Recomendaciones para el Cálculo de las Derivaciones y Bajantes.


Con el propósito de hacer posible el dimensionado de los tubos de desagües sanitarios, fue establecido la “Unidad Hidráulica de Descarga” que corresponde a la descarga de un lavamanos, considerada como un caudal de 28 litros por minuto (0.47 lt/seg). Las descargas de los artefactos sanitarios fueron establecidas a partir del lavamanos, cuya UHD es igual a 1.

A continuación se muestran los valores que más frecuentemente se aplican en diseños:


Los diámetros de los ramales. Bajantes y colectores se determinan en base al número máximo de UHD que puede conducir u tubo sanitario.

En diseños los diámetros de ramales oscilan entre 2” y 3”, donde el máximo UHD son 6 y 160 respectivamente.

Las bajantes sanitarias se calculan de forma similar a los ramales, es decir, en base al máximo número de UHD que pueden ser conducidos a las tuberías verticales.

Los valores que se usan con frecuencia son tubos de 3”, 4”, 6”, que pueden conducir 60, 500, 1900 UHD respectivamente.

Materiales de instalación de Desagües.


• Materiales con esmalte en sus partes inferiores y exteriores. Piezas especiales y derivaciones, codos, tubos de transición.(tubos de fundición). Tubos de registro de limpieza; se consigue evitar la estanquidad mediante alquitrán y asfalto o masas resistentes a la penetración de las raíces, según la norma DIN 4038.

• Tubos de hormigón. Con enchufe según la norma DIN4032 solo para aguas pluviales y conductos subterráneos.

• Tubos de fibrocentro. Con enchufe según la norma DIN 19830, 9831 y 19841 Se dispone de la igual modo como los tubos de desagüe y de fundición, pesan menos y se construyen en longitudes mayores. Los tubos de bajada de agua precisan fijaciones y los codos deben ir estribados. Es preciso proteger los tubos cuando se disponen en zonas donde la tierra es agresiva.

• Los tubos de chapa de cinc, de chapa de acero galvanizado de aluminio y de cobre
son apropiados para los conductos de bajada de aguas pluviales con diámetros de 5,7,10,12 y raramente de 15 a 20 cm. Se emplean también para los conductos de aireación de las bajantes y las sombreretes de aireación de los tejados.

• Los tubos de desagüe de acero. Deben utilizarse únicamente, según DIN 19530, en construcciones que no están en el subsuelo y para aguas residuales no agresivas. Debe ir protegido contra la corrosión por dentro y por fuera. Los diámetros disponibles de los tubos son: 40, 50, 70, 100, 125, 150 mm, según DIN2385, 2394, 2448, 2458. Casi siempre van soldados y se prefieren en instalaciones prefabricadas.

• Tubos de desagüe de plomo. Casi no se utiliza más que como conducto de unión en sifones pero no para conductos bajo tierra, los conductos de plomo horizontales y las de conexión van soldadas; los conductos que bajan las aguas se unen mediante enchufe deslizante impermeabilizado con masilla.

• Tubos plásticos. De cloruro de polivinilo, según DIN 19531, no son indicadas para aguas agresivas y temperaturas superiores a 60 ºC. Están disponibles para su uso diámetros de 40 a150 mm con una longitud de hasta 3 metros. La unión de estos tubos se hacen mediante accesorios rígidos provistos de adhesivos insolubles; pesan poco y presentan una superficie lisa.

Recomendaciones para el Cálculo de Colectores de Desagüe sanitario o Tubería Horizontal.


Parámetros de diseño básico

Los colectores sanitarios son conductos ubicados generalmente en el patio de la planta baja de la vivienda. Los materiales de las tuberías pueden ser de hormigón simple junta rígida con mortero o flexible con anillo de goma, tubo de PVC para desagüe junta flexible con anillo de goma o con pegamento.

En lo posible se ubicará en área no edificada para su fácil inspección y limpieza; el trazado de colectores debe ser rectilíneo tanto en planta como en perfil. Los inevitables cambios de dirección deben ser hechos mediante cámaras de inspección.

Cuando los colectores sanitarios atraviesan por ambientes cerrados o habitaciones, se protegerán con una envoltura de hormigón simple (Hormigonado) por la parte inferior del tubo o totalmente.

El diámetro mínimo de los colectores sanitarios debe ser de 1” cuando conduce materia fecal; 3” cuando no conduce materia fecal. El diámetro máximo debe ser menor a los colectores matrices.

Los parámetros básicos de diseño son los siguientes:

Pendientes

Condición Valor Observación
Mínima 2 % Cuando transporta materia fecal
Máxima 20 % Raras veces.
Longitudes
Condición entre cámaras Valor Observación
Máxima 15 [m.] Para Ptes. de 2 %
Máxima 30 [m.] Para Ptes. Mayores
Mínima --- No se especifica
Velocidades
Condición Valor Observación
Máxima 3.0 [m/seg] Para tubo de hormigón simple.
Máxima 4.5 [m/seg] Para tubo de PVC.
Mínima 0.6 [m/seg] Para cualquier conducto.
Tirante máximo: a ½ diámetro de tubo.

En todo tramo de colector entre cámaras de inspección, se debe indicar la siguiente abreviatura:

TCS – 10.4 – 4” – 2.5%

Sistema de Desagüe Pluvial: Instalacion y Tipos de Aguas de Desagüe.


El agua de lluvia es de la mas pura que podemos encontrar en la naturaleza por ser prácticamente aguas destiladas con la ventaja de al caer como lo hace desaguar un altura bastante grande, en aeración es muy eficaz desapareciendo por completo el sabor desagradable del agua destilada. No esta pura por completa para los gérmenes que pueden estar flotando en la atmósfera y también por el polvo o impureza existente a la superficie de recogida sobre todo de periodos de secada.

La superficie de recogido de agua que normalmente se emplea en la tejados y azoteas de las viviendas disponiendo cuidadosamente las bajantes así como los canales de recogida que se sitúan el los aleros y concursas .estos canales se constituyen casi siempre con .y darle por lo menos 1% de pendiente hacia el punto donde arranca el bajante .

También se utiliza como superficie de recogida una era de terreno provisto de una revestimiento de asfalto, empedrado, hormigón dicha superficie se circunda con un muro a fin de que sea inaccesible especialmente para los animales y no puedan depositar en ella inmundicias. Se les suele dar una superficie circular que al igual que la superficie exige menos perímetros para a borrar cerramientos .

Es conveniente no conducir a la cisternas al agua que cae durante las primeras momentos de lluvia ya que arrastra las impurezas depositadas en las superficie colectores máximo cuando hay tiempo que no ha llovido hay numerosos dispositivos cuyo objeto es impedir que penetren en la cisternas las primeras aguas caídas.

Instalación de desagüe yTipos de aguas de desagüe.

Aguas sucias: Conteniendo materia orgánica con impurificación química o mecánicamente de materiales líquidos o sólidos.

Aguas pluviales propiamente dichas: Provenientes de los tejados, balcones, patios, caminos, que contienen a excesiones de barro, arena y ningún otro elemento o compuesto químico.
La conducción de las aguas de desagüe se realiza por conductos de aguas pluviales o de aguas mezcladas .
La conducción para la canalización independiente del agua de lluvia se lleva directamente al cause de evacuación mas próxima (arroyo, rió, similares). A la instalación purificadora correspondiente van solamente las aguas sucias por el sistema de canalización independiente por lo general del sistema de aguas negras. A veces se producen en las instalaciones situadas a un nivel bajo (sótanos) inundaciones debidas a los remansos provocados fuertes lluvias; las ampliaciones que se pueden hacer a la red conductora de aguas sucias son mas sencillas ya que se produce muy raramente la sedimentación en comparación con el sistema conductor de aguas mezcladas.
En el sistema de canalización única (de agua mezclada) la red de desagüe es mas simple y mas barata que en los sistemas independientes Los ayuntamientos se inclinan en general sin embargo por las canalizaciones independientes cuando existe una gran demanda por el uso de la red publica de desagüe. Si se proyecta una transformación de la red publica de desagüe pasándola del sistema combinado al sistema independiente los conductos de desagüe ya deben llevarse a los terrenos por captación.

Algunas Recomendaciones Sobre el Sistema Pluvial.


E1 agua pluvial deberá ser colectada a nivel de cubiertas, techos y terrazas mediante sistemas de canaletas y/o redes horizontales de tuberías y sumideros, y de allí deberán ser conducidas a través de bajantes hasta nivel de terreno, desde donde mediante sistemas colectores puedan ser evacuadas hacia el alcantarillado público.

Las bajantes que no se instalen en ductos especiales, se ubicarán en el exterior de los muros de manera que queden como mínimo a un metro o más de las paredes medianeras o divisorias. Solo podrán empotrarse las bajantes de fierro fundido, PVC u otro material expresamente aprobado por la Entidad Competente.
En ningún caso de aceptará el empotra­miento de bajantes fabricadas de plancha galvanizada doblada.
Los techos horizontales, terrazas y patios, deberán tener pendientes no menores de 2% hacia sus desagües.
Por razones arquitectónicas, se podrá admitir la omisión de canaletas y bajantes, siempre y cuando les techos no concen­tren el agua pluvial en puntos determinados.

Los techos que queden sobre las aceras, no podrán en ningún caso verter sus aguas directamente sobre ellas, debiendo hacerlo mediante bajantes que conduzcan el agua pluvial por debajo de la acera al pie del cordón de la misma.

Los balcones y elementos salientes tales como marquesinas y otros, podrán evacuar las aguas pluviales a vía pública siempre que no concentren las aguas en puntos determinados.
Ninguna bajante de aguas pluviales de techo terraza podrá utilizarse para la evacuación de aguas residuales o para propósitos de ventilación.

Los sumideros y otros receptores de aguas pluviales, deberán ser fabricados en fierro fundido, bronce, plomo, PVC u otro material resistente a la corrosión y estarán provistos de rejillas o similares.
Cuando los sumideros estén instalados en terrazas o áreas accesibles (sumideros con rejillas planas), el área abierta de la rejilla deberá ser por lo menos dos veces el área de la tubería a la que están conectados.

Sistemas de Alcantarillado Separado y Combinado.


En las ciudades debidamente urbanizadas se cuentan con sistemas de alcantarillados separados y/o combinados.

El sistema separado es aquel que conduce las aguas negras y pluviales en sus respectivos colectores, es decir, las aguas servidas en una red de colectores, y las aguas pluviales en otra. De acuerdo con el sistema de alcantarillado que se disponga en la localidad, os proyectos de instalaciones sanitarias también deben tener la misma disposición.

Cámaras de Inspección para el Sistema de Desagüe.


Son obras complementarias y necesarias para que el sistema de desagües funcione en forma adecuada. Las dimensiones y tamaños utilizados en proyecto se muestran en el Reglamento Nacional. La forma de las cámaras generalmente es cuadrada, sus dimensiones interiores son de 60 x 60 [cm.] por 1 [m.] de altura; 60 x 100 [cm.] para alturas mayores a 1 [m.].

Las cámaras con profundidad mayor a 1 [m.] deben tener peldaños de fierro de 5/8” espaciados cada 30 [cm.]

La ubicación de las cámaras de inspección pueden tener las siguientes ubicaciones:

 En todo cambio de dirección, diámetro y pendiente.
 En todo arranque de colector.
 En la confluencia de dos o más colectores.
 En distancias mayores a 15 [m.].
 Próximo al límite de propiedad para su conexión con la red pública.
 En la parte superior aguas arriba, e inferior aguas debajo de un muro de contención.

Los cortes verticales se especifican a continuación:

En el dibujo de los sistemas de desagüe sanitario, se debe mostrar dos cortes verticales, donde se muestren las conexiones de los artefactos sanitarios a las bajantes, anotándose el material, diámetro, tipo de artefacto, nivel de piso.

Se debe mostrar los cortes longitudinales de cámaras de inspección, referidas a un plano de comparación teórico, ubicado entre 3 y 5 metros de profundidad. El perfil debe estar claramente dibujado con cotas en la cámara de inspección desde la cámara principal hasta la más alejada, en el trazo de los colectores se indicarán las abreviaturas de:
TCS – 10.4 – 4” – 2.5%

Y su conexión en los colectores públicos.

En cuanto a la numeración de cámaras de inspección se tiene que:

En las plantas y cortes verticales, se muestran las cámaras de inspección, comenzando desde la cámara principal de conexión con los colectores públicos, y enumerando en forma ascendente y en sentido contrario al escurrimiento, hasta la última cámara.

Datos Técnicos de los Colectores Públicos.


Las aguas residuales son transportadas desde su punto de origen hasta las instalaciones depuradoras a través de tuberías, generalmente clasificadas según el tipo de agua residual que circule por ellas. Los sistemas que transportan tanto agua de lluvia como aguas residuales domésticas se llaman sistemas combinados

Generalmente funcionan en las zonas viejas de las áreas urbanas. Al ir creciendo las ciudades e imponerse el tratamiento de las aguas residuales, las de origen doméstico fueron separadas de las de los desagües de lluvia por medio de una red separada de tuberías. Esto resulta más eficaz porque excluye el gran volumen de líquido que representa el agua de escorrentía. Permite mayor flexibilidad en el trabajo de la planta depuradora y evita la contaminación originada por escape o desbordamiento que se produce cuando el conducto no es lo bastante grande para transportar el flujo combinado.

Las instalaciones domésticas suelen conectarse mediante tuberías de arcilla, hierro fundido o PVC de entre 8 y 10 cm de diámetro. El tendido de alcantarillado, con tuberías maestras de mayor diámetro, puede estar situado a lo largo de la calle a unos 1,8 m o más de profundidad. Los tubos más pequeños suelen ser de arcilla, hormigón o cemento, y los mayores, de cemento reforzado con o sin revestimiento. A diferencia de lo que ocurre en el tendido de suministro de agua, las aguas residuales circulan por el alcantarillado más por efecto de la gravedad que por el de la presión. Es necesario que la tubería esté inclinada para permitir un flujo de una velocidad de al menos 0,46 m por segundo, ya que a velocidades más bajas la materia sólida tiende a depositarse y a velocidades muy altas, se tiene el peligro de erosión en los conductos.
Los desagües principales para el agua de lluvia son similares a los del alcantarillado, salvo que su diámetro es mucho mayor. En algunos casos, como en el de los sifones y las tuberías de las estaciones de bombeo, el agua circula a presión.

Las canalizaciones urbanas acostumbran a desaguar en interceptores, que pueden unirse para formar una línea de enlace que termina en la planta depuradora de aguas residuales. Los interceptores y los tendidos de enlace, construidos por lo general de ladrillo o cemento reforzado, miden en ocasiones hasta 6 m de anchura.

El colector con que cuenta la ciudad de Oruro, recibe tanto las aguas servidas como las aguas pluviales, por lo tanto se trata de un sistema combinado. Por lo tanto para el diseño del presente proyecto consideraremos un sistema combinado. Teniendo entonces los siguientes datos:

Tubería sanitaria a 2.5 m. del límite de propiedad.

Tubería sanitaria con Ø 20” a una profundidad de 2.8 m. con Pte. = 2%.

Sobre ambas tuberías esta una carpeta asfáltica con una Pte. Aproximada de 0.1%.

No existe presión en la tubería matriz, pues las aguas fluyen por gravedad

Cálculo del Sistema de Desagüe Sanitario.

Cálculo de la tubería de ventilación.
Con 115 UHD tenemos de la tabla 9.8.2 los siguientes datos:
· Ø = 4”
· LMáx = 2.70 [m.]

Cálculo de las derivaciones y bajantes.
TERRAZA

PLANTA TIPO
Baño

PLANTA TIPO
Cocina
 
 PLANTA BAJA



* Sistema Bajante Sanitaria III
PLANTA BAJA
 Cálculo de los colectores de desagüe sanitario.

Calculo del Sistema de Desagüe Pluvial.

Desagües Pluviales (Con intensidad de lluvia de 100 mm/Hr)
Canaletas de Sección Rectangular. Pendiente = 0.5%
 
 
Colectores de Desagüe Pluvial
(Con intensidad de lluvia de 100 mm/Hr)
Pendiente = 2%

Factor de Seguridad de Cimentaciones en el Diseño de Edificios.

Los edificios son diseñados con la base de introducir al análisis un factor de seguridad que puede ser definido como la proporción de la resistencia R de la estructura a las cargas aplicadas L ( S = R / L ). La magnitud del factor de seguridad depende principalmente de la fiabilidad de los datos de diseño y la valoración de la resistencia estructural, y las cargas aplicadas. La exactitud de los análisis estructurales, la calidad de la construcción y el mantenimiento, u la probabilidad y gravedad de una falla durante la vida de servicio de la estructura, también influyen en el valor de F.

El diseño de fundaciones hay más incertidumbres y aproximaciones que en el diseño de otras estructuras, por la complejidad del comportamiento del suelo y el conocimiento incompleto de las condiciones del subsuelo. Estas incertidumbres y aproximaciones deben ser evaluadas para cada caso y asignar un factor de seguridad que sea razonable, pero tomando en cuenta algunos o todos los siguientes aspectos:

1.- Magnitud de los daños (pérdida de vidas, pleitos, daño a la propiedad
2.- Costo relativo de aumentar o disminuir F.
3.- Cambio relativo en probabilidad de falla por cambiar F
4.- Fiabilidad de los datos del suelo.
5.- Tolerancias constructivas.
6.- Cambios de las propiedades del suelo debido a operaciones constructivas.
7.- Exactitud (o aproximaciones usadas) en el desarrollo de los métodos de diseño / análisis.

Definición de Cimentación.

Todas las estructuras de ingeniería edificadas sobre la tierras, incluyendo terraplenes, diques (ambos de concreto y tierra), edificios y puentes, consiste en dos partes, la superior o superestructura y la inferior o fundación. La fundación es el elemento intermedio entre la superestructura y el suelo de soporte o roca. En el caso de terraplenes o diques de tiera no existe una clara diferencia entre la "superestructura" y la fundación.

Ingenieria de fundaciones es el arte y ciencia de aplicar criterio de ingenieria y los principio de mecánica desuelos para predecir la respuesta de las masas de tierras a condiciones cambiantes de geometría y/o cargas.

Se debe tomar nota que la ingeniería de fundaciones ha sido definida como el "arte y ciencia" de aplicar el criterio de ingeniería y los principios de mecánicas de suelos. La ciencia de las mecánica de suelos ha progresado rapidamente y considerablemente en los últimos cincuenta años. Sin embargo, por la variabilidad natural del suelo ylos problemas de muestreo, el diseño de una fundación aún depende en gran parteademás del "arte" de la aplicación del criterio técnico.

Mecánica de suelos se considerará como producto de la Ingeniería Geológica y otros disciplinas de ingeniería pertinentes in cluyendo mecánica de materiales, hidraulica, estructura y vibraciones estructurales, y teoría de elasticidad.

Fundaciones para estructuras como puentes y edificios, desde la más pequeña residencia hasta la más elevada estructura, tienen por objeto transmitir las cargas de la construcción, las cuales usualmente tienen desde esfuerzos grandes ( en el caso de columnas de acero quizas 20.000 libras por pulgada 2 (1.400 kg/cm2),hasta los m ás baja capacidad de soporte del suelo. Esta transmisión de esfuerzos es mediante:

1 Fundaciones superficiales (zapatas)
2.- Fundaciones profundas (pilotes o compuertas de diques)

Definición de Cimentación.

Todas las estructuras de ingeniería edificadas sobre la tierras, incluyendo terraplenes, diques (ambos de concreto y tierra), edificios y puentes, consiste en dos partes, la superior o superestructura y la inferior o fundación. La fundación es el elemento intermedio entre la superestructura y el suelo de soporte o roca. En el caso de terraplenes o diques de tiera no existe una clara diferencia entre la "superestructura" y la fundación.

Ingenieria de fundaciones es el arte y ciencia de aplicar criterio de ingenieria y los principio de mecánica desuelos para predecir la respuesta de las masas de tierras a condiciones cambiantes de geometría y/o cargas.

Se debe tomar nota que la ingeniería de fundaciones ha sido definida como el "arte y ciencia" de aplicar el criterio de ingeniería y los principios de mecánicas de suelos. La ciencia de las mecánica de suelos ha progresado rapidamente y considerablemente en los últimos cincuenta años. Sin embargo, por la variabilidad natural del suelo ylos problemas de muestreo, el diseño de una fundación aún depende en gran parteademás del "arte" de la aplicación del criterio técnico.

Mecánica de suelos se considerará como producto de la Ingeniería Geológica y otros disciplinas de ingeniería pertinentes in cluyendo mecánica de materiales, hidraulica, estructura y vibraciones estructurales, y teoría de elasticidad.

Fundaciones para estructuras como puentes y edificios, desde la más pequeña residencia hasta la más elevada estructura, tienen por objeto transmitir las cargas de la construcción, las cuales usualmente tienen desde esfuerzos grandes ( en el caso de columnas de acero quizas 20.000 libras por pulgada 2 (1.400 kg/cm2),hasta los m ás baja capacidad de soporte del suelo. Esta transmisión de esfuerzos es mediante:

1 Fundaciones superficiales (zapatas)
2.- Fundaciones profundas (pilotes o compuertas de diques)

Factores que Determinan el Tipo de Cimentación que se Utilizara en una Determinada Construcción.

La selección del tipo y las dimenciones de una cimentación suele hacerse mediante tablas de presiones admisibles.

La mayoria de los Códigos de Construcción contienen estas tablas, basadas en la experiencia general de los suelos de la zona en que se aplica el código. Estas presiones admisibles suelen dar lugar a dimensionamientos para edificios de escasa altura sobre zapatas aisladas, aunque pueden quedar del lado contrario a la seguridad en estructuras grandes o esopeciales. En muchos casos un estudio cuidadoso demostrará que pueden utilizarse con seguridad presiones admisibles superiores a las indicadas en los códigos.

Limitaciones del Ensayo de Carga Directa.

- Se seleccionan los sitios de las autopistas, carreteras, vías urbanas o pistas de aterrizaje sobre las cuales se van a realizar pruebas, generalmente se escogen sitios a una distancia aproximada de 200 metros uno de otro.

- En cada sitio escogido se coloca una gandola o trailer y condicionada debidamente con vigas metálicas para que contra ellas actué un gato hidráulico al aplicarse la carga.

- Debajo de la gandola y sobre el sitio escogido para ejecutar el ensayo, se busca un disco metálico rígido de 2.54 mm y área de 62 mm.

- Para medir las deflexiones se colocan dos extensómetros encima del disco metálico y diametralmente opuesto.

- Se aplica con el gato hidráulico una carga inicial que produzca una deflexión entre 0.25 y 0.50, se suelta esta carga y luego se aplica la mitad de la carga anterior, se suelta la carga hasta que las agujas de los extensometros estén en reposo y una ve

- Se aplican cargas en incrementos moderados de 0.10 a0.40 kg / m5 para cada incremento de carga deberá registrarse su correspondiente deflexión... Continúese estre procedimiento hasta obtener la deflexión deseada.

- Deberá tomarse la temperatura ambiente, a intervalos de media hora.

Métodos de Muestreo e Investigación de Suelos.


Los métodos de muestreo y de investigación de suelos , más usuales en las construcciones. El Cuadro, contiene la explicación del ensayo y los parámetros que se obtienen con dicho ensayo.



Parámetros de Diseño para el Abastecimiento y Distribución de Agua.

PARÁMETROS BÁSICOS DE DISEÑO
Para calcular la población futura existen varios métodos pero tres son los más usados y son el método aritmético, geométrico y el de Wappaus, para éste calculo se deberá tomar varios aspectos como ser económicos y socio culturales de la población.
Se aplicaran los métodos , para las características socio económicas de la población :
- Crecimiento aritmético.
- Crecimiento geométrico
- Método Wappaus
- Método exponecial
- Método grafico por comparación.
Todo de acuerdo al tipo de sociedad a la que se esta refiriendo para la cantidad de agua a consumir.
CALIDAD DEL AGUA.- El agua captada deberá cumplir con las normas de calidad principalmente bacteriológica y físico-química.

FUENTES DE AGUA .-
Las condiciones de las fuentes deberán ser estudiadas alternativamente tanto técnico como económico, se deben considerar aguas de cursos naturales ó subterráneas. Dentro de las fuentes superficiales tenemos que tomar principalmente el caudal mínimo, precipitaciones pluviales, su evaporación como su infiltración.
CAPACIDAD.-La capacidad de captación será igual al consumo máximo diario del sistema dotado de tanques de regulación e igual al consumo máximo horario en caso contrario.

CAPACIDAD SUPERFICIALES.-
a) En ríos : El lugar de captación tendrá que ser fijada de tal manera que no amenazará la seguridad de la estructura la que se proyectará para una velocidad de 0,60 m/s.
b) En presas de almacenamiento.- La capacidad del vaso tiene que ser fijada en base al estudio de los aportes y demanda para el escurrimiento de agua, en la que la velocidad no tiene que ser mayor a 0,60 m/s.

CAPACIDAD POR MEDIO DE GALERIAS FILTRANTE:
Es un conducto horizontal y permeable menor a 0,5 m/s y no mayor 1,0 m/s su velocidad.

CAPACIDAD DE MANANTIALES .-Es un afloramiento de agua subterránea.

ADUCCION DEL AGUA.-
Es la conducción del agua ya sea por tubería o pro canales, en el que se recomienda por tubería ya que tiene que tomarse en cuenta la contaminación y limpieza del agua potable.
Se debe hacer un estudio general para la ubicación de la aducción, por las características del subsuelo por la que requieren los plano topográficos.
Para las tuberías de aducción se emplearas en grandes presiones tuberías de acero con uniones soldadas. La ubicación de las válvulas tendrán que ser protegidas por una cámara de inspección.
ESTACIONES DE BOMBEO.-
Las estaciones de bombeo son empleados para conducir agua de una cota inferior a una superior en las que las tuberías de distribución y la estación deben calcular de en base al consumo máximo horario.
TANQUE SE ALCENAMIENTO DE AGUA.-
Son depósitos destinados a almacenar una cierta cantidad de agua estos tanques pueden ser de dos tipos : Tanques superficiales y elevados.
La formula para el tiempo de vaciado es :
2 * S h S = Superficie del tanque m2
T = -- --------------- h = Carga sobre el desagüe m
m * w 2g m = Coeficiente de tracción
w = Área del dispositivo de desagüe m2.

RED DE DISTRIBUCIÓN.-
Es el conjunto de tuberías destinados al suministro de agua a los usuarios.
Tiene que calcularse el caudal de diseño, realizando un análisis hidráulico con los diámetros mínimo y velocidades presiones respectivas.

TUBERIAS Y ACCESORIOS.-
La tubería es un medio de transporte de agua que va de un punto a otro siempre tiene en cuenta la cantidad, calidad y presión, con accesorios para su instalación.
Cada tubería de distinto material presenta sus ventajas y desventajas estos materiales son:
- Fierro fundido
- Fierro dúctil
- Plástico
- Asbesto
- Hormigón
- Acero

Evaluación del Drenaje en una Carretera.


El drenaje en una carretera, busca eliminar el agua superficial sobre la franja del camino, restituir la red de drenaje natural la cual puede verse afectada por el trazado y evitar que el agua subterránea pueda comprometer la estabilidad de la base, de los terraplenes o cortes del camino.

Con la finalidad de eliminar el agua proveniente de las avenidas, se diseñan las obras de drenaje vial, abarcando los tipos más comunes de alcantarillas de tubos (acero corrugado y hormigón), alcantarillas de cajones simples, dobles y triples y alcantarillas de arco. También obras de drenaje superficial como bajadas de agua, cunetas, disipadores de energía, sumideros, etc. como obras de drenaje subterráneo como subdrenes, drenes longitudinales, sifones, etc.

Sistemas de Alcantarillado: Objetivos y Tipos de Sistemas.


El proyecto de sistema de alcantarillado sanitario, se tiene aprobado, faltando su ejecución, lo cual está en función al mejoramiento de la dotación del agua potable.

La implantación de un sistema público de abastecimiento de agua genera la necesidad de recojo, alejamiento y disposición final de aguas servidas, constituyendo éstos junto con el primero, servicios de infraestructura, indispensables a toda comunidad civilizada.

En ciudades beneficiadas de un sistema público de abastecimiento de agua y todavía carentes de un sistema de alcantarillado sanitario, aguas terminan contaminado el suelo, así como las aguas superficiales y freáticas; frecuentemente pasan a fluir por las zanjas y cunetas constituyéndose en peligrosos focos de diseminación de enfermedades.

Con la construcción del sistema de alcantarillado en una comunidad, se buscará alcanzar los siguientes objetivos que vienen a ser los más importantes:

- Mejoría de las condiciones sanitarias locales y el consecuente aumento de la productividad.
- Conservación de recursos naturales.
- Recojo y alejamiento rápido y seguro de las aguas residuales.
- Disposición adecuada, sanitariamente hablando del afluente.
- Eliminación de focos de contaminación, así como de aspectos estéticos (olores desagradables).

La red de alcantarillado o alcantarillados es un conjunto de conductos cerrados o abiertos dispuestos en las vías públicas, está destinada a recolectar, evacuar y disponer finalmente las aguas residuales o pluviales de una población.

El diseño se lo realiza siempre con una pendiente positiva que debe partir de las extremidades superiores hacia las inferiores, considerando escurrimiento por gravedad o escurrimiento libre.

Tipos de sistemas de alcantarillado.

Existen tres tipos de sistemas de alcantarillado:

1 Sistema combinado.
Este sistema es llamado en nuestro país SISTEMA UNITARIO. Es la red de alcantarillado la que recibe las aguas negras o residuales y las aguas pluviales al mismo tiempo.

2 Sistema separado (Unitario)
Recolecta en un solo conducto las aguas servidas y en otro conducto las aguas pluviales. Están dispuestos según el eje de la calzada, a un metro de distancia entre colectores y van paralelamente.

3 Sistema semicombinado.
Es el que recibe las aguas negras y aguas pluviales provenientes de los patios o áreas edificadas.
Para el presente proyecto se calculará o diseñará un sistema de alcantarillado separado

Diámetros Máximos y Mínimos para Sistemas de Alcantarillados.


El diámetro mínimo que se adopta en un sistema de alcantarillado sanitario es de 6".
El diámetro mínimo para las alcantarillas de un sistema pluvial, seria de 8" ( 200 mm. ) para casos especiales previamente justificados podrá emplearse un diámetro mínimo de 6" ( 150 mm ).

Ubicación y Profundidad de los Colectores.


La profundidad mínima a que se debe introducir los colectores, está relacionada con la posibilidad de evacuación de las aguas residuales.

Para asegurar un drenaje adecuado de los artefactos provenientes de industrias y habitaciones, asi como de los suministros de los sistemas pluviales y a objeto de evitar interferencias con los conductos de otros servicios públicos se aconseja prufundidades de 1.00 a 1.50 metros y de 1.50 a 2.00 metros para alcantarillas pluviales y sanitarias, respectivamente.

La profundidad máxima es de 5 m.

Trazado de Redes: Ubicación de los Colectores Principales y Secundarios


Los trazados se refieren a la ubicación de los colectores principales y secundarios en las vías públicas, y están en función principalmente de la topográficas del terreno, tipo de sistema elegido y disposición final de las aguas.

Los trazados mas utilizados en las redes son: Trazado perpendicular o espina de pez, Trazado interceptor, trazados paralelo, trazado radial y Trazado bayoneta.

Trazado perpendicular o espina de pez.
Se diseña cuando se puede descargar directamente sobre los cursos receptores, son trazados de pequeña longitud y su aplicación está en diseños de alcantarillado pluvial o en diseño de alcantarillados don de no se tiene mucha contaminación, en puntos de descarga.

Trazado interceptor.
Los conductos principales tienen un trazado de espina de pez y perpendicular al cuerpo receptor, estos conductos son interceptados por otro conducto principal llamado interceptor, conduciendo las aguas a una planta de tratamiento o a un punto de tratamiento adecuado.

Trazado paralelo.
Cuando los conductos principales o interceptores, se diseñan paralelamente evitando recargar el conducto principal más bajo, si por topografía se obliga a bombear las aguas servidas, disminuyendo de ésta manera el caudal de bombeo.

Trazado radial.
Se empleará este trazado cuando la topografía y disposición de la misma, obligue a la adopción de un trazado en que los conductos parten de las áreas más densamente pobladas, para las zonas suburbanas, teniendo en consecuencia varios puntos de concentración de aguas negras o pluviales.

Trazado bayoneta.
Se empleará en lugares de topografía plana, con el objeto de mantener un flujo continuo de las aguas servidas.

Trazado geométrico de los colectores.
Se debe efectuar en función de los principales colectores, pueden tener una forma muy peculiar de acuerdo a lo siguiente:
- La topografía y la geología del área de aporte.
- El tipo de trazado elegido.
- Ubicación del punto de lanzamiento.
- Ubicación de la planta de tratamiento.
- Tipo del sistema elegido.

Trazado de la red en planta.
Las normas de un buen diseño se debe regir a:
- El colector sanitario debe estar ubicado en el eje geométrico de las vías.
- En lugares accidentados el colector se ubicará con preferencia en los lados de los terrenos más bajos.
- Se podrá cambiar la ubicación de los colectores cuando se tiene la existencia de otros servicios públicos como ser agua potable, líneas telefónicas, etc.
- Cuando se tienen vías mayores a 20 m. de ancho con dos carriles se proyectarán dos colectores que se deben ubicar lo más próximo a las viviendas

Periodo de Diseño de la Red de Alcantarillado Sanitario.

Es el tiempo para el cual se estima que un sistema va a funcionar satisfactoriamente, el establecimiento del periodo de diseño o año horizonte del proyecto se puede establecer para cada par de componente del proyecto y depende de los siguientes factores:

a) La vida útil de las estructuras o equipamientos teniéndose en cuenta su obsolescencia o desgaste.
b) La facilidad o dificultad de la ampliación de las obras existentes.
c) Las tendencias de crecimiento de la población futura con mayor énfasis el del posible desarrollo de sus necesidades comerciales e industriales.
d) El comportamiento de las obras durante los primeros años o sea cuando los caudales iniciales son inferiores a los caudales de diseño.

El periodo de diseño es por definición el tiempo que transcurre desde la iniciación del servicio del sistema, hasta que por falta de capacidad o desuso, sobrepasan las condiciones establecidas en el proyecto.
Para redes de distribución es conveniente poner un periodo de diseño que varía entre 25 y 30 años y para poblaciones pequeñas muy necesitadas este periodo se puede tomar de 15 a 20 años.


Para las estructuras y equipo componente de un sistema se tiene tabulados periodos de diseño, obtenidos en función del número de horas de trabajo.


Considerando todos estos aspectos, para el presente proyecto optaremos por un periodo de diseño igual a 25 años.


El periodo de diseño o alcance del proyecto se debe establecer de acuerdo a varios factores que son:
- La vida útil de las estructuras y equipamiento teniéndose en cuenta su obsolescencia o desgaste.
- La facilidad o dificultad de ampliación de obras.
- Las tendencias de crecimiento de la población con mayor énfasis en el desarrollo de sus actividades, que pueden ser industriales o comerciales.
- El comportamiento de la obra en periodos iniciales cuando los caudales son inferiores a los de los años de diseño.

De acuerdo con lo anterior los periodos de diseño sugeridos para las siguientes obras son:
- Colectores (principales, secundarios, interceptores) 30 años.
- Para ciudades con índice de crecimiento elevado: 10-15 años.
- Para ciudades con índice de crecimiento bajo: 20 - 25 años.
- Plantas de tratamiento: 20 - 30 años.

En los sistemas de alcantarillado sanitario, actualmente se consideran periodos de diseño de 10 a 15 años, por considerarse que su funcionamiento es más óptimo.

Aguas por malos Empotramientos y de Infiltración.


Aguas por malos empotramientos.
Se consideran los aportes ilícitos de aguas de lluvia que se conecten al sistema de alcantarillado sanitario, provenientes de techos patios, cubiertas de pozos de visita, etc.
Para proyectos nuevos el caudal promedio es del 15 al 20 % del caudal medio. También se puede considerar un gasto mínimo de 30 lt/hab-día.


Aguas de infiltración.
La contribución de aguas de infiltración será determinada siempre que sea posible por medida directa haciendo aforos a las horas de mínimo consumo de agua.

Para su determinación deberá considerarse la naturaleza y permeabilidad del terreno, la altura del nivel freático sobre la clave de las alcantarillas o colectores, del diámetro de la longitud de las tuberías, la clase y tipo de tuberias empleadas, el tipo de unión y el número de las mismas, el cuidado en la colocación de las juntas y cámaras de inspección, y el tipo de conexiones domiciliarias, se justificará el valor adaptable basado en los factores anotados.

CALCULO DE COLECTORES: Diámetros comerciales mínimos, Tirantes límites, Velocidad de dimencionamiento, Tensión tractiva

Diámetros comerciales mínimos
Se calculará con la ecuación de Manning como se indica mas adelante. Este diámetro calculado deberá ser mayor al diámetro mínimo recomendado por el reglamento, que es de 6 pulgadas.
En caso de que el diámetro calculado sea menor al de 6", se adoptará un diámetro mínimo de 6".

Tirantes límites
La sección hidraúlica que se adoptará para el diseño de los colectores, será a tubo parcialmente lleno; teniendo un tirante máximo de diseño de (2/3) del diámetro del tubo.

Velocidad de dimencionamiento

Como se indicó anteriormente, la velocidad máxima que se admitirá en el diseño será, de 4.50 m/seg; la velocidad mínima a tubo parcialmente lleno, será de 0.30 m/seg.

Tensión tractiva
La fuerza tractiva o tensión de arrastre de sedimentos, es aquella tensión tangencial ejercida sobre las paredes del conducto por el escurrimiento del líquido. La verificación se hace tramo por tramo, y se verifica la tensión crítica mínima de arrastre, que es la tensión mínima necesaria para el movimiento inicial de las partículas depositadas dentro el colector.

Criterios para el Diseño de Cámaras de Inspección y Áreas de Aporte.

a) Cámaras de inspección.
- Deben ser construidas con suficiente espacio para que el funcionario de limpieza se desenvuelva con holgura en sus trabajos.
- El diámetro mínimo en la parte inferior varía de 1 a 2 metros.
- Su forma puede ser troncocónica con una inclinación en un solo lado o en toda la cámara.
- Se los puede construir de mampostería de piedra bruta o cortada con un espesor mínimo de 0.2 m. en las paredes, teniendo que verificarse este espesor para profundidades mayores a 1.50 m.
- Se los construye también de mampostería de ladrillo gambote, hormigón ciclópeo, y con prefabricados que se arman por anillos con anclajes semejantes a las juntas de machihembre.
- La tapa de la cámara puede ser metálica o de una losa de hormigón armado de 0.60 m. de diámetro como mínimo.
Las cámaras de inspección se deben ubicar en:
- Arranque o extremidades de los colectores.
- En la confluencia de dos o más colectores.
- En los puntos donde se unen cambios de dirección o cambios de pendiente y también en todo cambio de diámetro.
- En tramos de colectores de diámetros pequeños, o sea cuando éstos están a distancias mayores a 100 metros.
- En los colectores o emisarios de gran diámetro para la inspección y limpieza entre tramos que puedan variar de 150 a 250 metros.
- En las extremidades aguas arriba y aguas abajo de un sifón invertido. 


b) Determinación de las áreas de aporte.
- Las áreas de aporte son superficies que pueden ser drenadas por un colector en forma tal que su trazado puede estar en función de la topografía.

ESTRUCTURAS ESPECIALES: Estaciones Elevadas y Sifones Invertidos.

Estaciones Elevadas
Denominadas también plantas elevadoras, son instalaciones electromecánicas destinadas a la evacuación de las aguas servidas evitando de este modo la posible excesiva profundidad de los colectores. Estas pueden estar ubicadas dentro y fuera del radio urbano, en el presente proyecto tenemos una estación de bombeo.

Sifones Invertidos
Son estructuras constituidas por uno o mas colectores y funcionan a presión, son utilizados cuando es necesario pasar estos por debajo de obstáculos como quebradas, carreteras, rios, etc.

DISPOSICIÓN FINAL DE AGUAS RESIDUALES: Obras de lanzamiento,Sifones Invertidos,Aliviadero,Plantas de tratamiento


Obras de lanzamiento
Pueden ser superficiales o sumergibles cuya finalidad es la descargas adecuada de las aguas a los cursos receptores. La profundidad máxima de los colectores está en función de la posibilidad mínima de los colectores está en función de la posibilidad de conexión de los colectores domiciliarios. La profundidad mínima está en función de la cama de apoyo de la tubería y de la resistencia del tubo. Se recomienda una profundidad mínima total de 1.5 m. y una máxima de 5 m.
El trazado geométrico de los colectores es función de la topografía y geología del área de aporte, ubicación de la planta de tratamiento, el punto de lanzamiento y el tipo de sistema elegido

Sifones Invertidos
Estructura constituida por uno más colectores que trabajan a presiön. Se utiliza cuando es necesario pasar los colectores por debajo de los ríos, etc.

Aliviadero
Estructura destinada al alivio de las aguas de lluvia por medio del rebose lateral o por descarga de fondo.

Plantas de tratamiento
Son unidades destinadas a la separación de substancias orgánicas, disminuyendo su capacidad de contaminación.

Las plantas de tratamiento pueden ser naturales o mecanizadas. Son naturales cuando se trata de las lagunas de oxidación, y mecánicas las que funcionan el sistema de lodos activados y filtros rociadores.

Prueba de Placa en el Campo.


Mediante este tipo de ensayo podremos obtener entre otras cosas el módulo de relación K de las capas de apoyo normalmente este se determina empleando placas de 76.2 cm. de diámetro también es común utilizar una serie de capas apilados para minimizar los efectos de flexión estos accesorios son de diámetro de 60 a 45 cm. En otros países se emplean placas hasta 30 cm. de diámetro para obtener capacidades de carga superficial y también los módulos de reacción, la carga que se aplica es con la ayuda del gato hidráulico.
Es como aplicar una presión constante hasta que el nivel de esfuerzo alcance 0.5 kg./cm2, la carga se deja constante hasta que la deformación se estabilice y no sobrepase 0.025 mm. Por minuto en 3 minutos consecutivos, se toma el promedio de las 3 lecturas del micrómetro y el módulo de relación K queda definido o se determina por la siguiente relación donde P es la relación aplicada Den

K=P/V

P = Presión aplicada en kg./cm2.
v = Deflexión de la placa en cm.
K = Módulo de reacción.
Subrasante
Para la construcción de la capa subrasante se utilizan comúnmente materiales de banco con las características adecuadas para cumplir las funciones que tendrán en la estructura vial. Si el material que se extrae de los cortes tiene estas características, puede emplearse en ellos ( al escarificar, conformar y compactar) y en los terraplenes continuos para construir esta capa subrasante

Procedimiento de Obtención de Muestras de Suelo: Toma de Muestra, Contenido de Humedad y Densidad.

Toma de Muestra:
• Ubicamos el lugar del cual extraeremos la muestra, y demarcamos una circunferencia de 1 metro de diámetro.
• Cavamos aproximadamente 20 centímetros para retirar el material orgánico (Capa vegetal).
• Luego demarcamos una circunferencia pequeña (D = 40 cm), que tenga el mismo centro que la grande y cavamos alrededor de la pequeña tal como se observa en el montaje.
• Recolectamos aproximadamente 50 Kilogramos del suelo retirado de este lugar para realizar los ensayos posteriores.
• Dejamos caer libremente el maso del hincador de tubo las veces necesarias para que penetre todo el tubo en la circunferencia pequeña.
• Sacamos cuidadosamente el tubo y lo colocamos en una bolsa nylon para no perder humedad.

Contenido de Humedad Natural:
• Se anota el número de la tara (T) y se la pesa.
• Se vacía suelo húmedo a la tara y se pesa, anotándola como tara + suelo húmedo (T +Sh).
• Se introduce al horno durante 24 horas
• Se procede a pesar, lo que seria charola + suelo seco (T + S´s)
• Y se realizan los cálculos para determinar el contenido de humedad natural.

Densidad Natural del Suelo:
• Pesamos el tubo con la muestra húmeda obtenida en el campo.
• Determinamos las dimensiones del tubo para determinar su volumen; con la ayuda de un calibrador determinamos el diámetro del tubo y mediante una regla su altura.
• Pesamos el tubo vacío.
• Se realizan cálculos para determinar el peso específico natural úmedo y el peso específico natural seco.

Obtención de Muestras para el Análisis de Suelos.


Toma de muestras
Lo primero que hay que consignar en la obtención de una muestra es que ésta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los ensayes en sí. A menos que la muestra obtenida sea verdaderamente representativa de los materiales que se pretende usar, cualquier análisis de la muestra solo será aplicable a la propia muestra y no al material del cual procede, de ahí la necesidad de que el muestreo sea efectuado por personal conocedor de su trabajo.
Las muestras pueden ser de dos tipos: alteradas o inalteradas. Se dice que una muestra es alterada cuando no guarda las mismas condiciones que cuando se encontraba en el terreno de donde procede, e inalterada en caso contrario.
La muestra deberá ser identificada fácilmente en laboratorio, por este motivo deberá indicar: nombre del proyecto, ubicación, N° de pozo, horizonte, profundidad, N° de muestra, fecha de obtención, ítem a que pertenece, nombre de la persona que la tomó y si esta contenida en uno o más envases.

Obtención de muestras:
Reconocimiento:
Todo estudio geotécnico debe iniciarse con un reconocimiento detallado del terreno a cargo de personal experimentado. El objetivo de este reconocimiento es contar con antecedentes geotécnicos previos para programar la exploración.
Mediante la observación de cortes naturales y/o artificiales producto de la erosión o deslizamiento será posible, en general, definir las principales unidades o estratos de suelos superficiales.
Especial importancia debe darse en esta etapa a la delimitación de zonas en las cuales los suelos presentan características similares y a la identificación de zonas vedadas o poco recomendables para emplazar construcciones, tales como zonas de deslizamiento activo, laderas rocosas con fracturamiento según planos paralelos a la superficie de los cortes, zonas pantanosas difíciles de drenar, etc. Este reconocimiento se puede efectuar por vía terrestre o por vía aérea dependiendo de la transitividad del terreno.
El programa de exploración que se elija debe tener suficiente flexibilidad para adaptarse a los imprevistos geotécnicos que se presenten. No existen un método de reconocimiento o exploración que sea de uso universal, para todos los tipos de suelos existentes y para todas las estructuras u obras que se estudian.
Generalmente se ejecutan pozos distanciados entre 300 a 600 metros, aparte de los que deban ejecutarse en puntos singulares. Pueden realizarse pozos más próximos si lo exige la topografía del área, naturaleza de la depositación o cuando los suelos se presentan en forma errática. Asímismo deben delimitarse las zonas en que se detecten suelos que se consideren inadecuados.

En todo caso, al programar una exploración se deben considerar las siguientes pautas generales:

1. Ubicar puntos de prospección a distancias aproximadamente iguales, para luego densificar la exploración si se estima pertinente.

2. Prospectar aquellos sectores que soportarán rellenos o terraplenes de importancia y aquellos en que la rasante se ubica muy próxima al terreno natural (h<0.6 m).

3. Inspeccionar aquellas zonas en que se tienen cortes de importancia, ubicando los puntos de cambio de cortes a terraplén para conocer el material al nivel de la subrasante.
4. Inspeccionar el subsuelo en aquellos puntos en que se ubican obras de arte y estructuras importantes.

PROCEDIMIENTO ENSAYO DE COMPACTACIÓN: Humedad Optima y Densidad Máxima.


El método a emplearse en el presente ensayo el método "A" molde de cuatro pulgadas de diámetro interior peso del martillo 5.5 lbs. y altura de caída de 12 pulgadas.

- Primero se desmenuza los terrones con ayuda del mortero y su mango.
- Tamizamos la muestra en el tamiz No.4
- Tomamos 5 Kgs.de muestra que pasa el tamiz No.4
- Luego mezclamos la muestra con agua en principio con un 6% a 9% dependiendo del porcentaje que llego al Lp. Se mezcla bien y se realiza el primer ensayo, compactando 5 capas con 56 golpes por capa.
- Después de compactar se procede al enrase de la muestra y su posterior pesaje.
- Luego se extrae 5 gr. de la muestra de casa lado del molde, pesando dichas muestras humedad y colocamos al horno durante 24 hrs.
- Este proceso se realiza 5 veces, con la única diferencia de que cada experiencia se aumenta de 1.5% a 2.5% la humedad.
- Se pesa el molde sin base ni corona.

Método AASTHO Standard T-180 NORMAS ENSAYO DE COMPACTACIÓN: Humedad Optima y Densidad Máxima.

Este método corresponde, con algunas modificaciones al conocido anteriormente como Standard modificado o Proctor Modificado.

Los moldes que se emplean son los mismos que los indicados para el método anterior, o sea el pequeño de 4 pulgadas y el grande de 6 pulgadas de diámetro interno.

La diferencia fundamental entre este método y el anterior está en el peso del martillo de la altura de caída. El martillo empleado en éste método es el de 10 libras (4.5 Kilogramos) y la altura de caída es de 18 pulgadas (45.7 cms.).

En lugar de colocar el material en tres capas, se lo coloca en cinco de aproximadamente igual espesor. Si se emplea el cilindro de cuatro pulgadas se compactará cada capa haciendo caer el martillo 25 veces y si se usa el molde de 6 pulgadas haciendo caer 56 veces cada capa.

Igual que en el método anterior, una vez compactado el material, se quitará el collar del cilindro, se harán las pesadas necesarias y se determinará el contenido de humedad del suelo compactado.

La densidad obtenida mediante el método AASTHO T-180 es mayor que la obtenida mediante el método AASTHO T-99

Métodos AASTHO Standard T - 99 NORMAS ENSAYO DE COMPACTACIÓN: Humedad Optima y Densidad Máxima.

Este método corresponde en líneas generales al conocido anteriormente como método Standard o Proctor. La diferencia básica con el método Proctor está en el empleo de dos cilindros o moldes para los ensayos de compactación, uno de cuatro pulgadas de diámetro interior ( que era empleado anteriormente) y el otro molde de seis pulgadas de diámetro interior. Para la compactación se emplea un martillo o pistón de 5.5 libras o 2.5 kilogramos de peso.

El material a emplearse se coloca en capas de aproximadamente de igual espesor y cada capa se compacta haciendo caer el martillo desde una altura de 12 pulgadas (30.5 cms.). Si se utiliza el molde pequeño de 4 pulgadas, el material se compactará haciendo caer el martillo 25 veces sobre cada capa. En cambio si se usa el de 6 pulgadas se hará caer el martillo 56 veces sobre cada capa, la compactación debe hacerse en forma uniforme, haciendo caer libremente el martillo y distribuyendo los golpes sobre toda el área.

Una vez compactado así el material, se quita el collar del molde, se alisa la superficie y se pesa el cilindro junto con la base y la muestra. Finalmente se extrae el molde del cilindro de tierra, se lo rompe y se toma una pequeña cantidad de muestra de la parte central, para determinar el contenido de humedad del material compactado.

Es de advertir que no siempre los moldes tienen un volumen exacto; de ahí que se recomienda calibrarlos antes de usarlos. Puede emplearse agua limpia para la calibración teniendo cuidado de cubrir las juntas con parafina líquida a fin de evitar la pérdida de agua.

NORMAS ENSAYO DE COMPACTACIÓN: Humedad Optima y Densidad Máxima.

La compactación de suelos en general es el método más barato de estabilización disponible. La estabilización de suelos consiste en el mejoramiento de las propiedades físicas indeseables del suelo para obtener una estructura, resistente al corte y relación de vacíos, deseables. Existen muchos métodos para estabilizar suelos utilizando materia química como cal, mezclas de cal y cenizas, cemento, y compuestos de ácido fosfórico, pero estos métodos usualmente son más costosos y pueden utilizar métodos de compactación adicionalmente a las mezclas pues al incorporar el material químico en la masa de suelo se produce una gran perturbación de su estructura.

NORMAS A TOMAR EN CUENTA

AASHTO T99-70 (estandar)
AASHTO T180-70 (modificada)
ASTM D698-70 Y D1557-70

Procedimiento Experimental para la Determinación del CBR del Suelo.

• Se procede de manera similar al anterior ensayo con la única diferencia que se la realiza con el porcentaje de humedad óptimo. Debiendose preparar tres moldes, cada uno con diferentes número de golpes, uno con 56, otro con 25 y el último con 12 golpes.

• Pesar cada uno de los moldes más la muestra enrazada, colocandose nuevamente en sus soportes con la aplicación de contrapesos y sumergidos en el tanque con agua en su totalidad.

• Se dejan los moldes en remojo por espacio de 96 horas ( o sea cuatro dias) tomando lecturas de expansión cada 24 horas, con el trípode y el extensómetro.

• Pasado este periodo, se sacan los moldes del agua, dejándolos por unos 15 min. en escurrimiento de agua de los mismos. Posteriormente registramos pesos en cada condición; en forma posterior deberán romperse o aplicarse cargas axiales a las probetas, en el marco con la gata hidraúlica; deiendose registrar alternadamente las lecturas de deformación y cargas de rotura.

Preparación de Muestras para la Determinación del CBR.

Han sido ideados diferentes procedimientos para preparar diferentes clases de grapas de laboratorio, con el fín de reproducir las condiciones que se producirán durante y despues de la construcción.

Estos procedimientos se aplican cuando el contenido de humedad durante la construcción va ha ser el óptimo para obtener la máxima densidad AASHO modificando y además el suelo ha de ser compactado, al menos al 95% de esta. Si se usara otros medios de controlar la compactación, los procedimientos deberan ser modificados de acuerdo a ellos.

CBR De baja plasticidad y sin hinchamiento.-

Tal como arenas o limos orgánicos, arenas limosas, limo arcillosos, les afecta grandemente la humedad de compactación y la densidad obtenida por lo tanto se esta empapados como lo estan para estos, grapas se comparte 3 muestras a diferentes densidades con el contenido de humedad optima, que se determina previamente por el

Metodo AASHO modificado.
Se ensaya cada muestra despues de empapada y los resultados se trasladan a un gráfico donde se determina el CBR en el 95% de la máxima densidad.

CBR De grapas no cohesivos .- Tal como arenas limpias y gravas arenosas, no se ven afectados grandemente por la humedad de compactación dados que estas grapas compactan grandemente, bajo el tráfico. El ensayo se efectua sobre una muestra compactada a su densidad máxima.

CBR de grapas que tenga hichamiento.- Tal como arcilla y lomos orgánicos varia grandemente con la calidad del suelo. Se requiere estudios particulares para determinar el contenido de humedad más satisfactorio si como su método de compactación, una vez estos factores están determinados el ensayo se reliza sobre una muestra que se compacta de acuerdo con lo estudiado

Determinación del CBR del suelo Normas.


Normas a Utilizar

AASHTO T193-63
ASTM D1883-73

Condiciones del ensayo .-


El CBR de un suelo varia con su compactación, su contenido de humedad al compactar el contenido de humedad cuando se ensaya.
Por consiguiente al repetir las condiciones de obra, estos factores deben ser cuidadosamente controlados al preparar las muestras. A menos que sea seguro que el suelo no acumulará humedad después de la construcción, los ensayos CBR se llevan a cabo sobre muestras empapadas.


Tipos de ensayo .-


Los ensayos CBR, pueden ser hechos "insitu" (en la obra), usando equipos improvisados o en laboratorio, tanto sobre muestras inalteradas como las compactadas en esta.

Los ensayos insitu se hacen solamente con el suelo contenido de humedad existente, pero los ensayos de laboratorio, los cuales no pueden reproducir las condiciones de humedad y densidad obtenidas en la compactación de la obra.

Por tanto, deben realizarse ensayos insitu o ensayos sobre muestras inalteradas de grapas compactados en obra durante el periodo de construcción. Si los resultados no concertasen con los datos preliminares que se usaron para proyectar, bien el proyecto debe ser modificado o el procedimiento en obra cambiado, para producir el CBR requerido.

Ensayo para la Determinación del CBR del Suelo.


El ensayo CBR (ensayo de Relación de Soporte de California), mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte pero, de la aseveración anterior, es evidente que éste número no es constante para un suelo dado, sino que se aplica al estado en el cuál se encontraba el suelo durante el ensayo. De paso, es interesante comentar que el experimento puede hacerse en el terreno o en un suelo compactado.

El numero CBR (o simplemente CBR) se obtiene como la relaciona de la carga unitaria (en lbs/plg2) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con una área de 19.4 cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la mismo profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado. En forma de ecuación esto es:

0
De esta ecuación se puede ver que el CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrón. Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son los siguientes:

PENETRACIÓN
mm. pulg.
2.5 0.10
5.0 0.20
7.5 0.30
10.0 0.40
12.7 0.50

El CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.5 mm. Sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5.0 mm. es mayor el ensayo debería repetirse. Si el segundo ensayo, produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5.0 mm. de penetración, dicho valor debe aceptarse como valor final del ensayo.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactas al contenido de humedad óptima para el suelo específico determinado, utilizando el ensayo de compactación

Movimientos de Tierras.


Cuando se ha trazado y nivelado la línea definitiva en el campo, se inicia el estudio de movimiento de terracerias con el proyecto de la subrasante definitiva. Con ello se pretende hacer más económica la obra y que, en general, se parezca a la del anteproyecto. AL mismo tiempo que se realiza el proyecto de la subrasante definitiva, se obtienen en el campo las secciones transversales del terreno en cada estación cerrada de 20 metros y de los puntos principales de las curvas.
A partir del alineamiento y el lugar de la subrasante se proyecta la sub corona y todos los elementos de la carretera a fin de tener las áreas de corte y relleno en cada sección, con lo cual se calcularan los volúmenes de corte y terraplén entre dos secciones.

Como los materiales de corte y terraplén no tienen el mismo peso volumétrico se deberá tomar en cuenta factores de expansión, con lo cual se realiza un diagrama de masa y es allí donde se calcula los acarreos, para cada figura compensada.
De acuerdo con la distancia entre centros de gravedad, los acarreos se calculan en m3-estación, hasta distancias de 80 m; en m3-hectómetro hasta distancias de 480m, o en m3-kilómetro para distancias mayores a esta última, Ya sea que la curvamasa* se encuentre arriba o debajo de las compensadoras, los acarreos se ejecutaran hacia delante o hacia atrás respectivamente. En general, se dice que la posición de las compensadoras es la mas económica cuando la suma de los acarreos hacia atrás es igual a la suma de los acarreos hacia delante. Pero en la actualidad la mayoría de los estudios de movimiento de tierras para vías terrestres se hace por computadora, y muchos se realizan por medios fotogrametrico electricos.

La Clasificación de los Suelos.


Las pruebas de clasificación sirven para conocer las características de los materiales y decidir el uso de estos. Para realizar lo anterior, se han elaborado sistemas de clasificación que nos permiten conocer mejor los materiales en una forma fácil y ordenada, donde se combinan sus diferentes características. Hay sistemas de clasificación basados en una o en dos pruebas, y otros en los que se toman en cuenta varias características de los materiales. A veces, en una de estas influyen otras; así, el valor relativo de soporte, que es una prueba de resistencia, se ve influido por la granulometría, la plasticidad y la humedad de los materiales.

La Clasificación de los Suelos.


Las pruebas de clasificación sirven para conocer las características de los materiales y decidir el uso de estos. Para realizar lo anterior, se han elaborado sistemas de clasificación que nos permiten conocer mejor los materiales en una forma fácil y ordenada, donde se combinan sus diferentes características. Hay sistemas de clasificación basados en una o en dos pruebas, y otros en los que se toman en cuenta varias características de los materiales. A veces, en una de estas influyen otras; así, el valor relativo de soporte, que es una prueba de resistencia, se ve influido por la granulometría, la plasticidad y la humedad de los materiales.

Sistema de Clasificación “AASHTO” para los Suelos.


Para ello recurrimos a la tabla de dicha norma, con la inspección de los valores determinados, que se hallan tabulado.

   MUESTRA 1



Maquinaria Utilizada para la Extensión del Asfalto.


Extensión con motoniveladoras: Las mezclas asfálticas tanto caliente como frío se descargan desde camiones sobre formadores de caballones que depositan por metro lineal de camino la cantidad necesaria de mezcla, que a continuación se extiende con motoniveladoras con ejes separados.

Pavimentadoras : Estas maquinas constan de dos unidades, una de las cuales se llama tractor y la otra extendedora. La unidad tractora contienen los mandos que regulan el paso de materiales a la maestra, tiene una tolva en la que los camiones vierten la mezcla y desde la misma transportadora el material se transporta a la unidad extendedora por medio de transportadoras de cinta.

Cajas extendedoras: Estas cajas son remolcadas por un camión volquete y se emplea para trabajos pequeños, normalmente se apoyan en sus propias ruedas y tienen una maestra de altura regulable que permite obtener el espesor y sección transversal deseado.

Maquinaria Utilizada para la Preparación del Asfalto.

Vagones cisternas: Se tiene camiones de diferentes tamaños, él más común es el de 40000 lbs ,sirven para calentar el producto cuando es necesario.

Camiones cisternas: S e emplean tanques de acero ó aluminio con rompeolas para evitar derrames, pueden estar aislados y frecuentemente contienen serpentines de calefacción.
Bidones de acero: Estos bidones de acero usualmente sirven para transportar betún asfáltico, es de 200 a 220 lts de capacidad.

Calentadores de asfalto: Estas sirven, para calentar el asfalto, existen varios tamaños de 300 a 900 lts , usando como fuente de calentamiento Oil , Gas - Oil ó electricidad.
Escobas y equipo de limpieza : Las escobas de limpieza de la superficie varían desde pequeños tambores barredores giratorios, remolcados a complicados aparatos auto propulsados que combinan barras regadoras y escobas con la aplicación del vacío y aparatos magnéticos para la eliminación de residuos metálicos.

Escarificadores : En conservación y reconstrucción es frecuente, destruir la superficie antigua, regularizarla y añadir nuevo material, para lo cual se utiliza los escarificadores, se utiliza varios tipos de transportadores de escarificadores .

Pulverizadores : Sirve para pulverizar el material escarificado , este pulverizador es giratorio. Distribuidor de asfalto: Es el elemento clave en la construcción de tratamientos superficiales, mezclas in situ y macadam por penetración consiste en un camión o semi - remolque sobre el que se monta un tanque aislado provisto de un sistema de calentamiento que es regado sobre la superficie del camino.

Extendedores de áridos : Existen 4 tipos de extendedores:
- Tipo de disco giratorio que se une al camión de áridos.
- Cajas con abertura regulable que se une a la compuerta del camión volquete.
- Cajas extendedoras montadas en sus propias ruedas.
- Extendedores de áridos autopropulsados.

Maquinaria Necesaria para el Inicio de la Construcción de Carreteras.

Tractor CAT - DTG con topadora: Se utiliza para el removido del terreno a ser cambiado.
Palas cargadoras frontal de ruedas CAT - 930 : Se utiliza para cargar a las volquetes el suelo excedente o cambiado.

Motoniveladora " pata de cabra" auto propulsada: utilizada para compactar las capas para obtener la resistencia deseada en cada una de estas.

Compactadora de rodillos lisos tándem: Será utilizada para la compactación de la capa base y la carpeta asfáltica, dejando superficies uniformes.

Volquetes : se utilizaran volquetes de 6 MC de capacidad que sirven para el transporte tanto del material desechado como del material desplazante.

Compactación del Suelo.

La compactación es el proceso mecánico mediante el cual se reduce el volumen de los materiales en un tiempo relativamente corto con el fin de que resistan las cargas y tengan una relación esfuerzo deformación conveniente durante la vida útil de la obra .

En la compactación el volumen de suelo se reduce utilizando maquinaria especializada. Este cambio s e produce principalmente por la reducción de volumen de aire que contiene el material al darle cierto numero de pasadas con el equipo adecuado el tiempo por lo general se mide en horas