01561
manual de drenaje para caminos rurales
secretaria de asentamientos humanos y obras públicas
PAR
e
D R E N A J E
DE
M A N U A L
A M I N
o
A S
R U R A L E S
M en I, Fernando
Olivera
B.
~
¡
¡
---------------------------------------------------------------------
I
INTRODUCCION
D ICE
...............•
CONSIDERACIONES
HIDROLOGICAS
CLASIFICACION
DEL
DRENAJE
MATERIALES TIPOS
DE CARGA
CUNETAS
..•...
CONTRACUNETAS CANALES
15
..•........
18
DE ENCAUZAMIENTO
BOMBEO
19
VADOS
20
PROYECTO
HIDRAULICO
21
PROYECTO
ESTRUCTURAL
22
ALCANTARILLAS
24
.
DIFERENTES
26
TIPOS
TUBOS
26
BOVEDAS
28
LOSAS
SOBRE
30
ESTRIBOS
CAJONES
32
PROYECTO
32
DISEÑO ELECCION CALCULO
DEL
TIPO
OBRAS
ESVIAJADAS
PUENTES GASTO METODO
.....
DE PROYECTOS
EN OBRAS
FUNCIONAMIENTO
TIPO
¡
PARA
ESVIAJAD~S
DEL
DRENAJE
.
DE SECCION
ALCANTARILLAS
..
51 53 56 57
............•. MAXIMO
46
~
. Y PENDIENTE
i
1"
42
Y ESTRUCTURAL
43
NORMALES
RELACION
40
DE OBRA
DIMENSIONAL
OBRAS
ACERO
37
HIDRAULICO
59
60
ION
=
"DIO DE MECANICA
69-
DE SUELOS
79
:SE-O ESTRUCTURAL. RELACION
80
DE OBR!\~ TIPO Pl\RA PUENTES
...•........
82 5 8
.......•...
87
BDRENAJE ORENES LONGITUDINALES DRENES TRANSVERSALES
DE ZANJA. DE TALUD
GIBLIOGRAFIA
89 91
ii
1 N T R O D U C C 1
Uno de los elementos
que mayores
problemas
~a -a a :
nos, sino el que más, es el agua, ya que en ge-c_~_ la disminución
de la resistencia
de los suelos,
se presentan
fallas en terraplenes,
rodamiento.
Lo anterior,
conduce
~
cortes y superf-
a resolver
~== _
el drenaje
-e -
tal forma, que el agua se aleje lo más pronto posible de la obra.
En consecuencia,
podría decirse
que un buen drenaje
-
es el alma del camino. Se define captar,
corno drenaje
conducir
al conjunto
de obras que sirven para
y alejar del camino al agua que puede cau--
sarle problemas. Lo anterior
es de particular
importancia
rales, ya que éstos no cuentan miento
impermeable
ni cunetas
con una superficie revestidas,
los casos, por lo que los materiales dos, están más sujetos en estos caminos,
mientos
en la materia
de -
de que estan construí--
estudios
proyectistas
Ru
de roda---
en la mayoría
al ataque del agua.
se requieren
je y los ingenieros
para los Caminos
Es por ello, que
cuidadosos
del drena
deben tener amplios conoci-
para que estas obras cumplan
con la --
misión para la cual fueron programadas. El agua de lluvia, al caer sobre la superficie tiene varios destinos: filtrándose
al subsuelo
puede escurrir
terrestre,
superficialmente,
o evapotranspirarse.
--
in--
El agua que escurre superficialmente pequeños escurrideros
se va uniendo,
que posteriormente
for a -
serán arroyos y fl
nalmente ríos, que puedan llevar sus aguas al mar o a una depresión
continental
Al construírse
como son los lagos y las lagunas.
un camino, generalmente
miento natural, permitiéndose
el paso del agua, sólo en los
sitios elegidos por el proyectista, rán obras que permitan
se corta el escurri-
en los que se construi-
alejar el agua del camino, lo más --
pronto posible.
De esta manera, el agua que antes de la construcción mino, corría libremente, da para concentrarse anterior,
deberá canalizarse
del ca
en forma adecua
en las obras indicadas en el pár,rafo -
lo que da origen a las obras de captación
y a las
de conducción.
En resumen, diciones
al construírse
del escurrimiento
un camino, se modifican
en las zonas que atraviesa,
que puede ser causa de diversos nes, depósitos,
problemas
al construírse
el desarrollo
lo -
tales como erosio
inundaciones, ,etc.
Por otro lado, las características alteradas
las con-
de las cuencas se verán
el camino, pues éste, al provocar
económico de su zona de influencia,
rá modificaciones
propicin-
al uso de la tierra; así, en una zona
2
que antes del camino era boscosa, se llevarán a cabo desmon tes que alterarán la rapidez de concentración que aumentará
del agua, lo
la erosión de la cuenca y propiciará
lación de azolves aguas abajo; eventualmente
la acum~
pudiera modifi
carse el régimen pluviométrico.
Así mismo, al construírse tró al subsuelo,
el camino, el agua que se infil--
tiende a aflorar por los taludes y cama --
del camino dañando su estabilidad, cortar los flujos o prof
por lo que es necesario
dizar el nivel de las aguas freá-
ticas.
El estudio del drenaje, debe iniciarse desde la e ección de ruta, para la cual, se deberá elegir la zona que provoque menos problemas de escurrimiento. do las pendientes
De ser posible, utilizag
máximas permisibles
char los parteaguas
se tratará de aprove-
en donde el drenaje será mínimo.
Cuando los caminos se localizan en las laderas de las serra nías, el drenaje currideros
aumenta, sin embargo,
están generalmente
las cuencas y los es
bien definidos;
es, sin emba~
go, en terrenos planos en ~onde se pueden tener mayores prQ blemas de drenaje ya que a menudo, ni las cuencas ni los es currideros
están bien definidos~
Si desde la etapa de elección de ruta, no se elige la zona
3
~ adecuada, se tendrán problemas durante la vida del cami aumentándose
inecesariamente
los costos de conservación;
es por ello que aunque los caminos sean de corta longitud es necesario se efectúen reconocimientos, sos
que en estos ca--
pueden ser a pie o a lomo de bestia; cuando la longi~-
tud del camino por construir
o rehabilitar
los primeros reconocimientos
se deberán realizar en avione-
ta o helicóptero,
sin descartar
as que están a la disposición rentes organismos
ya es importante,
el uso de fotografías
de los proyectistas
del Gobierno Federal
en dife--
(DETENAL, SAHOP,etc),
de los Gobiernos de los Estados y de particulares; decir que de
aére-
se puede
una buena elección de ruta depende el éxito -
del proyecto.
Durante
las etapas de anteproyecto,
proyecto definitivo,
si lo hay, o en la de -
se hará el estudio detallado del drena
je; los defectos de una mala elección de ruta, se refleja-rán en estas etapas y posteriormente
en la construcción
operación del camino.
1.- Consideraciones
y -
'
Hidrológicas
Aplicables
al Estudio del
Drenaje. Los factores que afectan el escurrimiento
del agua son:
a.- Cantidad y tipo de precipitación. b.- Ritmo de precipitación
4
c.- Tamaño de la cuenca. d.- Declive superficial. e.- Permeabilidad f.- Condiciones g.- Cantidad
Con relación
de suelos y rocas.
de saturación.
y tipo de vegetación.
a la cantidad y tipo de precipitación,
se debe
tener en cuenta la cantidad de agua que cae al año, y si lo hace en forma de aguaceros
o de lluvia fina durante perío--
dos largos.
El tamaño del área por drenar es importante
ya que un agua-
cero puede abarcar la totalidad de una cuenca pequeña, si las cuencas son muy grandes, en parte de ella e infiltr~rse la zona no mojada; importante
así mismo,
la lluvia puede caer sólo bastante
al escurrir
la pendiente
ya que el agua se concentrará
medida que la pendiente
pero
sobre -
de la cuenca es
más rápidamente
a
es mayor y a medida que la topogra-
fía permite cauces más directos. Si la permeabilidad
de los suelos y rocas es alta debido a
su formación geológica 'el escurrimiento
(estratigrafía,
fracturación,
etc.),
es menor ya que una parte importante
del -
agua se infiltrará. En cambio en suelos con una saturación ta de pastizales
cerrada,
alta o con una cubier
el escurrimiento
en el ~ltimo caso puede ser lento. 5
es mayor
aunque -
... -. En la actualidad, gicos
para obtener
estos
métodos
se cuenta
con diferentes
métodos
el gasto
que una cuenca
puede
en: empíricos,
estadísticos
se clasifican
los basados
en la relaci6n
Los métodos
empíricos,
los proyectistas del
tamaño de
con el cual
a e e
se
Sin embargo,
re e
estas
zonas que tengan la cual
fueron
a e
siderada
e
ar en cuenta
::a~as;
aplique
seleccionar
los fact res e
Los métodos
estadísticos
precipitaciones rante
un largo
~
ientos
y se basan
y no son aplicables los caminos,
muy importantes.
Por último,
los métodos
que el
a fin de -
en los gastos
anua
6
máximos
Sin embargo,
la mayo-
son para corrientes
a las cuencas excepto
basados
de du--
que se tienen
ren puentes
para_
que se han registrado
ría de los estudios
cruzan
a aquéllas
l.as_
los que hacen uso de datos
de que se trate.
en general
para
a adecuada.
les de la corriente
importantes
-
factores.
válidas
similares
--
un factor
los otros
icio y experiencia
son
y escurri tiempo
y se aplica
es por ello necesario
e
proyectista
de -
del conocimiento
as son solamente
caracter~sticas
desarr
y -
en la experiencia
e eral requieren
f'_
aportar;
lluvia-escurrimiento.
es án basados
y e
hidro16-
para
pequeñas
muy que
las que requie-
en la relación
lluvia-escu-
rrimiento, algunas
requieren
características
ción está fueron
de datos
limitada
De lo anterior proyectistas ficiente cientes
de la cuenca
a cuencas
desarrollados
o ajustar
y buen
rentes
zonas que pueden
Además
de los métodos
de campo vechan
para conocer
existentes,
etc.
de los datos
diente,
el cual
2.- Clasificación
El drenaje rránev,
de las capas
El drenaje las' obras
2
km.
tengan
en uso,
los caminos
hidrológicos,
existen
a las dife-
del país.
también
de pendiente, más común
la su
los coefi-
de las corrientes,
que requiere,
se describe
métodos
que apro-
vertederos
--
por la disponi
es el de sección
y pen--
posteriormente.
del Drenaje.
de caminos
según
Rurales
atravezar
El de aplicación
bilidad
étodos
que los -
para utilizar
empíricos
cambios
s
que es necesario
juicio
el gasto
estrechamientos,
ya que es
de Caminos
los métodos
su aplica--
hasta del orden de S
concluir
y supervisores
así como de
en estudio
pequeñas
para áreas
se puede
experiencia
de precipitación,
se clasifica
que el escutrimiento de la corteza
superficial
en superficial se realice
y subte--
o no a través
terrestre.
se clasifica,
qu a'r d an con respecto
según
la posición
al eje del camino,
7
que_
en paral~
lo y transversal.
El drenaje
longitudinal
tar los escurrimientos manezcan
en él, de ta
quedan comprendidos cunetas, bordillos de drenaje
expedito bién,
para evitar lleguen al camino o peranera que no le causen desperfectos;
dentro de este tipo las cunetas, contr~ y canales de encauzamiento.
longitudinal
en forma paralela
El drenaje
es aquel que tiene por objeto cap--
Se llaman -
porqué están situadas más o menos -
al eje del camino.
transversal
es el que tiene por objeto dar paso
al agua que cruza de un lado a otro del camino, o
retirar
lo más pronto posible el agua de su corona;-
quedan comprendidos sas, cajones,
en este tipo de drenaje
bóvedas,
lavaderos,
los tubos, 10--
vados, sifones invertidos,
puentes y el bombeo de la corona.
De acuerdo a la dimensión transversal, nor.
se
ha
del claro de las obras de drenaje
convenido
dividir
a éste en mayor o me-
El drenaje mayor es aquel que requiere
ro mayor a 6 m.
obras con cla-
A las obras de drenaje mayor se les denomi
na puentes y a las de drenaje menor, alcantarillas.
3.- Materiales.
Los materiales
que se utilizan
en la construcción
8
de las
obras de drenaje de los Caminos Rurales son : s les para este tipo de obras, es decir: co mampostería,
utilizar
etc.
í
re-
lámina de acero, acero estruct ra:
de cal y cemento,
__e c o a
- r-er
5
Dentro de lo posible, se
el material de la regi6n como puede ser -- -2~era
y la piedra braza.
La calidad de los materiales
y procedimientos
de construc--
ci6n, son los que se indican en las Especificaciones les de Construcci6n Para la verificaci6n
Gener~
que están en vigor en la Secretaría.--de la calidad de los materiales
usen en las obras de drenaje,
que se
se deberá recurrir
a los labo
ratorios de obra o a las Unidades de Laboratorio
de la Se--
cretaría.
4.- Tipos de Carga.
Para el proyecto
estructural
de las obras de drenaje,
es n~
cesario conocer el tipo de vehículo que se debe considerar. Para la elaboraci6n métrico de Caminos
de las especificaciones Rurales, se ha estimado
de carácter geo conveniente
uti-
lizar las características
d~l vehículo
rísticas de concentraci6n
H-15 o sea un peso total de 15 to
neladas
inglesas, que equivale
DE-427 con caracte--
a un total de 13608 kg.,
2722 kg. en las ruedas delanteras
y 10886 kg. en las trase-
ras. Con estas cargas, se efectuaron 9
los cálculos de los proyec-
tos Tipo de Alcantarillas además de la publicación
y Puentes para Caminos Rurales; anterior,
se pueden utilizar
-
para
el proyecto de las obras de drenaje, otras publicaciones
de
la Secretaría, como: " Proyectos
Tipo de Obras de Drenaje
" y " Estructuras
para
Puentes; Proyectos Tipo ", en los que las cargas utilizadas son las que corresponden
a los vehículos
tipo H15-Sl2 y H20-
S16 con el 10% del peso en las ruedas delanteras, las intermedias
40% en --
y 40% en las traseras.
5.- Cunetas.
Son canales que se hacen a los lados de la cama del camino en cortes y tienen como función interceptar
el agua que es-
curre de la corona, del talud del corte y del terreno natural adyacente,
para conducirla
o a una obra transversal ble-de
hacia una corriente
para alejarla
lo más pronto posi--
la zona que ocupa el camino.
Para calcular
el área hidráulica
de las cunetas,
sario tomar en cuenta las diferentes área por drenar.
Se ha considerado
ría de los casos, la utilización triangular
cuya profundidad
la que corresponde
será nece-
características suficiente
de una sección
del --
para la may~ transversal
sea de 33 cm.; ancho de 1 m. y
con taludes: del lado de la corona de 3:1 y del corte,
natural
según el material
10
lado
del
que se encuen--
tre.
La longitud de ellas no debe ser
se sobrepasa esa cantidad,
a
o!.""
"
se deberá co s-__~~
alivio, que permita disminuir
esa
longitud
a~
duc í.r fuera del camino el caudal de la cuneta
si -
-2 J' ~2 ca?ta=
ac
í
a ~
~e
c: r::-
as
jo.
CORONA
CUNETA ~ .\
.--..!J~_---
__
~-:.~.
:O.33m.
--------------t 1m
I
r
Figura
1
También se han usado secciones sin embargo,
en general
gar, para caminos rios y molestias se acostumbra
rectangulares
y trapezoidales;
no son muy estables y en segundo
angostos,
causan
inseguridad
en caso de caer en elLas.
más el uso de las de sección
por otro lado, son más fáciles de conservar
11
lu-
a l~s usua---
Por lo anterior, triangular
que, -
con equipo mecá-
nico.
Con el fin de evitar que el agua se salga de las cunetas,-cuando el camino es si
so o que se produzca
cambios de pendiente
~t dinal, debe procurarse 'e_ocidad,
haya cambios brus te cambios de se
C~ÓD
Cuanóo e - aterial de reducir
-
azolve en los que no -
lo cual se logra median-
tra siciones
adecuadas.
as cunetas es erosionable,
se deberá
la velocidad que alcanza el agua, disminuyendo
pendiente de la cuneta y provocando
caídas para que el fon-
do de la cuneta esté por debajo de la subrasante o aumentando
la -
(Fig. 2),
la sección del canal y en ciertos casos reves-
tirse.
p--
- --
P»'P \
Protección con / Momposte,ra
--
~---------------------------------~ Fiqura
7.
12
Velocidad
a las que se socavan los T a b 1 a 4t
1
!
4
tvelocidad m/seg.
Material
a er'ales.
I
e_ocidad
Material
/seg,
Arena fina
0.45
Pizarra suave
2.0
Arcilla arenosa
0.50
Tepetate
2.
Arcilla ordinaria
0.85
Grava gruesa
3.5
Arcilla firme
1.25
Zampeado
3.4
Grava fina
2.00
Concreto
4".5 - 7.5
Gastos y velocidades para diferentes
en cunetas
4.5
tipo con tirantes de 30 cm.
pendientes.
T a b 1 a Pendiente Lonqitudinal %
-
2
4~
4~
Velocidad m/seg.
Gasto m3 /seg.
0.6 ·0.9 1.1 1.3 1.5 1.6 1.7 1.8 2.0 2.1
0.110 0.170 0.200 0.240 0.270 0.300 0.320 0.340 0.370 0.400
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
En la transición de las cun~tas con las obras de alivio, con frecuencia
se hace necesario
construir
pueden ser simples muros interceptores
otras auxiliares
que
dentro de la sección
de las cunetas o bien cajones de entrada con desarenadores que son los más ventajosos
y
recomendables.
13
(fig. 3)
-
/ CORONA
CAJA
DESARENADOR
Figura
3
En los cajones de entrada con desarenador, por las cunetas,
el agua que corre
antes de entrar a la alcantarilla
caja que más abajo de la alcantarilla renador destinado
a retener,
tres que lleva la corriente
cae en la
tiene un depósito des~
por sedimentación,
los arras---
de agua.
Estas obras tienen una gran importancta
en el funcionamiento
de los caminos rurales por lo que se debe tener especial cui dado en que se construyan rante la operación
CQn la sección completa
no se azolven con arrastres
de los taludes adyacentes.
Es decir requieren
vación constante.
14
y que du-
o derrumbes
-
de una conser
6.- Contracunetas.
s6n zanjas que se construyen
aguas arriba de los ceros de -
los cortes y tienen como finalidad
interceptar
escurre por las laderas y conducirla mediata o parte baja del terreno
el agua que
hacia alguna cañada in
(thalweg), evitando que al
escurrir por los taludes las erosione y que se aumente el caudal de las cunetas.
Un porcentaje
alto de fallas de taludes en la red nacional,
son provocadas
por la presencia de contracunetas,
por la calidad de los materiales una inadecuada los integrantes
localización,
en que se encuentran
al grado de que el criterio de
que en toda la red carretera
sistemáticamente
contracunetas
que los beneficios
que se pueden obtener.
no se --
en las zonas que
existan cortes, pues en general son mayores
particularmente
o por
del Seminario de Drenaje se inclina en el -
sentido de recomendar construyan
ya sea --
los perjuicios Lo anterior es -
aplicable cuando las contracunetas
no se im
permeabilizan.
En general,
los cortes de los caminos rurales son de poca -
altura, po~ 16 que la erosión de sus taludes no debe consti tuir un problema grave; así, cuando se construyan
contracu-
netas, se debe tomar en cuenta que su función fundamental
-
es evitar que se aumente el caudal de las cunetas ya que, si
15
esto sucede, se puede provocar el humedecimiento rracerías,
de las te-
hacerse ineficaz la capa de revestimiento
rrumpirse el tránsito,
lo que va en contra del criterio gen~
ral con el que se construye grar transitabilidad
durante
este tipo de caminos que es 10-todo el año.
En estos casos, el proyecto de las contracunetas cerse considerando
que constituyen
deberá ha--
elementos defensores
camino, y con el fin de evitar que se conviertan tos destructores,
e inte-
su proyecto y construcción
del
en elemen--
debe llevarse a
cabo teniendo en cuenta todos los factores que se detallan
-
enseguida:
Su construcción el escurrimiento
debe ser sólo en aquellas zonas en las que es transversal
al camino y proveniente
de -
una cuenca grande de tal manera que pudiera sobrepasarse
la
capacidad
se
deberán
de la cuneta; para su localización
y proyecto,
tornar en cuenta tanto la formación geológica,
pografía y la cobertura
la to-
vegetal del terreno.
En el proyecto de la sección de una contracuneta entre otros factores
la precipitación,
la forma y pendiente
de la ladera, la cubierta
intervienen,
el área por drenar,
-
vegetal y el
tipo de suelo.
La sección de las contracunetas,
16
generalmente
es de forma --
trapezoidal
y a fin de asegurar un buen funcionamiento
establecido,
se ha
para este tipo de caminos, que las dimensiones
sean de 0.80 m en la plantilla,
y 0.50 m de profundidad;
talud de aguas abajo será el suficiente
el
para que no se de---
rrumbe y el de aguas arriba deberá ser igual o mayor con el fin de evitar se erosione con el escurrimiento. que se extraiga
se colocará
El material
aguas abajo dejando una berma de
50 cm.
La distancia
de la contrae
de del corte será como
eta (en toda su longitud) o de 5
la altura del corte, si ésta es ser uniforme
ó una distancia
ayor.
igual a
Su pendiente debe
desde el punto de partida hasta su desfogue,
para evitar los trastornos que se producen pendiente,
al bo~
como son excavacionés
en los Cambios de
y azolves.
Se debe tener cuidado de que esa pendiente uniforme de cierto valor máximo,
limitado por la velocidad
no pase
de socava-
ción en el material de que se trata, y que se dió en el inci so relativo
a cunetas.
En cuanto al desfogue,
cuando a pesar de contarse
diente máxima compatible la cañada u hondonada
con la peg
con el tipo de terreno, al llegar a
(thalweg), se tenga un desnivel
tante, se hará una rápida o caída, protegiendo tural, cuando sea necesario,
impor-
al terreno na
con zampeado o revistiéndolo
17
on concreto.
Cuando las ramas de la contracuneta
se alejen
lo suficiente del camino, se dará salida libre al agua.
Cuando haya probabilidad
de que con la presencia de la con--
tracuneta y el tipo de materiales lud, será conveniente dimiento
se presentan fallas de ta-
i permeabilizar
más económico,
el canal con el proce-
o bien substituirlo
mado con material de préstamo
localizado en un lugar que no
afecte al ca ino; el bordo se construirá longitudinal
con la pendiente
car claramente
la localización
la dependencia
3
que se va a hacer cargo de su conservación,
-
se deberá indi--
de las contracunetas
y de los
de una conservación
adecuada
así como la importancia
y constante
--
adec ada.
En el acta de entrega de un camino rural,
bordos,
con un bordo for
de ellos.
7.- Canales de encauzamiento.
En terrenos sensiblemente es del tipo torrencial
planos, en donde el escurrimiento
y no existen cauces definidos,
como sucede en algunas regi~nes del país, es necesario truir canales que intercepten camino y la conduzcan construir
cons-
el agua antes de que llegue al
a sitios previamente
una obra y efectuar
tal --
elegidos
el cruzamiento.
18
para ---
El material que se extraiga al construir
estos canales, si -
es de la calidad adecuada, puede utilizarse ción de los terraplenes.
en la construc--
La pendiente del canal deberá pro-
yectarse
tomando en cuenta, entre otros factores, el que la
descarga
se efectúe en el sitio preestablecido
nera, evitar la construcción
y, de tal ma-
de canales de salida de gran --
longitud.
8.- Bombeo
Consiste
en proporcionar
a la corona del camino, en las tan-
gentes del trazo horizontal,
una pendiente
transversal del -
centro del camino hacia los hombros y su función es la de -dar salida expedita
al agua que cae sobre la corona y evitar
en lo posible que penetre en las terracerías.
En las curvas horizontales bre-elevación
al camino una so--
del hombro exterior con respecto
con el fin de contrarrestar bre-elevación
se proporciona
al interior -
la fuerza centrífuga.
Dicha so-
sirve también para dar salida al agua que cae
en estas partes del camino, hacia el hombro
interior.
En los caminos rurales, cuya corona está revestida,
el bom--
beo debe ser de 4% como máximo; pero con el fin de evitar -erosión en los terraplenes rodamiento,
cuando
en balcón y en la superficie
la pendiente
19
longitudinal
de -
sea fuerte, se
t)odrá proporcionar
a la
corona una pendiente
transversa~
CO~
tinua, hacia el lado de corte, hasta del 5% con objeto de d~ salojar rápidamente
el agua hacia la cuneta; la sobre-eleva-
ción máxima será del 10%.
El bombeo y la sobre-elevación terracerías
deberán proporcionarse
al afinarlas y posteriormente,
tarse, se colocará
el revestimiento
a las
en caso de necesi
con espesor uniforme.
9.- Vados.
Son estructuras escurrimiento ño.
superficiales
del "camino en el cruce con un
de agua efímera o permanente
Tienen frecuente
aplicación
tes de régimen torrencial
de tirante pequ~
cuando se tienen corrien--
que permitan
el paso de vehículos
la mayor parte del año y donde la interrupción
del tránsito
sea cuando más de 2 a 4 horas.
Su configuración
debe acercarse
lo más posible a la del te-
rreno natural para no alterar, sino en escala mínima, el ré gimen hidráulico consecuencia,
y para la protección
del vado mismo; en
la elección de este tipo de obra es, en gene-
ral, cuando se tienen cauces amplios y la rasante del camino es baja.
El proyecto geométrico
del vado debe ser con la superficie
20
---------------------------------------------------------------------------~------~ de rodamiento
a pelo de tierra adaptando a
una catenaria
o una parábola con pendiente
erre o nat ral e e~tra~a -áx"-
ma de 4% y ligandola al camino a través de e r""as ver~~ ~-les inversas a las del vado; estas últimas c r--as se
e
proyectar de acuerdo a las especificaciones.
La manera práctica de dar la forma de catenaria
en la aDra
es la de clavar 4 pies derechos de madera de 1.5 m y que s~ bresalgan
1 m, a las orillas del principio
y final del vado.
Se colocará en la parte superior de ellos una cuerda, estirando lo conveniente pendientes
para tener a la entrada y salida las -
proyectadas.
Las excavaciones
efectúan bajando una paralela
necesarias
a la forma asumida
se
por la
cuerda.
Se deberá
tomar en cuenta en el proyecto
postería,
con la que se construya
que la losa o mam-
la superficie
to, deberá apoyarse en una capa de material cm de espesor y compactado
10.- Proyecto
cionales
granular
de 30·
con pizón de mano.
Hidráulico.
Por lo que se refiere al dJseño hidráulico, una longitud
de rodamien
el vado tendrá
limitada por 1,1 nivel de aguas máximas excep--
ya que no debe haber obstáculos
y de sus arrastres,que
provoquen
2L
al curso del agua
aumento en el ancho de la
rriente.
Es importante que la superficie de rodamiento del vado esté a pelo de tierra, ya que cualquier parte de éste que quede arriba, por baja que sea, es un obstáculo
al escurrimiento
-
que actúa como vertedor pudiendo provocar un aumento en la socavación.
11.- Proyecto estructural.
En cuanto al proyecto estructural
se tendrá en cuenta que el
vado forma parte de la superficie
de rodamiento
del camino,-
sujeta a la acción de la carga viva y del agua corriente cuerpos flotantes y en suspensión. ciones es suficiente,
en general,
sección de mampostería
Para soportar
de 3a. junteada con mortero de cemen-
la piedra debe ser muy cuidadoso
destrucción
erosiones
de la superficie
El junteo de -
con objeto de evitar vías y se inicie, con esto, la --
de rodamiento.
En lugar de mam
postería de piedra, cuando no haya este material, se el concreto
estas ac--
diseñar el vado con una --
to, de espesor mínimo 0.30 m y ancho 3.50 m.
de agua que propicien
con
hidráulico
puede usar
sjn armar, de f'c=200 kg/cm
2
placas de 0.15 m x 1.75 m x 2.50 m en a~abado rugoso. quiera que sea el material
que forme la superficie
, en Cual-
de roda--
miento, éste descansará
en una sub-base, de suelo natural o
de relleno
en un espesor míhimo de 30 cm.
compactado
22
Se -
protegerá
la capa de superficie
de rodamiento
cavación,
mediante dentellones,
aguas arriba y abajo, del -
mismo material con que se construya de rodamiento.
La profundidad
0.50 m mayor que la profundidad
la capa de superficie
de los dentellones
del Seminario de Drenaje titulada"
-
será ----
máxima de socavación
vada o estimada en el terreno natural.
turales
contra la so-
obser-
Véase la ponencia
Socavación
-
en Cauces Na
11
Deben colocarse
a los
ados del vado y en toda su longitud,
postes de concreto de poca a
ra para señalar al conductor
los límites de éste e indicar en e
os al espesor de la lá-
mina de agua y el tirante que signifique
En cauces de corriente
permanente,
del vado, puede lograrse mediante provisionales
peligro al cruzar.
la construcción canalizaciones
el vado substituye
numerosas
al puente mediano o chico y a la alcantarilla
va mientras
o bordos -
para aislar del agua la zona de trabajo.
En los caminos rurales,
dimensiones.
en seco,
Desempeña
veces
de grandes
-
el vado el papel de obra definiti-
el avance económico de la región no amerite su
cambio por obras adecuadas especificaciones
Es recomendable
a un nuevo camino de más altas-
geométricas.
que los accesos al vado, cuando el cauce -
23
-es más o menos altos, se construyan
con curvas -
==~_-a:es amplias para evitar la formación de terraplenes ~=~-~o del cauce.
_recuentemente
convendrá
zanjas rellenadas
proteger
a los vados construyendo
con boleo cuyas dimensiones
-
sean tales que
impidan su arrastre por el agua.
12.- Alcantarillas.
Son estructuras conducir
de forma diversa que tienen la función de --
y desaloja~
las hondonadas atraviesan
lo más rápidamente
posible el agua de -
y partes bajas del terreno
el camino.
Por la forma de su sección y el mate
rial de que están construidas, menor puede clasificarse tribos y cajones.
(thalwegs) que --
estas estlucturas
en tubos, bóvedas,
de drenaje
losas sobre es-
Están siempre alojadas en el cuerpo de -
la terracería.
A diferencia
de los vados, donde el r'gimen hidráuJ.ico prá~
ticamente no se modifica, chamiento
en las altantarillas
hay un estr~
del cauce, que aunado al aumento de caudal por l~
concentración
de volumenes
cunetas y contracunetas,
al ser recolectada
el agua por -
hace que se aumente su velocidad.-
Este fen~mQno puede provocar
erosiones
como a la salida de las obras.
24
tanto a la entrada
-
~.~ ,----~--------------------------------"""'IIIIII.
Se mejora la función de las alcantarillas, de cua quier tipo, mediante una estructura de t.ransLc én , a la e trada y sa ida í
del conducto, formada por los aleros que son ción de tierra y guías para conducir el agua, que transforman gradualmente
su régimen, el que tenía en el terre o
ral al del interior y otra vez al del terreno natural.
atu Ex-
cepto en los tubos, en los que sólo se coloca un muro plano de cabeza natural, los aleros son divergentes,
con un ángulo
de abertura de unos 300 respecto al eje longitudinal de la alcantarilla;
arrancan del mismo nivel de la parte superior
del coronamiento
de los estribos y desciende con talud de --
1.5:1 hasta tener una altura entre 0.30 m y a O m en su parte más alejada.
Si la alcantarilla
es esviajada, el talud -
de los aleros, en proyección normal al eje del camino. será de 1.5:1 pero el talud real estará en función del esviaje. Para la longitud de los aleros, se tendrá la condición de que sus extremos, estén equidistantes
del fondo del arroyo.
En la parte más alejada de los aleros, empieza propiamente la alcantarilla
-
y es donde se inicia la variación del régi--
men hidráulico natural. no no erosionable,
Salvo en casos de contar con terre-
deberá hacerse un zampeado de protección I
en el suelo dentro de la obra y entre los aleros de entrada y salida, con la carga superior a la altura del terreno nat~ ral y se construirá un dentellón,
en cada extremo, de profu!l
didad mayor a la que pueda socavar el agua.
~__~e- s con fuerte pendiente
transversal,
conviene cons
estribos de las bóvedas y de las losas de concreráulico, sobre cimentación taformas con longitud aproximada
escalonada
en pequeñas pl~
de 1 a 2 m, a lo largo de
a alcantarilla.
Cualquiera
que sea el tipo de alcantarilla,
el terraplén que
se co¡oque sobre ella debe ser construído
en capas de 15 a -
20 cm de espesor, compactadas,
ambos lados simul-
táneamente
atacándose
hasta un espesor mínimo de 0.60 m en tuberías y -
1 m en bóvedas
a partir de la parte superior de la clave.
13.- Diferentes
tipos de alcantarillas.
T u b o s
Son alcantarillas requieren
de sección interior usualmente
El material
de que están construídos
lámina ondulada
económicamente
y
estructural.
puede ser concreto
re--
~n ciertos casos puede convenir
su construcción
tero de cemento, vedas.
y
siempre de un espesor de terraplén o colchón míni-
mo de 0.60 m para su mejor funcionamiento
forzado,
circular
con mampostería
-
de 3a. y mor-
aunque este caso está en el grupo de las bó
NOMENCLATURA d
~~~l e d
e hcv
-!..! a (Udll
R Re e Bt Vi' Vd P'z f
, ,
I
L
I
1
,
I
I I I
F1 ,F2
1 I
-'X~ :
1
:
1
,
V
I
,
/1 Mamp. de 30. I I 1 cla~ e on mortero : I I de cemento 1.5: Vi,
N -.1
r
"
~
1"
,
Vi:
espesor del colch6n sobre la clave mAs la carga viva traducida, en m. espesor real del colch6n sobre la clave,en m. carga viva de cami6n (H15-S12 ó H20-S16), traducida a eSJesor del colchón considerando un peso volumétrico de 1600 Kg/m3,en m. radio del intradós, en m. radio del extrad6s, en.m. espesor de la clave, en cm. ancho total del cimiento, en cm. escalones del cimiento, en cm. peralte del· cim~ento, en cm. esfuerzo unitario de compresión en el des plante del cimiento, Kg/cm2. esfuerzos unitarios en el desplante, cuan do se eliminan escalones Kg/cm2 volumen de mamposteria m3/m.
~
\ ~F2
"l.
BI ---a,..
"'M
~ 'f
i _1 t"
i
Vd -:
:~~~
, Pz
Bn=BI+X/
N O T A S : Este proyecto se utiliza en alcantarillas de b6veda con colch6n (cl minimo de 1.00m. y para C.V. de cami6n H15-S12 6 H20-S16. Las b6vedas se harAn de mamposteria de 3a. clase con mortero de cemento 1 :5.En el cierre del arco se colarA una clave de concreto simple de f'c=100 Kg/cm2, de dimensiones no menores a las indicadas. Las juntas del arco serAn radiales y con cuatrapeo Lo nq t.ud i.naL colocando las piedras con su mayor dimensi6n del lado del extrad6s. Queda a ju! cio del Ing. Residente proyectar y construir zampaado91 en suelos de roca podrán evitarse. Las b6vedas no oonsignadas en las tablas podrán obtenerse por int ci6n lineal. Los terraplenes se construirAn 1 después de ejecutada la obra, mediante cap de espesor atacándose ambos lados simultan ejecuci6n de la obra asi como los matar! se sujetarAn a las Especificaciones Gon Todas las dimensiones se dan en cm., OX cadas en otra unidad. í
CLAVE DE CONCRETO SIMPLE fc=IOOk/crJ t---
í
b ------l
Loa
-J Poro R hasta 2.00m.
e
L_~>,
0= 2O,b=25
'1
~O---l
Figura
4
..~
B ó ved
a s .-
Son estructuras
cuya secció
transversal
mada por tres partes pri ci_ales: ticales que son las caras bre és~as, un arco c:rc es el intradós
e
3a. y mortero de cemento quiere un
y, so-
ar, de medio punto o rebajado,
arco estructural
as bóvedas
I
el piso, dos paredes ver-
"nteriores de los estribos
con m~nimo es es r en la clave
En genera
interior está for-
de sección variable
-
(Fig. 4)
son construídas 1:5.
que
con mampostería
Para construir
olde de madera que se aprovecha
lar la clave a todo lo la~go de la obra.
de
el arco se re
también para coLa clave de con--
creto simple, cierra el arco en el centro, es de f'C = 100 kg/cm
2
con juntas radiales
35 cm.
y tiene un ancho medio mínimo de
Las piedras del arco tendrán hasta donde sea posi--
ble, juntas radiales dimensión
con cuatrapeo
longitudinal
estará del lado del extradós.
mento normal, da la clave,
el descimbrado
y su mayor
Cuando se use ce--
se hará a los 14 días de cola-
tiempo a partir del que puede construirse
el -
terraplén.
El zampeado que protegen terrenos
del piso y los dentellones el suelo conta la erosión,
rocosos.
aguas arriba y abajo puede omitirse
en -
~"~~~~/~:J .~~~~ .....
•
..
'-_ .
. _~"""A-.4!
e
.!
Mamposteda
de
!# Q mpo,ter
lÍa d. con mortero de c.m.nto I : 5
311 con
mor tero de c.mll'lto 1: 5
H
, "'i,-:.. ~TubO
~---Í..-IOcm.
N ID
r
b
B
3g
H
OREN de barro de
l1Ja3.00m.
~.
I
ESTRIBOS DE MAMPOSTERIA
H _ C ~ e ~ ft=
l
Altura del estribo en m Colchón en m Espesor de losa en cm Esfuerzo unitario de -trabajo en el terreno Kg/cm2
.
ESTRIBOS CON MURO DE MAMPOSTERIA y CIMIENTO O! CONCRETO N O T A s: Esta nomenclatura regirA en el proyecto tipo de estribos de mamposterla-Las dimensiones del estribo indicadas en las tablas, tornan en cuenta el efecto de la C.V.(H15-s12 ó H20-S16.) correspondien al colchón real de que se trate. MATERIALES
Figura
5
: La mamposterla serA de 3a. cla80 tero dé cemento 1 :5- En estribon el concreto es de f'c=100 Kq/om
oon mor mixtos
/
Para eliminar el empuje hidrostático
sobre los muros, se c~
locan en el respaldo de cada estribo una capa de 30 cm de espesor de material graduado.
La obtención de la curva granulométrica laboratorio servación
o bien visualmente
se efectuará
en el campo mediante
directa de una muestra representativa,
deberá dar salida al agua a través de drenes tubo de barro de 10 cm de diámetro, el cuerpo del muro. graduado
colocados
en el la ob--
esta capa
inclinados,
de
cada 3 m en -
En el contacto del tubo con el material
deberá ponerse piedra quebrada,
para evitar el
arrastre de dicho material.
Por excepción
se usan bóvedas de lámina ondulada,
y para colchones
en claros
grandes.
Losas sobre estribos.-
Son estructuras
formadas
con mortero de cemento de concreto
reforzado.
por dos muros de mampostería
1:5, sobre los que se apoya una losa Cuando
sea baja se usarán estribos ría y el cimiento
El descimbrado
de 3a.
la resistencia
del terreno -
mixtos, con el muro de mampost~
de concreto,
corno se indica en la fig. 5
de las losas se hará a los 21 días, mientras
que la formación del terraplén,
30
el zampeado del piso y la -
B- ~ ('ara.
"!"
Vars.'b"
1.L~
A
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LISTA DESIG.
del •• ~O
rvar."B" '-::::'1:....1.....
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V PARRILLA
INFERIOR
8-.- L;
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Varllla."O"
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Carga
{O.III"
•
1
-
J."-
~
~ ~II .--
D ••
Varllla,-""
PLANTA
~ralt.
~
Varillas "C"
/ SUPERIOR
Varlli .s ''9"
Varw~/J.
PARRILLA
f-'
;
i---
\.
w
Vorlla. "A-
1
1-
-
DE VARILLAS CROQUIS
CORTE
E LEVACION
A-A
"
H20-s16
••
o e ..1
6 H15-S12
... ~
NOT'AS. - Esta nomenclatura regirá en el Proyecto Tipo de Losas para alcantarilla Adaptaci6n.-Para luces de 1.00 a 4.00 se recomienda losas de con-creto f'c=150 Kg/cm2 y para mayores de f'c=200 Kg/cm2._ En losas _ con solo armado en parrilla inferior, los extremos de las varillas "B" se recibiran en una varilla "C" ya incluida en la tabla corres pondiente.Las varill~s "A" son las Ónicas que llevan ganchos. Materiales.Losas y guarniciones de concreto de f'c=150 6 20G Kg/ cm2, revenimiento de 10. Cubicaciones.El volumen del concreto se determinará multiplicando la longitud de la alcantarilla por el volumen por metro lineal y agregando el que corresponda a las guarniciones.-El peSQ del ace ro total se determinará, sumando las correspondientes a cada tipode varilla que se obtendrán multiplicando su número por la longi-tud y peso. El recubrimiento será: r=2.5+0.5~ varilla "A".
Figura
6
A.
..1
11I:
~
-
oc:
095
5.7
,13
1.27
7.6
17
1.5'
9.5
21
1.91 11.••
26
2.22 13.3
30
2.54 15.2
286 17.1
I I
8 10
I I
19 211
,.i,.
construcción
de dentellones
sionable y, finalmente,
cuando el piso es de suelo ero--
la eliminación
co en el respaldo de los estribos,
del empuje hidrostátl
se resolverá como se ha -
indicado para las bóvedas.
e
a jan
e s
Son estructuras
de sección rectangular
de construcciónexceE
cional en este tipo de caminos por tratarse de obras con p~ redes, techos y pisp de concreto ción requiere cuidados
reforzado,
especiales.
Trabajan
cuya construc-en conjunto
--
como un marco rígido que absorbe el peso y empuje del terra pl~n, la carga viva y la reacción del terreno.
Tanto las losas como los muros son esbeltos y poco peso. El conjunto
tiene una amplia superficie
de sustentación
(fig.7
y 8)
14.- Proyecto de alcantarillas.
El proyecto de una alcantarilla
tom~ en cuenta los siguien-
tes factores:
a) Ubicación de la obra y proyecto de la plantilla. b) Cálculo del área hidráulica
32
necesaria.
N O M E N C L A T U R A ; L H C'
= = =
P
- cantl0nO 00 acaro 00 rOfuerzo,
espacio libre horizontal, en m esr3ci~ libre vertical, en m espesor de relleno sobre la alca'tarilla, en m ~ = espetar de losas y muros, en cm. f = esfuerzo unitario en el desplante producido por las caras, en kg/cm2 Vol- volumen del concreto del cajón. n m3/m ~ - diámotro do la varilla de re-
unlt. do ruptura del compresión a los dad, en kg/cm2 curva del refuerzo cartela w w
•..
N O T A : Los elementos cajón, que no aparezcan drán obtenerse mediant
un
Figura
7
1
--1----------------·-------------
,/
<,
(
I
Vors. J
h
z
d
~N
1
..•... ..J
w ..,...
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I.r--
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. --
- ~e L
-
lo obro
- -----: -~~--
PL ANtA
':1
-1b¡... NOMENCLATURA: h b
h
d
TI" SECCION
p
"1
o-o
= =
altura de la p~ntalla. espesor de remate de la pantalla. c = espesor de la base de la pantalla. d = espesor del cimiento. V1 'V2=volado delantero y -traser6,respectivame~ te. B = base del cimiento. L = distancia de fuga f = longitud del alero z = semiabertura de boquilla Vol= volumen del alero p = peso del acero/alero Figura
8
NOTAS: Acotacion se indique otra un proyectado hasta 1 juicio del Ing. R convenientemente evitando que el dorram as invada el cauce.-El ro se desplantará on ouol portar el correspondiont rio indicado en las Tabl anexas. De requerir profundidad en el desplante, ocasionando variación en la altura del alero, éste ée escogerá entre los tabuladores, con la condición de que su valor "f" sea lo más cercano al esfuerzo unitario de traba jo del suelo de cimentación.-Recubrimien to del acero:3.5 cm +O.5~ varilla.ES-tas notas son complementarias de las del ~lano General.
"
.~.
c) Elección del tipo de obra. d) Cálculo dimensional e) Elaboración
y estructural.
del funcionamiento
del drenaje en tra
mas de 5 km.
En base a los estudios del drenaje,
que se efectúan
etapas de elección de ruta y ante proyecto, definitivo,
se ubican
planta del camino. dos los escurrideros
se construirá
una obra sino que, alguse canalizarán hacia
los de mayor caudal, ya sea que se intercepten laterales,
por medio de
contra cunetas o cunetas.
Sobre la línea del camino, se requiere
conocer el cadena---
miento y la cota del terreno y subrasante se efectuará
en la -
tomar en cuenta que no en to-
nos de ellos, los de menos importancia,
canales
as
en el estudio -
los ejes de las alcantarillas
Se deberá
en
el cruce,
en el lugar que -
así como el ángulo de esviajamiento
de la opra.
El ángulo de esviajamiento es el complemento eje del camino,
o esviaj€ de una obra de drenaje
al menor ángulo de deflexión
que hace el
tomando en cuenta el sentido de cadenamien-
to, con el eje de la obra y su sentido será contrario la deflexión.
El esviaje,
escurrimiento.
(fig. 9)
es independiente
3S
al de
del sentido de
o
-ec:
8
..
Q) "O
-
Figura
Es necesario
9
trazar y nivelar el fondo del cauce, con las -
modificaciones
realizadas,
un mejor proyecto,
y si es necesario,
se hará el levantamiento
para efectuar
topográfico
una zona aledafia al cauce, el cual se dibujará con curvas de nivel a cada 0.50 m. se proyecta
la plantilla
1:500
Con este levantamiento,
de la obra, pudi~ndose
36
escala
de
efectuar
--
algunas rectificaciones nos rellenos
al cauce procurando
posibles y no provocar
efectuar
erosiones,
los m~
principalme~
te hacia la salida de la obra.
15.- Diseño hidráulico.
El diseño hidráulico área necesaria
de una obra, consiste
en calcular
el -
para dar paso al volumen de agua que se con-
centra a su entrada; para ello se requiere un estudio pre-vio que abarca: precipitación formación
geólogica
pluvial,
de la cuenca,
área, pendiente
y --
además del uso que tendrá
el terreno aguas arriba de la alcantarilla.
Para calcular drenaje,
el área hidráulica
se pueden utilizar
expuso anteriormente;
necesaria
diferentes
métodos,
como ya se
sin embargo, generalmente
se utiliza
la fórmula de Talbot para alcantarillas ción y pendiente,
en una obra de -
utilizando
y el método de sec-
la fórmula de Manning para ---
puentes.
La fórmula de Talbot, tidad de observaciones vial
fué determinada
mediante
una gran ca~
en zonas de alta precipitación
plu--
(máxima de 100 mm/h), en el medio oeste de Estados
dos.
Su expresión
es:
e A3/4 , en la que:
a
=
0.183
a
=
Area hidráulica
necesaria
37
en la obra en m
2
Uni
A
=
Area hidráulica
e
=
Coeficiente
de la cue ca por drenar en Ha.
que var'a de acuerdo a las características
del terreno:
e
1, para terrenos - _La50sos dientes pron'
e e
0.65, para
=
e
con suelos de roca y pen--
~a as.
e~_e os quebrados
con pendientes
0.50, para e encas irregulares,
O. 3, para terrenos agrícolas
moderadas.
muy largas.
ondulados,
en los que el
argo de la cuenca es de 3 a 4 veces el ancho.
e
=
0.20, para terrenos no afectados
llanos, sensiblemente
por inundaclones
horizontales,
fuertes.
valores de e, deben disminuirse
En terrenos permeables,~3tos
en 50%, por lo que además de la formación geológic~ zona se debe conocer el tipo de cubierta
de la
vegetal y el uso fu
turo del terreno.
Utilizando
el nomograma
de la figura 10, en función del área
drenada A y el coeficiente necesaria cuentra
e, se obtiene el área hidráulica
en la alcantarilla
y si se trata de un tubo, se en
su diámetro.
El área hidráulica rentes métodos que simplifican
de la cuenca,
topográficos
se puede obtener por dife--
o utilizando
mucho los trabajos.
J8
fotografías
aéreas,
FORMULA 0=
~~~
DE TALBOT 0.1832
C~
-I--W-l--+-+---+--+-t-t-t-t-t-t-
~---+--+--l- +-+-+-+ -H++ZOf--+ -+- ·4- 1----+-4-+
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10 9
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4
A=
S
AREA
I
I
3
671"100
-
DRENADA
Flg.( 10)
•
0.115~
--
-
I 4
- -
1
V
2
-
0.90;
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:~~t/:vt:-~l/ ,," .0·
!
V
c,~O~V/V/ /" c,~01:>0. . fJ 1
~
--
/~~Vt/VVVV
c,,,,O·V/[/
1.05 o
_ l/ "'"
V -.,..V·
VVf/V~VV
011
-•
i
1 1
( Hs.)
~
S
2
I
4
¡¡--¡-or, .1סס00
~B.._p'OO'
67881000
Existen otros m~todos empíricos de áreas hidráulicas
y racionales
de alcantarillas;
están el de Jewis-Meyers
En ambos tipos~de métodos, depende,
entre los primeros
y el de Dickens;
el de la fórmula racional am~ricana
para el cálculo
entre los segundos:
y el de Burkli-Ziegler.-
la elección de_ los coeficientes,
además de las características
del buen juicio y experiencia
físicas del terreno,
del ingeniero.
16.- Elección del tipo de obra.
Debe tenerse presente rilla interv'e e tructural; dicionado
que en la elección del tipo de.alcant~
a adecuada
funcionalidad
hidráulica
por otra parte, es de orden económico a los siguientes
y es-
y está con-
factores:
a) altura del terraplén. b) forma de la sección en el cruce. c) capacidad d) materiales
de sustentación
del terreno.
de construcción
disponibles
en la
región. e) tipificación
En relación
a la altura del terra~lén,
ya está definida, das requieren bros
de las obras y dimensiones.
se deberá
cuando
la subrasante
tornar en cuenta que tubos y bóv~
de un colchón mínimo de terraplén
<0.60 m y 1.00 m respectivamente);
y la parte superior
en los hom--
en cambio
las losas
de los cajones pueden quedar a la altura 40
de la rasante del camino.
En caso de ser necesario, modificar
se deberá ver la conveniencia
la rasante para dar cabida al tipo de alcantari--
lla que sea más adecuado
al propuesto
inicial ente.
En cuanto a la forma de la sección del escurrimiento cruce, si es amplia y no bien definida, la utilización
de una losa de pequeña
amplio o en uno o varios en donde, en general,
las rasantes
ya son definidos
cajones;
a medida que las secciones
en -
altura, pero de claro
son bajas, pero los esc~ tubos, losas o
se hacen estrechas
son las bóvedas
losas y los tubos, dependiendo
principalmente
y --
además de las de la altura
que va a quedar sobre ellas.
En términos muy generales áreas hidráulicas 3 m2 y las bóvedas
La capacidad
puede pensarse
se pueden utilizar
las obras indicadas
del terraplén
en el
tubos; en terreno de lomerío suave
rrideros
profundas
de
los tubos son económicos
para ---
2 hasta de 1.5 m ; las losas y cajones hasta hasta 16 m2•
de sustentaci9n
del terreno
influye en el cos-
to de las obras y por lo tanto en la elección ellas, ya que la cimentación ne costos diferentes,
que requieren
utilizándose
en cada caso tie
muy comunmente
nes para los terrenos con baja capacidad 41
del tipo de -
de carga.
los cajo-
Por razones económicas, gión para construir derante
los materiales
disponibles
las alcantarillas,
juegan papel prepon-
en la elección del t'po de obra.
En caminos
rurales, que e
se da con frecuencia tes en superficie,
e: e
general as
son de corta longitud,
pluvial,
del suelo, que requieren
mismo tipo y de casi iguales dimensiones. conviene
llegar a la tipificación
rísticas,
definitiva
conviene
los factores
las obras más adecuadas,
y, aunque del estudio re-
unificar
anteriores
diferentes,
estas caracte--
17.- Cálculo dimensional
El cálculo dimensional sus dimensiones transversales
do y la posición
se deben elegir -
pero en caso de que se tengan para
cada una, dos o más tipos, se elegirán
to, deberá
obras del -
hasta donde sea posible.
Tornando en cuenta
secciones
veget~
En estos casos -
sulten una o varias obras con tipo y dimensiones en la elección
-
de que las ~uencas son semejag
iente, precipitación
ción y características
contrar
en la r~
y estructural
las de menor costo.
de alcantarillas.
de una alcantarilla, físicas de acuerdo
consiste
a la sección
entre las que se encuentre
que guarde
con respecto
en eno -
localiza
al eje; por lo tan
tener en cuenta: a) Nivel de la rasante 42
(R ) y la del desplante c
en el centro de línea ( (
b) Semi corona izquierda (
recha
e
,::~
) z:
~!:"
a
e-
C2
c) Espesor mínimo de colchón d) Sección
transversal
de la obra
tubo)
• s': es -
\
e) Esviaje de la obra
(e
f) Pendiente
longitudinal
g) Pendiente
de la obra
h) Pendiente
transversal
de la rasante ( s )
del camino, ya sea de
bombeo o de sobre elevación i) Taludes de corte o terraplén j) Espesor de pavimento k) Coronamiento En seguida se explica
del muro
( p
( Wl ' W2 ' S ) ( T
( d ) ( Q )
la forma de calcular
la longitud de -
una obra bajo un terraplén.
a) Normal
Se acostumbra
que la altura del muro de cabeza sea de 30 cm
mayor a la dimensión terraplén
al eje
vertical
de lá obra y que el talud del
lo corte a 15 cm, abajo del coronamiento,
nes en cm). De la figura H
=
~l
+
30
M
=
H -
15
11
se tiene:
(dimensio
- --=
F
*H
l
hl
=
D
=
FI
=
R
=
HI
Lado
-
M' 2
Q S
+ MI
M2 + Q S
=
D
=
F2
2
=
R
h2
=
H2
I
F2 *H
WI el
e
FI hl
d2
l
Derecho
=
F2
I
el S
I
=
dI
ierdo
I
e
I
+ e2 S
-
W2 e2 F~ L.
h2
= l
S
+
S
T2
TI
*
+ M2
Si se tiene curva, W
se cambia por
S
y
será positivo
del lado que quede arriba del eje.
LI
L
LI~
=
=
Q
2
2
L
+
dI +
+ dI +
Q
+
L2
el
d2 + el +
=
Q
+ d2 + e2
e2
s2 L2
( Longitud
inclinada
44
de la arista
inferior
)
T
1
hl
W2 SRc
dI
k1fJ~~-=~li k/~'~ M'~:+Tr1
T
1.lt I Sdl
I I
tu = •
'* -+-
-s dI = dI
1
H
hl
J/
(f-S)
tu
d
.,
L _
1=
- - --T
h2
-S
~ LTI
H2
-T-
1:5
TT
--Q~
I
T-r-
- --liT +
¡ ~ .. ~ ,\
H
ll
i
r---d2 --J
e2
el
'l>~
~ _ 1.. _ ~\
1 1 -
=>:I d2S
10
\
\
h2=
Q
dz·
I
di
LI
~ ~.
d2 L2
cálculo de longitud de alcantarilla Pioura 11
pl. Q
...¡ ~
.df- +
T na
- C"
s =
~.
¡1
+
s
+
d)
d
\' = '11
S.
Figura
DIIÍrn.tro
l."••.••.t••••. P••.••••• *Ia
*a
12
b) Obras Esviajadas
Para las obras esviajadas las normales,
sustituyendo
se sigue la misma secuela que para los sig4ientes
términos.
a) Talud Esviajado: Te
Tn
=
K Cos
Te'
=
E-K
Talud esviajado
46
- Tn
P
sen
e
e
=
Esviaje
P
=
Pendiente
K, conserva
longitudinal
del camino
el mismo signo de la pendiente,
-e~ ~a-o
~e
tiene el nombre del esviaje.
b) Corona y cota de hombros
esviajadas.
o
a: . 410
el)
o
0-
1&1
X
2N
a:
u
.I
VI
1.
I
CI
=
Y1
Tan
e
Y1 Cos
\.LI
u
x
Figura
=
o
la:
a:
!~
i
Xl
el)
o .
e
13 X2
=
C2
=
.
41
----
Y2
Tan
Y2 Cos
e
e
os
SECRETARIA DE ASENT A
Y OBRAS
AHOS
PUBLICAS
o E PENDENCIA
CALCULO
OBRA
_
DE
DE
ESTRUCTURA
VIAL
TRAMO
DE
SU9-TRAMO
ORIGEN
ALCANTARILLA
"lF
rE
m
km
A km
-_._-_.,._---_.
ESTACION
CRUCE
SENTIDO DATOS
-
S
"~'-"+A
Re
m ; Rasante
{
-
DE T ERRACERIAS EN SECCION NORMAL
; E spesor del
....;---
a
Se
MENOR
revestimiento
de lo obra
YI
(Izq. )
_m
Y2
(Der.
l
m
SECCION
DE LAS
mi Espe sor de carpeta
o bolasto m' Sobre -
SEGUN EL
EJE
•
DE LA
Xz:
el=
Cas Sen
e = e=
C2 :
RI = e- K =
K =
Plan illa
I,/T. ! F,
%
;
Espesor
m ; Altura
de superestructura
S=
=
M
=
m m
(1/Tz)-S=
=
Q
Fz=
M'
=
M2 =
h, =
F'.
=
F' z =
hz=
d,
=
Q'
=
Q'S =
d :
L.
=
L
<...5
_.• m; Di! _._.
o
No total
de tramos __
=
Lz=
L' :
(35=
..._-----
_ de .
___ m;
-
AJUSTE
A
--- m i Corrección No. de tramos arm. senc. ___
NUMERO
h',
=
r
d',
o
T. t T2 =
L'
o
L T,
o
L" LT
.. m .•
= =
Centro
.. m;
Clasif icación
en el "-
NOTAS CALCULO
_. _
_.-
.•.
_---
__REV'SO
" FECHA
.-- -
DE LA
=
e lev.
..
.. ;No. de tramos DE h'
R =
DATOS C,olcho'n
.13 e=
'"0-_'
--_ ..
DE TRAMOS
CERRADO
ELEVACIONES _ elev.
FEOtA
_ ..
I/T2=
l-
LT
%
b= _____________
de la directriz
=
I, ( liT.
%
_
ESTRUCTURA
Ci. D=
Elevac.on
..____
=
T2 DE
S=
[ pendient:
del cauce
___
l
Rz=
T n =
!
(Izq.l (Der.
H2: Cos e- K =
LONGITliD
I
Wz
m %
ESTRUCTURA
e=
TI=
{W.
elevaciones
____
vial ___
Pend. long. de la abra
Ton
HI= Cos
ESeURRIMIENTO
CRUCE
EL
vial
TERRACERIAS
XI:
DEL
arm. doble ____
o
TUBO =
d'2 L'?
=
LT2
:
:
PLANTILLA
--_ ... - _ .
__m;
elev.
._-
..
m.
COMPLEMENTARIOS terreno
____
o ____
-_ ....
Altura -, --
prom.
._.
._--_._--_.-
..
_.- m -
.-.-
---
.-
o
.- A PROBO
- fECHA
.......... ..•
= *
H
*
1
=
I
Si se está en curva,
negativo
será positivo
W
tiene para encontrar
=
2
I
=
se cambia por
R
2
--
2
s** y e: ~ér ino
del lado que quede arriba de: e~e.
En la figura 14, se muestra
S**
H
*
la forma sistematizada
que se -
la longitud de obra.
Sobreelevación.
Para contener
el material
de los taludes del terraplén,
tal forma que al derramarse
no obstruya
trada y salida de ella se construyen para tubos, se acostumbra paralelos
colocar
al eje del camino;
como losas, bóvedas,
la obra, a la en--
muros de contenoión;
-
muros de cabeza que son -
en otro tipo de alcantarillas
etc. se acostumbra
cuyo eje de coronamiento
de
colocar
hace un ángulo de 30
o
al eje del cauce;
la función de estos aleros,
tener el material
del talud, es la de encauzar
aleros, --con respecto
además de co~ el agua a la
entrada y a la salida de la obra.
El talud del coronamiento del terraplén, esviajamiento
debe ser el del talud esviajado
que solo corresponde de la corriente
a T
=
1.5:1 cuando
el -
es de 300.
La longitud de los aleros o de los muros de cabeza, 49
-
que --
u u
E.
comino
~ __ ~~~~_Q~M~On~o~~ Hombro elev.
I
Te rro plen compoctodD Entrada elev.
t It o."ollte el_ o al de tubo . I I
IaMda elev.
J. Oi,taftCia
ALCANTARILLA
entre
muros
CON MUROS
Muro de cabeza
SENCILLOS
para alcantarilla
Figura
50
15
también se denominan
aleros transversales,
que el derrame del material
que quede fuera deellos no obs
truya el cauce de la corriente.
Para el dimensionamiento vehículos
de proyecto
ría ha publicado
Estos proyectos
se han to ado como --
los 815 - 512 6 820 - S16; la Secreta
diferentes
instructivos a
.
11
de proyecto,
Proyecto
para Caminos Rurales
tipo pueden adaptarse
que quiera aplicarse; Alcantarilla
(Figs. 15, 16 Y 17)
estructural,
timo de los cuales corresponde rillas y Puentes
debe ser tal, --
el
ú!
Tipo de Alcanta
11
al caso específico
se cuenta con proyectos
al
tipo para:
de Madera Rolliza para claros de 0.30
a--
de Madera
a--
1.5 m Alcantarilla
Labrada para claros de 0.60
1.2 m Alcantarilla
de tubo de mampostería
de cabeza sencillos
de 0.60, 0.70
Alcantarilla
de tubo metálico
mampostería
para 1 y 2 tubos.
Alcantarilla
de tercera con muros
o de concreto.
de losa de'concreto
Muros de -
para colchones
de 0.80
a 4.50 m, luz de 60 a 90 cm y altura libre de 60 a 90 cm Alcantarilla
de losa de concreto
bre muros de mampostería
c?lada en el lugar so--
para conchones
menores de 60 cm
luz de 60 a 90 cm y altura libre de 60 a 90 cm 51
, I
_vorl~
lH--i-+--+--+-+U
Vors.A
Vors.C
PLANTA
Aleros
para
alcantarilla
Figura
16
52
normal
_
J
Ejemplos el lugar,
para
alcantarilla
sobre
con diferentes
muros luces,
de losa de co creto
de mampostería
para dre
alturas
y pe
libres
colado
en
ar cunetas
ie tes de cau
ceo Alcantarilla bre muros
de losa de concreto
de mampostería
para
luz de 60 a 90 cm y altura Alcantarillas tería
losas
colado
colchones
gar,
mayores
1e 6
soc .
60 a 90 cm
libre·de
de losa de concrero
en e
sobre
muros
de 1.0 a 6.0 m de luz y colchones
de mamposde 0.0 a -
4.25 m de colchón. Estribos
de mampostería
5.Q m de altura
para
y esfuerzo
losas
de concreto
en el desplante
de 1.5 a
de 1 y 2 - -
kg/cm2 Estribos
de mampostería
4.0 m de altura Alcantarillas radio
bos y colchones
tradós
Cuando paración
y esfuerzo
de bóveda
intradós
Alcantarilla
para
losas de concreto
en el desplante
de mampostería
de 0.5 a 2.0 m. de 2.0 a
de bóveda
a.o
de 1.5 a
de 3 kg/cm
de medio
Varias
alturas
2
punto;-de estri-
m
de mampostería
de medio
punto
in-
de 2.25, 2.50, 3~25, 4.0 m
las losas
están
esviajadas,
que se dan en los proyectos
53
se-debe tipo;
modificar
la se-
se tienen
2 al--
<,
( 2546 1
~'-1
1.
Eje del comino
1
I
I
,1
55
I 125
115
1
i.
•
I
176
I'
~245
~-•.•
•
15 ..•....
-... I Elev.
11.14
Ejeclelo
•... 1 .1
I
Q
I
I
12.12
•
7.30m.
\-L- SENTIDO DEl CADENAMlENTO PLANTA
Aleros
para
alcantarilla
Figura
17
I
\
esviajada
I
ternativas:
1.-
El armado principal se coloca según el eje
e~ ~= -
El claro, se mide según el eje del camino en este caso, varillas "A" Y "B" (armado principal) de la parrilla i
::e--
rior y las varillas "E" de la superior, se colocan para e-las al eje del camino y su separacióh, que se mide según e~ eje de la obra es:
s
=
Separación en los proyectos Tipo Coseno del esviaje
Las varillas "C" de la parrilla inferior y las "D" de la p~ rrilla superior se colocan paralelas al eje de la obra y la separación se mide según el eje del camino y es la que seña la en los proyectos tipo. (Figura
Varo
PARRILLA
18)
'e"
PARRILLA
SUPERIOR
Fig.(18}-lOSAS CON ARMADO PRINCIPAL SEGUN El EJE DEL CAMINO ( ESVIAJADO )
55
2~-
El armado principal se coloca normal al eje de la obra.
En este caso las varillas les al eje de la obra y en los proyectos tipo
Las varillas "C"
"A" ,"B" Y "E", se colocan normaa separaci6n es la que se indica -
se miden según el eje de la obra.
"D" se colocan paralelas al .eje de la --
obra y su se_aración se mide según e~ eje del camino y se cálcula 'e
a siguiente manera: (Figura
s
=
19)
Separación de las tablas Coseno del esviaje
;j
V.,.'\:"~
/
I
f#/.~' o
~
./
••..
~o
/r-"'
--
v""~'Y:r:
1\
.
f
¡,..¡,...
PARRILLA
_L.,....--I.o'
j,/
.~o
11
INFERIOR
.•
(ci
~
~~
~~
CON ARMADO
.J'''
/
.
\
"-
PARRILLA
/ Fig.(l9)~OSAS
-1[
Var."O"-
l'
~
\
I
.
1/
~JE DE LA OBftA
su~oo7
PRINCIPAL NORMAL AL EJE ( NORMAL)
DE LA OBRA
18.- Funcionamiento del drenaje.
Una vez que se tiene el proyecto de cada una de las alcanta-
96
rillas para un tramo de 5 km., se procede cionamiento
del drenaje,
mo y consta de las siguientes
drenaje,
--
que es un resumen en forma de lega
jo, de la forma en que se solucionó
a) Relación
a realizar e
el drenaje
en este tra-
partes:
en forma tabulada de todas las obras de incluyendo
puentes,
que se encuentran
en
el tramo según la tabla de la figura 20.
b) Resumen
en el que se indique para cada una de las
obras la forma en que se resolvieron, das las observaciones indicará
a cuales
indicando
que se crea necesario,
escurrimientos
t~
y se
se le suprimieron
las obras y en que forma se canalizarón
hacia las
adyacentes
de cauces,
así como .las rectificaciones
canalizaciones
necesarias,
etc.
c) Se anexa para cada obra: croquis el eje de la obra referenciando registro
de la planta con al eje del camino;
y dibujo del eje de la obra y la memoria
de cálculo
para cada obra.
cantidades
de obra.
Planos constructivos
y
19.- Puentes.
El cálculo
del área hidráulica 57
para puentes,
generalmente
-
FUNCIONAMIENTO
DE DRENAJE DEL CAMINO: TRAMO DE KM.
: _______________
A KM.
I
No. PROGRESIVO DE LA OBRA.
LOCALIZACION
AREA DRENADA
COEFICIENTE C
(Jl
00
Funcionamiento Figura
de drenaje 2.0
AREA HIDRAULICA DE LA OBRA
TIPO DE OBRA DIMENS IONES y RECOMENDACIONES
I
se lleva a cabo por medio del método de sección y pendiente y aplicando
la fórmula de Manning.
Esté método es aplica--
ble cuando se tienen arroyos con cauce bien definido, que pueden encontrarse en las crecientes
huellas dejadas por las corrientes
máximas.
Es necesario
siones de las secciones de escurrimiento arroyo así corno el coeficiente es función del material
En los estudios
y en
conocer
-
las dimen-
y la pendiente del
de rugosidad del cauce, que
en su lecho.
para puentes,
se requiere conocer el ,gasto
máximo que pasará bajo el ~ e te, según el período de retor no de avenidas que se to e,
e
e eralmente
años así como la velocidad del ag a y e
es de 25 a 50
a or nivel que al
canzará debido al remanso que se producirá debido chamiento
de la sección hidráulica
al estre-
por la presencia
del
puente, nivel que no deberá ser mayor de 0.40 m del que se tenía antes de la construcción.
a) Gasto Máximo.
Para cálcular necesario
el gasto máximo de una corriente
conocer el área pidráulica
nes del arroyo y la velocidad aplicar la siguiente
A
=
de diferentes
seccio--
media en cada una de ellas y
fórmula: Q
de agua, es
A x V, en la que:
Sección hidráulica 59
en m2
v
-
Velocidad
de la corriente
Q
•
3 Gasto en m /seg.
en m/seg.
Los estudios, generalmente
se
evan a cabo en 3 secciones:
una en el sitio de cruce,
~a
aguas arriba y la tercera --
aguas abajo a distancias cuales es necesario
c
levanta por algún _r
Teniendo
las sec
tra geométr"c
-
e 300 a 500 m entre ellas, de las er la sección transversal,
que se
ed- "ento topográfico.
es hidráulicas,
se dibujan y se encuen-
e o con planímetros
el área correspondie~
te a cada sección.
Para obtener
la velocidad
dos directos
en los que se usan molinetes
los indirectos
de la corriente,
se tienen méto-o flotadores
y --
entre los que ésta el de sección y penqiente
que es el más usado, y será el que se detalle
METODO
DE
SECCION
y
enseguida.
PENDIENTE
Para aplicar el método de sección y pendiente, gir tramos del arroyo o río que presenten
se deben el~
las siguientes
condiciones: Cauce lo menos sinuoso posible, que no tenga zonas laterales de inundación
60
aún en
--
épocas de crecientes pendiente
longitudinal
condiciones localizar
máximas,
y
más o menos uniforme;
son semejantes
a las que se imponen ~a=a
la zona de cruce de los caminos;
go si no es así, conviene
es--
sin embar-
elegir las zonas más adecua
das para el estudio.
Los estudios que se deben llevar a cabo son:
lQ
Levantamiento
del perfil a cada 20 m del fondo del río
o de la superficie
del agua; se colocan estacas en el -
fondo del arroyo cada 20 m cadeneándolas, \
tomando como
origen el eje del camino.
2Q
Levantamiento
de secciones
hidráulicas.
Dentro del tramo elegido para el estudio, nivelan
3 secciones,
transversales
se trazan y -
al eje de la corrien
te, la del cruce del camino, una aguas arriba y otra -aguas abajo a distancias la primera.
que varían de 300 a 500 m de -
El trazo y nivelacíón
deberáñ prolongarse
de tal manera que los extremos queden arriba del nivel de aguas máximas extraordinarias
y se tenga una super--
ficie cerrada que es el área hidráulica to.
61
de escurrimien-
3Q
Localización
del nivel
e a
as máximas extraordinarias
(NAME) La localización
de: _~ - se puede obtener por informa--
ción que se so ' ~-e a personas del lugar de preferen-cia las de que tenga
o de alguna Dependencia -a
s
e
a corriente
Técnica
que se está estudiando;
la i ~or a :ó~, también se puedQ obtener observando e_:as ce e
e dejan
las avenidas en la vegetación
o a los lados del arroyo o río.
pueden consistir
en zacatón, basura,
que cre
residuos de animaarbus-
tos, cercas, etc. A lo largo de la zona de estudio, las huellas y los puntos obtenidos
ción de ambas márgenes, pondiente
Trabajos
por informa-
la elevación
corre~
de los datos obtenídos.
de gabinete.
En el gabinete,
se dibuja el p~rfil del fondo del arro-
yo y las 3 secciones coloca
se
al NAME de cada sección, de acuerdo con la --
certidumbre
4Q
eligiéndose
las
Estas huellas ~-
les, etc. que se atoran en las ramas de árboles,
nivelan
-
levantadas,
a las cuales se les --
la línea de NAME en la elevación
correspondiente
a cada una.
Una vez dibujadas
las secciones,
les de acuerdo a la configuración ~2
se dividen
en áreas parci~
del cauce Y para cada una
I
-:
EJEMPLO 13
3
Radio Hidroulico Coeficiente
10 .9
20
de Ruoorisldod "n"
Pendiente "S " .. Hállese lo Velocidad
8
"V"
8
0,2
0,00075
te •• 4
H·
n
u
canec-
can la Int ••.•• cciÓn de
la LINEA
3
en
por sI'QUnda en lo M-
metros
3
0,05
DE BASE. Léase el
resulto da de la velocidad
4
0,1
"R" y "Sil, (véas.
línea de puntol).lu.Qo
5
5
0,3
0,015
SOLUCION Conectense
6
6
0,026
In metros poI';sl9llndo
7 10
= = .. =
''R'' en métros
colo d. "V" =(0,161).
I
2
O,
f:o f
0,07
0,9 0,8
..•••
~ IX!
0,5
IU
j
.2
0,04
iu
-
,
e ct
0,4
1:: :cñ
q03
IU
:i
eo
-
----------..::~ --::.-:_---
Op2
--
--
j
...•. ,0003 0,0002
0,01 los 2e.colas
común en la LiNfA
DE BASE.
exteriores
-- -----
0,1
NOTA: Conecten ••
a cualquiera
OP02
3.. ..•••
z
0,3 0.02
..• -
0,005
s
iIJ
0,2
...••
:o a:
0,05
0,6
0,01
.~
0,06
1,0
0,7 q3
¡ 8.
0,08
••• ••
lO
...15
0,02
0,10
2
•• "'iores tlInco
o los 2 •• colos interior.s
se deben conectar cuolquieru
con el porio de los esc:aIas
de los escalas inferiontl.
GRAFICA
PARA RESOLVER LA FORMULA
DE MANNING EN EL SISTEMA
Figura
21
METRICO
de ellas se cálcula:
área hidráulica,
perímetro
mojado y --
radio hidráulico.
El cálculo del gasto máximo se efec
'a por medio de las fór
mulas: Q
-
=
A V,
en la que:
Q
=
Gasto de la corriente
A
=
., SeCClon
v
=
Velocidad
La velocidad
=
/seg.
transversa 1 en ID 2 de la corriente
se cálcula utilizando
V
3
e
r
1 n
e
la fór
2/3
V
=
Velocidad
r
=
Radio hidráulico
/seg.
la de Manning:
en la que:
de la corriente en m
=
en m/seg. área hidráulica perímetro
s
=
Pendiente
n
=
Coeficiente
El perímetro hidráulica
mojado,
hidráulica
mojado
en decimales.
de rugosidad.
se obtiene
midiendo
la longitud de ~a sección
en cada sección
en contacto
con el - -
agua.
En la figura 21 se tiene un nomograma la fórmula de Manning. 64
para la resolución
de
El coeficiente vegetación
n
es función
del alinea
del cauce y se puede obtener
iento, rugosidad de la siguiente
y
ta-
bla: T a b 1 a Coeficiente
Cursos
naturales
3
de Rugosidad
de agua.
"n"
Condici6n
general
del ca~_c
Huy Naturaleza
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
IH)
del cauce
buena
Buena Regular
Limpio, con márgenes rectas, ti rante grande, sin bajos ni pozos profundos.
0.025
0.027
0.030
0.03
Limpio, con márgenes rectas, ti rante grande sin bajos ni pozos profundos y con algo de yerbas y piedras.
0.030
0.033
0.035
0.0.0
Sinuoso, con algunos pozos bancos de arena, limpio.
0.033
0.035
0.040
0.0.5
Sinuoso, con algunos pozos y -bancos de arena, limpio, tirante pequeño y secciones y pendien tes menos efectivas. -
0.040
0.045
0.050
O. -
Sinuoso, con algunos pozos y -bancos de arena, con algo de ye~ bas y piedras.
0.035
0.040
0.0 5
:>
Sinuoso, con algunos pozos y -bancos de arena, tirante pequeño secciones y pendientes meno~ -efectivas, cauce pedregoso.
0.045
0.050
0.055
0.060
Tramos de corriente muy lenta,enn mucha yerba o con pozos muy pr0fundos.
0.050
0.060
0.070
0.080
0.075
0.100
0.125
0.150
Tramas bd,
y --
demasiado llenos de yerpoca profundidad.
I muy
En la figura cauce
No. 22 se presenta
y el registro
te a esa sección,
Se define parte
ara el cálculo a figura
co o ~a io hidráulico
de la sección
Para es e caso, fond
e
e_ arroyo
la forma de zonificar
entre
del gasto
correspondie~
23
el cu~iente
el perímetro
se toma como perímetro que corresponde
un --
del área de una
mojado.
mojado
la parte
del
a la sección.
Sección Area
=
1
Perímetro Radio
Area
=
Perímetro Radio
mojado
hidráulico
4
1
=
a4 mojado
hidráulico4
L4 a4 10
4
Figura
7.2
66
Registro
i n
para el cálculo
del gasto
de una cor~iente.
Area
n
l/n
p
r
1
al
nI
l/nI
Pl
rl
2
a2
n2
1/n2
P2
r2
~
a3
n3
1/n3
P3
r3
4
a4
n4
1/n4
St'CC
ó
,
.p
r
2/3
S
S
/2
Ql sl/2
S
~ 2
Q2
V
Q3
3
r4
4
SUMA
I Figura
Es conveniente
El coeficiente del cauce,
Q
V
obtener
n
las áreas
en ocasiones
23
por medio
puede
ser distinto
como es el caso de las secciones
que la fricción
del fondo
dad que en las secciones ción del fondo
puede
tiene mayor restantes;
ser diferente.
de planímetro.
1, 2 Y 7, en las
ingerencia
además,
a lo ancho
en la veloci
la misma
constitu
La velocidad
media del cauce será:
v =
si los resultados tes, el resul -a-
Sin
t
3
m /seg.
tenidos de las 3 secciones =inal es el gasto promedio
arg , al construirse
tes de la obra, principalmente conocer
la velocidad bre elevación
diferentes
-~
par-
las pilas, por lo que se re-
el área hldráulica
del puente para calcular
del agua al pasar bajo de él y calcular la so-del tirante
cual se realiza mediante rema de
de ellas.
el puente, el área hidráulica
se red cirá en virtud del área que ocuparán
querirá
son congrueg
inmediatamente la siguiente
aguas arriba lo --
fórmula,
seg~n el Teo
Bernoulli:
hl
=
sobre elevación 2 g.
esta sobre elevación el puente funcione
no deberá
adecuadamente;
mayor a lo permisible, puente para reducir
ser mayor a 40 cm para que si la sobre elevación
se deberá modificar
el área que ocupan
ceo
68
el proyecto
es del
las pilas en el cau-
Además del cri terio anterior, que se toman
implícitamente
de lo, estribos, las y/o azolves
en cue -
el esviajamiento
y la
así como la excentricidad
en relación
a sección
que estos métodos
de laboratorio
lidades de la práctica
10 de- la b-- :~
no cubren
y que los resultados
a veces son mayores y otras menores por la fórmula de Bernoulli investigación
de :~ ;_
total; sin emba=
por lo q,llese expone en la referencia
mayor
:-
son la sección e:_= __~-=
afectar el remanso,como
trechada
exis
__
=~~
todas las ~
que se obtie e-
que las que se obtiene
por lo que se cree conveniente
antes de dejar de utilizar
este último
criterio.
20.- Socavación
Debido
en puentes.~
a la velocidad
c~nstituído
el cauce,
del agua, los materiales se ven alterados
de que está
de diferentes
ras entre los que 'están la erosión de las márgenes
mane--
y la soca
vación del lecho.
La socavación
consiste
en el arrastre
de los materiales
fondo del cauce debido
a la velocidad
del agua; sin embargo,
también se incluye dentro aunque no sufre arrastre
de éste término el material se queda sin presiones
69
del
que -
efectivas;
-
es decir el material
queda en suspensión.
de puente queda desplantado una avenida determinada, estructural guientes
sufrirá u
en la zona de socavación
al presentarse
asentamiento,
ésta; el elemento
;e
ción loca
es~as dos últimas
prese c~a
e: _ ente, aumenta
con los daños consi---
por estrechamiento ocurren debido la velocidad
yo y por :
anto la profundidad
te; ade ás,
or la presencia
por su for a, se presentan de la ve ocidad;
Se han realizado
general
de socavación
conducen
que en general
a su alrededor lo primero
Vc
=
=
bajo el pueg
aumentos
se presenta
a resultados
mayores
criterios
(
Velocidad
crítica
de erosión
7lJ
A
y dismi-
en la zona
(Fig. 24)
los estudius
a los reales por lo
empíricos
para este --
es el de Kennedy
en la sección del cauce, cuya fórmula
m
)
-
para poder cono-
sin embargo,
de éstos, el más utilizado
la socavación
ve
de socavación;
se utilizan
del arro
de las pilas, principalmente
un sin número de estudios
cer la profundidad
y socava--
a que con la -
de aguas arriba y lo segundo hacia aguas abajo
cálculo;
-
es la que se tiene a lo largo
...• socavación
del escurri
técnicos
para -
a la obra.
Existe socavac
nuciones
Si algún apoyo
en la que:
m/seg.
para es:
d
=
Tirante de agua ( m )
m
=
Factor que depende del tipo de: -~~==~~_
-
-----
--
del cauce.
Se puede considerar cuando existan
cantos rodados;
Maza y García para calcular la siguiente
=--==
m = 0.437 para arenas
fórmula,
para grava-a=s=~
la velocidad
que es aPlic~ble
crítica,
cuando (( s
-
-
--
kg/m3
vc = en la que
D
6.05
A'
es el diámetro
representativo
del material
fondo, que para suelos de 0.5 a 100 mm de di~metro, tomar como
-e:
se pue e
D 90.
Por otro lado, se ha encontrado:
=
do
( B ), siendo
d
V
=
f
Velocidad
a una profundidad
mayor a la original
del --
arroyo. Vf d
o
=
Velocidad
del fondo del arroyo en la sección del cruce.
o
= Tirante hasta el fondo del arroyo. 71
---
Socavación
Lí~
de eoniente
•• PO'lbIII tra)'ectorlos
1:n':: p.,tICUIa. ckl
eh pilas rectangulares
Figura
24
72
1
u
d
Tiran te has t
,1
la prof und i d ad considerada.
rara calcular
la profundidad
ci6n general,
se utilizan
las f6rmular
tes tirantes;
se cálculan
las velocidades
cidades
de la corriente
resultados
obtenidos
para
crí _ as y las velo se grafican
en ambos casos y en el lugar e
las gráficos
se tienen
plante
(Fig. 26) ya que habrá
la profundidad socavaci6n
25 73
ande se
sí la velocidad
en pilas circulares Figura
los
mínima de des
a la crítica.
Socavaci6n
socava
B con diferen
A o ~.
a través del puente;
corten
es mayor
la cual ya no existe
real
o
3
2~---+--~--+-~~-+--~--4 TRAMO NI,
4 __ ---1 6 8
• E e
o+-~--+-.....,
•
-3•
.g
:ve
TRAMO NJ2
2 +--+-1r--+--~-
-..
'tet fi •••••
:1
_._
2.110.
3
o
A.
4 5
Forma gráfica
para el cálculo
de Proyecto
de Soca
vación. Figura
Para calcular presencia
de las pilas
nen diferentes g~~fía como
la profundidad
métodos;
b
do
=
de socavación
según
más confiables
ds do
74
a la
a la general, se ti~
la referencia
en seguida:
5.5
local, debida
y que debe sumarse
uno de los métodos
se indica
26
11 de
la biblio--
es el Laursen
II, --
b
=
ancho de la pila en m.
do
=
tirante del flujo de llegada en m.
ds = r
socavación
local abajo del fondo de aguas arriba en m.
de acuerdo a la figura 27
:--.-
d.
Fig(27). - DEFINICION DEL TERMINO( r ),EN EL METODO
DE lAURSEN T a b 1 a Coeficiente Tipo de estructura
Pilas
4
de forma Kl Forma de la nariz
para pilas Relación largo-ancho
Kl
Rectangular
1. 00
Redondeada
0.90
Elíptica Lenticular
']'i
2:1
0.80
3: 1
0.75
2:1
0.80
3:1
0.70
Laursen fórmula
y Toch
proponen
que una vez calculado
d
con la __ s
anterior,
se afecte de los factores
K2 (Fig. 28) debido
Kl (Tabla 4
y_
a la forma de la pila y al ángulo de ata
que respectivamente.
K2 factor correctivo
7r-------~------~------~--------~------~----~~ LIb'
16
12
10
8
L
Loro<> de'la sección de lo pila
b
Ancho de lo pila
___ ---t------t-----~_:~~~~~~~~4
L/b
ANGULO
Fig.(28).-
: 2
DE 1NCIDENCIA, IJ
METODO DE LAURSEN-TOCH
Coeficiente de corrección cuandoexiste un óngulode incidencia entre el eje de la pila y la corriente
Generalmente anterior
r
es del orden de 11.5 con lo que la fórmula
se reduce
a: ds
1.11 ~ d;
-b-
76
I
_
\ El listado de formas, calculos y planos así como la forma de presentarlos,
se señalan en la tabla No. 5 y figura No. 29. TABLA No. 5 ESTUDIO DE CAMPO DE PUENTES
FORMAS PARA LOS INFORMES, CALCULOS lo
Informe preliminar de estudios de campo de puentes.
2.
Croquis del cruce.
3.
Informe para proyecto de puentes.
Corte geológico.
23.
Etiquetas para
de la
6.
Calculo de coordenadas poligonal auxiliar.
de la
7.
Calculo de coordenadas definitiva.
de la
2S.
Trazo preliminar.
26.
Nivelación
-
27.
Secciones de fotografía de la preliminar.
-
28.
Trazo de la poligonal auxi liar. -
29.
Nivelación de la poligonal auxiliar.
30.
Secciones de topografía de la poligonal auxiliar.
31.
Trazo definitivo.
32.
Cálculo de curvas horizontales.
33.
Nivelación definitiva.
34.
Secciones de construcción.
35.
Nivelación del fondo de la corriente y de la superficie del agua.
36.
Nivelación de la sección hidráulica auxiliar o. aguas arriba.
37.
Nivelación de la sección hidráulica del cruce.
38.
Nivelación de la sección hidráulica auxiliar No. 2 aguas abajo.
39.
Nivelación de otra u otras secciones hidraulicas.
-
auxiliar.
10.
Planta de la zona.
11.
Planta del cruce.
12.
Perfil de construcción tivo.
13.
Secciones de construcción.
14.
cálculo de rasante y curva masa.
15.
Proyecto de secciones.
16.
Medida de áreas con planímetro.
estima-
II.-DATOS HIDRAULICOS 17.
Pendientes caso
18.
Areas hidráulicas.
19.
Cálculos hidráulicos.
y secciones hidráuli
III.-DATOS DE CIMENTACION 20.
Informes diarios de sondeos.
21.
Registros de sondeos.
Hojas para las fotografías. V. -REGISTROS
Perfil de la preliminar. Perfil de la poligonal
os frascos
IV.-FOTOGRAFIAS 24.
Calculo de coordenadas preliminar.
9.
OS
22.
t.-DATOS DE LOCALIZACION
.8.
P
de muestras.
4.- Croquis de la región. 5.
y
77
preliminar.
VI.REVISION DE LOS ESTUDIOS DE CAMPO
EST TAMANO 43
DEL
L
DE CAMPO DE PUENTES
~L
DE LAS PLANOS
FORMAS PARA LOS
-:.?FORMA
CROQUIS
DIOS
90 FORMA
I
e
CRUCE
7
LA
ane
Albanene
PERFIL
DE CONSTRUCCION
ESTIMATlVO
56 FORNA
3
28 Milimétrico ea
transparente
tronsparente
FORMA
90
56
4
FORMA'
28
E
E
A
POLlGONAL
SECCIONES
AUXILIAR
DE
CONSTRUCCION
17
Albanene Milimetrico
trensoorente
90
90 fO"N
~
FORMA
S
9
"".
56
PLANTA
DE
LA
56
ZONA
PENDIENTES
CORTE
28
DEL
HIDRAULlCAS
transparente
90
fCíd ••A 6
90
PLANTA
SECCIONES
Milimétrico
Aluonene
56
Y
GEOLOGICO
Milimétrico
CRUCE
FORMA
transparente
Los dimensiones esta n en centímetros las que se indican en otra unidad.
excepto
Albonene PARA Papel
Albanene
Papel
milimétrica
K+E
195 M
transparente
EL
ESTUDIO
de I.Olm. KtE
48
DE
UN
PUENTE
SE
NECESITAN 1.40m.
de ancha 5125 de 56 cm. de ancho
78
total
3.60m.
10
21.- Estudios de Mecánica de Suelos.
Para proyectar pecial
la cimentación
la de los puentes,
suelos,
de las obras
se realizan
los cuales dan como resultado
lo, las recomendaciones
=-
~~c~a~e ~
~=
estu-~ ~ la res
para la profundidad
las de los tipos de cimentación
=
e
-ec~=~ _
~ --~~ -e_
E_=-
-e-~~~-~=
de
para e~ ~cz-
más adecuados
particular.
Estos estudios gruesa,
se inician con un reconocimiento,
para conocer
cauces y formular
la formación
el programa
geológica
se realizarán
sondeos
existan materiales
y extrayendo
rotatoria,
muestras
ción o inalteradas,
midiendo
ferentes
se calcula
los so_
estanda~,
para clas~=~ deberá
2
i d~car
la capac~da-
de desplante
que se considere
se dan a conocer
79
de b e-
en el laboratorio.
la profundidad
tipos de cimentación
Los datos anteriores
la penetración
en cuyo caso, el ingeniero
de estos estudios,
de carga y se decide
efectuar
que pueden ser alteradas
las pruebas que se deben realizar
Con el resultado
~
a cielo abierto con prof
didad de 2 a 3 m; de no ser así se requerirá deos con máquina
que presenta
de estudio.
En el caso de que superficialmente na calidad,
en for a
para
-
os di-
recomendable.
por medio de un informe
al que se anexa un perfíl estatigráfico des, penetración
estandar,
22.- Diseño estructural
El proyecto
tipos de materiales,
de puentes.
el costo de cada solución
constructivas
y económicas
se desarrollan
otros puentes
similares
los preliminares los requisitos
(Fig. 30)
ya resueltos
Estos anteproyectos
o bien ejecutando
. ¡C ('
el libre paso de los cuer-
el tipo de la estructura
al proyecto
estr~ctural
considerando
;:¡
y resistencia
efecto del empuje que r esu 1ten -
Con base en estos cálculos
80
de -
las cargas que ac-
su impacto, el posible
e ú'¡ n s í s mica .
más con
de sus elementos,
:-;obr<' la es truc tur a y los esfuerzos
I e-r
todos
de los vehículos bajo o • si se trata de un paso a desnivel.
que correspondan,
t,u~r~n en el puente,
].¡
cálcu-
en ellos se deben cumplir
de acuerdo con las técnicas de la estática
(j ( ,
que tengan
o bien la circulación
se procede
d o 1 v j o n Lo
en
que influyen en el cruce, corno es la separa---
Una vez que se logra definir
m~tcrialcs
para -
funcionales,
con base en las dimensiones
aproximados~
sobre la estructura
v~nientc
en forma aproximada,
las mayores ventajas
ción entre las pilas para permitir pos flotantes,
las diver--'
que es viable usar en ese cruce, con el fin de
elegir aquella que presente
general
etc.
del puente se debe iniciar planteando
sas soluciones obt~ner
con datos de humeda--
se ola
i~4~-4 MARGEN '11
IZQUIEROA
Ra •• nt. El••. -38.73
l'
~~_ " MARGEN DEREC HA
SUPERESTRUCTURA:Un I,amo d. lo.a Con doo......u.d. 7.50m.d8anoho d. aolz04••y 24.oom.d.
r---EJO
••.
~2~'.0~0~
apoyoOIIÓ.U Eol.221'313..oo
I
lIa..,nle EI' •.=37.05 ••.
. ..:'.:r.'. .:,. -,-'
',:
35
Eatribo no.1 d •• plante
~It:·~:!p~=o::~~&~~ ANTEPROYECTO ~ .
8.40 ••.
'
I
FS
5.90••. 4608 1554
Ej.pi"' •••.! Eal.221' 318.23 , ~~:"~::~:~~~~:o~~:" .~~.':O~·. Ejocobal"'to a"oda y 111..00 ••. 4. oMro.
I
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110"1
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Ej. apo,.fijo
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1527 EJ. caba'loto N•. 4 Eje .apoyo •• óVlI ES122ó.{4 ;'"'""""fje piloN.,3 Eot22'1'333.71
l
I
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J .
Ejeapoyo fijo
Rosa.'. EI_ v , ·39
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~~~ ~==~==~~=,===9F===~~~ 8-2 k••.22. 326 .00 El••.• 2'. 26 ••.
35
5-3 k••.22t35490 • s.lIOftl EI•• = 30 .49
Al00 n, '1'1'" .1 p••• Io/ do,. ,ttlr.,.loob,,· actual ./
L
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'1!1a;¡. Qit;, plUtiOidad ..;y -:: -'
Ni F
trft'lt
".
~
Arena arcillosa
--
::- -:-
ANTEPROYECTO 400
No. 2 00
.,
6.70 ••.
FS 5.90 ••. 5000 2 600
O
SUPERESTRUCTURA:Un
8 !:! '"'"
t,amo d. lo••• ""
:r~ •••
800
-'",
~I~ a",
Rasant. Elev.-M.18M.
Ro.o.le EIev.-~9.088
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30
Fro_uos arclllo,.
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ANTEPROYECTO
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No. 3
F9 8.40••. F9 '.9011.
Fig.(30)
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Ej. apa,. fijo Er\. 2;2T55'9~'
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25
~
FS 5.70•.
--------._--------------------------------'
I
en los que se detallan siones y espesores
en for a clara y conveniente
de
e_e entos,
SllS
la calidad de los mate--
s-'-ruirla obra, las elevaciones
riales con que se debe los terraplenes,
coro as, ~asante,
supuesto
Al i
-e
de :a
a:
e _ara las alcantarillas,
os siguientes
Bóveda
-
e sirven de base para obtener el pr~
tos l'ipo e Obras de Drenaje tran
para su correcta
En esos mismos planos se consignan
en e:
las cantidades
de
etc., así corno la ubica---
ción de los ejes de - s -~·ersos elementos localización
las dimen
en el manual de Proyec--
para Caminos Rurales,
se encuen---
proyectos:
triarticulada
de mampostería;
luz 10 m. y 12 m. y -
colchón de 0.40 m. Vado de 3.0 m. de ancho de calzada miento y dentellones
de roda-
de mampostería.
Vado de 3.0 m. de ancho de calzada miento de concreto
con superficie
reforzado
y dentellones
Vado de 3.0 m. de ancho de calzada miento de mampostería,
con superficie
de roda-
de mampostería.
con superficie
sobre tubos y dentellones
de rodade mampo~
tería. Puente vado de losas continuas estribos
de mampostería.
82
de concreto
sobre pilas y -
Losas con 2 nervaduras
de concreto
reforzado,
claros de 7 a
30 m.
Apoyos
de
neopreno para losas de 20 a 30 m. de claro.
Estribos
de mampostería
para losas nervuradas,
alturas de -
5.0 a 15 m. claros de 10.50 a 30.0 m. esf erzo en el des--plante de 2.5 kg/m
2
.
Pilas de mampostería
para losas nervuradas
a 15 m. claros de 10.5 a 30.0 esfuerzos 2.5 kg/m
2
Parapetos
alturas de 5.0 -
en(el desplante
de
. de vigas y pilastras
de concreto
reforzado,
ex~e
de concreto
para banquetas.
mas con o sin aleros. Parapetos
de vigas y pilastras
Guarda ganado de rieles sobre durmientes
de madera.
Guarda ganado de rieles sobre durmientes
de concreto.
Guarda ganado
tipo alcantarilla.
Recomendaciones
generales
Notas generales
para las mamposterías
alcantarillas
arcos triarticulados.
y
para losas de concreto
Muros secos para sostenimientos
reforzado.
de estribos,
de tierras,
pilas,-
alturas de 1 a
6 m.
Muros de mampostería sin sobrecarga;
para sostenimiento
de tierras con o -
altura de 1.0 a 6.0 m. diferentes
taludes.
Losas con dos nervaduras de alta resistencia
de concreto
reforzado
con acero -
de 10 m. a 30 m. de claro.
Losas de una nervadura
para super estructura
de puente de
10 m. a 20 m. de claro. Pasarela 50
m.,
70
Proyecto principa
colgante m.
para peatones,
claro de 20 m., 30 m., --
y
tOpo
e intersección
para camino rural y camino -
con un máximo de 4 000 Veh/día
y para más de ---
4 000 Vhe/día.
Se deben hacer la adaptación tarillas
o puentes),
niéndose
cuidado,
cambios
necesarios
de los proyectos
a las condiciones
cuando
tipo (de alcan-
reales del cruce,
la obra sea esviajada,
tanto en las dimensiones
te--
de hacer los
corno en el armado
del acero de refuerzo.
Una vez proyectado tivos generales
el puente,
y de detalle,
se presentan
los planos defini-
así corno los volumenes
~84
de obra.
23.- Subdrenaje.
Como se dijo al principio
de este
lluvia que cae sobre la corteza
manual,
parte del agua de
terrestre se evapora,
otra es
curre sobre ella y el resto se infiltra a las capas interio-res; sin embargo
no toda el agua subterránea
lluvia sino que también hay agua entrampada antiguos densación
procede de la -co o residuo de -
lagos u océanos y también puede proceder de la con-de vapores
arrojados
El agua subterránea,
se encuentra
suelo o en cavidades, siones se encuentra
por actividad
fracturas
formando
volcánica.
entre las partículas
del --
y fallas de las rocas; en oca
lagos o corrientes
subterráneas.
El agua, al fluir a través de los vacios de suelos o rocas -muy intemperizadas, presenta
puede causar e~osiones;
en ocasiones
al construirse
el flujo del agua no se controla, mas muy fuertes.
sentar fallas conchoidales
miento, yasea
se -
un camino en corte y si
se pueden presentar
proble--
Este flujo puede aflorar a través de los ta
ludes y de la cama del camino.
obra se pueden
este proceso
En los primeros
o tipo creep y en la cama de la --
tener inestabilidades
que esté constituída
nal como en los caminos
se pueden pre
en la superficie
por revestimiento
rurales o de tipo definitivo
son los pavimentos.
85
de rod~
provisiocomo lo
Además de la erosión que puede causar el agua en el interior de los suelos,
también es causa de que se pierda
ción o la cohesión
aparente
la masa y provocar
su flujo.
car la elevación
to de peso de la
El ingeniero
En otras ocasiones,
al esfuerzo
asa provoca
debe controlar
por medio de captación ne o que provoque construyen
y acaso puede aumentar
de las presiones
duce la resistencia
neutrales
cortante,
el peso de puede prov~
con lo que se re-
que aunado al aumen
la falla de los taludes.
y eliminar
y conducción,
presiones
la cementa--
el agua subterránea
impidiéndole
indeseables.
con este fin, en general
que erosio-
Las obras que se --
son costosas;
sin embargo,
si se toma en cuenta el ahorro que se tendrá durante servación,
seguramente
que se justificarán
--
la con--
ampliamente.
Cuando el agua fluye a través de los taludes de corte o de la cama de los caminos,
se debe a que se encuentra
mayor que la atmosférica introducir
a una presión
por lo que para captar la bastará
en la masa de suelo zonas de menor presión
introducirle
la presión
de excavaciones
o perforaciones
conectados
a la atmósfera.
creará un gradiente
hacia ella, de lo que resultará
hidráulico
---
un flujo de agua que podrá --
con mayor facilidad
además de que incluirá
o sea -
atmosférica, .10 cual se hace por medio
Esta zona de menor presión
ser controlado
con
que estando disperso,
el secado de la masa con lo cual se --
86
el aumento de la resistencia
provocará y
disminuirá
las presiones
Las obras de subdrenaje
24.- Orenes
longitudinales
Este tipo de subdrenaje
son los drenes
de zanja.
consiste
en ocasiones
bre una plantilla creta perforado 31 y rellenada
en la apertura
La finalidad freático
hasta los 4 m.
de concreto
de una zanja mínima de 1.5
En el fondo, so--
pobre, se coloca un tubo de con
por su parte inferior de acuerdo con material
longitudi-
transversales.
al pie de los taludes de corte con profundidad m., llegándose
-
hidrostáticas.
más comunes
nales de zanja y los drenes
al esfuerzo cortante
a la figura
filtrante.
de este tipo de subdren es la de bajar el nivel
de la cama del camino y en menor escala, disminuir
la zona saturada
El material
del talud de corte.
filtrante
más adecuado
es la grava-arena
en greña
con tamaño máximo de 2" y con 5% máximo de finos pasando
la -
malla 200.
Sin embargo,
-
si no se tienen todos los elementos
se puede presindir
del tubo perforado
87
y
necesarios,-
se podrá rellenar
la
fragmentos
de roca de 15 cm de tamaño máximo o por
de un dren francés.
-~--~--o 010
o
--o--
-0--
o.
o
Disposición de las perforaciones en tuberías para subdrenaje.
GRAFICA DE COMPOSICION GRANULOMETRtCA
Zona granulométrica del material drenante único utilizando carreteras por la práctica mexicana. Tubo p0rforado
y granulometria de filtro para drenes dinales de zanja. Figura
88
30
en
longitu-
El fondo de la zanja tendrá la pendiente el agua captada
sea conducida
versal y se aleje del camino
25.- Drenes
transversales
Cuando existen
de talud.
a través de los taludes -
longitudinales
la utilización
de zanja, gene-
de otro tipo de subdrenaje
que impida ese flujo y que evite daños mayores, nes impiden el buen funcionamiento
Para este fin, es usual utilizar (Fig. 32), que consisten de 5 cm de diámetro,
-
que en ocasio
de los caminos.
los drenes
en la introducción
perforados
transversales
---
de tubos de acero
lateralmente,
a través de los
hacia el camino de 5 a 200;
taludes, con pendiente
trans
lo más pronto pos~' _e.
fuertes filtraciones
conviene
para que -
hacia una obra de drenaje
de corte, además de los drenes ralmente
necesaria
previamen-
te a la introducción,
se hace una perforación
equ~po especializado;
la longitud de estos tubos debe ser tal,
que cruce las probables de captación
superficies
de falla.
de 10 cm con --
La velocidad
del agua, depende de la permeabilidad
-
de la masa
de suelo.
Cuando hay escurrimiento descargar
a través de los tubos, éstos pueden
en la cuneta o se puede proveer un sistema que lo -
capte, pudiendo
ser con tubo vitrificado,
89
de concreto
o de --
plástico.
./
«
./
:'S>
SENTIDO DE LAS
r , ~ ./
CONDICION DE FLUJO EN LA LADERA DESPUES DE EFECTUADO EL CORTE Y COLOCADO EL SUBDREN TRANSVERSAL DE PENETRACION
F ig. (3 I )
Dependiendo
de la intensidad
2 ó 3 hileras de variar
de tubos cuya distancia
entre
a presión
otates
huecos,
es decir
este
el tubo de acero,
arena
se pueden
colocar
con los adyacentes
1,
pue-
2 y.S m.
Para hacer más económico introducir
del problema
o utilizar, perforados
el ingenio
puede
tipo de subdrenaje, se pueden
hacer
como se ha hecho lateralmente
caciones. 90
inyecciones en otros
y rellenos
tener en este campo
en lugar de de -
países,
con arena;-
m~ltiples
apli-
B I B L I O G R A F I A
1.-
DRENAJE
PARA
CAMINOS
COORDINADOR:
2.-
SOCAVACION
ING.
PUENTES.
4.-
MANUAL ING.
5.-
SALVADOR
ING.
8.-
PROYECTOS
10.-
11.-
DE LA PARRA.
Y GAMA
1952
RIOS
PARA
EL PROYECTO
SABORIO
CARRETERO.
DE
ULLOA.
1968
RIVERA.
DE OBRAS
1954
H.W.KING.
DE DRENAJE
PARA
CARRETERAS
SOP.
PROYECTOS
TIPO
RURALES.
1978
DE ALCANTARILLAS
LOCAL
TESIS
PARA
OBTENER
ING.
ARTURO
EFECTO
EN PILAS.EL GRADO
M. MONFORTE --J
DE REMANSO
CAUCE.-
Y PUENTES
PARA
CAMINOS
SAHOP.
SOCAVACION
TESIS
9
SOP
GUERRERO
JAVIER
MONDRAGON
TIPO
1973
R.
OF HIDRAULICS.
1965.
9.-
ING.
DE PUENTE
HANBOOK
VICENTE
SOP
PALACIOS.
B. PUIG
DE LOS
1959.
7.-
JUAN
MOSQUEIRA
CANDIDO
RUBIO
DE CAMINOS.
DE CAMPO
DISEÑO
DE OBRA.-
NATURALESS.-
ING.
DE DRENAJE
PUENTES.
6.-
ING.
1957
ESTUDIO
JORGE
EN CAUCES
COORDINADOR:
3.-
DE MANO
1980 DE MAESTRIA
EN
INGENIERIA.
OCAMPO.
PRODUCIDO
POE
EL ESTRECHAMIENTO
1980 PARA
C. GABRIEL
OBTENER ATALA
EL"TITULO BARRERO.
DE
INGENIERO
CIVIL.
DE UN
