atajados-sistemas-riego11AGOSTO2010

BO.C1 03.001 0002 Atajados su diseño y construcción Bastiaan Tammes /Eduardo Villegas I Luis Guamán KfW Esta publi

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BO.C1 03.001 0002

Atajados su diseño y construcción

Bastiaan Tammes /Eduardo Villegas I Luis Guamán

KfW

Esta publicaoón fue posible gracias al apoyo financiero de lri Cooperación Técnica Alemana, GTZ y el Banco Alemán Kreditanstalt für Wiederaufbau, KJW.

El presente libro fue elabora.do por los consultores de la Cooperación Témica Alemana (GTZ) y del Fondo de Desarrollo Campesmo (FDC) del Programa de Ayuda para Damnificados del Terremoto . Este programa ha sido financiado por la Cooperación Financiera Alemana a través del Banco Kreditanstalt für Wíederaufbau (KJW). Corrección: lng . Irene Bloemen. y Dr. Gustavo Giacoman Fotos: Bastiaan Tamrnes y Luis Guamán

© Bashaan Tammes, Eduardo Vi.llegas y Luis Guamán, 2000 ©Plural editores, 2000 . fSBN: 99905-62-41-5 D .L.: 4-1-1570-00 Producción y distribución: Plural Editores Rosendo Gutiérrez 595 esq. Ecuador Teléfono 411018 / Fax.: 411528, Casilla 5097, La Paz - Bolivia Email: [email protected] Impreso en Bolivia

La genialidad del diseiio yace en su sencillez

Contenido

Agr;idecimientos ...................................................... ......... ....... ...... .. .. .. ... .... .. .... .... ..... 11 l'rcsent:ición .................... ................................................... ........... .... .. ................ .... 13 Símbolos . ................... .. ........................................... .... .. ... .. .. ...... ............ 15 1. JNTRODUCCJÓN ..................................... .

..... .. ... ...................... 17

2. INVESTIGACJÓN Y PLANIFICACIÓN .. ... ...... .. ......... ...... 2.1 Proceso de diseño ................. .. .................... . 2.2 Propiedad y derechos de tierrn y ilgun ..... .. ...... .. .... .. ... ....... .... .... . ............................................................ . 2.3 Ubicación.. .................. 2.3. l Topografía ....................... .. ... .. .... .. ........... . ................................. .. 2.3.2 Características del suelo 2.4 L1 fuente de .1gua ...... .. ..... ........... . ......... .. ... ...... . 2.4.l Escorrentía superficicil ......... .... ..... .. .. 2.4.2 Ríos, acec¡uii1s, quebrndJ

132()

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Continuidad:

Q = v, :>:A En

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:::: Velocid,1d requerida (m/-;)

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Area lateral A 1: ;\, = {.\ /· ..

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+ (_ 1 1,

Método Simpson .•.\ .' )

+ ( ).1 " Y1.- ) + {X A.

'i
:< "L)

2

A rea de la esquina:

A ;::;: A1 +A., ,. 2 Longitudes para el calculo del volumen del terraplén Longitud área frontal:

134

ATAJADOS, SU DISENO Y CONSYRUCCIÓN

Longitudes para el área lateral:

L = L

H -tib- Y. 1 E p

a?= rg{3(x,)

Longitud para la esquina:

L = n(90 - 2/3)Rc

R ,-

180

E

= H, -

b.b - YE + e m 2

3.4 Volumen del terraplén V_, = V

N'

+ (V 1: 1 + V:, ) +

v,.,.

4. BALANCE DEL VOLUMEN DE CORTE Y VOLUMEN DEL TERRAPLÉN mVe =Vr

'f"

~=Coeficiente

de esponjamiento

135

Anexo 5

DISEÑO GEOMÉTRICO Y CÁLCULO DE MOVIMIENTO DE TIERRA PARA ATAJADOS DEL PROYECTO DE UN CASO El diseño geométrico y el cálculo de movimiento de tierra para atajados del capítulo 7 se basa en los siguientes cálculos.

1

DIMENSIONES GEOMÉTRICAS

2

VOLUMEN DE CORTE 2.1 Coordenadas para los puntos (A, B, C, O) 2.2 Áreas del volumen de corte 2.3 Volumen de corte

3.

VOLUMEN DEL TERRAPLEN 3.1 Coordenadas para los puntos (E, F, C, H, I) 3.2 Áreas del volumen del terraplén 3.3 Longitudes para el cálculo de los volúmenes de terraplén 3.4 Volumen del terraplén

4.

BALANCE DEL VOLUMEN DE CORTE Y VOLUMEN DEL TERRAPLÉN

ATAJADOS, SU Dbl . ~O Y CONSTRLCCIÓN

136

1. DIMENSIONES GEOMÉTRICAS CORTE TRANSVERSAL

'1b~1.00

NA

1

1

\'3º

r

1

"'L~"'"º,º

Base Atoj .

Tepe meta lice

Terroplen

.

~-

1

~==~~'.""-------T~u~b:e~ri~o-.~~e=--r..__.__~-~~--~-~~

ea mOí(}(fe.rlnve Altura del diseño:

(asumida)

Hd =2.00m Altura muerta:

Hm =O . 15Hd = 0.15 * 2.00 = 0.30 m Altura bordo libre:

H = H d == 2.00 = 1.00 m b 2 2 Altura total:

H, = H,,, + Hd + H"

= 2.00+0.30+ l.00 =

3.30m

Ancho de coronamiento:

C = Hd = 2.00 = 1.00m 2 2 Taludes de la base del terraplén:

V H

m =m

1

l = -= 0.5

2

= - = 0.5 2

mn

V

n= -

H

= 26.57º

= -

1

l.5

= 0.667

137

Con relación al tronco de pirámide se tiene la formula: -::! ~... ~ ~~-.~~--:.-~t-4 ..-:--... ••

p

·~ ·~

.

.. -.-:.. -



.

'1

·'

"

L---

~~-~-----..J

En dnndc

S~

-

2H 2H =(A,;: B) =(a+-' )(h + - 1 )

m

m

Despejando el ilncho de In base (b) siendo el largo (a) dato de insumo, la

formula es:

Jb)_ - Kb + L =O En donde: a'

íl =

2H -"'

= a+ -

1n

K- \ ¡ K::. -4JL

b = - -- -- 21

15.00 m (ancho de la base - dato asumido)

= 15 +

2~0.3

0.5

= 16.20 m

2H 2 * ') C=--" = - - =8 m 0.5

D = 3V :::: 3 ,;: 1000 = I SOO H" 2

E=D-a'C-C:. =1500-16.2*8-8 2 =1306.4 F = 2d + C = 2 ':' 16.2 + 8 = 40.4

138

ATAJADOS,

sr

DISEÑO

y CONSTRUCCll)N

G =a' +a· C = 16.2 + 16.2 * 8 = 392.04 2

2

l = a'' 2 C+a' C 2 =16.2-' :::8+ 16.2 *8 2 = 3 l36.32

J= F

2

-

G = 40 .4 2 - 392. 04 = 1240. l 2

K = 2EF + I = 2 >;, 1306.4 * 40.4 + 3136.32 = l08693.44

L = E 2 = 1306.4 ~ = l 706680.96 b? = 20.49 b

= 19 29

2 3 b = (b?- Hm) = 20.49- l*0. =19.29m 0.5 0.5

m (largo de la base)

139

2. VOLUMEN DE CORTE PLANTA 1

J

1

......

'-

--+JL_,

r1

---

fe

. (J\

1

1

~

i 1

¡¡

,~

T

A 1

)-

o.=tS.00

- -- -

-

/

1

.........

1 1,

y SECCION < T - T>

lCOIHD

A TAJADOS, su D!SEÑO y CO!\'STRLICCJÓN

140

en

AREAS 0( CORTE (SI, S2. CeF , CE>t.

LJNGflunu; (Ll,

u, a: ,

'o', Le , Re)

SECCIONi:S Cp'-p')

u rJ L P. ~ 4 84

PLANTA

- T-- , -- - r C.,.' .l:'\3')~

1 i

¡P
=

-~b =

-0.934 m

2.2 Áreas para el volumen de corte Area frontal:

C

= [(Xw ~~) + (Xc. Y0 ) + (X r1. Yn) -

J

C.

(X.~. Yfi) - (X w !~) - ( Xc- Y11 ) j

"') .....

= J_(l6.S6 * 2.1 l) + (15 *-0.16) + (-6.09 *-~.934)- (-6.09 "'-0. l~)~j 2

1

í¡ (16.56 :~ -0.934) - (15 * -0.934 )]--33.39m ~ 2

L..

Areas laterales:

S = (H' + Lib/ = (1.5 + 0.934) = _ m~ 5 92 1 2m 2*0.5 2

S~

-

Lib~

0.934 2

2m

2 * 0.5

=- =

'

=0.87m-

142

ATAJADOS, SU DISEJ\:O Y CONSTRUCCIÓN

Áreas de las esquinas;

e r = (w + ~b) = (1.5 + 0.934) = 7.4 l m2 2

e

2(m - P)

2

2(0.5 - 0.1)

2

e = (w + 11h) = (1.5 + 0.934) ,,,

2 * 0.5

2m

2

= 5.92

m~

2.3 Volumen de corte Este volumen de corte es afectado por el coeficiente de espon.j;m1icnto (j) pílra el e1em~)lo es:

V:

= (C¡

{/ [

;

;

3m

2(11·+tl/J) •; 3m(m - p)

[ ' ] 2( 1 . 5+0 .9~4) {1.5 + 0.934 )- + 0.934- + 0 934([ 5 +O 9.14) + - .- - - - - - 3 k o5 ·'"' () 5(0.5 - 0.1} 15

V = (33 .39 -, 19 .29) + -- -

.

~ = 783.02m

V:.

]

* h) + - (w + Mt +!lb-+ ~b(w + 6.b) + -- - -

=

1

"' e

:>

o

~

'

..

'< I

.



t>)

1 ,.

.

~

m

)

,..o

e: ;::

m

z

o

,..m

...m

:o :o

,..>m "C

z

>



144

ATAJ ADOS, Sl.i O!SEÑO Y CONSTRUCC!ÓN

Coordenadas punto E:

!),.b X¡;;=--= m+P

.

YE = _ P * !),.b m+P

0 .934

=l.56m

0.5 +O. l

= _ 0 . 1 *O. 934 = -O . 16 m 0.5+0.l

Coordenadas punto F: I~

= H, = ~ = 6.6 m

X,..

m

Yr = H

1

0.5

-

nh = 3.3- 0.934

= 2.37 m

rJ

Coordenadas punto G:

Xc

H

1

= -

1n

J

Ye= H

3.3 + l = 7 .6 m 0.5

+e = -

-~h

1

= 3.3-0.934 =

2.37m

Coordenadas punto H: X ¡.¡

_ H1

-

m

YH = -

+e+

(H, -ó.b)+h _ ~

n- P

P[(H, -ó.b)+h] · n- P

-

- h=

O. 5

+ 1+

(3 .3-0.934)+0 .76 _ l'") - _1 , 12 m O. 667 - O. l

0.t[(3 .3-0.934)+0.76] O. 66 7 - O. 1

- 0.76 = -1.31 m

Coordenadas punto I:

X1 ==

H

____:_ +C+ m

p ;; !lb

(H, - M) P "' ti/J · +

Y,=---= m+P

11

n(m+P)

:u· + l + .U -

=-

0.5

0.934

0.667

0.1 ' 0.934 + -- · - - - 0.667(0.5+0.J)

= l l .. rnm 10

o. 1* 0.934

---==-0.16m

0.5+0. l

1

'

145

3.2 Areas del volumen del terraplén Area frontal: [' X F yE 1 + \ X e . )' F )

l- ( XH"

A ( "'

-

YG ) ¡ ( X t:. >'¡.¡ l - ( X F. . yF J - ( X F. ye ) - ] :2

[ 16.6

• -1.1. 1,.., ) • ( ¡ .6 , :? ..:n 1 + 1 i J. l "2 " "2.J 7 ¡ + n .SA " -

un - n .56 '

2 J7 > -

J

1 XGr, ) - (X l . yE

l

2 :\ 1 1 - ( 6.6



2

Area lateral:

A = ( X)" .Y}. ) +

(,\ G.

yF l + ( XI . t(_¡ ) + ( X F,

r, )- (X r: .YF) ·- ( XF. yG ) 2

1

A

= (6. 6 ~ -O. 16) + (7.6 , 2..n > ; - o 1.38 "' 2..3 7>+