397 15.982
0.083
16.065
0.060
P4
1.272
16.125
0.132
16.257
0.000
17.667 16.257
0.010
16.267
0.070
16.337
0.000
1.140 1.410
P6
1.400
P7 P7
1.330 1.312
P8
1.360
16.289 -0.029
P9
1.389
16.260
P10
1.365
16.284 -0.115
P11
1.480
16.169 -0.040
P12
1.520
16.129
0.040
P13
1.480
16.169
0.020
16.189
0.000
17.594 16.189
0.055
1.460
P14 1.405
E7
0.024
P15
1.350
16.244 -0.019
P16
1.369
16.225 -0.080
P17
1.449
16.145 -0.011
P18
1.460
16.134 -0.225
P19
1.685
15.909 -0.095
P20
1.780
15.814 -0.040
P21
E6
17.649 16.337 -0.048
P14
E5
15.882
1.332
P5
E4
∆
P3 P5
E3
COTA
17.287 15.994 -0.112
P2 P2
Hins.
1.820
15.774
0.000
E8
E9
Σ
P21 P22 P23 P24 P25 P26 P26 P27 P28 P29 P30 P31 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P36 P37 P38 P39 P40 P41 P42
1.435 1.485 1.517 1.605 1.628 1.640 1.805 1.387 1.382 1.360 1.367 1.365 1.360 1.560 1.518 1.990 2.075 2.070 1.425 1.435 1.405 1.392 1.402 1.246 12.860
-0.338
1.068 13.198
17.209 15.774 15.724 15.692 15.604 15.581 15.569 17.374 15.569 15.987 15.992 16.014 16.007 16.009 17.369 16.009 15.809 15.851 15.379 15.294 15.299 16.724 15.299 15.289 15.319 15.332 15.322 15.478 15.656
-0.050 -0.032 -0.088 -0.023 -0.012 0.000 0.418 0.005 0.022 -0.007 0.002 0.000 -0.200 0.042 -0.472 -0.085 0.005 0.000 -0.010 0.030 0.013 -0.010 0.156 0.178 -0.338
Nivelación Correcta
12
5.2.
ANGULOS Hallando ángulo uno.
=3.86/2 =1.93
sin 3/ sin sin 3/ −1 (0.965) 77° = 149.6
Seguimos los mismos procedimientos para hallar los demás ángulos:
89.52 86.00 88.00 146.00
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6. CONCLUSIONES
Concluimos que para un buen diseño de una red de alcantarillado es necesario realizar un buen alineamiento una correcta nivelación.
Para conocer cuánto debemos de cortar o rellenar es necesario realizar un plano de perfil longitudinal.
Para obtener un buen plano de perfiles se debe a ser los cálculos de gabinete correctamente.
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ANEXOS
15
FOTOS
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ANEXO A PLANO DE PERFIL LONGITUDINAL
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