IRRIGACIÓN Y DRENAJE
INTEGRANTES :
I ACUÑA LLEMPEN DARWIN 200813040
I ALVA VELASQUEZ GIANPABLO 200813021
I CARDENAS VEGA ALIN 200813043
I MEJIA LLONTOP ELDER 200813001
I VÁSQUEZ HERNANDEZ LUIS 200813048
DOCENTE:
ING. HUGO ROJAS RUBIO
CICLO:
IX – 2012 - I
NUEVO CHIMBOTE, JULIO DEL 2012.
SOLUCION AL PROBLEMA DE INFILTRACION DE LAS AGUAS
PLUVIALES EN LA CARRETERA: JUANJUI – TOCACHE
Sub-Tramo II: Campanilla – Pizarrón
POR EL MÉTODO: SUB DRENES DE ZANJA LONGITUDINAL
GRANULOMETRIA DEL FILTRO
Condiciones que debe cumplir el material filtro
a) Para facilitar el flujo del agua hacia el tubo perforado
D15F ≥5 (0.3 )
D15F ≥1.5mm
b) Para evitar la migración de partículas finas del material por proteger
hacia los huecos del material filtrante
D15F ≤5 (1.25 )≤6.25mm
D50F ≤25 (0.80 )≤20mm
c) Para evitar la obstrucción de las perforaciones de la tubería y la fuga de
los finos del material filtrante.
D85F ≥1.5(10)≥15mm
Tomando como base la Tabla 6-1 de limites granulométricos para material
filtrante único. (Del Tomo III de Mecanica de Suelos de Juárez Badillo)
Se tomara:
D85F =24mm
D50F =10mm
D15F =2mm
0.010.1110100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100CURVA GRANULOMETRICA
ABERTURA (mm)
%
QU
E
PA
SA
Como se observa en la curva granulométrica nuestro material de filtro es
semejante a la curva inferior de la tabla 6-1, entonces se asumirá esa
granulometría para el material filtrante.
Para estar dentro del rango granulométrico de la tabla
De los criterios del manual de hidrologia, hidraulica y drenaje. Se debe considerar en primer lugar la distancia de inicio y descarga de los subdrenes, dado que a mayor distancia de recorrido, su capacidad de transporte deberá incrementarse debido al aporte de caudales a lo largo de su recorrido.
Los posibles caudales de aporte, que conforman el caudal total, los cuales pueden afectar la estructura del pavimento son:
El caudal generado por la infiltración de las aguas provenientes de precipitaciones pluviales y de sectores con régimen de riego permanente que discurren sobre el talud superior adyacente a la carretera.
El caudal generado por el abatimiento del nivel de agua subterránea, en lugares donde el nivel freático alcance una altura tal, que supere el nivel de subrasante afectando la estructura del pavimento.
Se tomara como caudal de diseño el generado porla infiltracion de las aguas provenientes de precipitaciones pluviales, por ser el predominante en el departamento de San Martin, especificamente en el sub-tramo II de la carretera: Juanui- Tocache.
Qf=Qinfiltracion pluvial
Hallando Q infiltracion pluvial:
Q=0.278xCxAxi….. Metodo Racional
Donde:
C: Coeficiente de escorrentia.
A: Area de drenaje de la cuenca en km2
I: Intensidad de la lluvia en diseño en mm/hora.
Q:caudal pico en m3/seg.
Ademas sabemos que el ancho de la via para una carretera de 3° nivel es 20 m (min. Deseable)
TABLA 303.03
ANCHO MÍNIMO DE FAJA DE DOMINIO
Tipo de CarreteraMínimo Deseable
(m)Mínimo Absoluto
(m)
Autopistas 50 30
Multicarriles o Duales 30 24
Dos Carriles (1ra. y 2da. Clase) 24 20
Dos Carriles (3ra. Clase) 20 15
Por Resolución Ministerial el MTC, especificará el ancho del derecho de Vía para cada
carretera.
Hallando el área de drenaje:
L=13+220−13+080=140m
a=20m
A=axl=140 (20 )=2800m2≠0.0028km2
Hallando la intensidad de lluvia de diseño:
SEGÚN LA NORMA O.S. 060:
De:
Para t<3 horas
La carretera se encuentra ubicada en San Martin
i=a∗(1+k∗logT )∗(t+b)n−1
i=intensidad de lluvia( mmhora )a=parametrode intensidad (mm )
k=parametrode frecuencia (adimensional )
b=parametro (hora)
n=parametro deduracion (adimensional )
t=duracion(hora)
T=tiempo deretorno
SEGÚN LA TABLA 3.a SE OBTUVO LOS SIGUIENTES DATOS:
SAN MARTIN SE ENCUENTRA EN LA ZONA 123, ESPECÍFICAMENTE EN LA SUBZONA 1231
ɛg= 85 ; Kg´ =0.553 = K
SEGÚN LA TABLA 3.b SE OBTUVO LOS SIGUIENTES DATOS:
n = 0.357 ; a= 32.2
T = tiempo de retorno (asumimos T=10)
b = 0.4 horas (sierra)
tc=t= tiempo de concentración (horas)
donde:
L = 83 km
S = 2.8 % …………………… t c=10∗(832 /2.8)1 /3
tc=135.0 minutos = 2.25 horas
Reemplazando:
Hallando el “C” Coeficiente de escorrentia:
t c=10∗(L2/S )1 /3L=km
S=pendiente mediad elalluvia
tc=tiempode concentracion enmin.
i=32.2∗(1+0.553∗log 10 )∗(2.25+0.4)0.357−1
i=26.722mm/hora
De la vista N°03:
Tomamos Bosques, con pendiente pronunciada y con tipo de suelo limo arcilloso.
Reemplazando en el metodo racional:
Del manual de Hidrologia, Hidraulica y Drenaje:
Determinación de las dimensiones de la sección transversal
Teniendo el caudal final Qf, el cual es la suma de los caudales calculados, se realiza el siguiente procedimiento:
Q=0.278xCxAxi
C=0.50
Q=0.278x 0.5 x0.0028 x 26.722
Q=0.0104m3/s
Qf=VxixA
Donde :Qf=Caudal final
V=Velocidad de flujo ,la cual dependede la pendiente
longitudinal y del tamañodel agregadousadoenel subdrén.
(Ver Figura Adjunta)
i=Gradiente hidráulico
A=Área de la sección transversaldel subdrén ,normalmente
se fijael ancho y se despeja su altura .
Del Abaco se obtiene:
Se tomara:
Reemplazando:
Fijando una Área de zanja
V=0.5cm /seg
i=3.5% siguiendola pendiente de lacarretera
10400.2 cm3/s=(0.5 x3.5 xA)
A=5942.97cm2
a = 60 cmA= 60xh
A=5942.97=60xhh = 99.05 cm h= 1.00 m
Hallando el diámetro del tubo:
QF=Caudal final calculado
n =0.013
Resolviendod = 0.19 m 8” <> 200 mm
Se usara una tubería perforada de 8”
QF = 1n(A )X(RH )
23 (S )1 /2
0.01=1
0.013(A )XA
5 /3
P2 /3(0.035)1/2
0.01=2.692XA5 /3
P2 /3 0.01
2.692x P2 /3=A5 /3
0.012.692x (πd)2 /3=( π
4x (d )2)
5 /3
Acumulaciones de escurrimiento superficial en la plataforma vial por carencia de sistemas de drenaje (cunetas laterales y alcantarillas).
Km 13+080 – km 13+220, tramo crítico con talud inestable con alta presencia de afloramiento de agua.
Buzón De RegistroSe Colocan Las Cajas De Registro cada 140 mm, según el cálculo del caudal realizado.Además se colocara una caja de registro en la siguiente curva vertical ,para evacuar rápidamente las aguas captadas.
CARRETERA: JUANJUI – TOCACHESub-Tramo II : Campanilla – Pizarrón
Vista 6
Vista 4
Profundos ahuellamientos (huecos) de la plataforma por falta de drenaje y materiales de baja capacidad portante.
Vista 6
Con independencia a lo anterior, deberán colocarse cajas de registro o buzones en todos los cambios de alineación de la tubería de drenaje.