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• JuanRosalesYacila

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Norma Técnica: Guía de Diseños Estandarizados para Infraestructura Sanitaria de Proyectos de Saneamiento en el Ámbito Urbano

BUZON Contenido 1. GENERALIDADES ................................................................................................... 2 1.1 ALCANCE ............................................................................................................... 2 1.2 NORMAS VIGENTES ............................................................................................. 2 1.3 GUIAS .................................................................................................................... 2 1.4 DETALLES DEL COMPONENTE Y CONSIDERACIONES GENERALES .............. 2 2. MEMORIA DESCRIPTIVA ........................................................................................ 3 2.1 CARACTERISTICAS DE LA ZONA URBANA ......................................................... 3 2.3 MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAL ........................................................... 5 3. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL .............................................................. 7 3.1 PARA BUZONES DE PROFUNDIDAD MENOR O IGUAL A 3 METROS. .............. 7 3.2 PARA BUZONES DE PROFUNDIDAD ENTRE 3 A 6 METROS. .......................... 13 4. METRADOS ........................................................................................................... 19 4.1 RESUMEN DE METRADOS ................................................................................. 19 4.2 PLANILLA DE METRADOS .................................................................................. 22 5. ESTRUCTURA DE PRESUPUESTO ...................................................................... 30 6. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .......................................................................... 34 7. MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ................................................... 62 7.1 OBJETIVO ............................................................................................................ 62 7.2 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS Y CONCEPTOS ..................................................... 62 7.3.1 BUZONES DE ALCANTARILLADO ................................................................. 62 7.3.2 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO ................................................................. 63

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1. GENERALIDADES 1.1 ALCANCE El presente diseño del componente ha sido desarrollado teniendo en cuenta las normas vigentes, consideraciones y criterios para el ámbito urbano. 1.2 NORMAS VIGENTES Reglamento Nacional de Edificaciones aprobado mediante Decreto Supremo 011-2006VIVIENDA y sus modificatorias. 1.3 GUIAS "Guía de diseño de tecnologías de alcantarillado" OPS 2005 1.4 DETALLES DEL COMPONENTE Y CONSIDERACIONES GENERALES Los buzones de inspección se usarán cuando la profundidad sea mayor de 1.0 m sobre la clave de la tubería. El diámetro interior de los buzones será de 1.20 m para tuberías de hasta 800 mm de diámetro y de 1.50 m para las tuberías de hasta 1,200 mm. Para tuberías de mayor diámetro las cámaras de inspección serán de diseño especial. Los techos de los buzones contarán con una tapa de acceso de 0.60 m de diámetro. Los buzones se proyectarán en todos los lugares donde sea necesario por razones de inspección, limpieza y en los siguientes casos:      

En el inicio de todo colector. En todos los empalmes de colectores. En los cambios de dirección. En los cambios de pendiente. En los cambios de diámetro. En los cambios de material de las tuberías.

En los cambios de diámetro, debido a variaciones de pendiente o aumento de caudal, los buzones se diseñarán de manera tal que las tuberías coincidan en la clave, cuando el cambio sea de menor a mayor diámetro y en el fondo cuando el cambio sea de mayor a menor diámetro. Para tuberías principales de diámetro menor de 400 mm; si el diámetro inmediato aguas abajo, por mayor pendiente puede conducir un mismo caudal en menor diámetro, no se usará este menor diámetro; debiendo emplearse el mismo del tramo aguas arriba. En las cámaras de inspección en que las tuberías no lleguen al mismo nivel, se deberá proyectar un dispositivo de caída cuando la altura de descarga o caída con respecto al fondo de la cámara sea mayor de 1 m. La distancia entre cámaras de inspección y limpieza (buzones) consecutivas está limitada por el alcance de los equipos de limpieza. La separación máxima depende del diámetro de las tuberías. Los buzones podrán ser prefabricados o construidos en obra. En el fondo se proyectarán canaletas en la dirección del flujo. 2

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2. MEMORIA DESCRIPTIVA 2.1 CARACTERISTICAS DE LA ZONA URBANA 2.1.1 Ubicación geográfica La zona Urbana del distrito de …………, se ubica en la zona ..… (UTM), en las coordenadas ………. Este, y ……… Norte, a una altura de …………. m.s.n.m. Vías de comunicación Desde la ciudad de ……….. (capital provincial) a la zona Urbana del distrito de …………, se accede mediante la carretera, la cual está asfaltada y se encuentra en buenas condiciones. El transporte público hacia la zona Urbana del distrito de ………..es deficiente, a pesar de la existencia del transporte público , este no tiene la frecuencia adecuada para un acceso continuo desde la capital provincial; la mayoría de los transportes públicos salen desde …………... 2.1.2 Población total El zona Urbana del distrito de ………… actualmente cuenta con ………. habitantes y …… viviendas habitadas, según la información del padrón de usuarios. La tasa de crecimiento demográfico promedio anual es de 2,48% (aritmética). 2.1.3 Topografía1 La topografía del terreno, así como las características geográficas presenta un terreno plano y con escaso relieve. 2.1.4 Tipo de suelo2 Se han realizado……. calicatas, hasta una profundidad de 2,00m. Los ensayos de laboratorio realizados fueron granulometría, contenido de humedad, clasificación de suelos, densidad relativa, Proctor con energía modificada, CBR y análisis químico de suelo. El área del proyecto se encuentra un primer estrato por suelos laminares, del tipo Grabaarena-limosa (GM) de suelta a compacta, así mismo la humedad natural aumenta con la profundidad. Asimismo, a una profundidad promedio de 2,00 m se tiene la presencia del nivel freático. De acuerdo con los resultados de análisis químicos de suelos podemos concluir que los valores obtenidos se encuentran bajos los límites permisibles y no existirá problemas en la resistencia del suelo por problemas de lixiviación y el grado de ataque al concreto es despreciable por lo que se recomienda el uso de Cemento Portland Tipo I. El suelo tiene una capacidad portante de 1.00 kg/cm2 está caracterizado como: Suelo Normal. Los parámetros del suelo para diseño sismo resistente, en la zona en estudio, corresponden a un suelo Tipo S-2, correspondiéndole un factor de amplificación del suelo S=1,05 y período predominante de vibración de Tp=0,60 seg. Para la disponibilidad de materiales, se tiene la cantera más próxima a la zona a 3 km donde existe arena, confitillo y hormigón. 1

Se deberá incluir las principales características del levantamiento topográfico. Se deberá incluir las principales características del estudio de suelos, de acuerdo a las consideraciones solicitadas en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). 2

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2.1.5 Extensión La zona urbana se encuentra consolidada y tiene un área estimada de 20 ha. 2.1.6 Clima La zona Urbana del distrito de …………, donde se ubica el proyecto tiene un clima templado durante todo el año, variando entre 13º grados y 26º grados centígrados. La poca variación de este clima hace que en la zona sólo se distingan dos estaciones a época de lluvias suelen ser entre los meses de enero y marzo. Las temperaturas más bajas se registran en las madrugadas de los días de los meses de junio a agosto. 2.1.7 Nivel freático Luego de realizada la inspección del nivel freático existente, es superior a los 2,00 metros de profundidad. 2.1.8 Tipo de terreno El terreno de la zona Urbana del distrito de …………no presenta resistencia a una excavación profunda, por lo que podría instalarse componentes de forma enterrada.

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2.3 MEMORIA DESCRIPTIVA ESTRUCTURAL Se diseña una estructura de concreto reforzado o simple mediante un modelo en SAP2000, en el modelo se utiliza un valor típico de módulo de subrasante, además se tienen: un valor estimado de densidad del terreno una carga incidental o vehicular, esto como factor de seguridad; al ser estas las condiciones más extremas a las que se pueda ver afectada la estructura. 2.3.1 MATERIALES f’c f’y fs fr Msr

: Resistencia nominal del concreto a compresión : Resistencia nominal a la fluencia del acero de refuerzo : Resistencia del acero en el rango elástico : Modulo de rotura del concreto : Momento de agrietamiento por flexión

2.3.2 SUELOS Los siguientes datos fueron asumidos de acuerdo al tipo de terreno de la zona urbana del distrito de ……… TABLA Nº1: Condiciones del Suelo Tipo de Suelo qs (kg/cm2) δT (kg/cm3) Ø (º) β (kg/cm3) Graba-arena-limosa (GM) 1.00 – 2.50 1600 - 2100 30º - 40º 2.20 – 5.00 de suelta a compacta qs δT Ø β

: Capacidad Portante admisible terreno natural : Peso específico del terreno de relleno : Angulo de fricción interna del terreno de relleno : Módulo de reacción de la Sub-rasante (Balasto)

2.3.3 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES Concreto Estructural Concreto simple Acero de Refuerzo

: f’c = 280 : f’c = 175 : f’y = 4200

Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

2.3.4 EVALUACIÓN DE CARGAS Las cargas evaluadas son las cargas debidas al peso propio de la estructura, las cargas impuestas por el terreno y las cargas vivas o transitorias causadas por el tránsito vehicular, y las fuerzas hidrostáticas actuantes en la estructura, se desprecia la carga debida a los fluidos transportados ya que la condición de diseño extremo es cuando estas cargas de los fluidos no se presentan, tanto para la comprobación de la flotabilidad de la estructura como para el refuerzo requerido. 2.3.5 CARGAS APLICADAS Según la normatividad aplicable del Reglamento Nacional de Edificaciones E.020 articulo 3 anexo 1 establece las siguientes condiciones de carga para tener en cuanta: I Y II, Peso Propio (D) Concreto Estructural

: (2400 kg/m3) 5

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Concreto simple

: (2300 kg/m3)

III Empuje de Tierras (E) Empuje del terreno (E) Coeficiente de empuje activo (Ka) Peso específico (δT) Altura de la estructura (h’)

: Ka.δT.h' : (1-SenØ)/(1+SenØ) : Ver Tabla Nº1 : Según diseño hidráulico

IV Carga Viva (vehicular) (L) Por tratarse de una estructura bajo tierra en vías públicas la estructura estará sometida al tránsito de vehículos. La carga viva considerada es la del tránsito de vehículos sobre la estructura, para lo cual se utiliza lo indicado en la norma de carreteras del ministerio de transportes y comunicaciones. El código define la carga para el camión T3S3 de 23.0 toneladas para los 3 ejes posteriores (7, 8 y 8 Tn cada uno). Como lo define el Manual de Carretera R.D. Nº 10-2014-MTC/14 en el capítulo 6, y como sobre la estructura puede pasar solamente un grupo de llantas que es el peso de medio eje, la carga sobre la parte superior de la caja soportara esa carga, adicionalmente se calcula el impacto que se puede presentar en dicho caso V Sobrecarga (WL) Para la estructura se estima una sobre carga equivalente (Sc) del relleno existente, este relleno se considera con una densidad establecida en la tabla Nº1 y según la siguiente expresión: Empuje por sobre carga (Sc) Coeficiente de empuje activo (Ka) Carga Vehicular (WL)

: Ka.WL : (1-SenØ)/(1+SenØ) : 3160 Kg/m2 (camión T3S3)

VI Carga sísmica (Empuje de tierras) (S) Por tratarse de una estructura monolítica de poco tamaño enterrada a nivel superficial, no se considera importante los efectos sísmicos y estos pueden ser despreciados. Salvo la Cámara Rompe Presión los parámetros sísmicos están establecidos en el reglamento nacional de edificaciones en la norma E0.30 Factor de Zona (Costa) : Z=0.45 Factor de Uso : U=1.00 Factor de amplificación del suelo : S=1.05 Factor de modificación de Respuesta : Rwi=2.75 (ACI 350.3-01) Factor de modificación de Respuesta : Rwc=1.00 (ACI 350.3-01) 2.3.6 CONSIDERACIONES DE ANÁLISIS Y DISEÑO Se diseña la estructura para la condición más severa, la cual consiste en la aplicación de las cargas muertas de peso propio y las cargas vivas cuando la estructura se encuentra completamente vacía y enterrada. Asimismo, se consideraron muros de 0.20m de espesor.

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3. MEMORIA DE CÁLCULO ESTRUCTURAL 3.1 PARA BUZONES DE PROFUNDIDAD MENOR O IGUAL A 3 METROS. 3.1.1 DATOS DE DISEÑO Diámetro (Ø) Profundidad de Cámara (h) Espesor de Muro (em) Espesor de Losa Techo (eT) Espesor de la losa de fondo (eL) Sobrecarga (Sc) Carga puntual en tapa por vehículo T3S3 (P) Tipo de Conexión Pared-Base Peso Propio del suelo (δT): Angulo de fricción interna (Ø): Talud de relleno (θ): Presión admisible de terreno (st): Módulo de reacción de la Sub-rasante (β) Resistencia del Concreto (f'c) Resistencia del acero (f'y) Ec del concreto Fy del Acero Peso específico del concreto Peso específico del líquido Aceleración de la Gravedad (g) Peso del muro Peso de la losa de techo Peso de la losa de fondo Recubrimiento Muro Recubrimiento Losa de techo Recubrimiento Losa de fondo

1.20 m 3.00 m 0.20 m 0.20 m 0.20 m 3,160 kg/m2 11,500 kg Flexible 1.75 ton/m3 30.00 ° 0.00 ° 2.00 kg/cm2 4.00 kg/cm3 210.00 kg/cm2 4,200 kg/cm2 217,371 kg/cm2 4,200 kg/cm2 2,400 kg/m3 1,000 kg/m3 9.81 m/s2 6,333.45 kg 965.10 kg 965.10 kg 0.05 m 0.03 m 0.05 m

3.1.2 PARÁMETROS SÍSMICOS: (Reglamento Peruano E.030) Z = 0.45 U = 1.00 S = 1.05 3.1.3 ANÁLISIS ESTÁTICO: Distribución de Esfuerzo Propiedades del Suelo Ø : 30.00 ° δT : 1.75 ton/m3 Ka : 0.33 7

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h' : 3.20 m E : 1.87 ton/m2 (Ka.δT.h') empuje del terreno Sc : 1.05 ton/m2 (Ka.W L) empuje debido a sobre carga

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3.1.4 ESFUERZOS ADMISIBLES (Servicio) Concreto Esfuerzo Compresión Esfuerzo Tracción Módulo de elasticidad del concreto Acero Esfuerzo Tracción por flexión Módulo de elasticidad del acero Relación de módulos Factor de flex. Elast.

fc fr Ec

94.50 kg/cm2 23.19 kg/cm2 217370.65 kg/cm2

fs Es

2100.00 kg/cm2 2039432.00 kg/cm2

n Ʀ j K'

9.38 0.30 0.90 12.64

3.1.5 DISEÑO DE LA ESTRUCTURA: 3.1.5.1 Verificación y Calculo del Muro a. Verificación por Flexión Momento Mu debido a cargas a la presión del terreno por flexión Mto M22 max en borde inferior del terreno Mto M22 max en borde superior del terreno Mto M11 max en borde inferior del terreno Mto M11 max en borde superior del terreno Momento Nominal del concreto simple Mn = 5/12.√f'c.S controla la tracción (ACI 22-1) Mcr = f'r.bd²/6 Mom max. de agrietamiento (ACI 5-10)

Espesor del Muro 0.19 Tn-m 0.67 Tn-m

Peralte requerido por flexión d 7.28 cm d 20 cm

0.00 Tn-m 0.00 Tn-m

1.27 Tn-m No necesita Acero por flexión Mu