Diseno-De-Gaviones Universidad de Cuzco
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1 TITULO DE LA TESIS EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LAS DEFENSAS RIBEREÑAS A BASE DE GAVIONES EN EL RIO HUATANAY EN EL DISTRITO DE SAN JERONIMO – CUSCO. AUTORES: DELGADO CACERES ANA LUZ VENEGAS ECHARRE JOSE ANGEL ASESOR: ING. HENRY ENCISO BOLUARTE CUSCO – FEBRERO DEL 2014 CUSCO, UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
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1
TITULO DE LA TESIS
EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL DE LAS DEFENSAS RIBEREÑAS A BASE DE GAVIONES EN EL RIO HUATANAY
EN EL DISTRITO DE SAN JERONIMO – CUSCO.
AUTORES:
DELGADO CACERES ANA LUZ
VENEGAS ECHARRE JOSE ANGEL
ASESOR: ING. HENRY ENCISO BOLUARTE
CUSCO – FEBRERO DEL 2014
CUSCO,
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
2
DEDICATORIA
Esta tesis se la dedico a mis padres, y a
todos los seres queridos que hacen que cada
día sea especial.
José Angel Venegas Echarre
A papá por tener las mejores ideas del mundo
y a mi familia.
Ana Luz Delgado Cáceres
3
AGRADECIMIENTOS
Al programa Académico Profesional de Ingeniería Civil, y a todo el cuerpo
docente, por la contribución dada a mi formación profesional.
Al ingeniero Henry Enciso Boluarte, por haber aceptado ser nuestra asesora y
por el tiempo brindado. Y porque seguramente muchas de nuestras ideas estarían
sin orientación y sin dirección.
A nuestros padres por su comprensión y ayuda en momentos malos y menos
malos. Nos han enseñado a encarar adversidades sin perder nunca la dignidad ni
desfallecer en el intento.
4
INTRODUCCION
Desde sus orígenes el hombre siempre ha intentado conocer la naturaleza, ya que
de ello dependía su propia supervivencia. Conocer el marco natural, así como su
transformación y aprovechamiento motivó e impulsó el conocimiento científico y la
técnica. Gracias a ello, el hombre ha sabido adaptar la realidad a sus propias
necesidades, pudiendo utilizar la naturaleza y acomodarla al modo del ser y
necesidades humanas.
A pesar del conocimiento adquirido por el hombre, no le ha bastado para poder
predecir eventos naturales de grandes magnitudes, que ha sorprendido al hombre
en los momentos menos esperados dejándolo sin posibilidad alguna de respuesta
inmediata. Entre estos aconteceres naturales y devastadores tenemos las
inundaciones, Huaycos, sismos, erupciones volcánicas, entre otros.
Los peligros de origen físico asociados al cauce son el desborde e inundaciones
del rio, el socavamiento lateral y deslizamiento de taludes que se dan en épocas
de lluvia por eventos extremos, son peligros que se dan a lo largo del cauce del
rio Huatanay. La solución optada por los gobiernos municipales y regionales de
Cusco, ha sido utilizar estructuras de gaviones que resguarden las márgenes del
ríos ante desbordamientos que puedan existir en épocas de lluvia intensa. Estas
estructuras son de fácil diseño, económicas, durables y se adaptan fácilmente al
medio natural. Desafortunadamente, a lo largo del curso del río Huatanay, se
puede observar problemas en estos gaviones, como deslizamiento, socavamiento
en la base, erosión del suelo por el agua, y otros. Produciendo inestabilidad en los
gaviones y generando su caída y desmoronamiento. El principal objetivo de
nuestra investigación es es evaluar las estructuras de gaviones y conocer cuáles
son los motivos que están ocasionando estas fallas e inestabilidad para así,
proponer una solución de acuerdo a las necesidades de la zona en estudio
5
INDICE DEDICATORIA .................................................................................................................................... 2
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................................... 3
INTRODUCCION................................................................................................................................. 4
INDICE ................................................................................................................................................ 5
INDICE DE IMAGEN ........................................................................................................................... 7
INDICE DE TABLA .............................................................................................................................. 8
CAPITULO I ......................................................................................................................................... 9
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................................................. 9
1.1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA ........................................................................ 10
1.1.1. FORMULACION DEL PROBLEMA .............................................................. 10
1.1.2. PROBLEMA GENERAL ............................................................................... 10
1.1.3. PROBLEMAS ESPECIFICOS ...................................................................... 10
1.2. JUSTIFICACIONES E IMPORTANCIA DEL PROBLEMA ........................................ 11
1.3. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................ 12
1.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION ...................................................................... 13
1.4.1. OBJETIVOS GENERALES .......................................................................... 13
1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ........................................................................ 13
CAPITULO II ...................................................................................................................................... 14
MARCO TEORICO ............................................................................................................................ 14
2.1. ASPECTOS TEORICOS PERTINENTES ................................................................. 15
2.1.1. INTRODUCCION ...................................................................................................... 15
2.1.2. DEFINICIONES ........................................................................................................ 15
B. TIPO DE CUENCAS .............................................................................................. 28
C. DELIMITACION DE CUENCAS .................................................................................... 28
METODO PFAFSTETTER PARA DELIMITACION Y CODIFICACION DE CUENCAS ............ 29
D. CARACTERISTICAS PRINCIPALES .................................................................... 30
G. PROCESO DE DELIMITACION Y CODIFICACION ............................................. 34
2.2. INVESTIGACION ACTUAL ....................................................................................... 48
2.2.1. INVESTIGACION ACTUAL A NIVEL NACIONAL ........................................ 48
2.2.2. INVESTIGACION ACTUAL A NIVEL INTERNACIONAL ............................. 48
2.3. DEFINICIÓN DE VARIABLES ................................................................................... 50
2.3.1. VARIABLES INDEPENDIENTES ................................................................. 50
2.3.2. VARIABLES DEPENDIENTES ..................................................................... 51
2.4. HIPÓTESIS ............................................................................................................... 51
6
2.4.1. HIPOTESIS GENERAL ................................................................................ 51
2.4.2. HIPOTESIS SECUNDARIAS ........................................................................ 51
CAPITULO III ..................................................................................................................................... 53
METODOLOGIA ................................................................................................................................ 53
3.1. TIPO DE INVESTIGACION ....................................................................................... 54
3.1.1. TIPO EVALUATIVO Y CUANTITATIVO ....................................................... 54
3.1.2. NIVEL DE INVESTIGACION ........................................................................ 54
3.1.3. METODO DE LA INVESTIGACION ............................................................. 54
3.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACION ............................................................................ 54
3.2.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACION NO EXPERIMENTAL ........................... 54
3.3. POBLACION Y MUESTRA ....................................................................................... 56
3.3.1. DESCRIPCION DE LA POBLACION ........................................................... 56
3.3.2. MUESTRA .................................................................................................... 56
3.3.3. METODO DE MUESTREO ........................................................................... 56
3.4. INSTRUMENTOS ...................................................................................................... 57
3.4.1. INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATO ...................................... 57
3.5. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCION DE DATOS ............................................... 74
3.5.1. ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS .................................................... 74
B. PROCEDIMIENTO: ............................................................................................................. 91
Etapas significativas: .................................................................................................................. 91
Por inmersión en agua. .............................................................................................................. 91
3.5.2. ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS GAVIONES
EXISTENTES ...................................................................................................................... 94
3.5.3. DETERMINACION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CUENCA DEL RIO
HUATANAY 112
3.6. ANALISIS DE DATOS ............................................................................................. 113
3.6.1. ANALISIS DEL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS ........................... 113
3.6.2. CARACTERISTICAS DE LOS GAVIONES ................................................ 130
3.6.3. ESTUDIO HIDROLOGICO ........................................................................ 135
3.6.4. VERIFICAR EL CÁLCULO DEL DISEÑO DE GAVIONES ........................ 151
CAPITULO IV ................................................................................................................................. 167
CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 168
CONCLUSIONES .................................................................................................................... 185
7
INDICE DE IMAGEN Gráfico N° 0 1 TIPO DE GAVION ..................................................................................................... 18
Gráfico N° 0 2 COCADA DE UNA MALLA EXAGONAL ................................................................... 22
Gráfico N° 0 3 EJEMPLO DE UNIDADES HIDROGRAFICAS DE UN TERRITORIO .................... 29
Gráfico N° 0 4 DISTRIBUCION ENTRE RIO PRINCIPAL Y TRIBUTARIO ..................................... 31
Gráfico N° 0 5 DETERMINACION, DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES
HIDROGRAFICAS ............................................................................................................................ 33
Gráfico N° 0 6 DIAGRAMA DE FLUJO DE UN PROCESO DE CODIFICACION ............................ 35
Gráfico N° 0 7 PROCESO DE CODIFICACION TRABULAR, UNIDADES HIDROGRAFICAS CON
INFORMACION DE TABLAS DE ATRIBUTOS ................................................................................ 36
Gráfico N° 0 8 CUENCA DEL RIO HUATANAY .............................................................................. 40
Gráfico N° 0 9 CALICATA C-01 TRAMO KM 00+000 ...................................................................... 74
Gráfico N° 0 10 : CALICATA C-02 K 00+110 – ............................................................................... 75
Gráfico N° 0 11 CALICATA C-03 KM 01-650 PUENTE PILLAO .................................................... 75
Gráfico N° 0 12 EXTRACCION DE MUESTRAS DE SUELO EN BOLSA PLASTICA ..................... 76
Gráfico N° 0 13 TOMA DE MUESTRAS ........................................................................................... 77
Gráfico N° 0 14 CALICATA C-01 TRAMO KM 00+000 ..................................................................... 79
Gráfico N° 0 15 APARATO DE CORTE DIRECTO DE LA UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO 85
Gráfico N° 0 16 : CAJA DE CORTE DIRECTO ............................................................................... 85
Gráfico N° 0 17 PREPARACION DE MUESTRA PARA ENSAYO DE CORDE DIRECTO ............. 86
Gráfico N° 0 18 DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES
DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES ..................................... 97
Gráfico N° 0 19 DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES
DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES ................................... 103
Gráfico N° 0 20 : DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES
DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES ................................... 109
8
INDICE DE TABLA Tabla N° 0 1 GAVION TIPO CAJA .................................................................................................... 20
Tabla N° 0 2 GAVION TIPO COLCHON ........................................................................................... 21
Tabla N° 0 3 DIAMETROS DE LOS ALAMBRES PARA GAVION TIPO CAJA ............................. 23
Tabla N° 0 4 DIAMETROS DE LOS ALAMBRES PARA GAVIONES TIPO COLCHON ................. 23
Tabla N° 0 5 PESO MINIMO DEL RECUBRIMIENTO METALICO .................................................. 24
Tabla N° 0 6 DIMENSIONES DEL GAVION ELCTROSOLDADO................................................... 26
Tabla N° 0 7 PESO MINIMO DEL RECUBRIMIENTO QUE GENERA EL BAÑO DE ZINC ........... 27
Tabla N° 0 8 UBCACION GEOGRAFICA DE LAS SUBCUENCA HIDROLOGICA ......................... 38
Tabla N° 0 9 ESTACIONES PLUVIOMETRICAS ............................................................................. 39
Tabla N° 0 10 PERIODOS DE RETORNO ...................................................................................... 42
Tabla N° 0 11 VALORES DE "YN" Y "SN" SEGUN NUMERO DE OBSERVACIONES .................. 42
Tabla N° 0 12 EXTRACCION DE MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS ............................ 76
9
CAPITULO I
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
10
1.1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA
1.1.1. FORMULACION DEL PROBLEMA
El rio Huatanay en su tramo comprendido desde el puente de la Urb. Mariano
Túpac Amaru hasta el puente Petro Perú de la Urb. 03 de Mayo. distrito de San
Sebastian ciudad del cusco, que es la zona de estudio de la presente tesis, sin
duda el gavión es la medida de protección en las defensas ribereñas en este
tramo.
Sin embargo, en la actualidad la construcción de las defensas ribereñas a base
de gavión son desarrolladas por las empresas Macaferri Podac y Cidelsa
quienes fabrican las mallas de los gaviones y propones las metodologías de
diseño y calculo. En varios partes del tramo a estudiar se puede observar varias
fallas que presentan los gaviones.
1.1.2. PROBLEMA GENERAL
El problema se generó al ver que las defensas ribereñas presentan fallas de
erosión y deslizamiento de los gaviones a lo largo del tramo comprendido desde
el puente de la Urb. Mariano Túpac Amaru hasta el puente Petro Perú de la Urb.
03 de Mayo del distrito de San Sebastián ciudad del cusco. Por la realidad
descrita, nace la necesidad de saber cuál es el comportamiento de las defensas
ribereñas elaboradas con los diferentes tipos de gaviones en el tramo de estudio.
El problema en la presente tesis es:
¿Cuál es el comportamiento estructural de gaviones en la margen derecha
del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Mariano
Túpac Amaru – Puente Petro Perú?
1.1.3. PROBLEMAS ESPECIFICOS
Del mismo modo, y para profundizar el análisis, consideramos las siguientes
interrogantes, como problemas específicos:
11
¿Cuáles son los tipos de gaviones que se han utilizado en la margen
derecha del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización
Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú?
¿Cómo es el comportamiento estructural de los diferentes tipos gaviones en
la margen derecha del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo
Urbanización Rosa Túpac Amaru – Puente Petro Perú?
¿Es eficiente el cálculo del diseño de los gaviones en la margen derecha
del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización
Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú?
¿De qué magnitud son las solicitaciones de carga adicionales que producirá
la vía de evitamiento en los tramos en el que se intersecten con los
gaviones en la margen derecha del rio Huatanay en el distrito de San
Jerónimo del tramo Urbanización Mariano Túpac Amaru – Puente Petro
Perú?
¿Cuál es el diseño óptimo de gaviones en la margen derecha del rio
Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Mariano
Túpac Amaru – Puente Petro Perú?
1.2. JUSTIFICACIONES E IMPORTANCIA DEL PROBLEMA
Evaluar el comportamiento estructural de los gaviones existentes, permitirá
obtener información referente al porqué de las fallas que éstas presentan en la
actualidad.
Conociendo el porqué de las fallas, habremos obtenido información importante
para diseñar gaviones acorde a las necesidades y características del medio donde
se han de utilizar.
Un adecuado diseño beneficiará directamente a los pobladores que se encuentran
asentados en las riberas del rio Huatanay, así mismo, los beneficiarios indirecto
que son los habitantes de la ciudad del Cusco Metropolitano quienes accederán a
mejores condiciones de vida y contar con mejores condiciones ambientales, dada
12
la disminución de riesgos por deslizamientos e inundaciones, así como pueden
disponer de nuevos lugares de recreación y esparcimiento.
Es importante conocer métodos y parámetros de diseño de las empresas
Macaferri, Prodac y Cidelsa para realizar un diseño bueno y adecuado de
defensas ribereñas a base de gavión, y así obtener diseños que se acomoden a
lugares similares.
Esta investigación es importante para los ingenieros encargados de la realización
de obras de defensas ribereñas a base de gavión
Es conveniente para la ciudad del cusco pues contribuirá a minimizar el
vulnerabilidad de las riberas a lo largo del rio Huatanay.
Es conveniente también para la Universidad Andina del cusco, dado que tiene
como parte de sus fines la investigación científica y la extensión universitaria en
beneficio de nuestra región y país.
1.3. LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN
La presente tesis, se limita al estudio de las metodologías y criterios de
diseño de las empresas Macaferri, Prodac y cidelsa.
Del mismo modo, no se considera el uso de laboratorios para la presente
investigación. Nos limitamos a una investigación descriptiva y evaluativa
por falta de laboratorios especializados.
El acceso a la información real, acerca de cuáles fueron los criterios y
metodología de diseño de los gaviones en el tramo comprendido desde el
puente de la Urb. Rosa Túpac Amaru hasta el puente Petro Perú de la Urb.
03 de Mayo del distrito de San Sebastián ciudad del cusco, es limitada, y
podría ser en algún caso manipulada por las entidades brindadoras de esta
esta información.
13
1.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION
1.4.1. OBJETIVOS GENERALES
Evaluar el comportamiento estructural de los gaviones en la margen derecha del
rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Mariano Túpac
Amaru – Puente Petro Perú.
1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Describir los diferentes tipos de gaviones que se han utilizado en la en la
margen derecha del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo
Urbanización Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú.
Evaluar el comportamiento de los diferentes tipos de gaviones en la margen
derecha del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo
Urbanización Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú.
Verificar el cálculo del diseño de gaviones en la margen derecha del rio
Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Mariano Túpac
Amaru – Puente Petro Perú.
Evaluar las solicitaciones adicionales que producirá la vía de evitamiento
en los tramos en el que se intersecten con los gaviones en la margen
derecha del rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo del tramo
Urbanización Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú
Plantear un diseño óptimo de gaviones en la margen derecha del rio
Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Mariano
Túpac Amaru – Puente Petro Perú.
14
CAPITULO II
MARCO TEORICO
15
2.1. ASPECTOS TEORICOS PERTINENTES
2.1.1. INTRODUCCION
Las defensas ribereñas a base de gavión son estructuras construidas para
proteger de las crecidas de los ríos, las áreas aledañas a estos cursos de agua.
Estas estructuras son empleadas en ríos que presentan velocidades bajas. De
tal modo que las que su función sea la protección inmediata y económica.
2.1.2. DEFINICIONES
2.1.2.1. DEFENSAS RIBEREÑAS
Las defensas ribereñas son estructuras construidas para proteger de
las crecidas de los ríos las áreas aledañas a estos cursos.
La protección contra las inundaciones incluye, tanto los medios estructurales,
como los no estructurales, que dan protección o reducen los riesgos
de inundación.
Las medidas estructurales incluyen las represas y reservorios, modificaciones a
los canales de los ríos por otros más amplios, defensas ribereñas, depresiones
para desbordamiento, cauces de alivio, obras de drenaje y el mantenimiento y
limpieza de los mismo para evitar que se obstruyan.
Las medidas no estructurales consisten en el control del uso de los terrenos
aluviales mediante zonificación, los reglamentos para su uso, las ordenanzas
sanitarias y de construcción, y la reglamentación del uso de la tierra de
las cuencas hidrográficas para no ocupar los cauces y terrenos aluviales de ríos
y ramblas con edificaciones o barreras.1
1 http://es.wikipedia.org/wiki/Defensa_ribere%C3%B1a#Funci.C3.B3n_de_represas_y_reservorios
16
2.1.2.2. GAVIONES
En ingeniería, los gaviones consisten en una caja de forma prismática
rectangular, rellena de piedra, de enrejado metálico de malla. Se colocan a pie de
obra desarmados y, una vez en su sitio, se rellenan con piedras del lugar.
Los primeros gaviones, con forma cilíndrica, se idearon en 1893 por la empresa
Maccaferri para el cerramiento de la rotura de un embalse en el río Reno, en la
ciudad de Bolonia.
Como las operaciones de armado y relleno de piedras no requiere ninguna pericia,
utilizando gaviones se pueden ejecutar obras que de otro modo requerirían mucho
más tiempo y operarios especializados.
Se fabrican con mallas (de triple torsión y escuadradas tipo 8x10 cm) de alambre
de acero (con bajo contenido de carbono) de 2,7 mm, al que se le da tres capas
de galvanizado, con 270 gramos de zinc. Las aristas de los gaviones se refuerzan
también con alambre de 3,4 mm También se utiliza alambre para el amarre de las
piezas de 2,2 mm.
Los gaviones pueden tener diferentes aspectos, es muy frecuente encontrarlos
con forma de cajas, que pueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4 m, un ancho de 1 m y
una altura de 0,5 ó 1,0 m.2
2.1.2.2.1. VENTAJA DEL USO DE GAVIONES
Presentan una amplia adaptabilidad a diversas condiciones, ya que son fáciles
de construir aun en zonas inundadas
Funcionan como presas filtrantes que permiten el flujo normal del agua y la
retención de azolves.
Debido a que los cajones de gaviones forman una sola estructura tienen mayor
resistencia al volteo y al deslizamiento.
2 http://es.wikipedia.org/wiki/Gavi%C3%B3n
17
Controlan eficientemente la erosión en cárcavas de diferentes tamaños.
Tienen costos relativamente bajos, en comparación con las presas de
mampostería.
Tienen una alta eficiencia y durabilidad (mayor a 5 años).
2.1.2.2.2. USO DE LOS GAVIONES
Muros de contención: los muros de gaviones están diseñados para mantener
una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un grupo
importante de elementos de soporte y protección cuando se localiza en lechos
de ríos.
Conservación de suelos: la erosión hídrica acelerada es considerada
sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandes
superficies de suelos fértiles se pierden; ya que el material sólido que se
desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de
la infraestructura hidráulica, eléctrica, agrícola y de comunicaciones que existe
en la parte baja.
Control de ríos: en ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce.
Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes,
además el gavión controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contra
inundaciones.
Decorativos: Recientemente se han utilizado como un nuevo recurso. Ejemplo:
en Puerto Madero, Buenos Aires.
18
2.1.2.3. TIPOS DE GAVIONES
Existen básicamente tres tipos de gaviones los cuales son:
a) Tipo caja
b) Tipo colchón
c) Tipo saco
Gráfico N° 0 1 TIPO DE GAVION
Fuente : Norma ASTM a -975 - 97
19
a) Tipo colchón y tipo caja
Son paralelepípedos rectangulares constituidos por mallas de características
particulares que forman una base, paredes verticales y una tapa, la cual
eventualmente puede ser formada por separado.
Por la conformación de las mallas, éstas pueden ser:
- De abertura o “cocada” hexagonal (tejidos).
- De abertura o “cocada” ortogonal (electrosoldados).
Características de los gaviones tipo caja y colchón
Se suelen llamar tipo caja a aquellos cuya altura fluctúa entre 0.50 m - 1.00 m y
tipo colchón a aquellos cuya altura fluctúa entre 0.17 m - 0.30 m. Interiormente los
gaviones pueden estar divididos por diafragmas formando celdas cuya longitud no
debe ser mayor a una vez y media el ancho de la malla. Usualmente esta
separación es de 1 m.
b) Tipo saco
Utilizado principalmente en obras de emergencia o en lugares donde no es posible
realizar una instalación en condiciones óptimas. A diferencia de los gaviones tipo
caja o tipo colchón, los gaviones saco se arman fuera de la obra y con maquinaria
pesada se colocan en su posición final.
2.1.2.3.1. GAVION EXAGONAL TIPO CAJA
Los gaviones tipo caja son paralelepípedos regulares de diferentes dimensiones
constituidos por una red de malla metálica tejida a doble torsión y rellenados en
obra con piedras de dureza y peso apropiado.
20
Fuente : dimensiones según norma ASTM a -975 - 97
A. MALLA D La malla esta constituida por una red tejida de forma hexagonal obtenida por el
resultante de entrecruzar dos hilos de alambre por tres medios giros. El tipo de
malla es de 8 x 10 cm. (ASTM A 975 97).
La tolerancia en las dimensiones de la abertura de la malla será de ± 5%. Los
diámetros de los alambres usados en la fabricación de los gaviones tipo caja
dependerán de las condiciones estructurales a los cuales estará sometida la
estructura.
2.1.2.3.2. GAVION EXAGONAL TIPO COLCHON
DESCRIPCIÓN GENERAL
Los gaviones tipo colchón son paralelepípedos regulares de diferentes
dimensiones constituidos por una red de malla metálica tejida a doble torsión y
rellenados en obra con piedras de dureza y peso apropiado.
Tabla N° 0 1 GAVION TIPO CAJA
21
Tabla N° 0 2 GAVION TIPO COLCHON
Fuente : dimensiones según norma ASTM a -975 - 97
A. MALLA La malla esta constituida por una red tejida de forma hexagonal obtenida por el
resultante de entrecruzar dos hilos de alambre por tres medios giros.
Debido a que los colchones están generalmente ubicados en contacto con agua y
sólidos que arrastran los ríos, se sugiere que en los diseños se consideren
características tales que les permitan resistir las exigencias físicas y mecánicas
como: el impacto, la tracción y la abrasión.
En tal sentido, y con la finalidad de incrementar la vida útil de los colchones,
provee con alambre de 2.70 mm y abertura de malla de 8 x 10 cm, además de los
de 6 x 8 cm con alambre de 2.20 mm. Estas características permiten utilizar hasta
tres capas de piedras de relleno con diámetro de hasta 3 ½ “ inclusive, lo cual es
suficiente para disipar la energía hidráulica y la socavación que generan los ríos.
22
2.1.2.3.3. CARACTERÍSTICAS DE LOS ALAMBRES PARA GAVIONES
HEXAGONALES TIPO CAJA Y TIPO COLCHÓN
Los alambres que se usan para la fabricación, armado e instalación de los
gaviones deben ser de acero de calidad SAE 1008, de acuerdo a las siguientes
especificaciones:
Gráfico N° 0 2 COCADA DE UNA MALLA EXAGONAL
FUENTE: ASTM a -975 - 97
Material Base
CARBONO : % C 0.06 - 0.10
FÓSFORO : % P máx. 0.04
AZUFRE : % S máx. 0.05
La resistencia a la tracción debe cumplir con la norma BS 443 - 82. ASTM A 641
standard
ALAMBRE DE BORDES Todas las aristas del gavión desdoblado, inclusive el lado superior de los
diafragmas, deben ser de mayor diámetro que el de la malla, para que estos
proporcionen mayor resistencia y consistencia a la unidad.
ALAMBRE PARA AMARRES Y TENSORES
23
Los alambres para amarres se utilizan para coser las mallas hexagonales que
formarán el gavión, así como para la unión de los mismos para conformar las
estructuras deseadas. El alambre de los tensores es aquel que se usa para evitar
las deformaciones y es de menor calibre que el del alambre de malla.3
Tabla N° 0 3 DIAMETROS DE LOS ALAMBRES PARA GAVION TIPO CAJA
Fuente : dimensiones según norma ASTM a -975 – 97
Tabla N° 0 4 DIAMETROS DE LOS ALAMBRES PARA GAVIONES TIPO COLCHON
Fuente : dimensiones según norma ASTM a -975 - 97
3
http://www.cepco.es/Uploads/docs/Actualizacion%20del%20catalogo%20de%20residuos%20utiliza
bles%20en%20construccion.pdf
24
2.1.2.3.4. RECUBRIMIENTO DE PROTECCIÓN DE LOS ALAMBRES
Los tipos de recubrimiento metálico de protección de los alambres utilizados por
son:
Galvanización pesada o “triple galvanizado”, recomendado para el caso de
corrosión y abrasión sobre todo en medios acuosos.
Bezinal Zinc-5% Aluminio (Zn-5 Al-MM*), recomendado en casos de
corrosión atmosférica.
Plastificado, el cual consiste en un recubrimiento de PVC adicional a los
dos tipos mencionados anteriormente.
El peso mínimo del recubrimiento metálico es de acuerdo al mostrado en la tabla
Tabla N° 0 5 PESO MINIMO DEL RECUBRIMIENTO METALICO
Fuente : norma ASTM a -975 - 97
2.1.2.3.5. NORMAS Y TOLERANCIAS DEL PVC PARA LOS GAVIONES CON
RECUBRIMIENTO PLASTIFICADO
Cuando los gaviones requieran de una protección contra agentes corrosivos
severos, el alambre a utilizar será protegido adicionalmente con un revestimiento
25
constituido de compuestos termoplásticos a base de Policloruro de Vinilo (PVC)
cuyas características iniciales son las siguientes:
• Espesor mínimo garantizado para el PVC: 0.38 mm............. ASTM A 975-97
• Peso específico: entre 1.30 y 1.40 Kg/dm3 ...................... ASTM 792 - 66 (79)
• Dureza: entre 50 y 60 shore D................. ASTM D 2240- 75 (ISO 868 - 1978)
• Carga de ruptura: mayor que 210 Kg/cm2........................... ASTM D 412 - 75
• Estiramiento: mayor que 200% ........................................... ASTM D 412 - 75
• Módulo de elasticidad no menor que 20.6 Mpa..................... (ASTM 412-75)
• Abrasión: pérdida de peso menor que 12%............... ASTM D 1242 - 56 (75)
• Temperatura de fragilidad: menor que -9°C ............................... ASTM D 746
La muestra de PVC deberá cumplir con los ensayos de envejecimiento acelerado
que consta de una exposición al rociado con niebla salina y exposición a la luz de
rayos ultravioleta según norma ASTM 975.
A. TOLERANCIAS
Las tolerancias en los diámetros de los alambres serán los indicados en la norma
ASTM A 641-98 para el “triple galvanizado” y por la norma ASTM A -856/856M -
clase 80 para el Bezinal® Zinc-5% Aluminio (Zn-5 Al-MM).
Las tolerancias tanto en el largo, ancho y altura de los gaviones tipo caja y/o tipo
colchón son las siguientes:
• Gavión tipo caja : largo, ancho y altura ± 5 %.
• Gavión tipo colchón : largo y ancho ±5 % ; y altura ±10 %.
B. DESCRIPCIÓN GENERAL
Los gaviones electrosoldados son estructuras formadas por alambres con
galvanización pesada eléctricamente soldados que forman unidades eficientes,
económicas y técnicas. Este gavión forma una unidad de acero, roca y suelo con
la que se obtiene una estructura flexible. Se fabrican en diferentes dimensiones.
26
Tabla N° 0 6 DIMENSIONES DEL GAVION ELCTROSOLDADO
Fuente : norma ASTM a -975 - 97
C. MALLA DE GAVION Las mallas están constituidas por alambres eléctricamente soldados, formando
cocadas ortogonales, cuyo módulo puede ser de 75 x 75 mm (3” x 3”) y de 100 x
100 mm (4” x 4”). Los diámetros de los alambres usados en la fabricación de los
gaviones electrosoldados dependerán de las condiciones estructurales a las
cuales estará sometida la estructura. De acuerdo a experiencias de campo se
recomiendan los siguientes calibres:
BWG # 11 ( Diámetro 3.05 mm)
BWG # 10 ( Diámetro 3.40 mm)
BWG # 8 ( Diámetro 4.20 mm
D. CARACTERÍSTICAS DE LOS ALAMBRES Los alambres que se usan para la fabricación de los gaviones electrosoldados son
de acero de calidad SAE 1008, de acuerdo a las siguientes especificaciones:
27
Material Base
CARBONO : % C 0.06 - 0.10
FÓSFORO : % P máx. 0.04
AZUFRE : % S máx. 0.05
La resistencia a la tracción debe cumplir con la norma ASTM A 641 tipo Hard
Temper, la cual exige una resistencia a la tracción mayor a 550 N/mm2 (56
kg/mm2). El grado de fluencia de los alambres debe ser de 5,000 kg/cm2.
E. RECUBRIMIENTO DE LOS ALAMBRES
El recubrimiento utilizado por los gaviones electrosoldados es del tipo
galvanización pesada o “triple galvanizado”, el cual proporciona protección contra
la abrasión y corrosión, cumpliendo las especificaciones de la norma ASTM A 641
Clase 3.
El peso mínimo del recubrimiento que genera el baño de zinc se muestra en la
siguiente tabla:
Tabla N° 0 7 PESO MINIMO DEL RECUBRIMIENTO QUE GENERA EL BAÑO DE ZINC
Fuente : norma ASTM a -975 – 97
28
2.1.2.4. DISEÑO DE DEFENSAS RIBEREÑAS A BASE DE GAVIÓN
2.1.2.4.1. CUENCA
Es una zona de la superficie terrestre en donde las gotas de lluvia que caen sobre
ella tienden a ser drenadas por el sistema de corrientes hacia un mismo punto de
salida.
La definición anterior se refiere a una cuenca superficial (cuenca hidrográfica);
asociada a cada una de éstas existe también una cuenca de agua subterránea.
Desde el punto de vista de su salida, existen fundamentalmente dos tipos de
cuencas: endorreicas y exorreicas.
B. TIPO DE CUENCAS
Cuencas endorreicas.- El punto de salida está dentro de los límites de la
cuenca y generalmente es un lago.
Cuencas exorreicas.- Su punto de salida está en los límites de las
cuencas y está en otra corriente o mar.
C. DELIMITACION DE CUENCAS
ANTECEDENTES
En 1984, la Oficina Nacional de Evaluación de Recursos Naturales (ONERN),
desarrolló un primer mapa de delimitación de cuencas en el país a partir del cual
se determinaron 106 cuencas hidrográficas. En 2001, la ex Dirección General de
Aguas y Suelos del INRENA, obtuvo el mapa que actualmente se maneja a escala
deimpresión 1:1’800,000; en el cual se determinó 107 cuencas hidrográficas,
considerándose a la gran intercuenca del Amazonas como una cuenca más;
distribuidos en tres vertientes hidrográficas: del Pacífico, 53 cuencas; del
Amazonas, 45 cuencas y del Titicaca, 9 cuencas.
29
Pero como tal clasificación no obedece a un estándar internacional. Sin embargo,
en la actualidad la IRH, con el apoyo de la tecnología SIG y Percepción Remota
asociado a los conceptos de análisis y procesamiento de la información
cartográfica y con criterios de Ordenamiento Territorial, permitieron elaborar una
nueva propuesta incorporando criterios de delimitación y estándares de métodos
clasificación y codificación para la nueva demarcación, clasificación y codificación
de cuencas hidrográficas mediante el método de Pfafstetter, método de
codificación creado por OttoPfafstetter 1989.
METODO PFAFSTETTER PARA DELIMITACION Y CODIFICACION DE
CUENCAS
Es una metodología para asignar Identificadores (Ids) a unidades de drenaje
basado en la topología de la superficie o área del terreno; asigna Ids a una
unidad hidrográfica para relacionarla con las unidades hidrográficas que contiene
y de las unidades hidrográficas con las que limita.
Gráfico N° 0 3 EJEMPLO DE UNIDADES HIDROGRAFICAS DE UN TERRITORIO
FUENTE: MANUAL DE DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
30
D. CARACTERISTICAS PRINCIPALES
El sistema es jerárquico y las unidades son delimitadas desde las uniones d
e los
ríos (punto de confluencia de ríos) o desde el punto de desembocad
ura de un sistema de drenaje en el océano.
A cada unidad hidrográfica se le asigna un código numérico, basado
en su ubicación dentro del sistema de drenaje, de tal forma que éste
código es único en todo el continente.
Este método hace un uso mínimo de dígitos en los códigos, tal es así que el
número de dígitos del código representa a su vez el nivel de la unid
ad hidrográfica codificada.
La distinción entre río principal y tributario, es en función del área de drenaj
e. Así, en cualquier confluencia, el rio principal será siempre aquel que
posee la mayor área drenada entre ambos.
El código de la unidad hidrográfica provee información importante tales como
el tipo de unidad de drenaje, nivel de codificación y ubicación al interior de la
unidad que lo contiene.
E. TIPOS DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
El Sistema de delimitación y codificación de Pfafstetter considera tres tipos
de unidades de drenaje: cuencas, intercuencas y cuencas internas.
Intercadencia:
Es un área (unidad de drenaje) que recibe el drenaje de otra unidad que se ubi
ca aguas arriba, mediante el curso del río principal, y permite el drenaje del fluj
o propio y del que ha ingresado a esta unidad hacia la unidad de drenaje que s
e ubica hacia aguas abajo. En tal sentido una unidad de drenaje tipo intercuenca
es una unidad de drenaje o de tránsito del río principal al cual también aporta su
s propios caudales.
31
Gráfico N° 0 4 DISTRIBUCION ENTRE RIO PRINCIPAL Y TRIBUTARIO
FUENTE: MANUAL DE DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
Cuenca Interna:
Es un área de drenaje que no recibe flujo de agua de otra
unidad ni contribuye con flujo de agua a otra unidad de drenaje o cuerpo
de agua.
32
F. PROCESO DE CODIFICACION
Para iniciar el proceso de codificación se debe en principio determinar el curso del
río principal de la unidad que se va codificar.
Una vez determinado el curso del río principal, se determinan las cuatro uni
dades hidrográficas de tipo cuenca, que son las cuatro unidades de mayor
área que confluyen al río principal.
Las cuatro unidades tipo cuenca se codifican con los dígitos pares 2, 4, 6
y 8, desde aguas abajo hacia aguas arriba; es decir, desde la desembocadura ha
cia la naciente del río principal. Las otras áreas de drenaje se agrupan en un
idades hidrográficas de tipo intercuenca, y se codifican, también desde aguas
abajo (desde la confluencia) hacia aguas arriba, con los dígitos impares 1, 3, 5,
7 y 9.
Por la metodología de delimitación y codificación de las unidades hidrográfic
as, código 9 siempre resulta o se reserva para la unidad de drenaje de m
ayor tamaño de la parte superior de la cuenca o cabecera de cuenca la mi
sma que generalmente contiene el origen del río cuya unidad de drenaje se está
codificando.
Cada una de las unidades de drenaje de tipo cuenca o intercuenca, delimit
adas y codificadas en un determinado nivel (por ejemplo el primero) se pue
den a su vez subdividir y codificar siguiendo exactamente el proceso antes
descrito, de modo que por ejemplo la delimitación y codificación de la unidad
de drenaje tipo cuenca de código 8 se subdivide y codifica en nueve unid
ades hidrográficas, cuatro de tipo cuenca códigos 82, 84, 86 y 88 y cuatro
de tipo intercuenca de códigos 81, 83, 85 y 87 así como la unidad hidrográfic
a de cabecera de código 89. El mismo proceso se aplica a las unidades de tipo int
ercuenca, de modo que por ejemplo la unidad tipo intercuenca de código 3, se s
33
ubdivide en las unidades de tipo cuenca de códigos 32, 34, 36 y 38 y en l
as unidades tipo intercuenca 31, 33, 35, 37 y 39. Los códigos de las unida
des menores deben llevar siempre al inicio el código o los dígitos de la uni
dad que lo contiene.
Gráfico N° 0 5 DETERMINACION, DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
FUENTE: MANUAL DE DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
34
G. PROCESO DE DELIMITACION Y CODIFICACION
DELIMITACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
Existen maneras de delimitar o delinear cuencas hidrográficas, cada una de
ellas se utiliza de acuerdo del carácter ulterior o propósito que se desee alc
anzar. Maneras de delimitar que van desde las realizadas manualmente, sob
re un plano topográfico o directamente en pantalla, hasta las que se realiza
n digitalmente de forma semiautomática, con las herramientas SIG y con la
información base
geoespacial. Todas las formas de delimitar conducen al mismo objetivo, sin emb
argo, la diferencia radica en la precisión; y es allí donde el método que se
utilice y la información base, determinarán la calidad del trabajo final.
El proceso de delimitación de unidades hidrográficas , se ha efectuado medi
ante dos subprocesos:
Generación de áreas de drenaje (cuencas de captación) o watersheds.
Generación vectorial de unidades hidrográficas.
35
Gráfico N° 0 6 DIAGRAMA DE FLUJO DE UN PROCESO DE CODIFICACION
FUENTE: MANUAL DE DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
La codificación de unidades hidrográficas sigue los fundamentos de la Metod
ología Pfafstetter. Una vez conformado el tema de polígonos, que represent
an las unidades hidrográficas, se realiza el proceso de codificación en su re
spectiva tabla de atributos. Esta tabla debe presentar una estructura preesta
blecida, que puede ser única o de tipo relacional. En el primer caso, en la
tabla única, todos los campos son creados en la misma tabla, en la cual la
reiteración de datos es común; en el segundo caso, las tablas relacionales
son estructuradas de tal manera de que no existe redundancia de datos, exp
resadas en un conjunto de tablas relacionadas por campos en común.
36
El ingreso de información tabular es un proceso muy sencillo en SIG. A m
edida que se va seleccionando cada polígono del tema, se ingresarán los d
atos correspondientes a ese elemento, en el registro respectivo de la tabla
de atributos.
La información contenida tabularmente, deberá contar principalmente de campos p
ara almacenar los códigos Pfafstetter de las unidades hidrográficas en los
diferentes niveles, así como el nombre y área o superficie de las mismas.
Gráfico N° 0 7 PROCESO DE CODIFICACION TRABULAR, UNIDADES HIDROGRAFICAS CON INFORMACION DE TABLAS DE ATRIBUTOS
FUENTE: MANUAL DE DELIMITACION Y CODIFICACION DE UNIDADES HIDROGRAFICAS
37
2.1.2.5. ESTUDIO HIDROLOGICO E HIDRAULICO DEL RIO HUATANAY
Hidrológicamente, la subcuenca funciona como un gran colector que recibe las
precipitaciones y las transforma en escurrimiento. Esta acción es función de las
características físicas que influyen en el comportamiento hidrológico de la
subcuenca. A la fecha se ha comprobado que algunos índices y características
tienen influencia en la respuesta hidrológica de la misma y por ello, son puntos de
partida de los análisis hidrológicos que se realizan en la subcuenca.
Existe una estrecha correspondencia entre el régimen hidrológico y las
características físicas de una subcuenca, por lo cual el conocimiento de éstos
reviste una gran utilidad práctica, ya que al establecer relaciones y comparaciones
de generalización de ellos con datos hidrológicos conocidos, pueden determinarse
indirectamente valores hidrológicos en secciones de interés practico donde falten
datos o donde por razones de índole fisiográfica o económica no sea posible la
instalación de estaciones hidrométricas.
La fase de recolección de datos es la fase inicial y principal del estudio. La
cantidad y la calidad de datos hidrometeorológicos a nivel mensual y anual que
podrían ser reunidos y tratados condicionan mucho el nivel de exactitud del
estudio. Las diferentes fuentes de información hidrometeorológica disponibles son:
SENAMHI Y CORPAC.
Los criterios usados para la selección de las estaciones fueron: La longitud de la
serie de datos, la representatividad de la estación y coherencia con el ambito
(posición en la cuenca, altura, etc.) y estaciones utilizadas en otros estudios
hidrometeorológicos anteriores. Debemos señalar que la selección de estaciones
no se limita a las estaciones en funcionamiento, sino también a las estaciones
paralizadas o clausuradas que disponen de un histórico de informaciones
correspondientes a períodos largos.
38
2.1.2.5.1. DESCRIPCION GENERAL Y DIAGNOSTICO DE LA SUBCUENCA
B. UBICACIÓN Y DEMARCACION DE LA SUBCUENCA
UBICACIÓN GEOLOGICA
Geográficamente la subcuenca del rio Huatanay se ubica entre los paralelos
13°20’ y 13°45’ de latitud sur y los meridianos 71°40’ y 72°05’ de longitud oeste.
Políticamente la subcuenca del rio Huatanay forma parte de las provincias de
Cusco y Quispicanchi del departamento del Cusco.
Tabla N° 0 8 UBCACION GEOGRAFICA DE LAS SUBCUENCA HIDROLOGICA
SUBCUENCA CUENCA DEPATAMENTO POVINCIA DISTRITO
HUATANAY URUBAMBA CUSCO CUSCO
QUISPICANCHIS
CUSCO SAN SEBASTIAN
SANTIAGO SAN JERONIMO
SAYLLA OROPESA
LUCRE ANDAHUAYLILLAS
WANCHAQ
FUENTE: PROPIA
b. INFORMACION HIDROMETEREOLOGICA
La información hidrometeorológica se ha obtenido de la base de datos del Servicio
Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI). Cabe resaltar que hemos
encontrado una red de estaciones pluviométrica y climatológica muy débil en la
cuenca, y en cuanto a la información hidrométrica no se cuenta con ningún
registro de caudales.
39
c. PRECIPITACIONES
En el cuadro a continuación podemos observar las 05 estaciones pluviométricas
donde hemos encontrado datos.
Se detalla su ubicación, altitud y periodo de información disponible.
Tabla N° 0 9 ESTACIONES PLUVIOMETRICAS
NOMBRE
DEPARTAMENTO
PROVINCIA DISTRIT
O CATEGO
RIA
COORDENADAS
ALTITUD
(msnm)
LONGITUD
LATITUD
CORPAC
CUSCO CUSCO WANCH
AQ CO
71°
55’
- 13°
32’
- 3,248
GRANJA K’AYRA
CUSCO CUSCO SAN
JERONIMO
CP 71°
52’
31’’
13°
33’
24’’
3,219
ANCACHURO
CUSCO ANTA ZURITE CO 72°
12’
56’’
13°
28’
05’’
3,340
CAYCAY CUSCO PAUCARTA
MBO CAYCA CO
71°
51’
43’’
13°
35’
58’’
3,150
PARURO
CUSCO PARURO PARUR
O CO
71°
50’
40’’
13°
46’
2’’ 3,084
FUENTE: SENAMHI
DONDE:
a) CP: CLIMATOLOGIA PRINCIPAL
Se observan y registran datos de lluvia, temperatura del aire, temperatura
maxima y minima, humedad, vientos, radiacion, brillo solar, evaporacion,
temperaturas extremas del tanque de evaporacion, cantidad de nubes y
fenomenos especiales.
40
b) CO: CATEGORIA ORDINARIA
Observaciones de temperatura de aire y precipitación, primordialmente.
Poseen poco instrumental registrador.
Gráfico N° 0 8 CUENCA DEL RIO HUATANAY
FUENTE: GOOGLE EARTH
2.1.2.6. PROCECESO PARA EL CALCULO DE UN GAVION
2.1.2.6.1. CALCULO HIDROLÓGICO:
Se hace esto para establecer el caudal de diseño
Se hace un análisis hidrológico de la zona para determinar las descargas
máximas que pueden ocurrir dentro de un periodo de retono no menor a 200
años, mediante la aplicación del método de Gumbel
Método de distribución de valores externos o método de gumbel
El “valor máximo” que se quiere determinar para un determinado período de
retorno se determina por medio de la expresión:
41
x: valor máximo (caudal o precipitación) para un período de retorno
T.
xm: media de la serie dada de valores máximos
D x: desviación respecto a la media, que se estima mediante el
producto: k· Sn-1
Dónde:
k: factor de frecuencia, que indica el número de veces de
desviación típica en que el valor extremo considerado
excede a la media de la serie.
s n-1 : desviación estándar, desviación típica de los valores
extremos.
El valor de la variable “k” se estima a partir del conocimiento
del período deretorno en años y del número de años
disponibles en la serie. Así: k =(yT – yn)/Sn
yT : variable de Gumbel para el período de retorno T. Se
determina a partir del valor del período de retorno. El valor se
puede obtener de la tabla adjunta. yT = -ln ln (T/T-1)
yn: valor que se obtiene a partir del número de años de la
serie, mediante tablas
Sn: valor que se obtiene a partir del número de años de la
serie, mediante tablas
Tabla. Valores de " yT " para distintos períodos de retorno T
42
Fuente: método de retorno de Gumbel
Tabla N° 0 11 VALORES DE "YN" Y "SN" SEGUN NUMERO DE OBSERVACIONES
Fuente: método de retorno de Gumbel
Tabla N° 0 10 PERIODOS DE RETORNO
43
2.1.2.6.2. CALCULO HIDRÁULICO
Se establece una sección estable del rio o amplitud de cause, existen
varios métodos de calculo de la sección del lecho del rio. Para el
consideraremos dos métodos los mas utilizados.
a) Teoría del régimen estable de Blench Altuni
44
Dónde:
Dm diámetro mediano
B ancho medio de la sección
Fb factor de fondo
Fb 1.2 material grueso
Fb Dm´1/3 para gravas
Fs factor de orilla
Fs 0,2 para material ligeramente cohesivo
S Pendiente hidráulica (%)
Q caudal de diseño (m3/seg)
g Gravedad
K factor secundario
H profundidad medio (m)
C concentración de material de fondo en 10´-5
Valores aproximados de Fs ( Factor Orilla)
TIPO DE ORILLa valores de Fs
orilla de barro y arena 0,10
orilla de barro-arcilla- fangosa
0,30
orilla de material muy cohesivo
0,30
b) Formula de Simons y Henderson
45
RANGOS QUE SE TRABAJAN
S 0.06 - 10%
Dm 0.03 -80 mm
Q 0.15 - 250 m3/SEG
CONDICION DEL FONDO DEL RIO K1
fondo y orilla de arena 5.7
fonde de arena y orillas de material cohesivo 4.2
fondo y orilla de material cohesivo 3.6
fondo y orilla de grava 2.9
fondo de arena y orillas de material no cohesivo 2.8
2.1.2.6.3. ALTURA DEL MURO
Se obtiene mediante la fórmula de Maninng Strickler
Dónde:
Vm velocidad media (m/s)
R radrio hidraulico
S pendiente (%)
Ks coeficviente de rugosidad
46
Considerando valores de acarreo para u secciones anchas bo > 30 m
Se tiene:
DESCRIPCION Ks
lechos naturales rio con fondo sin irregularidades 40
lechos naturales rio con acarreo regular 33-35
lechos naturales rio con vegetación 30- 35
lechos naturales rio con derrumbio irregularidades 30
lechos naturales rio con fuerte transporte de acarreo 28
torrente con derrrubios gruesos con acarreo inmóvil 25 -28
torrente con derrrubios grueso, con acarreo movil 19 - 22
47
2.1.2.6.4. SOCAVACIÓN
Se determina mediante el método propuesto por L.L. list Van Lebediev.
Dónde:
Ve velocidad erosiva
Ys peso especifico del suelo seco
B coeficiente con las que se repite la avenida que se estudia
ts tirante que correscopende a la profundidad que se desea evaluar
Longitud del colchón
48
Dónde:
Hs= altura de socavamiento
2.2. INVESTIGACION ACTUAL
El estudio de gaviones se remonta a épocas pasadas, donde estas
estructuras eran utilizadas para defensas ante desprendimiento de roca y
también como elementos de defensa militar. Hoy en dia, estas estructuras
siguen vigentes y han evolucionado con el pasar de los años avances
tecnológicos.
2.2.1. INVESTIGACION ACTUAL A NIVEL NACIONAL
2.2.2. INVESTIGACION ACTUAL A NIVEL INTERNACIONAL
Existen grandes firmas internacionales que se dedican a la investigación del
comportamiento de gaviones y la utilización de estos en la construcción de muros
de contención y defensas ribereñas.
2.2.2.1. GRUPO INDUSTRIAL MACAFERRI
Es una de las empresas líder mundial en la investigación y desarrollo de
soluciones en obras para recuperación de márgenes y sistematización de ríos
dentro del sector de control de erosiones. Macaferri empresa de origen italiana,
en sus casi 130 años de experiencia en este sector y 35 años presente en
latinoamerica, ha desarrollado metodologías de diseño y cálculo de gaviones
estructuralmente eficientes. Estas soluciones son constantemente verificadas y
actualizadas tecnológicamente a través de ensayos de laboratorio en reconocidos
49
centro de investigación como: Delft Hydraulics Laboratory, Sogreah Ingénieurs
Conseils, Universitá di Bologna, Colorado State.
Los gaviones propuestos por macaferri están compuestos por elementos
modulares formados por paneles en malla hexagonal a doble torsión, los gaviones
son tipo caja, presentan resistencia a la tracción suficiente para garantizar a la
estructura flexibilidad y absorción del empuje de suelo. Ofrece una construcción
simple y rápida, se adaptan a cualquier tipo de geometría, son permeables y de
bajo impacto ambiental.
2.2.2.2. PRODUCTOS DE ACERO CASSADÓ S.A. “PRODAC”
PRODUCTOS DE ACERO CASSADÓ S.A. “PRODAC” nace en 1994 producto de
la unión de dos líderes en la fabricación de alambres en el Perú: INDUSTRIAS
CASSADÓ S.A. y PROLANSA, quienes asociados al consorcio belga N.V.
BEKAERT – el mayor fabricante de alambres y derivados en el mundo – forman el
proyecto más grande y ambicioso en la producción de alambres y derivados que
haya existido en nuestro país.
La Unidad de Negocio Soluciones Ambientales, fue creada en enero 2009 como
parte de una estrategia de PRODAC S.A para hacer frente el mercado ambiental
con la especialización de sus productos y servicios en el campo del control de la
erosión. Somos un equipo profesional especializado, dedicado a desarrollar con
fuerza el negocio de nuestro cliente, ofreciendo un costo innovador en soluciones
efectivas. El Gavión, representa nuestra principal línea de productos, el cual ha
tenido un desarrollo importante desde que PRODAC fue fundaba en 1994 hasta
hoy. Actualmente representa aproximadamente el 50% de las exportaciones
totales de la compañía, siendo vendidos en más de cuarenta países. En los
últimos cinco años, la Unidad ha incluido otros productos para el control de la
50
erosión como Geosintéticos, requeridos por el mercado para resolver sus
problemas de ingeniería.
2.3. DEFINICIÓN DE VARIABLES
2.3.1. VARIABLES INDEPENDIENTES
2.3.1.1. X= Río Huatanay.
INDICADORES:
X1 = Caudal (m3/s)
X2 = Tirante (m)
X3 = Longitud (m)
X4 = Ancho (m)
2.3.1.2. X= Gaviones.
INDICADORES:
X1 = Dimensiones (m)
2.3.1.3. X= Tramo de diseño
INDICADORES:
X1 = Longitud (Km)
51
2.3.2. VARIABLES DEPENDIENTES
2.3.2.1. Y= Calculo del diseño
INDICADORES:
Y1 = Peso (Kg-f)
2.3.2.2. Y= Solicitaciones adicionales
INDICADORES:
Y1 = Peso (Kg-f)
2.4. HIPÓTESIS
2.4.1. HIPOTESIS GENERAL
El comportamiento estructural de los diferentes tipos de gaviones en la margen
derecha rio Huatanay en el distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Rosa
Túpac Amaru – Puente Petro Perú es deficiente debido a errores en el cálculo del
diseño y también a las solicitaciones adicionales que produce la vía de
evitamiento en los tramos que se intersecten.
2.4.2. HIPOTESIS SECUNDARIAS
El comportamiento del gavión tipo macaferri es más resistente que los
gaviones de Prodac y Cidelsa en la margen derecha del rio Huatanay del
distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Rosa Túpac Amaru – Puente
Petro Perú.
El cálculo del diseño de gaviones no se adecua a las solicitaciones
adicionales y erosión en la margen derecha del rio Huatanay del distrito de
San Jerónimo tramo Urbanización Rosa Túpac Amaru – Puente Petro Perú.
52
La vía de evitamiento genera solicitaciones adicionales en los tramos que
se intersecta con los gaviones en la margen derecha del rio Huatanay del
distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Rosa Túpac Amaru – Puente
Petro Perú.
El diseño de gaviones macaferri considera mejores criterios que los
gaviones de Prodac y Cidelsa en la margen derecha del rio Huatanay del
distrito de San Jerónimo tramo Urbanización Rosa Túpac Amaru – Puente
Petro Perú.
53
CAPITULO III
METODOLOGIA
54
3.1. TIPO DE INVESTIGACION
3.1.1. TIPO EVALUATIVO Y CUANTITATIVO
La investigación propuesta será de tipo evaluativo y cuantitativo, puesto que su
intención es la valorización cuantitativa de los diferentes tipos de gaviones que se
encuentra en el tramo de estudio.
A partir de la recogida de información y emisión de juicios finales le otorga un
nivel explicativo a esta investigación
3.1.2. NIVEL DE INVESTIGACION
3.1.2.1. NIVEL DESCRIPTIVO
La investigación tendrá carácter descriptivo porque se hace mediciones estrictas
de las variables
3.1.3. METODO DE LA INVESTIGACION
3.1.3.1. METODO HIPOTETICO DEDUCTIVO
El método hipotético deductivo, se concreta en tres fases o momentos:
I. Observación,
II. Formulación de hipótesis
III. Verificación o contrastación de las hipótesis
3.2. DISEÑO DE LA INVESTIGACION
3.2.1. DISEÑO DE LA INVESTIGACION NO EXPERIMENTAL
Las características de los gaviones se analizan sin ningún tipo de manipulación,
tal y como se presentan en la realidad, porque nos limitamos a la observación
para comprobar o rechazar la hipótesis. Se ha diseñado una estructura a seguir en
la presente investigación ejerciendo el control de la misma a fin de encontrar
resultados confiables y su relación con los interrogantes surgidos de la hipótesis.
55
A. DIAGRAMA DE FLUJO DEL DISEÑO DE LA INVESTIGACION
NO
SI
NO
SI
INICIO
INSPECCION PREVIA DE LA ZONA DE
ESTUDIO TRAMO MARIANO TUPAC
AMARU – PUENTE PERU PETRO
DETERMINACION DE LAS TIPOLOGIA DE
GAVIONES
ESTABLECIMIENTO DE LOS TIPOS DE
GAVIONES
APLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS
DE EVALUACION
GAVION TIPO CIDELSA PROGRESIVA 00 + 00 – 00+ 110
GAVION TIPO PRODAC PROGRESIVA 00+110 - 01+650
GAVION TIPO MACCAFERRI PROGRESIVA 01+ 650 - 01 + 950
¿ES COMPLETA LA
INFORMACION
RECOLECTADA?
PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS EN LA
GUIA DE OBSERVACION Y TOMA DE MUESTRAS
DETERMINACION DEL NIVEL
ESTRUCTURAL DEL GAVION
SON SATISFACTORIOS
LAS PRUEBAS
ELABORAR LAS CONCLUSIONES
DIFUNDIR
FIN
SEGUNDA ETAPA DE LA EVALUACION ESTRUCTURAL
EVAUACION CONCLUYENTE Y PROPUESTA DE DISEÑO
56
3.2.1.1. TRANSVERSAL
La investigación implica la recolección de datos en un determinado periodo de
tiempo.
Se ha aplicado al contexto particular de estudio que se muestra a continuación:
3.2.1.1.1. FASE TEORICA Y FASE METODOLOGICA
En esta fase se plantea el problema, además se describe y se delimita la
investigación y se da un enfoque teórico donde se realiza el acopio de información
en textos, libros, revistas, folletos, internet. Después se realiza el planteamiento
metodológico que comprende una hipótesis, con sus respectivas variables e
indicadores.
3.2.1.1.2. FASE DE VALIDACION EMPIRICA Y ANALITICA
En esta fase se selecciona la población y muestra a través de técnicas de
recopilación y análisis de datos, se procede a interpretarlos y llegar a las
respectivas conclusiones.
3.3. POBLACION Y MUESTRA
3.3.1. DESCRIPCION DE LA POBLACION
La población de estudio es finita, pues se conoce la cantidad exacta de la
población “GAVIONES EN EL RIO HUATANAY TRAMO PUENTE MARIANO
TUPAC AMARU – PUENTE PERU PETRO”.
3.3.2. MUESTRA
La muestra es consecuente con la población y para evaluarla se han considerado
los siguientes criterios de elementos de evaluación de la muestra:
3.3.3. METODO DE MUESTREO
El muestreo se llevará a cabo siguiendo el procedimiento detallado a continuación:
57
Identificar tramos con diferentes tipos de gaviones usos en el plano de
distribución de la red, tales como caminos, estacionamientos y puentes.
Dividir cada tramo en secciones basándose en criterios como diseño del
gavión.
3.3.3.1. PROCEDIMIENTO DE INSPECCION
Inspeccionar individualmente cada unidad de muestra seleccionada.
Registrar el tramo y su longitud
Registrar cada tramo e indicador
Realizar la inspección de cada indicador, cuantificando cada uno de
severidad y registrando la información obtenida en el formato.
El método de medición se encuentra incluido en la descripción de cada
falla.
Repetir este procedimiento para cada tramo de las diferentes tipos de
gaviones de muestra a ser inspeccionada.
3.4. INSTRUMENTOS
3.4.1. INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATO
3.4.1.1. PLANO DE UBICACIÓN Y DISTRIBUCION
Plano donde se esquematiza las ubicaciones de las defensas ribereñas. Está en el
ANEXO N° 01 PLANO DE UBICACIÓN Y DISTRIBUCION
3.4.1.2. GUIAS DE INFORME DE CAMPO
Documento donde se registrará toda la información obtenida durante la inspección
fecha, ubicación, tramo, sección, tamaño de la unidad de muestra, y nombres del
personal encargado de la inspección. A continuación mostramos los formatos:
58
A: ANEXOS DE ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS
a.1. CLASIFICACION DE SUELOS
FORMATO N° 01
GRANULOMETRIA DE SUELO
59
60
61
FORMATO N° 02
DETERMINACION DE DATOS
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
DETERMINACION DEL LIMITES DE CONSISTENCIA
CALICATA N°……………. ESTRATO N°………………..
FECHA………………….. HORA……………….
RESPONSABLES
MJUESTRA N° 1 2 3
N° DE GOLPES
PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HUMEDO
PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO
PESO DEL RECIPIENTE
PESO DEL SUELO SECO
PESO DEL AGUA
CONTENIDO DE HUMEDAD
62
a.2. DETERMINACION DE PARAMETROS DE RESISTENCIA DEL SUELO
FORMATO N°03 DETERMINACION PARÁMETROS DE RESISTENCIA, ÁNGULO DE FRICCIÓN (Φ) Y COHESIÓN (C)
63
a.3. DETERMINACION DEL PESO ESPECÍFICO DEL SUELO
FORMATO N°04 DETERMINACION DEL PESO ESPECÍFICO DEL SUELO
64
a.4. DETERMINACION DE RELACIONES VOLUMETRICAS GRAVIMETRICAS
FORMATO N°05 DETERMINACION DE RELACIONE SVOLUMETRICAS - GRAVIMETRICAS
65
B. ANEXOS DE ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS FISICAS DE
LOS GAVIONES
b.1. DETERMINACION DE LAS CARACTERISITCAS MECANICAS DE
LOS GAVIONES
FORMATO N°06 DETERMINACION DE CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS DE LOS GAVIONES
66
C. ANEXO PARA LA EVALUACION DE LA HIDROLOGIA DE LA SUBCUENCA DEL RIO HUATANAY
c.1 MEDIDA DE LA PRECIPITACION TOTAL MENSUAL DE LA SUBCUENCA DEL RIO HUATANAY
FORMATO N°07 PRECIPITACION MENSUAL DE LA SUBCUENCA DEL RIO HUATANAY
67
c.2. MEDIDA DE LA PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS DE LA SUBCUENCA DEL RIO HUATANAY
FORMATO N°08 PRECIPITACION MAXIMA 24 HORAS DE LA SUBCUENCA DEL RIO HUATANAY (mm)
68
c.3. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
FORMATO N°09 TRANSPORTE DESEDIMENTOS (ESTIMACION DE CARGA)
69
C.4. HIDRAULICA FLUVIAL DEL RIO HUATANAY
FORMATO N°10 HIDRAULICA FLUVIAL DEL RIO HUATANAY
70
C.5. DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN EL CAUCE DEL RIO HUATANAY
FORMATO N°11 DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN EL CAUCE DEL RIO HUATANAY
71
C.6. DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN CAUCES DEFINIDOS
FORMATO N°12 DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN CAUCES DEFINIDOS SUELO COHESIVO
72
FORMATO N°13 DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN CAUCES DEFINIDOS SUELO NO
COHESIVO
73
FORMATO N°14 DETERMINACION DE LA SOCAVACION EN CAUCES NO DEFINIDOS
74
3.5. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCION DE DATOS
3.5.1. ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS
3.5.1.1. PROGRAMA DE INVESTIGACION PARA ESTUDIO DE MECANICA
DE SUELO
A. EQUIPO PARA EXTRACCION DE MUEESTRAS
Pico
Pala
Bolsas herméticas
Transporte
B. PROCEDIMIENTO PARA LAS TOMAS DE MUESTRA
Se realizaron tres calicatas en tres puntos del tramo de estudio con una
profundidad de 1.50 m de los estratos encontrados (04) se tomaron muestras
alteradas e inalteradas como se detalla en la tabla N° 12
Gráfico N° 0 9 CALICATA C-01 TRAMO KM 00+000
FUENTE: PROPIA
75
Gráfico N° 0 10 : CALICATA C-02 K 00+110 –
FUENTE: PROPIA
Gráfico N° 0 11 CALICATA C-03 KM 01-650 PUENTE PILLAO
C
FUENTE: PROPIA
76
C. EXTRACCION DE MUESTRAS DEL SUELO PARA ESTUDIOS DE
MECANICA DE SUELOS
Tabla N° 0 12 EXTRACCION DE MUESTRAS ALTERADAS E INALTERADAS
CALICATA TIPO DE MUESTRA OBTENCION Y
TRANSPORTE DE MUESTRA
ESTADO DE LA MUESTRA
OBSERVACION
NUMERO
DE MUESTRAS TOMADAS
C-1
C-2
C-3
MIB (MUESTRA INALTERADA EN
BOLSA) BLOQUES INALTERADA
Se mantienen inalteradas las propiedades mecánicas y
físicas del suelo en su estado
natural al momento del
muestreo. Muestra
cementada.
01 muestra tomada por
estrado presente en
cada calicata.
MAB (MUESTRA ALTERADA EN
BOLSA) BOLSA PLASTICA ALTERADA
No afecta la
granulometría natural de la
muestra tomada.
01 muestra tomada por
estrado presente en
cada calicata.
FUENTE: PROPIA
Gráfico N° 0 12 EXTRACCION DE MUESTRAS DE SUELO EN BOLSA PLASTICA
FUENTE: PROPIA
77
Se tomaron las muestras en las tres calicatas para realizar los siguientes
ensayos para los siguientes ensayos requeridos en la investigación.
Gráfico N° 0 13 TOMA DE MUESTRAS
FUENTE: PROPIA
78
3.5.1.2. CLASIFICACION DE SUELOS
A. EQUIPOS NECESARIOS
Granulometría
Fuente
Balanza
Tamices
Limite liquido:
Malla N° 40
Plato
Espátula
Copa de Casagrande
Ranurador
Taras
Calibrador
Balanza
Horno
Limite plástico
Malla N° 40
Plato
Espátula
Superficie de rodadura
Taras
Balanza
Horno
79
B. PROCEDIMIENTO DE RECOLECCION DE DATOS
Se procedió a la excavación de 3 calicatas; cada calicata situada
en cada en los diferentes tamos una en el tamo de Cidelsa; otra en
el tramo de Prodac y otra en el tramo de Maccaferri.
Gráfico N° 0 14 CALICATA C-01 TRAMO KM 00+000
FUENTE: PROPIA
Se tomó muestras representativas de las diferentes estratos
observados en campo
Se realizaron el lavado el cuarteo de la muestra
Se realizó el lavado de la muestra; debido a que el material eran
finos con presencias de materiales limosos
Se realizó el tamizado de los materiales
Para la determinación del límite líquido y limite plástico utilizamos la
malla N° 40 la cual esta normada para realizar el procedimiento
Una vez tamizado todas la muestras y de cada uno de los estratos y
cada calicata. Empezamos primero con el limite liquido donde
usamos la copa de Casagrande, y se halló el número de golpes y
de ahí determinamos el limite liquido
80
Para el caso de la determinación de limite plástico hicimos rollizos y
lo sometimos a fricción en la superficie esmerilada
C. TOMA DE DATOS
Calicata N° 01
Tamizado
El estrato n° 1 no se realizó el tamizado visto que era material de relleno
Estrato N° 02
P. retenido P.R. acumu % retenido % R. acum
Malla N° 10 363.8 363.8 9.43048967 9.43048967
Malla N° 40 705.1 1068.9 18.27773025 27.7082199
Malla N° 50 873.8 1942.7 22.65080229 50.3590222
Malla N° 200 1646.8 3589.5 42.68864868 93.0476709
retenido 268.2 3857.7 6.952329108 100
total 3857.7 100
Estrato N° 03
P. retenido P.R. acumu % retenido % R. acum
Malla N° 8 225.17 225.17 5.102204981 5.10220498
Malla N° 10 182.52 407.69 4.135783866 9.23798885
Malla N° 40 715.9 1123.59 16.22182594 25.4598148
Malla N° 50 2365.4 3488.99 53.59841747 79.0582323
Malla N° 200 715.7 4204.69 16.21729407 95.2755263
Resto 208.5 4413.19 4.72447368 100
total 4413.19 100
Estrato N° 04
P. retenido P.R. acumu % retenido % R. acum
Malla 2 1/2" 895 895 12.74928775 12.7492877
Malla 2" 0 895 0 12.7492877
Malla 1 1/2" 1030 1925 14.67236467 27.4216524
Malla 1" 710 2635 10.11396011 37.5356125
Malla 3/4" 560 3195 7.977207977 45.5128205
Malla 1/2" 440 3635 6.267806268 51.7806268
Malla 3/8" 215 3850 3.062678063 54.8433048
Malla N° 8 890 4740 12.67806268 67.5213675
Malla N° 10 230 4970 3.276353276 70.7977208
Malla N° 40 570 5540 8.11965812 78.9173789
Malla N° 50 365 5905 5.199430199 84.1168091
Malla N° 200 875 6780 12.46438746 96.5811966
retenido 240 7020 3.418803419 100
81
Total 7020 100
Calicata N° 02
Tamizado
El estrato n° 1 no se realizo el tamizado visto que era material de relleno
Estrato N° 02
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla N° 10 420.7 420.7 10.90546 10.90546
Malla N° 40 752.5 1173.2 19.50644 30.4119
Malla N° 50 900 2073.2 23.32996 53.74187
Malla N° 200 1593.4 3666.6 41.3044 95.04627
retenido 300 3966.6 7.776654 102.8229
total 3966.6 102.8229
Estrato N° 03
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla N° 8 350.17 350.17 7.934623 7.934623
Malla N° 10 200.2 550.37 4.536401 12.47102
Malla N° 40 765.9 1316.27 17.35479 29.82582
Malla N° 50 3665.4 4981.67 83.05557 112.8814
Malla N° 200 755.7 5737.37 17.12367 130.0051
resto 208.5 5945.87 4.724474 134.7295
total 5945.87 134.7295
Estrato N° 04
82
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla 2 1/2" 895 895 12.74929 12.74929
Malla 2" 0 895 0 12.74929
Malla 1 1/2" 1200 2095 17.09402 29.8433
Malla 1" 810 2905 11.53846 41.38177
Malla 3/4" 620 3525 8.831909 50.21368
Malla 1/2" 459 3984 6.538462 56.75214
Malla 3/8" 218 4202 3.105413 59.85755
Malla N° 8 900 5102 12.82051 72.67806
Malla N° 10 230 5332 3.276353 75.95442
Malla N° 40 570 5902 8.119658 84.07407
Malla N° 50 365 6267 5.19943 89.2735
Malla N° 200 875 7142 12.46439 101.7379
retenido 240 7382 3.418803 105.1567
total 7382 105.1567
Calicata N° 03
Tamizado
El estrato n° 1 no se realizo el tamizado visto que era material de relleno
Estrato N° 02
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla N° 10 520.7 520.7 13.49768 13.49768
Malla N° 40 762.8 1283.5 19.77344 33.27112
Malla N° 50 950 2233.5 24.62607 57.89719
Malla N° 200 1600.5 3834 41.48845 99.38564
retenido 300 4134 7.776654 107.1623
total 4134 107.1623
Estrato N° 03
83
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla N° 8 420 420 9.516925 9.516925
Malla N° 10 300 720 6.797804 16.31473
Malla N° 40 740 1460 16.76792 33.08265
Malla N° 50 3675.4 5135.4 83.28216 116.3648
Malla N° 200 755.7 5891.1 17.12367 133.4885
resto 208.5 6099.6 4.724474 138.2129
total 6099.6 138.2129
Estrato N° 04
P. retenido
P.R. acumu
% retenido
% R. acum
Malla 2 1/2" 830 830 11.82336 11.82336
Malla 2" 2 832 0.02849 11.85185
Malla 1 1/2" 1200 2032 17.09402 28.94587
Malla 1" 790 2822 11.25356 40.19943
Malla 3/4" 630 3452 8.974359 49.17379
Malla 1/2" 485 3937 6.908832 56.08262
Malla 3/8" 215 4152 3.062678 59.1453
Malla N° 8 975 5127 13.88889 73.03419
Malla N° 10 240 5367 3.418803 76.45299
Malla N° 40 550 5917 7.834758 84.28775
Malla N° 50 370 6287 5.270655 89.5584
Malla N° 200 880 7167 12.53561 102.094
retenido 250 7417 3.561254 105.6553
total 7417 105.6553
Limite líquido y plástico de las muestras
84
Calicata N° 01
LL LP IP
ESTRATRO 2 16 14
ESTRATRO3 3.5
ESTRARTO 4 3.5
Calicata N° 02
LL LP IP
ESTRARTO 2 15 13
ESTRARTO3 3.6
ESTRARTO 4 2
Calicata N° 03
LL LP IP
ESTRARTO 2 14 13
ESTRARTO3 3.7
ESTRARTO 4 2.5
3.5.1.3. DETERMINACION DE PARAMETROS DE RESISTENCIA DEL
SUELO ( CORTE DIRECTO)
A. APARATOS
DISPOSITIVO DE CARGA, APARATO DE CORTE DIRECTO.- El
aparato de corte proporciona medios para aplicar un esfuerzo normal
a las caras de la muestra, permitiendo el drenado del agua a través
de las placas porosas en los límites superior e inferior de la muestra
de suelo, y para muestras sumergidas en agua. La máquina debe ser
capaz de aplicar una fuerza cortante a la muestra a lo largo de un
plano de corte predeterminado paralelo a las caras de la muestra.
85
Gráfico N° 0 15 APARATO DE CORTE DIRECTO DE LA UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
FUENTE: PROPIA
CAJA DE CORTE.
Gráfico N° 0 16 : CAJA DE CORTE DIRECTO
FUENTE : PROPIA
86
B. PREPARACION DE LOS ESPECIMENES
Labrar la muestra compactada, la compactación debe hacerse con
las condiciones de humedad y peso unitario deseados. Se puede
efectuar directamente en el dispositivo de corte, en un molde de
dimensiones iguales a las del dispositivo de corte.
El diámetro mínimo de las muestras debe ser de 5cm.
El espesor mínimo debe ser 1.2 cm
La relación mínima diámetro / espesor o ancho/espesor debe ser
2:1.
C. CALIBRACION
Se ensambla el dispositivo de corte directo con un disco metálico de
calibración, de espesor igual al de al muestra de ensayo deseada y
alrededor de 5mm (1/5’’) menor en diámetro.
Se aplica la fuerza normal igual a la fuerza que se va a utilizar en el
ensayo y se coloca el indicador de desplazamiento normal. Se ajusta
este indicador de tal manera que pueda usarse para medir tanto
lecturas de consolidación como de expansión.
Se registra la lectura del indicador de deformación normal, como una
futura referencia para determinar, tanto el espesor de la muestra,
como la deformación desarrollada por el conjunto.
Luego, se retira el disco de calibración.
Gráfico N° 0 17 PREPARACION DE MUESTRA PARA ENSAYO DE CORDE DIRECTO
FUENTE: PROPIA
87
D. PROCEDIMIENTO – SUELO NO COHESIVO
Se ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se bloquea.
Se introduce la muestra de ensayo con cuidado. Se conecta el
dispositivo de carga y se ajusta el dial para medir tanto la
deformación durante el corte, como el cambio del espesor de la
muestra y luego se determina el espesor inicial. Se humedece las
piedras porosas por las características del suelo en estudio.
Se debe permitir una consolidación inicial de la muestra bajo una
fuerza normal adecuada. Después de aplicar la fuerza normal
predeterminada, se llena el depósito de agua hasta un nivel del agua
se debe mantener durante al consolidación y en las fases siguientes
de corte de tal manera que la muestra este saturada en todo
momento.
La fuerza normal que se aplique a cada una de las muestras
depende de la información requerida. Un solo incremento de
ellapuede ser apropiado para suelos relativamente firmes. Para los
demás suelos pueden ser necesarios varios incrementos con el
objeto de prevenir el daño de la muestra. El primer incremento
dependerá de la resistencia y de la sensibilidad del suelo.
Durante el proceso de consolidación deben registrarse las lecturas
de deformación normal, en tiempos apropiados, antes de aplicar un
nuevo incremento de fuerza.
Cada incremento de la fuerza normal debe durar hasta que se
complete la consolidación primaria. El incremento final debe
completar la fuerza normal especificada.
Se debe llevar registro de la fuerza de corte aplicada y la
deformación normal y de corte para intervalos convenientes de
tiempo. Con preferencia, el incremento de la fuerza de corte deber
continúo.
88
E. TOMA DE DATOS DEL CORTE DIRECTO
CALICATA N° : C-01
ESTRATO N° : 02
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL(kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 37.543
CALICATA N° : C-01
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.442 8.249
10 20.714 16.621
20 16.574 36.980
CALICATA N° : C-01
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.141 8.141
10 20.674 16.540
20 16.274 32.547
89
CALICATA N° : C-02
ESTRATO N° : 02
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kg/m2) ESFUERZO NORMAL (kg/m2)
5 8.212 8.983
10 20.975 16.392
20 16.0 32 39.012
CALICATA N° : C-02
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.312 8.235
10 20.215 16.354
20 16.361 38.324
CALICATA N° : C- 02
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL(kn/m2)
5 8.222 8.413
10 20.564 16.343
20 16.672 38.120
90
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 02
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 38.213
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 36.976
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.929 8.2197
10 20.293 16.184
20 16.722 37.012
91
3.5.1.4. DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS DEL
SUELO
A. EQUIPO:
Bascula con precisión de 0.01 g.
Cuchillo de labrado
Vernier
Tres recipientes de vidrio
Horno de secado
Parafina
Dos charolas redondas
Varias espátulas y franelas
B. PROCEDIMIENTO:
Etapas significativas:
Labrado de especímenes.
Determinación del peso específico de la masa de suelo (gm)
Determinación del contenido de agua (w).
Por inmersión en agua.
Después de obtener una muestra inalterada en campo y de ser adecuadamente
transportada al laboratorio, se procede a labrar un terrón de suelo, careciendo de
importancia las dimensiones y forma del mismo Posteriormente se pesa la
muestra para conocer el peso de su masa.
92
C. TOMA DE DATOS
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS DEL SUELOS ɣ (gr/cm3)
CALICATA C- 01 C- 02 C- 03
ESTRATO E-2 E-3 E-4 E-2 E-3 E-4 E-2 E-3 E-4
PESO PROBETA O MATRAZ (wf) 290.00 236.00 184.00 290.00 237.00 184.00 290.00 237.00 184.00
PESO DEL SUELO SECO (ws) 685.46 692.09 698.71 637.12 678.65 720.17 654.32 665.00 712.23
PESO PROBETA + AGUA (wf+ww) 1286.45 1235.46 1184.81 1284.57 1232.64 1181.00 1186.23 1203.54 1205.20
PESO PROBETA+AGUA+SUELO (wf+ww+ws) 1712.15 1666.00 1619.85 1679.74 1653.85 1627.95 1591.20 1616.40 1648.43
TEMPERATURA DEL AGUA (C°) 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
2.64 2.65 2.65 2.63 2.64 2.64 2.62 2.64 2.65
ɣs=Ss x ɣw (gr/cm3) 2.64 2.65 2.65 2.63 2.64 2.64 2.62 2.64 2.65
PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA TOTAL (gr/cm3) 0.679 0.681 0.697 0.675 0.685 0.689 0.684 0.693 0.699
𝑆𝑠 =𝑤𝑠
𝑤𝑠 + 𝑤𝑓 +𝑤𝑤 − 𝑤𝑓 + 𝑤𝑤 +𝑤𝑠
93
3.5.1.5. DETERMINACION DE CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE DEL
SUELO
A. PROCEDIMIENTO:
YA SE DERTERMINO CON MAS ANTES CON LOS ENSAYOS YA REALIZADOS
94
3.5.2. ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS FISICAS DE LOS GAVIONES EXISTENTES
3.5.2.1. GAVIONES PROPORCIONADOS POR LA EMPRESA CIDELSA
a. UBICACIÓN: TRAMO KM 00+00 (PUENTE MARIANO TUPAC AMARU) – KM 0+110
FIGURA N° 01: SECCION TIPICA DEL TRAMO KM 00+00 PUENTE MARIANO TUPAC AMARU – KM 00+110
FUENTE: INSTITUTO DEL MANEJO DEL AGUA Y MEDIO AMBIENTE – GOBIERNO REGIONAL CUSCO
95
a. DESCRIPCION DE LOS GAVIONES
TABLA N°13: CATEGORIZACION Y DIMENSIONAMIENTO EN OBRA DEL GAVION MARCA CIDELSA
CATEGORIA B C D
TIPO DE GAVION TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION CIDELSA CIDELSA CIDELSA
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
3.00 1.00 1.00
AREA(M2) 10.00 13.00 15.00
VOLUMEN (m3) 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO
MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO
MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-
20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00%
FUENTE PROPIA
TABLA N° 14: CANTIDAD DE GAVIONES UTILIZADOS EN OBRA
TIPO DE GAVION CANTIDAD AREA TOTAL
(m2) VOLUMEN
TOTAL (m3)
TIPO B 55.00 550.00 110.00
TIPO C 165.00 2145.00 495.00
TIPO D 37.00 555.00 66.60
TOTALES 3250.00 671.60 FUENTE PROPIA
NOTA: EN UN METRO CUBICO DE GAVION SE UTILIZO 3250/671.60= 4.85 M2 DE ALAMBRE.
96
b. DESCRIPCION DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DEL
GAVION
TABLA N°15 CARACTERISTICAS DE LAS MALLAS DE LOS GAVIONES SEGÚN ASTM A 975-
97
CARACTERISTICAS
GAVION CAJA GAVION COLCHON
RECUBRIMIENTO RECUBRIMIENTO
METALICO P.V.C. METALICO P.V.C.
TIPO DE MALLAS 8cm x 10 cm 6cm x 8cm
Abertura de mallas
83mm x 114mm 83mm x 114mm 64mm x 83mm 64mm x 83mm
3.25 pulg x 4.50 pulg
3.25 pulg x 4.50 pulg
3.25 pulg x 4.50 pulg
3.25 pulg x 4.50 pulg
ᶲdel alambre de malla 3.050mm 2.700mm 2.200mm 2.200mm
0.120pulg 0.106pulg 0.087pulg 0.087pulg
ᶲdel alambre de borde 3.8000mm 3.400mm 2.700mm 2.700mm
0.150pulg 0.134pulg 0.106pulg 0.106pulg
ᶲdel alambre de amarre 2.200mm 2.200mm 2.200mm 2.200mm
0.087pulg 2.200mm 0.087pulg 0.087pulg
ᶲdel alambre de traslapes
3.000mm 3.000mm 3.000mm 3.000mm
0.118pulg 0.118pulg 0.118pulg 0.118pulg
ᶲdel alambre de atiesado
2.200mm 2.200mm 2.200mm 2.200mm
0.087pulg 0.087pulg 0.087pulg 0.087pulg
Espesor del revestimiento del P.V.C.
No aplicable 050(0.020) No aplicable 050(0.020)
No aplicable 0.38(0.015) No aplicable 0.38(0.015)
FUENTE: CIDELSA PERU
TABLA N°16: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION EN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 12 cm GAVION TIPO CAJA
6cm x 8cm GAVION TIPO COLCHON
REVESTIMIENTO
ZINC + P.V.C. ZINC + P.V.C.
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.7mm 2.7mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.7mm 3.7mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
97
TABLA N°17: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION SIN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 14 cm 6cm x 8cm
REVESTIMIENTO
ZINC ZINC
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.4mm 2.4mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.4mm 3.4mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
b. DEFORMACION DE LAS MALLAS HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS
GAVIONES
Gráfico N° 0 18 DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
FUENTE: PROPIA
98
CUADRO N°06: DEFORMACIONES LONGITUDINALES DE LA MALLA
HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
DEFORMACION: LONGITUDINAL
SECCION GAVION
TIPO PI PT
1 B 14.00 13.50
2 B 14.00 13.50
4 B 14.00 13.00
5 B 14.00 13.50
12 B 14.00 13.00
13 B 14.00 13.70
14 B 14.00 13.40
15 B 14.00 13.40
17 B 14.00 13.60
21 B 14.00 14.40
22 B 14.00 13.40
28 B 14.00 14.60
29 B 14.00 13.60
30 B 14.00 13.40
31 B 14.00 14.20
32 B 14.00 13.60
36 B 14.00 13.60
37 B 14.00 12.80
38 B 14.00 12.50
39 B 14.00 13.20
40 B 14.00 14.20
41 B 14.00 13.60
44 B 14.00 13.50
46 B 14.00 13.60
48 B 14.00 13.60
49 B 14.00 12.80
53 B 14.00 14.30
54 B 14.00 14.25
55 B 14.00 13.65 FUENTE: PROPIA
99
3.5.2.2. GAVIONES PROPORCIONADOS POR LA EMPRESA PRODAC
a. UBICACIÓN: TRAMO KM 00+110 – KM 01+065 (PUENTE PILLAO MATAO)
FIGURA N° 02: SECCION TIPICA DEL TRAMO KM 00+110 – 01+065 (PUENTE PILLAO MATAO)
FUENTE: INSTITUTO DEL MANEJO DEL AGUA Y MEDIO AMBIENTE – GOBIERNO REGIONAL CUSCO
100
a. DESCRIPCION DE LOS GAVIONES PRODAC
TABLA N° 18: CATEGORIZACION Y DIMENSIONAMIENTO EN OBRA DEL GAVION MARCA PRODAC
CATEGORIA A B C D
TIPO DE GAVION TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION
PRODAC PRODAC PRODAC PRODAC
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 0.50 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
1.00 4.00 1.00 1.00
AREA(M2) 7.00 10.00 10.00 15.00
VOLUMEN (m3) 1.00 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00% 30.00%
FUENTE PROPIA
TABLA N°19: CANTIDAD DE GAVIONES UTILIZADOS EN OBRA
TIPO DE GAVION CANTIDAD AREA TOTAL
(m2) VOLUMEN
TOTAL (m3)
TIPO A 478.00 3346.00 478.00
TIPO B 1910.00 19100.00 3820.00
TIPO C 478.00 4780.00 1434.00
TIPO D 319.00 4785.00 574.20
TOTALES 32011.00 6306.20 FUENTE PROPIA
NOTA: EN UN METRO CUBICO DE GAVION SE UTILIZO 32011/6306.20= 5.10 M2 DE ALAMBRE.
101
b. DESCRIPCION DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DEL
GAVION
TABLA N° 20: CARACTERISTICAS MALLAS DE LOS GAVIONES TIPO CAJA SEGÚN ASTM A
975-97
FUENTE: PRODAC PERU
TABLA N° 21: CARACTERISTICAS MALLAS DE LOS GAVIONES TIPO COLCHON SEGÚN
ASTM A 975-97
FUENTE: PRODAC PERU
102
TABLA N° 22: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION EN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 12 cm 6cm x 8cm
REVESTIMIENTO
ZINC + P.V.C. ZINC + P.V.C.
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.7mm 2.7mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.7mm 3.7mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS
MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS
MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
TABLA N° 23: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION SIN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 12 cm 6cm x 8cm
REVESTIMIENTO
ZINC ZINC
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.4mm 2.4mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.4mm 3.4mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
103
c. DEFORMACION DE LAS MALLAS HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS
GAVIONES
Gráfico N° 0 19 DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
FUENTE: PROPIA
104
CUADRO N°13: DEFORMACIONES LONGITUDINALES DE LA MALLA
HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
DEFORMACION: LONGITUDINAL
SECCION GAVION TIPO PI PT
1 B 12.00 11.50
2 A 12.00 11.00
3 A 12.00 11.80
4 B 12.00 11.60
5 B 12.00 11.20
6 A 12.00 11.10
7 A 12.00 11.60
8 A 12.00 11.20
9 C 12.00 11.10
10 C 12.00 11.65
11 C 12.00 11.55
12 B 12.00 12.40
13 A 12.00 12.60
14 B 12.00 12.30
15 B 12.00 12.10
16 A 12.00 11.10
17 A 12.00 11.60
18 C 12.00 11.20
19 A 12.00 11.10
20 C 12.00 11.65
21 A 12.00 12.30
22 A 12.00 12.10
23 A 12.00 12.40
24 C 12.00 12.50
25 C 12.00 12.40
26 C 12.00 11.50
27 C 12.00 11.30
28 B 12.00 11.60
29 A 12.00 11.60
30 B 12.00 11.80
31 B 12.00 11.90
32 B 12.00 11.95
33 C 12.00 11.95
34 A 12.00 12.50
35 C 12.00 12.80
36 B 12.00 12.60
37 B 12.00 12.80
105
38 B 12.00 12.50
39 B 12.00 12.20
40 B 12.00 12.20
41 B 12.00 12.60
42 A 12.00 12.70
43 C 12.00 12.60
44 B 12.00 11.80
45 C 12.00 12.80
46 A 12.00 12.10
47 C 12.00 12.80
48 B 12.00 12.10
49 A 12.00 12.80
50 C 12.00 12.70
51 C 12.00 12.10
52 A 12.00 12.20
53 B 12.00 12.30
54 B 12.00 12.10
55 B 12.00 12.10
106
3.5.2.3. GAVIONES PROPORCIONADOS POR LA EMPRESA MACAFERRI
a. UBICACIÓN: TRAMO KM 01+650 (PUENTE PILLAO MATAO) – 01+950 (PUENTE PERU PETRO)
FIGURA N° 03: SECCION TIPICA DEL TRAMO KM 01+650 PUENTE PILLAO MATAO – KM 01+950 (PUENTE PERU PETRO)
FUENTE: INSTITUTO DEL MANEJO DEL AGUA Y MEDIO AMBIENTE – GOBIERNO REGIONAL CUSCO
107
a. DESCRIPCION DE LOS GAVIONES MACAFERRI
TABLA N°24: CATEGORIZACION Y DIMENSIONAMIENTO DEL GAVION
CATEGORIA A B C D
TIPO DE GAVION TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION MACAFERRI MACAFERRI MACAFERRI MACAFERRI
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 0.50 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
1.00 3.00 1.00 1.00
AREA(M2) 7.00 10.00 10.00 15.00
VOLUMEN (m3) 1.00 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00% 30.00%
FUENTE : PROPIA
TABLA N°25: CANTIDAD DE GAVIONES UTILIZADOS EN OBRA
TIPO DE GAVION CANTIDAD AREA TOTAL (m2) VOLUMEN TOTAL (m3)
TIPO A 150.00 1050.00 150.00
TIPO B 450.00 4500.00 900.00
TIPO C 150.00 1500.00 450.00
TIPO D 100.00 1500.00 1800.00
TOTALES 8550.00 3300.00
FUENTE PROPIA
NOTA: EN UN METRO CUBICO DE GAVION SE UTILIZO 8550/3300.00= 2.60 M2 DE ALAMBRE.
108
b. DESCRIPCION DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DEL
GAVION
TABLA N°26: CARACTERISTICAS DE LAS MALLAS DE LOS GAVIONES SEGÚN ASTM A
975-97
CARACTERISTICAS GAVION CAJA GAVION COLCHON
RECUBRIMIENTO RECUBRIMIENTO
METALICO P.V.C. METALICO P.V.C.
TIPO DE MALLAS 8cm x 10 cm 6cm x 8cm
Abertura de mallas 83mm x 114mm 83mm x 114mm 64mm x 83mm 64mm x 83mm
3.25 pulg x 4.50 pulg
3.25 pulg x 4.50 pulg 3.25 pulg x 4.50 pulg
3.25 pulg x 4.50 pulg
ᶲdel alambre de malla 3.050mm 2.700mm 2.200mm 2.200mm
0.120pulg 0.106pulg 0.087pulg 0.087pulg
ᶲdel alambre de borde 3.8000mm 3.400mm 2.700mm 2.700mm
0.150pulg 0.134pulg 0.106pulg 0.106pulg
ᶲdel alambre de amarre 2.200mm 2.200mm 2.200mm 2.200mm
0.087pulg 2.200mm 0.087pulg 0.087pulg
Espesor del revestimiento del P.V.C.
No aplicable 050(0.020) No aplicable 050(0.020)
No aplicable 0.38(0.015) No aplicable 0.38(0.015)
FUENTE: MACAFERRI PERU
TABLA N° 27: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION EN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 12 cm 6cm x 8cm
REVESTIMIENTO
ZINC + P.V.C. ZINC + P.V.C.
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.7mm 2.7mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.7mm 3.7mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
109
TABLA N° 28: PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LA MALLA HEXAGONAL DE
DOBLE TORSION DEL GAVION SIN CONTACTO CON EL AGUA
TIPO DE MALLA
10cm x 12 cm 6cm x 8cm
REVESTIMIENTO
ZINC ZINC
DIAMETRO DEL ALAMBRE 2.4mm 2.4mm
DIAMETRO TOTAL CON REVESTIMIENTO
3.4mm 3.4mm
ᶲ ALAMBRE DE BORDE 3.40mm 3.40mm
ᶲ ALAMBRE DE AMARRE 2.20mm 2.20mm
RESISTENCIA PARCIAL A LA TORSION DE LAS MALLAS
3,500 kgf/m 3,500 kgf/m
RESISTENCIA A LA TORSION DE LAS MALLAS
1,150kgf/m 1,150kgf/m
FUENTE PROPIA
c. DEFORMACION DE LAS MALLAS HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS
GAVIONES
Gráfico N° 0 20 : DEFORMACIONES TRANSVERSALES, LONGITUDINALES Y TANGENCIALES DE LA MALLA HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
FUENTE: PROPIA
110
CUADRO N°20: DEFORMACIONES LONGITUDINALES DE LA MALLA
HEXAGONAL DE DOBLE TORSION DE LOS GAVIONES
DEFORMACION: LONGITUDINAL
SECCION GAVION
TIPO PI PT
1 B 12.00 12.20
2 A 12.00 12.60
3 A 12.00 12.70
4 B 12.00 12.60
5 B 12.00 11.80
6 A 12.00 12.80
7 A 12.00 12.10
8 A 12.00 12.80
9 C 12.00 12.10
10 C 12.00 12.80
11 C 12.00 12.70
12 B 12.00 12.10
13 A 12.00 12.20
14 B 12.00 12.30
15 B 12.00 12.10
16 A 12.00 12.10
17 A 12.00 11.60
18 C 12.00 11.20
19 A 12.00 11.10
20 C 12.00 11.65
21 A 12.00 12.30
22 A 12.00 12.10
23 A 12.00 12.40
24 C 12.00 12.50
25 C 12.00 12.40
26 C 12.00 11.50
27 C 12.00 11.30
28 B 12.00 11.60
29 A 12.00 11.60
30 B 12.00 11.80
31 B 12.00 11.90
32 B 12.00 11.95
33 C 12.00 11.95
34 A 12.00 12.50
35 C 12.00 11.20
36 B 12.00 11.10
111
37 B 12.00 11.65
38 B 12.00 12.30
39 B 12.00 12.10
40 B 12.00 12.40
41 B 12.00 12.50
42 A 12.00 12.40
43 C 12.00 11.50
44 B 12.00 11.30
45 C 12.00 11.60
46 A 12.00 12.10
47 C 12.00 12.80
48 B 12.00 12.10
49 A 12.00 12.80
50 C 12.00 12.70
51 C 12.00 12.10
52 A 12.00 12.20
53 B 12.00 12.50
54 B 12.00 12.25
55 B 12.00 12.30
112
3.5.3. DETERMINACION DEL CAUDAL MAXIMO DE LA CUENCA DEL RIO
HUATANAY
A. NSTRUMENTOS
Wincha
Hoja
Lapicero
Bolitas de tecnopoor
Cronometro
B. PROCEDIMIENTO
se procedió con el aforo en los tamos de Cidelsa, Prodac,
Maccaferri
se tomó tramos aleatorios para lo cual utilizamos las bolitas de
tecnopor las cuales son con un peso despreciable
C. TOMA DE DATOS
En la toma de datos nosotros fuimos al SENAMI encargado de las
estaciones pluviométricas donde nos brindaron datos de cada una
de las estaciones
Medimos caudales con las secciones y las velocidades
3.5.3.1. ESTUDIO DE SOCAVACION
A. INSTRUMENTOS
Pico
Pala
Balde
Malla de tamizado
B. PROCEDIME
Se tomó en dos puntos del lecho del rio.
113
3.6. ANALISIS DE DATOS
3.6.1. ANALISIS DEL ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS
3.6.1.1. CLASIFICACION DE SUELOS
CLASIFICACION DE SUELOS
Usando el método de Clasificando por el sistema de clasificación (SUCS) ASTM
D 2487 nos resultó lo siguiente:
Calicata N° 2
Calicata N°1
Estrato N° 01 de material de relleno con contenido
orgánico
Estrato N° 02 es ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO
(SP - SC)
Estrato N° 03 es ARENA MAL GRADUDADA (SP)
Estrato N° 04 es ARENA MAL GRADUDADA (SP)
114
Calicata N° 02
Estrato N° 01 de material de relleno con
contenido orgánico
Estrato N° 02 es ARENA MAL GRADUDADA
CON LIMO (SP - SC)
Estrato N° 03 es ARENA MAL GRADUDADA
(SP)
Estrato N° 04 es ARENA MAL GRADUDADA
(SP)
115
Calicata N° 03
Estrato N° 01 de material de relleno con
contenido orgánico
Estrato N° 02 es ARENA MAL
GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
Estrato N° 03 es ARENA MAL
GRADUDADA (SP)
Estrato N° 04 es ARENA MAL
GRADUDADA (SP)
116
3.6.1.2. DETERMINACION DE RESISTENCIA DEL SUELO
A. PROCESAMIENTOS DE DATOS EN GABINETE
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL(kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 37.543
117
CALICATA N° : C-01
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.442 8.249
10 20.714 16.621
20 16.574 36.980
118
CALICATA N° : C-01
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.141 8.141
10 20.674 16.540
20 16.274 32.547
119
CALICATA N° : C-02
ESTRATO N° : 02
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.212 8.983
10 20.975 16.392
20 16.0 32 39.012
120
CALICATA N° : C-02
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.312 8.235
10 20.215 16.354
20 16.361 38.324
121
CALICATA N° : C- 02
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL(kn/m2)
5 8.222 8.413
10 20.564 16.343
20 16.672 38.120
122
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 02
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA CON LIMO (SP - SC)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 38.213
123
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 03
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.322 8.213
10 20.435 16.332
20 16.342 36.976
124
CALICATA N° : C-03
ESTRATO N° : 04
TIPO DE SUELO : ARENA MAL GRADUDADA (SP)
CARGA NORMAL (kg) ESFUERZO CORTANTE (kn/m2) ESFUERZO NORMAL (kn/m2)
5 8.929 8.2197
10 20.293 16.184
20 16.722 37.012
125
B. RESUMEN DE RESULTADOS
CALICATA ESTRATO ANGULO DE
FRICCION (Φ°) COHESION (C)
(kg/cm2)
Y kg/m3
CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE
Qadm (tn/m2)
C-01
01 30.22 0.00 679.00
13.65 02 30.60 0.00
681.00
03 33.83 0.00
697.00
C-02
01 29.25 0.00 675.00
8.98 02 29.70 0.00
685.00
03 29.83 0.00
689.00
C-03
01 29.77 0.00 684.00
12.40 02 30.57 0.00
693.00
03 30.60 0.00
699.00
126
3.6.1.3. DETERMINACION DEL PESO DE LOS SOLIDOS EN EL SUELO
A. PROCESAMIENTO Y RESULTADO DE DATOS
DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS DEL SUELOS ɣ (gr/cm3)
CALICATA C- 01 C- 02 C- 03
ESTRATO E-2 E-3 E-4 E-2 E-3 E-4 E-2 E-3 E-4
PESO PROBETA O MATRAZ (wf) 290.00 236.00 184.00 290.00 237.00 184.00 290.00 237.00 184.00
PESO DEL SUELO SECO (ws) 685.46 692.09 698.71 637.12 678.65 720.17 654.32 665.00 712.23
PESO PROBETA + AGUA (wf+ww) 1286.45 1235.46 1184.81 1284.57 1232.64 1181.00 1186.23 1203.54 1205.20
PESO PROBETA+AGUA+SUELO (wf+ww+ws) 1712.15 1666.00 1619.85 1679.74 1653.85 1627.95 1591.20 1616.40 1648.43
TEMPERATURA DEL AGUA (C°) 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00 15.00
2.64 2.65 2.65 2.63 2.64 2.64 2.62 2.64 2.65
ɣs=Ss x ɣw (gr/cm3) 2.64 2.65 2.65 2.63 2.64 2.64 2.62 2.64 2.65
PESO ESPECIFICO DE LA MUESTRA TOTAL (gr/cm3) 0.679 0.681 0.697 0.675 0.685 0.689 0.684 0.693 0.699
𝑆𝑠 =𝑤𝑠
𝑤𝑠 + 𝑤𝑓 +𝑤𝑤 − 𝑤𝑓 + 𝑤𝑤 +𝑤𝑠
127
3.6.1.4. DETERMINACION DE LA CAPASIDAD PORTANTE ADMISIBLE DEL
SUELOS
A. PROCESAMIENTO DE DATOS EN GABINETE
DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE DEL SUELO
METODO : TERZAGHI
qu= 1.3CNc+qNq+0.40ỴBNỴ
Datos Obtenidos:
Φ= 33.83°
C= 0
Ỵs= 697.00 kg/m3
Ỵw= 1000.00 kg/m3
q= 855.85 kg/m2
Df= 1.00 m
B= 1.00 m
Factores de capacidad de carga de Terzaghi
Nc= 51.87
Nq= 35.77
NỴ= 37.00
Determinacion de la capacidad de carga ultima del suelo:
qu= 40933.69989 kg/m2
FS (Factor de seguridad)= 3
qadm= 13644.56663 kg/m2
128
CALICATA : C-02
DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE DEL SUELO
METODO : TERZAGHI
qu= 1.3CNc+qNq+0.40ỴBNỴ
Datos Obtenidos:
Φ= 29.83°
C= 0
Ỵs= 689.00 kg/m3
Ỵw= 1000.00 kg/m3
q= 989.05 kg/m2
Df= 1.00 m
B= 1.00 m
Factores de capacidad de carga de Terzaghi
Nc= 36.66
Nq= 22.04
NỴ= 18.63
Determinacion de la capacidad de carga ultima del suelo:
qu= 26931.09412 kg/m2
FS (Factor de seguridad)= 3
qadm= 8977.031373 kg/m2
129
CALICATA : C-03
DETERMINACION DE LA CAPACIDAD PORTANTE ADMISIBLE DEL SUELO
METODO : TERZAGHI
qu= 1.3CNc+qNq+0.40ỴBNỴ
Datos Obtenidos:
Φ= 33.83°
C= 0
Ỵs= 699.00 kg/m3
Ỵw= 1000.00 kg/m3
q= 759.3 kg/m2
Df= 1.00 m
B= 1.00 m
Factores de capacidad de carga de Terzaghi
Nc= 51.59
Nq= 35.52
NỴ= 36.64
Determinacion de la capacidad de carga ultima del suelo:
qu= 37212.44667 kg/m2
FS (Factor de seguridad)= 3
qadm= 12404.14889 kg/m2
130
B. RESULTADOS
CALICATA CAPASIDAD PORTANTE UND
CALICATA N° 01 13644.56663 kg/m2
CALICATA N° 02 8977.031373 kg/m2
CALICATA N° 03 12404.14889 kg/m2
3.6.2. CARACTERISTICAS DE LOS GAVIONES
3.6.2.1. CIDELSA
ESQUEMA
131
DIMENSIONES DE LA CAJAS
CATEGORIA B C D
TIPO DE GAVION TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION
CIDELSA CIDELSA CIDELSA
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
3.00 1.00 1.00
AREA(M2) 10.00 13.00 15.00
VOLUMEN (m3) 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO
MEDIO DE 15CM-20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00%
132
3.6.2.2. PRODAC
ESQUEMA
133
DIMENSIONES DE LA CAJAS
CATEGORIA A B C D
TIPO DE GAVION
TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION
PRODAC PRODAC PRODAC PRODAC
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 0.50 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
1.00 4.00 1.00 1.00
AREA(M2) 7.00 10.00 10.00 15.00
VOLUMEN (m3)
1.00 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00% 30.00%
134
3.6.2.3. MACCAFERRI
ESQUEMAS
DIMENSIONES DE LA CAJAS
CATEGORIA A B C D
TIPO DE GAVION TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO CAJA TIPO COLCHON
DISEÑO DE GAVION MACAFERRI MACAFERRI MACAFERRI MACAFERRI
DIMENSIONES
*ANCHO (m) 1.00 1.00 1.50 2.00
*ALTURA (m) 0.50 1.00 1.00 0.30
* LARGO (m) 2.00 2.00 2.00 3.00
NUMERO DE CELDAS
2.00 2.00 2.00 2.00
CANTIDAD POR SECCION
1.00 3.00 1.00 1.00
AREA(M2) 7.00 10.00 10.00 15.00
VOLUMEN (m3) 1.00 2.00 3.00 1.80
MATERIAL DE RELLENO
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
PIEDRA DIAMETRO MEDIO DE 15CM-20cm
RELACION DE VACIOS
30.00% 30.00% 30.00% 30.00%
135
3.6.3. ESTUDIO HIDROLOGICO
A. RECOLECCION DE DATOS DEL SENAMI
PRESIPITACIONES PLUVIALES MENSUALES ANUALES
precipitaciones mensuales promedio Anual
ESTACION Precipitaciones (mm)
Anta - Ancschuco 1018.97
Paruro 801.98
Caycay 589.58
kayra 667.3
Corpac 720.92
PRECIPITACIONES MAXIMA 24 HORA (MM)
Precipitaciones Maxima 24 hora (mm)
ESTACION Precipitaciones (mm)
kayra 26
Anta - Ancachuro 42.86
Caycay 42.86
Paruro 29.7
Corpac 34.4
136
B. RESULTADOS
C. CAUDAL DE DISEÑO
El caudal de diseño es de 610.08 m3/s
3.6.3.1. ESTUDIO DE SOCAVACION
D. CLASIFICACION DE SUELO DEL LECHO DEL RIO Y DETERMIACION
DEL DIAMETRO MEDIO (Dm)
5 años 25 años 50 años 100 años 200 años
Rio Huatanay 166.8 316.1 399.6 497.4 610.8
SubcuencaCAUDAL (m 3 /s)
137
138
139
E. PROCESAMIENTO DE DATOS
CUADRO N° : COEFICIENTES β PARA SOCAVACION
PROBABILIDAD ANUAL DE QUE SE PRESENTE EL CAUDAL DE DISEÑO
(%)
COEFICIENTE (β)
00 0.77
50 0.82
20 0.86
5 0.94
2 0.97
1 1.00
0.3 1.03
0.2 1.05
0.1 1.07
FUENTE: APUNTES DE HIDRAULICA FLUVIAL. PICANDEX KREIMER
140
CUADRO N°: VALORES DE X y 1/(X+1)
SUELOS COHESIVOS
SUELOS NO COHESIVOS
PESO ESPECIFICO
(TN/M3) X 1/(X+1)
Dm (mm)
X 1/(X+1)
0.80 0.52 0.66 0.05 0.43 0.70
0.83 0.51 0.66 0.15 0.42 0.70
0.86 0.5 0.67 0.50 0.41 0.71
0.88 0.49 0.67 1.00 0.40 0.71
0.90 0.48 0.67 1.50 0.39 0.72
0.93 0.47 0.68 2.50 0.38 0.72
0.96 0.46 0.68 4.00 0.37 0.73
0.98 0.45 0.69 6.00 0.36 0.74
1.00 0.44 0.69 8.00 0.35 0.74
1.04 0.43 0.70 10.00 0.34 0.75
1.08 0.42 0.70 15.00 0.33 0.75
1.12 0.41 0.71 20.00 0.32 0.76
1.16 0.4 0.71 25.00 0.31 0.76
1.20 0.39 0.72 40.00 0.30 0.77
1.24 0.38 0.72 60.00 0.29 0.78
1.28 0.37 0.73 90.00 0.28 0.78
1.34 0.36 0.74 140.00 0.27 0.79
1.40 0.35 0.74 190.00 0.26 0.79
1.46 0.34 0.75 250.00 0.25 0.80
1.52 0.33 0.75 310.00 0.24 0.81
1.58 0.32 0.76 370.00 0.23 0.81
1.64 0.31 0.76 450.00 0.22 0.83
1.71 0.30 0.77 570.00 0.21 0.83
1.80 0.29 0.78 750.00 0.20 0.83
1.89 0.28 0.78 1000.00 0.19 0.84
2.00 0.27 0.79 0.70 -------- ----------
FUENTE: APUNTES DE HIDRAULICA FLUVIAL. PICANDEX KREIMER
141
De los resultados se pueden observar que en suelos No cohesivos, la profundidad
de socavación resulta de 1.5 a 3.0m, y en Suelos Cohesivos resulta desde 2.0 –
6.0m.
FIGURA N°: VELOCIDAD MAXIMA PARA SUELOS COHESIVOS
FUENTE: APUNTES DE HIDRAULICA FLUVIAL. PICANDEX KREIMER
142
CALCULO HIDRAULICO Y SOCAVACION
DATOS DE SEGÚN LOS TRAMOS ESTUDIADOS
Km: Inicio Km: Fin Cota1: Inicio Cota2: Fin L (m)
0+050.00 3,237.554 3,236.269 50.000
0+050.00 0+110.00 3,236.269 3,235.919 60.000
0+110.00 0+210.00 3,235.919 3,234.373 100.000
0+210.00 0+310.00 3,234.373 3,234.086 100.000
0+310.00 0+410.00 3,234.086 3,233.570 100.000
0+410.00 0+510.00 3,233.570 3,231.942 100.000
0+510.00 0+610.00 3,231.942 3,223.576 100.000
0+610.00 0+710.00 3,223.576 3,216.481 100.000
0+710.00 0+810.00 3,216.481 3,195.452 100.000
0+810.00 0+910.00 3,195.452 3,193.928 100.000
0+910.00 1+010.00 3,193.928 3,180.596 100.000
1+010.00 1+110.00 3180.411 3179.529 100.000
1+110.00 1+210.00 3179.529 3177.469 100.000
1+210.00 1+310.00 3177.469 3173.947 100.000
1+310.00 1+410.00 3173.947 3171.715 100.000
1+410.00 1+510.00 3171.715 3170.248 100.000
1+510.00 1+610.00 3170.248 3,168.392 100.000
1+610.00 1+710.00 3,168.392 3165.274 100.000
1+710.00 1+810.00 3165.274 3163.247 100.000
1+810.00 1+910.00 3163.247 3159.283 100.000
1+910.00 1+950.00 3159.283 3156.127 40.000
DONDE:
L (m)= Longitud del tramo en estudio.
143
DATOS DE CAMPO CARACTERISTICAS DE DISEÑO
Km: Inicio Km: Fin Tipo: (1) Caudal Q (m³/s)
Coeficiente de Horton
n
Bc (m) Pendiente S
(m/m)
0+050.00 1 213.500 0.035 10.00 0.0257
0+050.00 0+110.00 1 213.500 0.035 12.00 0.0058
0+110.00 0+210.00 1 213.500 0.035 15.00 0.0155
0+210.00 0+310.00 1 213.500 0.035 16.00 0.0029
0+310.00 0+410.00 1 213.500 0.035 13.00 0.0052
0+410.00 0+510.00 1 213.500 0.035 19.00 0.0163
0+510.00 0+610.00 1 214.000 0.035 19.00 0.0837
0+610.00 0+710.00 1 214.000 0.035 20.00 0.0709
0+710.00 0+810.00 1 237.000 0.035 20.00 0.2103
0+810.00 0+910.00 1 237.000 0.035 21.00 0.0152
0+910.00 1+010.00 1 266.600 0.035 24.00 0.1333
1+010.00 1+110.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0088
1+110.00 1+210.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0206
1+210.00 1+310.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0352
1+310.00 1+410.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0223
1+410.00 1+510.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0147
1+510.00 1+610.00 1 266.600 0.035 20.00 0.0186
1+610.00 1+710.00 1 266.600 0.035 17.00 0.0312
1+710.00 1+810.00 1 266.600 0.035 17.00 0.0203
1+810.00 1+910.00 1 266.600 0.035 17.00 0.0396
1+910.00 1+950.00 1 266.600 0.035 17.00 0.0789
144
DATOS DE CAMPO CARACTERISTICAS HIDRAULICAS
Km: Inicio Km: Fin Tirante
Y (m)
Área Hidráulica
A (m²)
Espejo del Agua
T (m)
Perímetro P
(m)
Radio Hidráulico
R (m)
Velocidad V
(m/s)
Energía Especifica
E m-kg/kg
Altura H
(m)
Numero de
Freud F
Estado del Flujo
Numero de
Reynolds Re
Tipo de Flujo
0+050.00 3.6059 34.959 10.000 17.212 2.031 7.346 6.357 4.20 1.235 Supercrítico 1,261,386 Turbulento
0+050.00 0+110.00 3.1717 35.861 12.000 18.343 1.955 3.412 3.765 4.20 0.612 Subcrítico 515,302 Turbulento
0+110.00 0+210.00 3.2639 43.558 15.000 21.528 2.023 5.683 4.911 4.00 1.005 Supercrítico 883,281 Turbulento
0+210.00 0+310.00 3.0929 44.086 16.000 22.186 1.987 2.419 3.391 4.00 0.439 Subcrítico 356,314 Turbulento
0+310.00 0+410.00 3.4553 42.219 13.000 19.911 2.120 3.387 4.040 4.00 0.582 Subcrítico 557,356 Turbulento
0+410.00 0+510.00 2.7149 46.183 19.000 24.430 1.890 5.574 4.299 3.50 1.080 Supercrítico 720,556 Turbulento
0+510.00 0+610.00 3.1108 53.706 19.000 25.222 2.129 13.678 12.650 4.00 2.476 Supercrítico 2,026,186 Turbulento
0+610.00 0+710.00 3.1661 52.923 20.000 25.332 2.089 12.437 11.053 4.00 2.232 Supercrítico 1,875,115 Turbulento
0+710.00 0+810.00 3.5490 60.581 20.000 26.098 2.321 22.970 30.450 4.00 3.894 Supercrítico 3,881,946 Turbulento
0+810.00 0+910.00 3.0901 62.192 21.000 27.180 2.288 6.125 5.003 3.50 1.113 Supercrítico 901,224 Turbulento
0+910.00 1+010.00 3.3510 75.023 24.000 30.702 2.444 18.926 21.614 4.00 3.302 Supercrítico 3,020,046 Turbulento
1+010.00 1+110.00 2.9343 58.6861 20.000 25.869 2.269 4.543 3.986 3.50 0.988 Subcrítico 678,021 Turbulento
1+110.00 1+210.00 2.6082 52.1635 20.000 25.216 2.069 5.111 3.940 3.50 0.988 Subcrítico 695,560 Turbulento
1+210.00 1+310.00 2.9434 58.8687 20.000 25.887 2.274 4.529 3.989 3.50 0.988 Subcrítico 677,543 Turbulento
1+310.00 1+410.00 2.6682 53.3637 20.000 25.336 2.106 4.996 3.940 3.50 0.988 Subcrítico 692,265 Turbulento
1+410.00 1+510.00 2.7874 55.7479 20.000 25.575 2.180 4.782 3.953 3.50 0.988 Subcrítico 685,811 Turbulento
1+510.00 1+610.00 2.9321 58.6423 20.000 25.864 2.267 4.546 3.986 3.50 0.988 Subcrítico 678,136 Turbulento
1+610.00 1+710.00 2.7856 47.3554 17.000 22.571 2.098 5.630 4.401 4.00 1.139 Supercrítico 777,072 Turbulento
1+710.00 1+810.00 2.4847 42.2402 17.000 21.969 1.923 6.312 4.515 4.00 1.139 Supercrítico 798,358 Turbulento
1+810.00 1+910.00 3.0301 51.5117 17.000 23.060 2.234 5.176 4.395 4.00 1.139 Supercrítico 760,595 Turbulento
1+910.00 1+950.00 2.9143 49.5439 17.000 22.829 2.170 5.381 4.390 4.00 1.139 Supercrítico 768,308 Turbulento
145
DATOS DE CAMPO CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS
Km: Inicio Km: Fin Seccion Tipo Proteccion (MI) Tipo Proteccion (MD) b(m)
B(m) H(m) Xi(m) Xd(m)
0+050.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 9.00 10.00 3.50 2.00 2.00
0+050.00 0+110.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 10.00 12.00 3.50 2.00 2.00
0+110.00 0+210.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 5.00 15.00 3.50 3.00 3.00
0+210.00 0+310.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 6.00 16.00 3.50 3.00 3.00
0+310.00 0+410.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 8.00 13.00 3.50 3.00 3.00
0+410.00 0+510.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 9.00 19.00 3.50 3.00 3.00
0+510.00 0+610.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 9.00 19.00 3.50 3.00 3.00
0+610.00 0+710.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 8.00 20.00 3.50 3.00 3.00
0+710.00 0+810.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 8.00 20.00 3.50 3.00 3.00
0+810.00 0+910.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 16.00 21.00 3.50 3.00 3.00
0+910.00 1+010.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 14.00 24.00 3.50 3.00 3.00
1+010.00 1+110.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0 3.0
1+110.00 1+210.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0 3.0
1+210.00 1+310.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0 3.0
1+310.00 1+410.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0 3.0
1+410.00 1+510.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0
3.0
146
1+510.00 1+610.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 20.000 20.000 3.500 3.0 3.0
DATOS DE CAMPO
CARACTERISTICAS CONSTRUCTIVAS
1+610.00 1+710.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 17.000 17.000 4.000 3.0 3.0
1+710.00 1+810.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 17.000 17.000 4.000 3.0 3.0
1+810.00 1+910.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 17.000 17.000 4.000 3.0 3.0
1+910.00 1+950.00 Compuesta Rectangular Gavion caja + Colchon Gavion caja + Colchon 17.000 17.000 4.000 3.0 3.0
147
DATOS DE CAMPO CALCULO DE SOCAVACION
Km: Inicio Km: Fin SUCS ϒ D50 (mm)
Suelo X 1/(X+1) β ɸ Be(m) α Ys (m) Hs=Ys-Y (m)
Ps=1.5.Hs (m)
Hu=Ys-Yn (m)
0+050.00 GP-GM 1.71 16.64 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 9.69 2.597 8.664 5.058 7.59 5.06
0+050.00 0+110.00 GP-GM 1.71 16.64 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 11.31 2.758 7.697 4.526 6.79 4.53
0+110.00 0+210.00 GP-GM 1.71 16.64 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 13.35 2.228 6.776 3.512 5.27 3.51
0+210.00 0+310.00 GP-GM 1.71 16.64 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 14.25 2.281 6.441 3.348 5.02 3.35
0+310.00 0+410.00 GP-GM 1.71 16.64 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 12.22 2.213 7.251 3.796 5.69 3.80
0+410.00 0+510.00 GP-GM 1.71 17.60 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 17.01 2.375 5.554 2.839 4.26 2.84
0+510.00 0+610.00 GP-GM 1.71 17.60 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 17.26 1.870 5.502 2.391 3.59 2.39
0+610.00 0+710.00 GP-GM 1.71 19.72 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 16.72 1.875 5.503 2.337 3.51 2.34
0+710.00 0+810.00 GP-GM 1.71 21.47 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 17.07 1.681 5.751 2.202 3.30 2.20
0+810.00 0+910.00 GP-GM 1.71 23.87 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 20.13 1.796 4.953 1.863 2.79 1.86
0+910.00 1+010.00 GP-GM 1.70 25.03 No Cohesivo 0.30 0.769 1.00 1.00 22.39 1.587 4.945 1.594 2.39 1.59
1+010.00 1+110.00 GP-GM 1.70 25.03 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.216 5.67 2.73 4.10 -0.24
1+110.00 1+210.00 GP-GM 1.70 25.03 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.697 5.67 3.06 4.59 0.09
1+210.00 1+310.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.205 5.68 2.73 4.10 -0.25
1+310.00 1+410.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.597 5.68 3.01 4.51 0.03
1+410.00 1+510.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.415 5.68 2.89 4.33 -0.09
1+510.00 1+610.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 20.00 2.219 5.68 2.74 4.12 -0.24
1+610.00 1+710.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 17.00 2.844 6.43 3.64 5.46 0.29
1+710.00 1+810.00 GP-GM 1.70 24.86 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 17.00 3.440 6.43 3.94 5.91 0.59
1+810.00 1+910.00 GP-GM 1.70 24.21 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 17.00 2.472 6.46 3.43 5.15 0.04
1+910.00 1+950.00 GP-GM 1.70 24.21 No Cohesivo 0.31 0.76 0.82 1.00 17.00 2.637 6.46 3.55 5.32 0.16
148
DATOS DE CAMPO Longitud
Transición LT (m)
Dm Obra D50 (m)
Espesor Colchón t ≥2Dm
Verificación por Vc
Km: Inicio Km: Fin Vc (m/s) V ≤ Vc
0+050.00 7.59 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+050.00 0+110.00 6.79 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+110.00 0+210.00 5.27 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+210.00 0+310.00 5.02 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+310.00 0+410.00 5.69 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+410.00 0+510.00 4.26 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+510.00 0+610.00 3.59 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+610.00 0+710.00 3.51 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+710.00 0+810.00 3.30 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+810.00 0+910.00 2.79 0.15 0.30 5.880 Cumple
0+910.00 1+010.00 2.39 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+010.00 1+110.00 -0.36 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+110.00 1+210.00 0.13 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+210.00 1+310.00 -0.37 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+310.00 1+410.00 0.04 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+410.00 1+510.00 -0.14 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+510.00 1+610.00 -0.35 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+610.00 1+710.00 0.43 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+710.00 1+810.00 0.88 0.15 0.30 5.880 Recalcular
1+810.00 1+910.00 0.06 0.15 0.30 5.880 Cumple
1+910.00 1+950.00 0.23 0.15 0.30 5.880 Cumple
149
DATOS DE CAMPO Verificación por Esfuerzo Cortante en el Fondo y Márgenes
Km: Inicio Km: Fin
tb (N/m2) tm
(N/m2) Angulo Talud
a= Fricción
F = f ts (N/m2) tb ≤ tc tm ≤ ts
0+050.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+050.00 0+110.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+110.00 0+210.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+210.00 0+310.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+310.00 0+410.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+410.00 0+510.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+510.00 0+610.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+610.00 0+710.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+710.00 0+810.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+810.00 0+910.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
0+910.00 1+010.00 225.25 168.94 25.00 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
1+010.00 1+110.00 224.74 168.56 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
1+110.00 1+210.00 321.70 241.28 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
1+210.00 1+310.00 222.63 166.98 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
1+310.00 1+410.00 300.11 225.08 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
1+410.00 1+510.00 262.68 197.01 25.80 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
1+510.00 1+610.00 225.25 168.94 25.80 33.00 0.601 288.563 Cumple Cumple
1+610.00 1+710.00 387.41 290.55 25.00 33.00 0.631 302.775 Cumple Cumple
1+710.00 1+810.00 547.01 410.26 15.00 33.00 0.880 422.338 Revisar Cumple
1+810.00 1+910.00 301.15 225.87 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
1+910.00 1+950.00 338.32 253.74 25.00 32.00 0.603 289.584 Cumple Cumple
150
DATOS DE CAMPO Velocidad
Admisible Ve (m/s)
Velocidad Residual Vb
(m/s)
Condición: Vb ≤ Ve
Km: Inicio Km: Fin
0+050.00 2.538 0.431 Cumple
0+050.00 0+110.00 2.538 0.431 Cumple
0+110.00 0+210.00 2.538 0.431 Cumple
0+210.00 0+310.00 2.538 0.431 Cumple
0+310.00 0+410.00 2.538 0.431 Cumple
0+410.00 0+510.00 2.538 0.431 Cumple
0+510.00 0+610.00 2.538 0.431 Cumple
0+610.00 0+710.00 2.538 0.431 Cumple
0+710.00 0+810.00 2.538 0.431 Cumple
0+810.00 0+910.00 2.538 0.431 Cumple
0+910.00 1+010.00 2.538 0.431 Cumple
1+010.00 1+110.00 2.547 0.431 Cumple
1+110.00 1+210.00 2.547 0.516 Cumple
1+210.00 1+310.00 2.538 0.429 Cumple
1+310.00 1+410.00 2.538 0.498 Cumple
1+410.00 1+510.00 2.538 0.466 Cumple
1+510.00 1+610.00 2.538 0.431 Cumple
1+610.00 1+710.00 2.538 0.563 Cumple
1+710.00 1+810.00 2.538 0.669 Cumple
1+810.00 1+910.00 2.505 0.496 Cumple
1+910.00 1+950.00 2.505 0.526 Cumple
151
D. RESULTADOS
CALCULO DE SOCAVACIÓN
Hs= Ys - Ym 4.526
3.6.4. VERIFICAR EL CÁLCULO DEL DISEÑO DE GAVIONES
3.6.4.1. DISEÑO DE GAVIONES TRAMO CIDELSA
152
DISEÑO DE GAVIONES
MURO DE GAVIONES EMPRESA_CIDELSA
- Km. 00+000 - Km. 00+110 ===> Margen Derecha.
1. Predimensionamiento:
Altura del muro h = 4.00 m Base del muro (B ≥ 0.4 * H) B = 2.00 m OK!
Longitud del muro L = 110.00 m Sobrecargas q = 1.00 Tn/m
2
Angulo Sup. terreno VS horiz ε = 0.00 º Ancho Superior a = 1.00 m
Altura de cimentación T = 0.30 m. OK! Área sección Muro A = 5.50 m
2
a = 3.00 º = 0.0524 Rad Long. Del empedrado C = 0.00 m
Xg = 1.68 m
Material de Relleno: gp = 1.96 Tn/m3
n = 30% gG = 1.37 Tn/m
3
ε = 0 º Material de Base: gb = 1.96 Tn/m
3
f = 33 º = Angulo de fricción del suelo qC = 1.36 Kg/cm
2
Suelo a contener: gS = 1.96 Tn/m3
j = 33 º = 0.576 Rad c = 0.00 Kg/cm2 =
0.000 Tn/m
2
e = 20 º = 0.349 Rad Sobrecarga sobre el Suelo a contener:
q = 1.0 Tn/m2
hS = 0.51 m ... carga equivalente
153
2. Cálculo del Empuje Activo:
b = 93.00 º = 1.6232 Rad
d = 33 º = 0.575958533 Rad
Ka = 0.33
H = 3.99 m
Ea = 6.54 Tn
Componentes del Empuje: EH = 5.67 Tn
EV = 3.27 Tn
Punto de aplic de EV: d = 1.36 m
Punto de aplic de EH: s = 2.07 m
3. Peso del Muro:
gG =
1.37 Tn/m3
Area Gav = 5.50 m
2
W = 7.55 Tn/m .: Cálculo por metro de ancho.
4. Estabilidad al Deslizamiento:
a = 0.0524 Rad ...superficie de falla inclinada en a º.
Fuerza Normal a la Sup.: N = 11.10 Tn
Fuerza Resistente al Desplazamiento (Suelo de Fundación):
f = 33 º = 0.575959 Rad
F. Resist por Fricción: Fr1 = 7.21 Tn --> Frf = N * tanf
F. Resist. debida al Peso y Empuje: Fr2 = 0.57 Tn --> Frw = ( w + EV ) * sena+c*B
F. Actuan. debida al Empuje: Fa = 5.66 Tn --> Fae = EH * cosa
F:S: = 1.37 > 1.2 OK!
154
5. Estabilidad al Volcamiento:
EH = 5.67 Tn d = 1.36 m
Momento actuante (Ma): Ma = 7.72 Tn-m
Momento resistente debido al peso (Mr): W = 7.546 Tn
Xg = 1.25 m
Yg = 1.68 m
s' = 1.34 m
Mrw = 10.08 Tn-m
Momento resistente debido a la componente horizontal del Empuje: EV = 3.27 Tn
s = 2.07 m Mre = 6.79 Tn-m Mr / Ma = 2.19 > 1.5 OK!
6. Verificación de Presiones transmitidas sobre el suelo: B = 2.00 m Mr = 16.87 Tn-m Ma= 7.72 Tn-m N = 11.10 Tn e = 0.176 m B/6 = 0.333 m CASO I: La resultante está dentro del tercio central
e' = 0.824 m
2.00
CASO I (e<B/6) CASO II (e>B/6)
q1 = 8.48 Tn/m2 q1 = 0.01 Tn/m2 q2 = 0.01 Tn/m2 q2 =
8.48 Tn/m2
155
7. Verificación de Esfuerzos admisibles de corte y normales:
Verificación por Esfuerzos de corte:
Malla Cohesión del gavión (Cg)
10x12 mm 1.7
8x10 mm 1.9
24.3 = 0.42 rad 4.406 Ton/m2
= 0.440586508 kg/cm2
Verificación Esfuerzos Normales:
38.6 Ton/m3
= 0.386 kg/cm2
CALCULO DEL AREA Y CENTRO DE GRAVEDAD DEL MURO NIVEL Seccion Nº elementos ANCHO ALTURA AREA Xg Yg A*Xg A*Yg
1 A 1 1.000 1.000 1.000 1.500 3.500 1.500 3.500
2 A 1 1.000 1.000 1.000 1.500 2.500 1.500 2.500
3 B 1 1.500 1.000 1.500 1.250 1.500 1.875 2.250
4 A 2 1.000 1.000 2.000 1.000 0.500 2.000 1.000
4.000 5.500 6.875 9.250
Xo = 1.250
OK! Yo = 1.682
156
DISEÑO DE GAVION TRAMO 01
FUENTE PROPIA
157
3.6.4.2. DISEÑO DE GAVIONES TRAMO PRODAC
DISEÑO DE GAVIONES
MURO DE GAVIONES EMPRESA_PRODAC
- Km. 00+110 - Km. 01+650 ===> Margen Derecha
1. Predimensionamiento: Altura del muro h = 5.00 m
Base del muro (B ≥ 0.4 * H) B = 3.00 m OK! Longitud del muro L = 1,540.00 m Sobrecargas q = 4.00 Tn/m
2
Angulo Sup. terreno VS horiz ε = 0.00 º Ancho Superior a = 1.00 m Altura de cimentacion T = 0.30 m. OK! Area seccion Muro A = 10.00 m
2
a = 4.00 º = 0.0698 Long. Del empedrado C = 0.00 m Xg = 1.70 m Yg = 1.95 m .: c/r al punto 0. Material de Relleno: gp = 1.96 Tn/m
3
n = 10%
gG = 1.76 Tn/m3
ε = 0 º Material de Base: gb = 1.96 Tn/m
3
f = 33 º = Angulo de fricción del suelo
qC = 1.30 Kg/cm2
Suelo a contener: gS = 1.96 Tn/m3
j = 33 º = 0.576 Rad c = 0.00 Kg/cm2 =
0.000 Tn/m
2
e = 20 º = 0.349 Rad Sobrecarga sobre el Suelo a contener:
q = 4.0 Tn/m2
Hs= 2.04 m ….Carga equivalente
158
2. Cálculo del Empuje Activo:
b = 94.00 º = 1.6406 Rad d = 33 º = 0.5759585 Rad Ka = 0.32
H = 4.99 m Ea = 14.30 Tn Componentes del Empuje: EH = 12.51 Tn EV = 6.93 Tn Punto de aplic de EV: d = 1.83 m Punto de aplic de EH: s = 3.14 m 3. Peso del Muro: gG = 1.76 Tn/m
3
Area Gav = 10.00 m
2
W = 17.64 Tn/m
.: Cálculo por metro de ancho.
4. Estabilidad al Deslizamiento: a = 0.0698 Rad ...superficie de falla inclinada en a º.
Fuerza Normal a la Sup.: N = 25.39 Tn
Fuerza Resistente al Desplazamiento (Suelo de Fundación):
f = 33 º = 0.575959 Rad
F. Resist por Fricción: Fr1 = 16.49 Tn --> Frf = N * tanf
F. Resist. debida al Peso y Empuje: Fr2 = 1.71 Tn --> Frw = ( w + EV ) * sena+c*B
F. Actuan. debida al Empuje: Fa = 12.48 Tn --> Fae = EH * cosa F:S: = 1.46 > 1.2 OK!
159
5. Estabilidad al Volcamiento:
EH = 12.51 Tn d = 1.83 m
Momento actuante (Ma): Ma = 22.86 Tn-m
Momento resistente debido al peso (Mr): W = 17.64 Tn
Xg = 1.70 m
Yg = 1.95 m
s' = 1.83 m
Mrw = 32.31 Tn-m
Momento resistente debido a la componente horizontal del Empuje: EV = 6.93 Tn
s = 3.14 m Mre = 21.74 Tn-m Mr / Ma = 2.36 > 1.5 OK! 6. Verificacion de Presiones transmitidas sobre el suelo: B = 3.00 m Mr = 54.05 Tn-m Ma= 22.86 Tn-m N = 25.39 Tn e = 0.271 m B/6 = 0.500 m CASO I: La resultante está dentro del tercio central
e' = 1.229 m
3.00 CASO I (e<B/6) CASO II (e>B/6)
q1 = 13.05 Tn/m2 q1 = 0.00 Tn/m2 q2 = 0.00 Tn/m2 q2 =
13.05 Tn/m2
160
7. Verificacion de Esfuerzos admisibles de corte y normales:
Verficacion por Esfuerzos de corte:
Malla Cohesion del gavion (Cg)
10x12 mm 1.7
8x10 mm 1.9
34.1 = 0.60 rad
7.629 Ton/m2
0.7629117 kg/cm2
Verificación Esfuerzos Normales:
58.2 Ton/m3
0.582 kg/cm2
CALCULO DEL AREA Y CENTRO DE .RAVEDAD DEL MURO
NIVEL Seccion Nº elementos ANCHO ALTURA AREA Xg Yg A*Xg A*Yg
1 A 1 1.000 1.000 1.000 1.500 4.000 1.500 4.000
2 B 1 1.500 1.000 1.500 1.750 3.500 2.625 5.250
3 A 2 1.000 1.000 2.000 2.000 2.500 4.000 5.000
4 AB 1 2.500 1.000 2.500 1.750 1.500 4.375 3.750
5 B 2 1.500 1.000 3.000 1.500 0.500 4.500 1.500
5.000 10.000 17.000 19.500
Xo = 1.700
OK Yo = 1.950
161
DISEÑO DE GAVION TRAMO 02
UENTE PROPIA
162
3.6.4.3. DISEÑO DE GAVIONES TRAMO MACAFERRI
DISEÑO DE GAVIONES
01.01 MURO DE GAVIONES TIPO I - Km. 01+650 - Km. 01+950 ===> Margen Derecha.
1. Predimensionamiento:
Altura del muro h = 4.00 m Base del muro (B ≥ 0.4 * H) B = 2.00 m OK
Longitud del muro L = 300.00 m
Sobrecargas q = 1.00 Tn/m2
Angulo Sup. terreno VS horiz ε = 0.00 º Ancho Superior a = 1.00 m
Altura de cimentacion T = 0.30 m. OK Area seccion Muro A = 5.50 m
2
a = 3.00 º = 0.0524 Rad Long. Del empedrado C = 0.00 m
Xg = 1.25 m
Yg = 1.68 m .: c/r al punto 0.
Material de Relleno: gp = 1.96 Tn/m3
n = 30% gG = 1.37 Tn/m
3
ε = 0 º Material de Base: gb = 1.96 Tn/m
3
f = 33 º = Angulo de friccion del suelo qC = 1.36 Kg/cm
2
Suelo a contener: gS = 1.96 Tn/m3
j = 33 º = 0.576 Rad c = 0.00 Kg/cm2 =
0.000 Tn/m
2
e = 20 º = 0.349 Rad Sobrecarga sobre el Suelo a contener:
q = 1.0 Tn/m2
hS = 0.51 m ... carga equivalente
163
2. Cálculo del Empuje Activo:
b = 93.00 º = 1.6232 Rad d = 33 º = 0.575958533 Rad Ka = 0.33
H = 3.99 m Ea = 6.54 Tn Componentes del Empuje: EH = 5.67 Tn EV = 3.27 Tn Punto de aplic de EV: d = 1.36 m Punto de aplic de EH: s = 2.07 m 3. Peso del Muro: gG = 1.37 Tn/m
3
Area Gav = 5.50 m
2
W = 7.55 Tn/m .: Cálculo por metro de ancho. 4. Estabilidad al Deslizamiento:
a = 0.0524 Rad ...superficie de falla inclinada en a º.
Fuerza Normal a la Sup.: N = 11.10 Tn
Fuerza Resistente al Desplazamiento (Suelo de Fundación): f = 33 º = 0.575959 Rad
F. Resist por Fricción: Fr1 = 7.21 Tn --> Frf = N * tanf
F. Resist. debida al Peso y Empuje: Fr2 = 0.57 Tn --> Frw = ( w + EV ) * sena+c*B
F. Actuan. debida al Empuje: Fa = 5.66 Tn --> Fae = EH * cosa
F:S: = 1.37 > 1.2 OK!
164
5. Estabilidad al Volcamiento:
EH = 5.67 Tn d = 1.36 m
Momento actuante (Ma): Ma = 7.72 Tn-m
Momento resistente debido al peso (Mr): W = 7.546 Tn
Xg = 1.25 m
Yg = 1.68 m
s' = 1.34 m
Mrw = 10.08 Tn-m
Momento resistente debido a la componente horizontal del Empuje: EV = 3.27 Tn
s = 2.07 m Mre = 6.79 Tn-m Mr / Ma = 2.19 > 1.5 OK!
6. Verificacion de Presiones transmitidas sobre el suelo: B = 2.00 m Mr = 16.87 Tn-m Ma= 7.72 Tn-m N = 11.10 Tn e = 0.176 m B/6 = 0.333 m CASO I: La resultante está dentro del tercio central
e' = 0.824 m
2.00 CASO I (e<B/6) CASO II (e>B/6)
q1 = 8.48 Tn/m2 q1 = 0.01 Tn/m2 q2 = 0.01 Tn/m2 q2 =
8.48 Tn/m2
165
7. Verificacion de Esfuerzos admisibles de corte y normales: Verficacion por Esfuerzos de corte:
Malla Cohesion del gavion
(Cg)
10x12 mm 1.7
8x10 mm 1.9 24.3 = 0.42 rad 4.406 Ton/m2
= 0.440586508 kg/cm2
Verficacion Esfuerzos Normales:
38.6 Ton/m3
= 0.386 kg/cm2
CALCULO DEL AREA Y CENTRO DE GRAVEDAD DEL MURO NIVEL Seccion Nº elementos ANCHO ALTURA AREA Xg Yg A*Xg A*Yg
1 A 1 1.000 1.000 1.000 1.500 3.500 1.500 3.500
2 A 1 1.000 1.000 1.000 1.500 2.500 1.500 2.500
3 B 1 1.500 1.000 1.500 1.250 1.500 1.875 2.250
4 A 2 1.000 1.000 2.000 1.000 0.500 2.000 1.000
4.000 5.500 6.875 9.250
Xo = 1.250
OK Yo = 1.682
166
DISEÑO DE GAVION TRAMO 03
FUENTE PROPIA
167
CAPITULO IV
RESULTADOS
168
4.1.- RESULTADO GAVIONES EMPRESA CIDELSA
4.1.1. RESULTADOS DEL ANALISIS DE DEFORMACION DE LAS MALLAS
HEXAGONALES
4.1.2. RESULTADOS DEL DISEÑO DE GAVIONES
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES EMPRESA CIDELSA
FUENTE: PROPIA
169
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES EMPRESA
CIDELSA
FUENTE: PROPIA
4.1.2.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
El muro se desplaza y produce una presión activa de 6.54 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.36m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 2.07m. al lado externo del muro.
4.1.2.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 9.73 Tn.
La resistencia por fricción es de 6.32 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 0.49 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 5.66 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.2>=1.2), cumple.
170
4.1.2.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 5.67 Tn, que genera a una distancia de
1.36m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 7.72 Tn-
m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 6.17tn a una
distancia de 1.70m, genera un momento resistente debido al peso de
10.50 tn-m.
El momento resistente debido a la componente horizontal del empuje es
6.79tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 2.24>=1.5), cumple.
4.1.2.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 5.11 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 4.10 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 38.6tn/m2.
4.1.2.4. DISEÑO PROPUESTO
171
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES PROPUESTA
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES PROPUESTA
4.1.2.4.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
172
El muro se desplaza y produce una presión activa de 6.54 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.36m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 2.07m. al lado externo del muro.
4.1.2.4.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 11.10 Tn.
La resistencia por fricción es de 7.21 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 0.57 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 5.66 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.37>=1.2), cumple.
4.1.2.4.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 5.67 Tn, que genera a una distancia de
1.36m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 7.72 Tn-
m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 7.55tn a una
distancia de 1.34m, genera un momento resistente debido al peso de
10.08 tn-m.
El momento resistente debido a la componente horizontal del empuje es
6.79tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 2.19>=1.5), cumple.
173
4.1.2.4.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 8.48 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 4.10 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 38.6tn/m2.
4.2.- RESULTADO GAVIONES EMPRESA PRODAC
4.2.1. RESULTADOS DEL ANALISIS DE DEFORMACION DE LAS MALLAS
HEXAGONALES
4.2.2. RESULTADOS DEL DISEÑO DE GAVIONES
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES EMPRESA PRODAC
174
FUENTE: PROPIA
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES EMPRESA
CIDELSA
FUENTE: PROPIA
4.1.2.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
175
El muro se desplaza y produce una presión activa de 8.36 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.27m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 3.10m. al lado externo del muro.
4.1.2.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 15.11 Tn.
La resistencia por fricción es de 9.81 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 1.02 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 7.29 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.49>=1.2), cumple.
4.1.2.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 7.31 Tn, que genera a una distancia de
1.27m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 9.27 Tn-
m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 10.58tn a una
distancia de 1.90m, genera un momento resistente debido al peso de
20.12 tn-m.
El momento resistente debido a la componente vertical del empuje es
12.55tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 3.52>=1.5), cumple.
176
4.1.2.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 4.55 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 5.310 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 58.2.6tn/m2.
4.1.2.4. DISEÑO PROPUESTO
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES PROPUESTA
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES PROPUESTA
177
4.1.2.4.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
El muro se desplaza y produce una presión activa de 14.30 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.83m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 3.14m. al lado externo del muro.
4.1.2.4.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 25.39 Tn.
La resistencia por fricción es de 16.49 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 1.71 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 12.48 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.46>=1.2), cumple.
178
4.1.2.4.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 12.51 Tn, que genera a una distancia de
1.83m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 22.86
Tn-m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 17.64tn a una
distancia de 1.70m, genera un momento resistente debido al peso de
32.31 tn-m.
El momento resistente debido a la componente vertical del empuje es
6.93tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 2.36>=1.5), cumple.
4.1.2.4.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 13.05 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 7.63 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 58.2tn/m2.
179
4.1.3. RESULTADOS DEL DISEÑO DE GAVIONES MACAFERRI
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES EMPRESA MACAFERRI
FUENTE: PROPIA
180
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES EMPRESA
macaferri
FUENTE: PROPIA
4.1.3.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
El muro se desplaza y produce una presión activa de 5.16 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.28m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 2.07m. al lado externo del muro.
4.1.2.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 10.29 Tn.
La resistencia por fricción es de 6.68 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 0.52 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 5.47 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.32>=1.2), cumple.
181
4.1.2.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 5.47 Tn, que genera a una distancia de
1.28m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 7.72 Tn-
m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 6.86tn a una
distancia de 1.30m, genera un momento resistente debido al peso de
8.92 tn-m.
El momento resistente debido a la componente vertical del empuje es
6.54tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 2.22>=1.5), cumple.
4.1.2.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 7.86 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 4.224 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 38.6tn/m2.
182
4.1.2.4. DISEÑO PROPUESTO
IMAGEN N°: SECCION TIPICA GAVIONES PROPUESTA
IMAGEN N°: FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE LA ESTRUCTURA DE GAVIONES PROPUESTA
183
4.1.2.4.1. DEL CALCULO DE EMPUJE ACTIVO:
El muro se desplaza y produce una presión activa de 6.54 Tn. La aplicación componente vertical del empuje activo se produce a una
distancia de 1.36m.de la base de apoyo.
La aplicación componente horizontal del empuje activo se produce a una
distancia de 2.07m. al lado externo del muro.
4.1.2.4.2. DE LA ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
El deslizamiento se produce sobre una superficie inclinada a (6°) en donde
actúa una fuerza normal igual a 11.10 Tn.
La resistencia por fricción es de 7.21 Tn.
La resistencia debido al peso y al empuje es de 0.57 Tn.
La fuerza actuante debido al empuje es de 5.66 Tn
La relación de la resistencia del gavión por la fricción del material de relleno
y la respuesta de su propio peso al empuje debe ser mayor o igual al 20%
mayor a la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que
nos garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 1.37>=1.2), cumple.
4.1.2.4.3. DE LA ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
El empuje horizontal es de 5.67 Tn, que genera a una distancia de
1.36m de la base de apoyo del gavión un momento actuante de 7.72 Tn-
m.
El momento resistente debido al peso del muro que es de 7.55 tn a una
distancia de 1.34m, genera un momento resistente debido al peso de
10.08 tn-m.
El momento resistente debido a la componente vertical del empuje es
3.37tn-m.
La relación de la resistencia del gavión por su peso propio y la
componente vertical de empuje debe ser mayor o igual al 50% mayor a
184
la fuerza del empuje actuante sobre la estructura condición que nos
garantiza estabilidad ante el deslizamiento. (F.S. 2.19>=1.5), cumple.
4.1.2.4.3. VERIFICACION DE PRESIONES TRANSMITIDAS AL SUELO
La transmisión de presiones al suelo es de 8.48 Tn/m2, y al resultante se
encuentra dentro del tercio de la base de cimentación del gavión.
El esfuerzo admisible por corte es 4.406 tn/m2.
El esfuerzo normal es de 38.6tn/m2.
185
CONCLUSIONES
4. CONCLUSIONES
Conclusión N° 01
Se ha verificado la hipótesis planteada en esta investigación. El comportamiento
estructural de los diferentes tipos de gaviones en la margen derecha rio Huatanay
en el distrito de San Jerónimo tramo Puente Mariano Túpac Amaru – Puente Petro
Perú es deficiente debido a que su diseño no satisface las necesidades de carga
que requiere la zona para evitar la erosión fluvial y el deslizamiento producto de
las cargas generadas por la vía de evitamiento
Conclusión N°02
Se verifico que el tramo que presenta mayor resistencia es de la marca
cidelsa debido a que no presenta fallas estructurales en el colchón anti
socavantes y responde mejor a las solicitaciones adicionales
Conclusión N°03
Se a demostrado que el cálculo del diseño de gaviones no se adecua a las
solicitaciones adicionales y erosión en la margen derecha del rio Huatanay
del distrito de San Jerónimo tramo Puente Mariano Túpac Amaru – Puente
Petro Perú.
186
Conclusión N° 04
Se a demostrado que La vía de evitamiento genera solicitaciones
adicionales en los tramos que se intersecta con los gaviones en la margen
derecha del rio Huatanay del distrito de San Jerónimo tramo Puente
Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú. que altera el comportamiento
estructural de los gaviones deformando y originando volcamientos
Conclusión N° 05
Los tres tipos de gaviones presentan buenos criterios adecuados de
diseño, pero en ninguno de sus criterios presta mayor importancia al criterio
de socavación. Excepto la marca cidelsa que presenta un factor de
seguridad a la socavación
187
CAPITULO V
DISCUSIONES
188
5. DISCUSIONES
En la presente tesis, se evaluó el comportamiento estructural de los diferentes
tipos de gaviones en la margen derecha rio Huatanay en el distrito de San
Jerónimo tramo Puente Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú, para
determinar las fallas en el cálculo de diseño y también las fallas producidas por
las sobrecargas que se tienen actualmente producidas por la sobrecarga que
genera la vía de evita miento
De acuerdo a ello, se responden las siguientes preguntas
5.1. ¿Los gaviones dan respuesta al cálculo estructural para los que
fueron concebidos inicialmente?
Los gaviones aun cuando son llevados a sus límites y a la pierda de la
capacidad de absorber mayores cargas se evidencian un colapso gradual
y, a pesar de las notables deformaciones no se aprecia un colapso
repentino y generalizado, Lo que significa que los gaviones responden
adecuadamente por la versatilidad de la estructura mas no poseen un
diseño adecuado
189
5.2. ¿Los gaviones cumplen con las especificaciones técnicas durante
su construcción en el tramo Puente Mariano Tupac Amaru – Puente
Petro Peru?
Es posible que no, debido que se observó que en algunas partes los
gaviones poseen deformación que suponen asentamientos en la
cimentación de los gaviones, esto puede ser debido al porcentaje de
vacíos en las cajas de gaviones
5.3. ¿Las mallas de los gaviones cumplen con las especificaciones
mínimas de la ASTM?
Efectivamente cumplen con las características físicas requeridas por la
norma ASTM. Más aún se recomienda hacer un estudio de material para
una mejor verificación.
5.4. ¿Son eficientes las consideraciones de diseño planteadas en los
diferentes tipos de gaviones?
Las diferentes marcas de gaviones poseen sus propios análisis y criterios
diseños, muchas veces se basan en experiencias. Que no necesariamente
coinciden con las características de un lugar a otro ya sea por morfología,
tipología, hidrología, climáticos. Es necesario un buen estudio de estas
condiciones.
5.5. ¿Los gaviones son las más adecuadas defensas ribereñas para el
tramo Mariano Tupac Amaru - puente Petro Peru?
Los gaviones es una medida de protección que es económica, resistente,
adaptable a las deformaciones, adaptable al medio ambiente, excelente
permeable, de un impacto ambiental favorable.
190
RECOMENDACIONES
Recomendación N° 01
Se recomienda a encargados del diseño de gaviones tomara com criterio el
comportamiento de muros de contención con sobrecargas distribuidas como un
empuje en el diseño.
Recomendación N°02
Así también dar mayor importancia a los proceso erosivos debido a que el agua
es un agente natural que es latente en el comportamiento estructural de los
gaviones.
Recomendación N°03
Se recomienda que en el proceso de dimensionamiento de gaviones se estudie
con mayor detenimiento, las solicitudes adicionales que los gaviones puedan
tener en un futuro.
Conclusión N° 04
191
Se a demostrado que La vía de evitamiento genera solicitaciones
adicionales en los tramos que se intersecta con los gaviones en la margen
derecha del rio Huatanay del distrito de San Jerónimo tramo Puente
Mariano Túpac Amaru – Puente Petro Perú. que altera el comportamiento
estructural de los gaviones deformando y originando volcamientos
Conclusión N° 05
Los tres tipos de gaviones presentan buenos criterios adecuados de diseño,
pero en ninguno de sus criterios presta mayor importancia al criterio de
socavación. Excepto la marca cidelsa que presenta un factor de seguridad a
la socavación
192
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Mecánica de suelos I, II y III. autor Juares
badillo y Rico Rodrigues. 4° edision
Diseño y construcción de defensas ribereñas.
“ escuala superior de administración de
aguas charles Sutton. Autor Ing Ruben
Teran. 3° edición
