Trabajo Drenaje Urbano 2012 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN M ARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

INDICE

CONTENIDO PRESENTACION INTRODUCCION I.

OBJETIVOS Objetivo general Objetivos espe!"ios

II.

ANTECEDENTES

III.

#ARCO TEORICO $esti%n Del Drenaje Urbano Tipi"iai%n Tipi"iai%n De Sol&iones Alternativas In"iltrai%n De Ag&as 'l&vias (anjas )e in"iltrai%n Obras )e )renaje

• • • • •

IV. IV. V VI.

CA'CU 'CU'O DE 'A INTE INTENS NSID IDAD AD #A*I #A*I# #A DISE+O DE CUNETAS DISE+O DE DE CO CO'ECTORES

•

Coletor N, -

VII. VIII.

P'ANOS Per"iles / Seiones CONC'UCIONES

I*.

RECO#ENDACIONES

*.

BIB'IO$RA0IA

*I.

ANE*O 1P 1P'ANOS DE DE' TRABAJO2

•

ASIGNATURA: DRENAJE


PRESENTACION El info inform rmee deta detall llad adoo que que se real realiz izóó dent dentro ro de los los pará paráme metr tros os realizados hechos en clases sobre es el cual se desarrolla a continuación; el trabajo consta de dos partes una teórica con todos los conocimientos básicos para la realización del trabajo y otra parte es el cálculo y diseño de las cunetas y colectores que intervienen en el plano desarrollado. Genera Generalme lmente nte los colect colectore oress se diseña diseñann como como canale canaless de secci sección ón rectangular y con una pendiente paralela de la superficie del terreno con el fin de conectarlos con los colectores principales localizados aguas abajo y en las intersecciones de calles se ubican alcantarillas. El diseño de una !ed de "renaje de #guas de $luvia involucra la dete determ rmin inac ació iónn de las las secc seccio ione ness tran transv sver ersa sale less de los los cond conduc ucto tos s las las pendientes y las elevaciones del tirante para cada colector.

%or lo que la pronta evacuación de las aguas de lluvia a trav&s de una red de colectores es de mucha importancia para una zona urbana más que todo marginal debido a que de este modo se evita el libre escurrimiento de las aguas de lluvia con las consecuencias que esto acarrea como es la erosión de la superficie de las calles ocasionando los indeseables baches o por el otro e'tremo causando embalses e inundando calles y viviendas con el consecuente deterioro de las mismas.

ASIGNATURA: DRENAJE


PRESENTACION El info inform rmee deta detall llad adoo que que se real realiz izóó dent dentro ro de los los pará paráme metr tros os realizados hechos en clases sobre es el cual se desarrolla a continuación; el trabajo consta de dos partes una teórica con todos los conocimientos básicos para la realización del trabajo y otra parte es el cálculo y diseño de las cunetas y colectores que intervienen en el plano desarrollado. Genera Generalme lmente nte los colect colectore oress se diseña diseñann como como canale canaless de secci sección ón rectangular y con una pendiente paralela de la superficie del terreno con el fin de conectarlos con los colectores principales localizados aguas abajo y en las intersecciones de calles se ubican alcantarillas. El diseño de una !ed de "renaje de #guas de $luvia involucra la dete determ rmin inac ació iónn de las las secc seccio ione ness tran transv sver ersa sale less de los los cond conduc ucto tos s las las pendientes y las elevaciones del tirante para cada colector.

%or lo que la pronta evacuación de las aguas de lluvia a trav&s de una red de colectores es de mucha importancia para una zona urbana más que todo marginal debido a que de este modo se evita el libre escurrimiento de las aguas de lluvia con las consecuencias que esto acarrea como es la erosión de la superficie de las calles ocasionando los indeseables baches o por el otro e'tremo causando embalses e inundando calles y viviendas con el consecuente deterioro de las mismas.

ASIGNATURA: DRENAJE


INTRODUCCION El estudio hidráulico hidráulico es tan amplia pero a la vez muy muy importante de de conocimiento para la ingenier(a civil con el desarrollo de los pueblos y de las naciones la población crece indiscriminadamente y en cuanto tambi&n sus ansi ansias as y anhe anhelo loss de una una mejo mejorr vida vida para para ello ello con con ese ese desa desarr rrol ollo lo las las comunidades mejoran sus infraestructuras y dentro de ese desarrollo están las obras de drenaje urbano por ende es de sumo inter&s nuestro aprender sobre el diseño y ejecución de estos sistemas de drenaje para poder desempeñarnos como ingenieros y ayudar de ese modo a la formación de nuevas ciudades y al desarrollo del pa(s en general. %ara %ara dise diseña ñarr los los elem elemen ento toss de una una red red de dren drenaj ajee es nece necesa sari rioo conocer el origen y la magnitud de los caudales má'imos que pueden llegar a la red. En este trabajo se tratará del drenaje urbano. )e determinará la intens intensida idad d má'ima má'ima de diseño diseño a parti partirr de datos datos pluvi pluviom& om&tri tricos cos para para un periodo de retorno de *+ años y se presentarán procedimientos de cálculo para la determinación de caudales. %osteriormente se hará un diseño de los principales colectores. ,na de las estructuras más importantes para la preservación y el mejoramiento del ambiente de aguas urbanas es un sistema de drenaje de aguas aguas de lluvia lluvia adecua adecuado do y que que funcio funcione ne correct correctame amente nte.. El básico básico es disminuir al má'imo los daños que las aguas de lluvia pueden ocasionar a la ciud ciudad adan an(a (a y las las edif edific icac acio ione ness en el ento entorn rnoo urba urbano no.. %or %or otro otro lado lado lo complementario es garantizar el normal desenvolvimiento de la vida diaria en las las ciud ciudad ades es perm permit itie iend ndoo as( as( un apro apropi piad adoo tráf tráfic icoo de pers person onas as y veh(culos durante la ocurrencia de las lluvias.

ASIGNATURA: DRENAJE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

I.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL

#nalizar y diseñar el sistema de drenaje pluvial de una ciudad poniendo en aplicación los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del curso. OBJETIVOS ESPECIFICOS

#prender los conocimientos básicos sobre las obras de drenaje urbano "iseñar la !ed de "renaje pluvial en concordancia con la topograf(a y la definición de los niveles correspondientes. #dquirir criterio básicos sobre la ubicación de estas obras !eunir y evacuar las aguas de lluvia de viviendas calles y predios libres. •

•

"eterminar el n-mero de colectores principales necesarios para la evacuación de las aguas pluviom&tricas. Evacuar las aguas pluviom&tricas de una población mediante una posible red de drenaje.

ASIGNATURA: DRENAJE


II.

ANTECEDENTES )iguiendo con el desarrollo del curso y terminando con las clases pertenecientes a los temas del silabo el ingeniero docente del curso dejo encargado el segundo y -ltimo trabajo el cual tratara de un diseño del sistema de drenaje de un plano urbano.

III.

MARCO TEORICO GESTIÓN DEL DRENAJE URBANO

$as acciones que se desarrollan para enfrentar los problemas de drenaje de las aguas lluvias en los sectores urbanos requieren una gran coherencia y ontinuidad debido a la intervención de m-ltiples agentes y a la interacción que presentan las acciones que se pueden plantear. El propio escurrimiento de las aguas sobre la superficie urbana hace que en cada sector se sufran las consecuencias de lo que ocurre aguas arriba y genere a su vez obligaciones y efectos hacia aguas abajo.

$a definición de un sistema de drenaje general que considere los cauces naturales y la forma en que ellos se incorporan en la urbanización as( como la materialización de un sistema de drenaje artificial o de colectores de aguas lluvias urbanos que complemente la red natural. $a obligación de respetar el sistema de drenaje natural incluso en sus etapas iniciales estableciendo para cualquier sector que se urbaniza claramente la forma en que se drenan los e'cesos en caso de ocurrir hasta llegar a los cauces naturales o artificiales establecidos. Entre los problemas que genera la urbanización en relación a las aguas lluvias se destacan el incremento del volumen de escorrent(a y el aumento de los caudales má'imos a evacuar debido a la impermeabilización del suelo. $a solución tradicional basada e'clusivamente en redes de colectores de aguas lluvias /&cnicas #lternativas para )oluciones de #guas $luvias en )ectores ,rbanos ASIGNATURA: DRENAJE


0ncrementa ambos fenómenos. #demás debido a que los colectores deben proporcionar un estándar de protección adecuado su diseño es tal que su funcionamiento a plena capacidad en condiciones de diseño es eventual encareciendo la solución de los problemas generados por las aguas lluvias en las zonas urbanas. En casos en que las áreas urbanas se e'panden hacia aguas arriba de los sectores que ya cuentan con un sistema de drenaje estos van quedando obsoletos o son incapaces de operar con los mayores caudales que se generan en las nuevas zonas impermeabilizadas por la e'pansión de la urbanización. #s( hoy en d(a se admite que la reducción de los vol-menes necesarios a evacuar por las redes de drenaje y su redistribución temporal presenta numerosas ventajas. El problema de las aguas lluvias en zonas urbanas tradicionalmente se ha enfrentado de manera de drenar y evacuar rápidamente los posibles e'cesos conduci&ndolos mediante redes de colectores hacia el cauce natural más cercano. !ecientemente se han planteado algunas observaciones ambientales a este esquema debido a los impactos que esta práctica produce en el sistema natural de drenaje hacia aguas abajo de los lugares de descarga fundamentalmente en relación al incremento de los riesgos de inundación y el aumento de erosión y sedimentación en los cauces. #dicionalmente tambi&n se cuestiona que el enfoque tradicional afecta el balance h(drico natural causa efectos de choque por la descarga concentrada de contaminantes o contribuye al mal funcionamiento de unidades de tratamiento en el caso de sistemas que reciben flujos contaminados de aguas servidas y aguas lluvias. En respuesta a estos problemas algunas comunidades han propuesto un tratamiento distinto basado en la disposición local más cerca de las fuentes de las aguas lluvias. TIPIFICACIÓN DE SOLUCIONES ALTERNATIVAS

$as soluciones alternativas a la evacuación directa ponen en juego almacenamiento temporal para restituir los vol-menes con gastos menores una vez que pasan los per(odos cr(ticos o mediante la disminución de los vol-menes de escurrimiento por medio de la infiltración en el suelo. on el objeto de visualizar el tipo de ASIGNATURA: DRENAJE


soluciones concreta que se proponen para ello as( como tener un panorama de las alternativas disponibles frente a situaciones reales se hace a continuación una e'posición general de las obras y acciones disponibles resumiendo sus principales caracter(sticas. #lmacenamiento de aguas lluvias. /ienen por objeto diferir en el tiempo la alimentación de aguas lluvias hacia las redes de drenaje o los cauces receptores. )u principal efecto consiste en disminuir el valor de los gastos má'imos a evacuar sin que necesariamente afecten el volumen total escurrido. $os aspectos de diseño relevantes tienen que ver con la pendiente de las superficies los elementos de evacuación y su ubicación en relación al sector. %ueden presentar problemas de filtraciones y aumento de las e'igencias estructurales. !esultan ventajosos en techos que ya han sido diseñados para soportar nieve. En estacionamientos veredas paseos parques y similares. 1ormalmente se trata de lugares de uso p-blico por lo tanto requieren un diseño más cuidadoso y la consideración del efecto sobre los usuarios. En estos casos la detención de las aguas lluvias tambi&n se logra aumentando la rugosidad de las superficies disminuyendo su pendiente o reduciendo la cantidad de elementos de conducción como cunetas y canaletas. El agua retenida puede formar charcos que eventualmente se evaporan o infiltran. %or otra parte las superficies planas pueden provocar un drenaje deficiente y generar problemas de humedad y suciedad o reducir la vida -til de los pavimentos y aumentar los costos de manutención INFILTRACIÓN DE AGUAS LLUVIAS.

onduce a una disminución de los gastos má'imos y de los vol-menes a evacuar. /ambi&n se considera que disminuyen la carga de contaminantes que llega a los cauces superficiales al quedar retenidos en el suelo o atrapados al infiltrarse parte importante de ellos. $a respuesta de estos dispositivos puede variar enormemente dependiendo del grado de saturación de los suelos involucrados. $a capacidad del suelo para absorber aguas lluvias depende entre otros factores de la cubierta vegetal el tipo y condiciones del suelo las caracter(sticas del acu(fero en el lugar y la calidad de las aguas ASIGNATURA: DRENAJE


lluvias. $os dispositivos de este tipo tambi&n pueden clasificarse como concentrados o difusos. ZANJAS DE INFILTRACIÓN

Estas zanjas de infiltración se ubican bajo las veredas calles y además sabemos que hacia estas zanjas se dirige parte importante del escurrimiento local y en ellas se intenta su infiltración concentrada. Estas zanjas de infiltración pueden considerar tubos o no y pueden incluir cámaras o no. onstituyen un sistema de drenaje semisubterráneo o subterráneo local cuyo rebase puede pasar a formar parte del escurrimiento superficial o estar conectado a un sistema de aguas lluvias tradicional. $a alimentación de estos sistemas con aguas limpias que provienen de techos o superficies pavimentadas puede mejorar las condiciones de mantención y evitar la necesidad de interponer elementos de decantación de material particulado que puede colmatar los filtros. OBRAS DE DRENAJE.

El objetivo de las obras de drenaje es el de conducir las aguas de escorrent(a o de flujo superficial rápida y controladamente hasta su disposición final. En su diseño e'isten tres componentes básicas2 

Entrada a la red de drenaje



onducción



Entrega al dispositivo final.

$as condiciones de diseño de estas componentes dependen de las caracter(sticas propias de cada sistema de drenaje.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ENTRADA A LA RED DE DRENAJE. Canales n!e"#e$!%"es. 'os anales intereptores reiben ag&a por &na sola )e s&s orillas o 34rgenes. El aso 34s o35n es el )e &na la)era 6&e vierte sus aguas de escorrent(a sobre un área plana adyacente2 el canal interceptor trazado a lo largo de la divisoria entre la vertiente inclinada y la zona plana recibe las aguas de escorrent(a y conserva el área plana libre de estos caudales

Canales recolectores. $os canales recolectores reciben agua por sus dos márgenes; pueden ser corrientes naturales o canales artificiales. $os caudales de diseño y las capacidades de los canales se incrementan a lo largo del recorrido. unetas sumideros y alcantarillas. $as cunetas son canales pequeños que se utilizan en combinación con los sumideros y las alcantarillas en los sistemas de drenaje de v(as aeropuertos calles y patios. $a localización de los sumideros limita las magnitudes de los caudales en las cunetas. Estaciones de bombeo. En casos especiales se utilizan equipos de bombeo para drenar áreas bajas; las aguas bombeadas se entregan luego a un sistema principal de drenaje en forma puntual.

CONDUCCIÓN DE LAS AGUAS DE DRENAJE. on pocas e'cepciones las aguas de drenaje se transportan por corrientes naturales o por canales que son conductos a superficie libre abiertos o cerrados.

Corrientes naturales. En las corrientes naturales se determina el nivel má'imo de flujo para la creciente de diseño y se compara con el nivel a cauce lleno. uando este -ltimo resulta inferior que el de la creciente se ASIGNATURA: DRENAJE


presenta desbordamientos los cuales afectarán una zona inundable adyacente cuya amplitud debe determinarse. %ara este objetivo se utilizan procedimientos de hidráulica de canales naturales con caudales variables y curvas de remanso. $a capacidad del cauce puede ampliarse mediante la ejecución de dragados. %ara garantizar la estabilidad de las secciones de flujo se diseñan obras de encauzamiento y de protección de márgenes. orrientes #rtificiales 3anales4 El diseño de canales para conducción de aguas de drenaje debe aprovechar al má'imo la topograf(a del terreno con el fin de garantizar la conducción por gravedad con un costo m(nimo. uando la diferencia de cotas entre los puntos inicial y final del canal es muy pequeña el diseño resulta en estructuras muy grandes con velocidades bajas y peligro de sedimentación. "e otro lado diferencias muy grandes de nivel ocasionan el trazado de canales de gran pendiente o requieren del diseño de estructuras de ca(da entre tramos de baja pendiente. Tipos de canales

Canales e&#a'a(%s.

El diseño de los canales e'cavados está limitado por las velocidades de flujo la carga de sedimentos y las filtraciones hacia terrenos adyacentes a trav&s del fondo y las orillas. En terrenos erosionables los canales e'cavados terminan siendo similares a las corrientes naturales al cabo del tiempo porque pierden su geometr(a inicial por causa de los procesos de agradación socavación y ataque contra las márgenes. Canales "e'es!(%s.

$os canales revestidos permiten velocidades altas disminuyen las filtraciones y requieren de secciones transversales más reducidas que los anteriores. )in embargo su costo y su duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se d& a las ASIGNATURA: DRENAJE


aguas superficiales. $os materiales de revestimiento pueden ser arcilla suelo5cemento ladrillo losas de concreto simple o reforzado piedra pegada etc. Dimensionamiento de los canales.

El dimensionamiento de los canales se hace mediante la aplicación de fórmulas convencionales de flujo a superficie libre teniendo en cuenta los aumentos de caudal en la dirección aguas abajo las pendientes de los tramos y los remansos que se generan con los cambios de pendiente y con la localización de estructuras de ca(da o de cruce con obras civiles por ejemplo con v(as o con otros canales. %ara la relación entre caudal y nivel en secciones dadas del canal se utiliza la ecuación de 6anning en la forma2 Q ) A R *+, S-+* + n ESTRUCTURAS DE ENTREGA.

El diseño de las obras de entrega debe tener en cuenta la magnitud de las fluctuaciones de nivel en los sitios de descarga y la estabilidad del área adyacente a la misma. )i se trata de descarga a r(os por ejemplo la margen que recibe el caudal de drenaje deberá tener una protección en gaviones o piedra pegada que evite su deterioro. # su vez si la parte final de la conducción queda localizada en una zona inundable deberán tomarse las medidas del caso para asegurar la estabilidad de las estructuras de drenaje y su óptimo funcionamiento hidráulico.

MATERIALES Y MÉTODOS ÁREAS DE DRENAJE. %ara determinar el área de drenaje dentro de una ciudad se procede de manera similar a como se determinan las áreas de diseño de alcantarillado sanitario es decir trazando diagonales o bisectrices por las manzanas y calculando las respectivas áreas influyentes en cada colector.

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$as l(neas divisorias que determinan el área a drenar de cada tramo del colector se consideraron teniendo en cuenta2 por un lado el eje de la calle perteneciente a este tramo medida desde la intersección de las calles transversales desde estas intersecciones se proyecta una l(nea al centro de la manzana apro'imadamente dividi&ndolas en cuatro partes teniendo en consideración que el agua precipitada a las huertas es encausada al frente del predio para lo cual en el cuadro de áreas presentamos todo la información topográfica en donde se indica el colector  tramos nombres de la calle longitud cotas de terreno para cada tramo desnivel pendiente y área a drenar. COTAS DEL TERRENO, DESNIVEL Y PENDIENTE. $os planos topográficos son indispensables para tener la idea de la forma del terreno del relieve y de las pendientes e'istentes de esta manera para e'presar la topograf(a de un plano se usa las curvas de nivel por ello encontramos; con la ayuda de la interpolación; las diferentes cotas en un punto cualquiera. $a diferencia en metros que e'iste entre dos cotas viene a ser el desnivel. $a pendiente es igual al desnivel dividido entre la longitud de dicho tramo CALCULO DEL CAUDAL A DRENAR POR LAS CUNETAS. )e hará uso de la formula !acional para el cálculo de la Escorrent(a descrita anteriormente haciendo uso de la tabla proporcionada por el docente correspondientes a los valores de . Estamos tomando el valor de  7 8.98 teniendo en cuenta que el área que estamos drenando es relativamente heterog&nea pudiendo distinguir tres tipos de superficies con valores diferentes de . /omaremos un valor que corresponde al ponderado de las tres áreas as(2 TIPO DE

PORCENTA

SUPERFICIE

JE

PRODUCTO

C %

Calle con

afrmada 30

0.70

bombeo

ASIGNATURA: DRENAJE

0.231

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL Suelo semipermeable

40

0.30

0.12

30

0.#0

0.27

con vegetación Tejados impermeables tec!os"

CAUDALES POR COLECTOR. Estos caudales aqu( calculados son debido al ingreso lateral de la escorrent(a a la cuneta va en aumento gradual completándose reci&n al finalizar el tramo aportando la totalidad del caudal en el tramo siguiente. En tramos en donde convergen dos o más tramos este aporte se adiciona al ingreso lateral en ese tramo para tener el caudal final del tramo. El caudal en las alcantarillas corresponde a la suma de los caudales de los tramos contribuyentes ya que no tienen ingreso lateral y el área de influencia seria tambi&n el de los contribuyentes. Estos serán tipo cajón ya que serán estructuras que darán continuidad a las calles. En el cuadro de caudales por colector se muestran; colector tramo desnivel pendiente longitud y el caudal final en el tramo.

CUNETAS. $as de construcciones más frecuentes son2

Cunetas de Concreto.2 )e construirán vaciadas en el sitio o donde se muestre en los planos y de acuerdo con el diseño que aparece en ellos o en donde lo indique el 0nterventor. )e conformará la subrasante e'cavando o llenando hasta la cota indicada para cumplir con la pendiente dimensiones y diseño señalados en el plano. /odo el material inadecuado de la subrasante a criterio del 0nterventor será retirado para sustituirse por otro apropiado. $a subrasante se compactará y completará con un acabado fino y firme en la superficie para recibir un lecho de material filtrante de *8 cm. de espesor si as( se indica en los diseños o lo solicita el 0nterventor. $a subrasante será convenientemente humedecida y apisonada por ASIGNATURA: DRENAJE


m&todos manuales o mecánicos hasta que quede firme antes de vaciar el concreto o colocar los prefabricados. $as formaletas garantizarán caras uniformes compactas rectas y lisas en la superficie de concreto y se colocarán siguiendo los alineamientos y pendientes de acuerdo con las dimensiones requeridas para garantizar un drenaje efectivo. El vaciado se hará en módulos má'imo de : m de longitud y en forma alternada a criterio del 0nterventor se podrán dejar juntas de dilatación cada  m en el caso de vaciados a mayores longitudes las cuales serán rellenadas posteriormente con un material apropiado para su funcionamiento. $as juntas de dilatación deben construirse formando ángulo recto con el eje longitudinal. El 0nterventor e'igirá al ontratista la demolición y nueva ejecución de las cunetas cuyo alineamiento no sea regular o se hayan construido con bloques defectuosos. $as juntas entre bloques prefabricados paralelos a la pendiente se pegarán con un mortero de cemento5arena de proporción * a : en peso y las juntas normales a la pendiente se dejarán al tope y sin pega. $as aguas lluvias no podrán correr por las cunetas más de 98 m y la Entidad local en concordancia con $a Entidad determinarán el n-mero y sitio de colocación de las cajas pluviales. Cne!as (e Pe("a Pe/a(a.

uando se construya en piedras pegadas &stas se incrustarán en la subrasante con las caras más planas hacia arriba en hileras rectas y perpendiculares a la superficie acabada. $as uniones se alternarán y las pegas no e'cederán los < cm. de ancho. uando las piedras hayan sido colocadas correctamente de acuerdo con el alineamiento pendiente y sección indicada en el plano deberá colocarse una capa de mortero de cemento que llene los vac(os y cubra la piedra de tal manera que forme una sola masa con un correcto acabado. El mortero deberá ser de una consistencia tal que fluya fácilmente sin segregación. )e atenderán las demás normas dadas para las cunetas en concreto. Cne!as en !e0%nes 1$"e2a3"#a(as en #%n#"e!%4.

)e colocarán sobre una capa de filtro la cual estará a su vez sobre la base preparada para recibir las cunetas. $os tejones irán con junta cementada de tal manera que se obtengan alineamiento y pendientes uniformes sin que se presenten quiebres que den mal ASIGNATURA: DRENAJE


aspecto o causen empozamientos. El 0nterventor podrá e'igir a e'pensas del ontratista la demolición y nueva ejecución de las cunetas cuyo alineamiento vertical y horizontal no sean uniformes o hayan sido construidas con tejones desbordados fracturados o defectuosos. $as juntas se pegarán con un mortero de cemento5arena en proporción *2: al peso. ada *8 m o seg-n las instrucciones de la 0nterventor(a se construirán llaves de concreto fc7 *=> ?g.@cm< de *> cm. de espesor por <8 cm. de ancho alrededor del tejón cuando la pendiente de la cuneta sea igual o mayor al >A. 6edida y %ago. )e medirán por metros 3m4 sobre la pendiente. El precio incluye el suministro transporte y colocación de los materiales requeridos la preparación de la base el retiro y botada del material sobrante la administración imprevistos y utilidades y demás costos necesarios para entregar la obra a la 0nterventor(a. "renaje )uperficial. )e asegurará el flujo de las aguas superficiales hacia las estructuras de drenaje mediante la disposición de pendientes adecuadas que eviten el encharcamiento o represamiento de &stas. Este flujo se encauzará sobre la superficie mediante quiebres o cunetas elaboradas con adoquines o cunetas de concreto ya sean vaciadas o prefabricadas El diseño determinará para la superficie del pavimento unas cotas tales que al terminar la construcción de dicha superficie quede al menos *> mm. 3*.> cm.4 por encima del nivel de cualquier estructura e'istente dentro del pavimento 3cunetas de concreto sumideros llaves transversales u otros4 y el constructor observará esta especificación con cuidado. "renaje )ubterráneo. )e garantizará que el nivel freático est& al menos +88 mm. 3+8 cm4 por debajo de la superficie final del pavimento. )e construirán filtros transversales en la parte más baja o depresiones de las v(as o zonas adoquinadas en el lado alto de las llaves sumideros transversales o cuando al empalmar con otro tipo de pavimento el de adoquines provenga de un nivel superior.

COEFICIENTE DE RUGOSIDAD (n)

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El coeficiente de rugosidad n es parámetro que determina el grado de resistencia que ofrece las paredes y fondo del canal al flujo del fluido. 6ientras mas áspera o rugosa sean las paredes y fondo del canal mas dificultad tendrá el agua para desplazarse. $os valores del coeficiente de rugosidad n propuesto por Borton para ser utilizados en la fórmula de 6anning son los que se muestran2

Material

n

/ubos de barro para drenaje )uperficie de cemento pulido /uber(as de cemento anales revestido con C )uperficie de mamposter(a con cemento

Material

8.8*+ 8.8*< 8.8*> 8.8* 8.8<

n

#cueductos semicirculares metálicos $isos #cueductos semicirculares metálicos orrugados /uber(a de plásticos corrugados #") anales en tierra alineados y uniformes anales en roca lisos y uniformes anales en roca con salientes y sinuosos

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8.8*< 8.8<> 8.8*< 8.8<> 8.8:: 8.8+8


CRITERIO DE VELOCIDAD M5NIMA $a práctica usual es calcular la pendiente m(nima con el criterio de la velocidad m(nima y para condiciones de flujo a sección llena. Dajo este criterio las tuber(as de alcantarillado se proyectan con pendientes que aseguren una velocidad m(nima de 8m@s. "e la fórmula de 6anning la pendiente tiene la siguiente e'presión2

En el ,#"! : se presenta los valores de la pendiente m(nima calculada con la ecuación =.** basado en el criterio de la velocidad m(nima cuando el flujo promedio está a *88A de la capacidad del colector 3sección llena4 y la velocidad m(nima requerida para estas condiciones es F 7 8 m@s para un coeficiente de rugosidad n 7 88*: ambos constantes.

)in embargo la velocidad cerca del fondo del conducto es la más importante a efectos de la capacidad transportadora del agua. )eg-n algunos autores se ha comprobado que una velocidad media de 8: m@s es ASIGNATURA: DRENAJE


suficiente para evitar un depósito importante de sólidos. %or tal motivo los proyectistas verifican que para condiciones de flujo parcialmente lleno la velocidad no sea menor a este valor.

C=LCULO DE LA INTENSIDAD M=?IMA ACTIVIDADES PREVIAS AL CALCULO 6IDRAULICO Co3o parte )el proeso )e )ise7o )e &na re) )e alantarilla)o sanitario / previo al 4l&lo8i)r4&lio9 se reo3ien)a reali:ar las sig&ientes ativi)a)es; a. De!e"7na#8n (e las Pen(en!es M9n7as Seg5n lo establei)o en la Nor3a previo al 4l&lo 8i)r4&lio9 se )eter3inar4 la pen)iente 3!ni3a para a)a )i43etro9 &tili:an)o la relai%n )el a&)al 3e)io )e la etapa iniial / el a&)al 34 ?p@?ll  -9=2. 3. T"aa(% (e E0es ; Me(#8n (e L%n/!(es Se tra:ar4n los ejes )e los oletores por el entro )e las alles9 &i)an)o 6&e se interepten en &n 3is3o p&nto. 'as )istanias ser4n 3e)i)as entre r&ero / r&ero 1intersei%n )e alles2. #. U3#a#8n (e C<7a"as (e Ins$e##8n Se &biar4n las 43aras )e inspei%n en los arran6&es )e re)9 a3bios )e )irei%n / pen)iente. 'as )istanias 34% 'os a&)ales para el )ise7o )e a)a tra3o ser4n obteni)os en "&ni%n a s& 4rea trib&taria. Para la )eli3itai%n )e 4reas se to3ar4 en &enta el tra:a)o )e oletores9 asignan)o 4reas proporionales )e a&er)o a las "ig&ras geo3trias 6&e el tra:a)o on"ig&ra9 la &ni)a) )e3e)i)a ser4 la 8et4rea 1a2. El a&)al )e )ise7o ser4 el 6&e res<e )e 3<ipliar el a&)al &nitario 1l@s@8a2 por s& 4rea orrespon)iente. El tra3o po)r4 reibir a&)ales a)iionales )e aporte no )o3estio 1in)&stria9 o3erio / p&blio2 o3o )esarga onentra)a. e. N7e"a#8n (e C<7a"as (e Ins$e##8n 'as 43aras )e inspei%n ser4n n&3era)as en el senti)o )e "l&jo. En la 0I$URA9 la n&3erai%n se iniia on el oletor prinipal o intereptor en el senti)o )e "l&jo )es)e el p&nto )e ota 34s eleva)a 12 8asta la ota 34s baja 1F29 a)e34s a)a tra3o reibe s& n&3erai%n 1T a TG2. 2. C%!as (e las C<7a"as (e Ins$e##8n Seg5n la topogra"!a )e la :ona )el pro/eto / on apo/o )e las &rvas )e nivel9 se )eter3inar4n las otas )e a)a &na )e las 43aras )e inspei%n.

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DISE@O DE CUNETAS

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DISE@O DE COLECTOR N ,

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PLANOS

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ANE?OS 1PLANOS DELTRABAJO4

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PERFILES LONGITUDINALES

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DEFINICIONES

Alcantarilla.- onducto subterráneo para conducir agua de lluvia aguas servidas o una combinación de ellas.

Alcantarillado Pluial .5 onjunto de alcantarillas que transportan aguas de lluvia.

Alinea!iento.- "irección en el plano horizontal que sigue el eje del conducto.

"ase.5 apa de suelo compactado debajo de la superficie de rodadura de un pavimento.

"er!a.5 ona lateral pavimentada o no de las pistas o calzadas utilizadas para realizar parada de emergencias y no causar interrupción del tránsito en la v(a.

"o!#eo De La Pista .5 %endiente transversal contada a partir del eje de la pista con que termina una superficie de rodadura vehicular se e'presa en porcentaje.

"u$%n.5 Estructura de forma cil(ndrica generalmente de *.<8m de diámetro. son construidos de mamposter(a o con elementos de concreto prefabricados o construidos en el sitio puede tener recubrimiento de material plástico o no en la base del cilindro se hace una sección semicircular la cual es encargada de hacer la transición entre un colector y otro. )e usan al inicio de la red en las intersecciones cambios de dirección cambios de diámetro cambios de pendiente su separación es función del diámetro de los conductos y tiene la finalidad de facilitar las labores de inspección limpieza y mantenimiento general de las tuber(as as( como proveer una adecuada ventilación. En la superficie tiene una tapa de 3:8 cm de diámetro con orificios de ventilación.

Cal$ada.5 %orción de pavimento destinado a servir como superficie de rodadura vehicular

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Canal.5 onducto abierto o cerrado que transporta agua de lluvia. Ca&taci%n.5 Estructura que permite la entrada de las aguas hacia el sistema pluvial.

Car'a (idr)ulica.5 )uma de las cargas de velocidad presión y posición.

Coe*iciente De Escorrent+a .5 oeficiente que indica la parte de la lluvia que escurre superficialmente.

Coe*iciente De ,ricci%n.5 oeficiente de rugosidad de 6anning. %arámetro que mide la resistencia al flujo en las canalizaciones.

Corte.5 )ección de corte. Cuenca.5 Es el área de terreno sobre la que act-an las precipitaciones pluviom&tricas y en las que las aguas drenan hacia una corriente en un lugar dado.

Cuneta.5 Estructura hidráulica descubierta estrecha y de sentido longitudinal destinada al transporte de aguas de lluvia generalmente situada al borde de la calzada.

Cuneta Medianera .5 36ediana Bundida4 uneta ubicada en la parte central de una carretera de dos v(as 3Hda y vuelta4 y cuyo nivel está por debajo del nivel de la superficie de rodadura de la carretera.

Dereco De +a .5 #ncho reservado por la autoridad para ejecutar futuras ampliaciones de la v(a.

Dren.5 anja o tuber(a con que se efect-a el drenaje. Drena/e.5 !etirar del terreno el e'ceso de agua no utilizable. Drena/e Ur#ano.5 "renaje de poblados y ciudades siguiendo criterios urban(sticos.

Drena/e Ur#ano Ma0or .5 )istema de drenaje pluvial que evacua caudales que se presentan con poca frecuencia y que además de utilizar el sistema de drenaje menor 3alcantarillado pluvial4. ,tiliza ASIGNATURA: DRENAJE


las pistas delimitadas por los sardineles de las veredas como canales de evacuación.

Drena/e Ur#ano Menor .5 )istema de alcantarillado pluvial que evacua caudales que se presentan con una frecuencia de < a *8 años.

E/e.5 $(nea principal que señala el alineamiento de un conducto o canal. Entrada.5 Estructura que capta o recoge el agua de escorrent(a superficial de las cuencas.

Estructura De Uni%n .5 ámara subterránea utilizada en los puntos de convergencias de dos o más conductos. %ero que no está provista de acceso desde la superficie. )e diseña para prevenir la turbulencia en el escurrimiento dotándola de una transición suave.

,recuencia De Lluias .5 Es el n-mero de veces que se repite una precipitación de 0ntensidad dada en un per(odo de tiempo determinado es decir el grado de ocurrencia de una lluvia.

Intensidad De La Lluia .5 Es el caudal de la precipitación pluvial en una superficie por unidad de tiempo. )e mide en mil(metros por hora 3mm@hora4 y tambi&n en filtros por segundo por hectárea 3ls @ Ba4.

Pai!ento.5 onjunto de capas superpuestas de diversos materiales para soportar el tránsito vehicular.

Pendiente Lon'itudinal .5 Es la inclinación que tiene el conducto con respecto a su eje longitudinal.

Pendiente 1ransersal .5 Es la inclinación que tiene el conducto en un plano perpendicular a su eje longitudinal.

Periodo De Retorno .5 %er(odo de retomo de un evento con una magnitud dada es el intervalo de recurrencia promedio entre eventos que igualan o e'ceden una magnitud especificada.

Preci&itaci%n.5 Ienómeno atmosf&rico que consiste en el aporte de agua a la tierra en forma de lluvia llovizna nieve o granizo.

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Preci&itaci%n E*ectia .5 Es la precipitación que no se retiene en la superficie terrestre y tampoco se infiltra en el suelo.

Rasante.5 1ivel deH fondo terminado de un conducto deH sistema de drenaje.

Re'istro.5 Estructura subterránea que permite el acceso desde la superficie a un conducto subterránea continuo con el objeto de revisarlo conservado o repararlo.

Reesti!iento.5 !ecubrimiento de espesor variable que se coloca en la superficie interior de un conducto para resistir la acción abrasiva de los materiales sólidos arrastrados por el agua y@o neutralizar las acciones qu(micas de los ácidos y grasas que pueden contener los desechos acarreados por el agua.

Sardinel 2Solera3.5 Dorde de la vereda. Su!idero.5 Estructura destinada a la captación de las aguas de lluvias localizados generalmente antes de las esquinas con el objeto de interceptor las aguas antes de la zona de tránsito de los peatones. Generalmente están concentrados a los buzones de inspección.

1ie!&o De Concentraci%n .5 Es definido como el tiempo requerido para que una gota de agua ca(da en el e'tremo más alejado de la cuenca fluya hasta los primeros sumideros y de all( a trav&s de los conductos hasta el punto considerado. El tiempo de concentración se divide en dos partes2 el tiempo de entrada y el tiempo de fluencia.

ereda.5 )enda cuyo nivel está encima de la calzada y se usa para el tránsito de peatones. )e le denomina tambi&n como acera. +as Calle.5 uando toda la calzada limitada por los sardineles se convierte en un canal que se utiliza para evacuar las aguas pluviales. E'cepcionalmente puede incluir las veredas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL VIII

CONCLUCIONES •

•

•

El )renaje &rbano es )e s&3a i3portania sobre to)o en i&)a)es )on)e las preipitaiones pl&viales son onstantes / eleva)as. En las i&)a)es solo e
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I?.

RECOMENDACIONES •

•

•

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•

Reali:ar Pro/etos para el )renaje Pl&vial / eje&tarlos a "in )e evitar la a&3&lai%n )e las ag&as pl&viales en la parte baja )e la i&)a)9 )e esta 3anera estar!a3os evitan)o "&t&ros proble3as relaiona)os on onta3inai%n a3biental. Tener en &enta la probabili)a) )e &na preipitai%n 3a/or a la preipitai%n 34
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?.

BIBLIOGRAFIA •

www.unicon.com

•

www.emagister.com

•

www.elrincondelvago.com

•

Trabajos 0IC pasa)os

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Trabajo Drenaje Urbano 2012 1

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