BO.C1 03.001 0002 Atajados su diseño y construcción Bastiaan Tammes /Eduardo Villegas I Luis Guamán KfW Esta publi
Views 63 Downloads 1 File size 15MB
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()
;. ) .).49
~ 08
s
75.'t'S w lJ S 1 19.IW 1;.11 ó 11.'6'11
&• T S ?9.Sdw
D•üQUIÓl:IO
..:wnún(l;i H1a:1uv:1n.l
--
Hia!Vit~tO
J!5•)
1~ 39 S Ci,OJW
s
h..lrw
"5
,.
28
3.l 4
'.J 9l
43
"2 • ll 51
1')3
l(W
34
J1 ~
1' 12-:.. ,- tll H 110 11 3 3$
•
s
·~ l.1
12.02
~?
H
'952
~
96
))
• 1. )J 3.5
'&59
'
81
l~.09
:3~(l
3.•
23
711.13 Vv 5 14 79..22 't'v i'S,20 W
~4il::ll'lic»
- 100·
~ ?61
s
'
.
;_;., s
,;
lb •l";iW
11 '
,_JS
T?.Jl W
-
1..
' ~ rr m11~9W
-
...
--
121 1
l•
m'I
3
35
'º
:,S!.
3.1
o
o
o
~
36 ll 2.9
.. 8l
o .l.L
2
5
9
•2
a -29 1¡ ~
- ,,
!• 1 llll
-
(\
11
.1'
33
19
i•
~ .l
3
s
1
3t
:7
3
c..- -
z.e
3
)1)
21
1
l :
"
1)
H ~
~H-~2
•I •5 l ~ 1 l6
•
6
3S 00
H
-
3)
•
~& l~
•5
-
111 1 J : 33
""
ftU.ll
.u
;a
.,
S&I
•
8'l
.. 1
5
9!
1
¡5
1
1
45
J.": 25
i1
rj r ·~
•9 12 33 2 •3
11
'3
f OS J;
&&'
J
8
;2
·~
H 74
J6 1
·~
71!2
)
Continuidad:
Q = v, :>:A En
di~ndc:
A=
D~ Jr-
4
\"
:::: Velocid,1d requerida (m/-;)
Q
= c~udól de ~alidcl \lhtilnt;H
' _v, , 1 1
(\" F • .\'¡¡
)-( .\ F. ~ y '. ) - i .\~ " ."c.; '1 -(
l"(, .. .\¡¡
l
-(\JI>. \"E)
~
Area lateral A 1: ;\, = {.\ /· ..
\">.)
+ (_ 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
T·
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>+