Universidad de San Carlos de Guatemala

Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
DISEÑO DE: LOTIFICACIÓN DE LA COLONIA BUENA VISTA Y MURO DE
RETENCIÓN EN EL BARRIO EL CALVARIO, DEL MUNICIPIO DE GUASTATOYA,
DEPARTAMENTO DE EL PROGRESO.
Miguel Ángel Herrera y Herrera
Asesorado por: Ing. Óscar Argueta Hernández
Guatemala, julio de 2004.
1
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DISEÑO DE: LOTIFICACIÓN DE LA COLONIA BUENA VISTA Y MURO DE
RETENCIÓN EN EL BARRIO EL CALVARIO, DEL MUNICIPIO DE GUASTATOYA,
DEPARTAMENTO DE EL PROGRESO.
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA
FACULTAD DE INGENIERÍA
POR
MIGUEL ÁNGEL HERRERA Y HERRERA
ASESORADO POR: ING. ÓSCAR ARGUETA HERNÁNDEZ
AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
GUATEMALA, JULIO DE 2004.
2
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
NÓMINA DE JUNTA DIRECTIVA
DECANO
VOCAL I
VOCAL II
VOCAL III
VOCAL IV
VOCAL V
SECRETARIO
Ing. Sydney Alexander Samuels Milson
Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos
Lic. Amahán Sánchez Álvarez
Ing. Julio David Galicia Celada
Br. Kenneth Issur Estrada Ruiz
Br. Elisa Yazminda Vides Leiva
Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco
TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO
DECANO
EXAMINADOR
EXAMINADOR
EXAMINADOR
SECRETARIO
Ing. Julio Ismael González Podszueck
Ing. Juan Echeverría
Ing. Vilmer Mérida
Ing. Joram Gil
Ing. Francisco Javier González López
3
HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR
Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San
Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación
titulado:
Diseño de: Lotificación de la Colonia Buena Vista y Muro de Retención en el
Barrio El Calvario, del Municipio de Guastatoya, Departamento de El Progreso.
Tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Civil,
con fecha 18 de octubre de 1999.
Miguel Angel Herrera y Herrera
4
AGRADECIMIENTO ESPECIAL
A:
DIOS, NUESTRO CREADOR
MIS PADRES
MI ESPOSA
MI PATRIA
FACULTAD DE INGENIERÍA DE LA UNIVERSIDAD
DE SAN CARLOS DE GUATEMALA.
PLAN INTERNACIONAL
TODAS AQUELLAS PERSONAS QUE DESINTERESADAMENTE ME
BRINDARON SU COLABORACIÓN, PARA QUE ESTE TRABAJO SE
REALIZARA.
5
ACTO QUE DEDICO
A:
DIOS NUESTRO CREADOR
Por darme la existencia y la sabiduría.
MIS PADRES
Miguel Ángel Herrera Zuleta.
Gloria Belarmina Herrera de Herrera.
MI ESPOSA
Bélgica Violeta Cordón de Herrera
MIS HIJOS
José Miguel Herrera Cordón
José Pablo Herrera Cordón
Dulce María Herrera Cordón
MIS HERMANOS
Gloria Magalí Herrera de Galindo
Edna Mirtala Herrera de De León
Julio César Herrera y Herrera
TODOS MIS SOBRINOS
TODOS MIS AMIGOS
6
ÍNDICE GENERAL
INDICE DE ILUSTRACIONES
I
LISTA DE SÍMBOLO
III
JUSTIFICACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
IV
OBJETIVOS
V
HIPÓTESIS
VI
INTRODUCCIÓN
VII
1. INVESTIGACIÓN
1.1
Monografía del lugar
1
1.1.1 Localización geográfica
1
1.1.2 Vías de comunicación
2
1.2
Antecedentes históricos
2
1.3
Datos geográficos
3
1.3.1 Suelo y topografía
3
1.3.2 Ríos
4
Datos metereológicos
4
1.4.1 Clima
4
a)
Temperatura
5
b)
Precipitación
5
c)
Vientos
5
1.4
1.5
1.6
Información socioeconómica
6
1.5.1 Actividades productivas
6
1.5.2 Autoridades del lugar
6
Servicios y vivienda
6
1.6.1 Sistema de abastecimiento de agua
7
1.6.2 Sistema de drenajes
7
7
1.6.3 Servicios de salud
8
1.6.4 Servicios de educación
8
Normas que regulan el diseño de lotificaciones
9
1.7.1 La Ley Forestal
9
1.7.2 La Ley de Educación Nacional
11
1.7.3 Ley Nacional para el desarrollo de la cultura y el deporte
12
1.7.4 Código de Salud
13
1.7.5 Ley de Parcelamientos Urbanos
14
1.7.6 Ley de Protección y Mejoramiento del Medio Ambiente
16
1.8
Gabaritos de calles recomendados
17
1.9
Dimensiones mínimas de lotes
18
1.7
1.10 Métodos topográficos usados en lotificaciones
1.11
1.12
19
1.10.1 Altimetría
19
1.10.2 Planimetría
20
Elaboración de planos de registro, para el Registro
General de la Propiedad
23
Resistencia de suelos al corte
26
1.12.1 Prueba de compresión triaxial
27
1.12.2 Criterio de Mohr-Coulomb de falla
29
1.12.3 Presión lateral del terreno
33
1.12.4 Teoría de Rankine
37
1.12.5 Teoría de Coulomb
39
1.12.6 Muros de gravedad y en voladizo
42
2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL
2.1
Diseño de lotificación
45
2.1.1 Levantamiento de polígono general
45
8
2.2
2.1.2 Diseño de distribución de lotes
50
2.1.3 Diseño de eje de calles y gabaritos
51
2.1.4 Amojonamiento
52
Diseño de red de agua potable
53
2.2.1 Levantamiento topográfico
54
2.2.2 Cálculo topográfico
54
2.2.3 Método de Hardy – Cross para el diseño de circuitos
Cerrados
54
2.2.4 Parámetros de diseño
56
2.2.5 Fórmulas por usar
59
2.2.6 Pérdidas de carga, cotas piezométricas y presiones
62
2.2.7 conexiones domiciliares
64
2.2.8 Determinación de volumen de almacenamiento
64
2.2.9 Diseño de tanque elevado metálico
66
2.2.10 Criterios para la determinación del lugar adecuado para la
perforación de pozo mecánico
2.3
78
Diseño de muro de retención
85
2.3.1 Obtención de muestra para ensayo triaxial
86
2.3.2 Diseño
86
CONCLUSIONES
94
RECOMENDACIONES
95
BIBLIOGRAFÍA
96
ANEXOS
98
9
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
FIGURAS
1.
Movimiento de la masa de suelo
27
2.
Resultado de una prueba de compresión triaxial
30
3.
Envolvente de Mohr de una mezcla de arena y grava
31
4.
Esfuerzos de falla
32
5.
Empuje de tierras activo
35
6.
Empuje de tierras pasivo
36
7.
Términos utilizados en muro en voladizo
43
8.
Dimensionamiento de muro de retención
87
9.
Esfuerzos desde punto M
89
10.
Esfuerzos en la cortina desde el punto M
90
11.
Refuerzo de la cortina
91
12.
Distribución de esfuerzos
92
13.
Distribución de esfuerzos desde el punto N
92
14.
Ubicación del punto N
93
15.
Localización del Municipio a nivel Nacional
99
16.
Ubicación del proyecto a nivel Departamental
99
17.
Ubicación del proyecto a nivel Municipal
100
18.
Gabaritos típicos
111
19.
Plano de registro
112
20.
Tipos de muros de gravedad
113
21.
Plano topográfico
114
22.
Plano de distribución de calles
115
23.
Plano de distribución de lotes
116
24.
Densidad de vivienda
117
25.
Plano de instalación hidráulica
118
I
10
26.
Plano, red de distribución de agua potable
119
27.
Plano, detalles de tanque elevado
120
28.
Plano, detalles de construcción para muro de retención
121
TABLAS
I.
Libreta de levantamiento planimétrico
46
II.
Libreta de levantamiento altimétrico
46
III.
Datos de tanque elevado
66
IV.
Cálculo de momento
88
V.
Cálculo de coordenadas totales
101
VI.
Cálculo de área
102
VII.
Planilla de lotes
103
VIII.
Iteraciones para diseño de agua (red alta)
104
IX.
Iteraciones para diseño de agua (red baja)
105
X.
Cálculo de presiones y cotas piezométricas
106
XI.
Presupuesto de proyecto de agua
107
XII.
Programa de inversión y ejecución del proyecto de agua
108
XIII.
Lista de materiales para conexiones domiciliares
109
XIV.
Lista de materiales para red de distribución de agua
109
XV.
Lista de materiales para cajas de válvulas de control
110
II
11
LISTA DE SÍMBOLOS
Q
Caudal
Cm
Centímetros
PVC
Cloruro de polivinilo
Hab
Habitantes
Lt / Seg
Litros por segundo
Lt / Hab / día
Litros por habitante por día
PSI
Libras por pulgada cuadrada
M
Metros
M2
Metros cuadrados
M3
Metros cúbicos
Msnm
Metros sobre el nivel del mar
Dot
Dotación
Qm
Caudal medio
Qdm
Caudal de día máximo
Qhm
Caudal de hora máxima
Pf
Población futura
L
Longitud
A
Área
EST
Estación
PO
Punto observado
Hf
Pérdida de carga
III
12
JUSTIFICACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
Las familias necesitadas de un terreno para construir su casa propia y
sabiendo de la ayuda que Plan Internacional podía proveerles, se organizaron en
comité para solicitar la compra de un terreno y la asesoría técnica para legalizar
el terreno de cada familia.
Por medio de los facilitadores de desarrollo y la coordinación de proyectos de
infraestructura , se realizó la compra de un terreno, atendiendo a la necesidad
que las familias pudieron probar ante ellos. Posteriormente se hicieron los
contactos para que, por medio del Programa de E.P.S de la Facultad de
Ingeniería, se logre hacer la distribución de lotes.
El Comité de vecinos del barrio El Calvario, por el peligro que corren varias
viviendas por los continuos derrumbes que se dan por no haber una estructura
que soporte el empuje del suelo, solicitaron a Plan el apoyo para que se les
brinde asesoría en el diseño y presupuesto de un muro de retención, para poder
solicitar apoyo económico para la construcción, y así disminuir el riesgo que
corren las familias que viven y transitan por ese lugar.
En Guastatoya hay muchas familias afiliadas a Plan Internacional, que
carecen de un terreno propio donde vivir, por lo que Plan ha creado un fondo
para la inversión de infraestructura, que permita mejorar el nivel de vida de las
familias de escasos recursos económicos, por lo que, se diseñará una lotificación
y un muro de retención como respuesta a la solicitud presentada a Plan
Internacional por un grupo de vecinos, que están necesitados del estudio de
estos proyectos de infraestructura.
IV
13
OBJETIVOS
GENERAL
Contribuir al desarrollo de Guatemala, por medio de la proyección social de la
Universidad de San Carlos de Guatemala para el mejoramiento de la calidad de vida de
los guatemaltecos.
ESPECÍFICOS
1. Desarrollar el diseño de una lotificación, tomando como base los criterios de
urbanización
2. Desarrollar el diseño de un muro de retención y entregar al comité de vecinos y a
Plan Internacional el presupuesto, cantidades de materiales y planos para la
construcción.
3. Capacitar al comité y dar orientación para obtener ayuda de instituciones que se
dedican a resolver los problemas de vivienda a comunidades de escasos
recursos económicos.
V
14
HIPÓTESIS
El problema de la vivienda en Guastatoya es bastante critico, así como la carencia
de obras de infraestructura que garanticen la seguridad de las familias que viven en
terrenos de mucha pendiente, por lo que a través de la presentación a Plan
Internacional del programa de l proyecto de la lotificación de la Colonia Buena Vista, se
tendrán los elementos técnicos para atender a 57 familias en lo concerniente a vivienda.
VI
15
INTRODUCCIÓN
La Facultad de Ingeniería, a través de su Programa de Ejercicio Profesional
supervisado (E.P.S), realiza una labor muy importante al prestar atención a problemas
que se relacionan con las carreras que se imparten, y así colaborar al desarrollo de
Guatemala.
La falta de vivienda es un problema grande y cada día se vuelve más difícil de
resolver. En las áreas urbanas, es donde se agudiza más el problema, debido a la
inmigración de las personas con el fin de tener un empleo estable; esta situación se ve
tanto en la ciudad capital como en el interior de la república.
El presente trabajo contiene, en el capítulo uno, la investigación relacionada con el
lugar donde se desarrollo el estudio. En este capítulo, se encuentran datos interesantes
que permiten conocer un poco la cabecera departamental de El Progreso, es decir, del
municipio de Guastatoya. Además, se presenta la investigación bibliográfica que fue la
base para el diseño de la lotificación y sus servicios básicos y el muro de retención.
En el capítulo dos, se describen todos los trabajos ejecutados durante servicio
técnico profesional prestado a la institución Plan Internacional, con sede en el Progreso.
Al final, se presentan las hojas de cálculo y los planos respectivos de cada servicio.
VII
16
1. INVESTIGACIÓN
1.1
Monografía del lugar
1.1.1Localización geográfica
a) A nivel nacional
El departamento de El Progreso se encuentra situado a 1,706 metros sobre el
nivel del mar y poblado por 108,400 habitantes. El Progreso se extiende por un
espacio de 1,922 kilómetros cuadrados, con una densidad de población de 56
habitantes por kilómetro cuadrado.
Está ubicado en una porción, limitada al norte con Baja Verapaz, al este con
Zacapa, al sur con Jalapa y al oeste con Guatemala; se encuentra localizado
dentro de la región número III de Guatemala, llamada también oriente-norte o
nororiente y pertenecen además a esta región los departamentos de Izabal,
Zacapa y Chiquimula. Es atravesado en la parte norte por la Sierra de las Minas y
la carretera Interamericana que termina en Puerto Barrios, en el se definen dos
zonas topográficas: LA NORTE es montañosa y en ella alcanza grandes alturas,
mientras que la SUR está delimitada por el río Grande o Motagua.
b) A nivel departamental
Guastatoya es uno de los ocho municipios con que cuenta el Progreso, además
de San Agustín Acasaguastlán, El Jícaro, San Cristóbal Acasaguastlán, Morazán,
Sanarate, San Antonio La Paz y Sansare, colinda al norte con los municipios de
San Agustín Acasaguastlán y Morazán. Y al sur con el municipio de Sansare y
Jalapa. Al este con el Jícaro y al oeste con Sansare y Sanarate.
1
c)
A nivel municipal
Guastatoya es atravesado por la ruta CA-9 al Atlántico, a 73 Kilómetros de la
ciudad de Guatemala; es la cabecera del municipio, y a la vez del Departamento
de El Progreso; según el banco de marca establecido por la Dirección General De
Caminos la Estación del Ferrocarril está a 516.90 metros sobre el nivel del mar y
tiene una extensión aproximada de 262 kilómetros cuadrados. El municipio cuenta
con una ciudad, 12 aldeas y 20 caseríos, unidos entre si por caminos de herradura
y veredas. Las aldeas son Palo Amontonado, Santa Rita, San Rafael, Chilsapote,
Tierra Blanca, Anshagua, Casas Viejas, El Naranjo, Las Morales, Patache, Subinal
y Santa Lucia.
1.1.2 Vías de comunicación
El mapa número 2 contiene la información de las principales vías de
comunicación, como es la carretera asfaltada CA-9, que comunica a la ciudad
capital y atraviesa el departamento, la cual llega a las costas del Atlántico y la
carretera de terracería Nacional No.4, que comunica al departamento de
Guatemala, El Triunfo, Sanarate y Guastatoya. Cuenta con una estación de
ferrocarril , la cual no se encuentra funcionando pero, se han estado realizando
reparaciones para iniciar nuevamente el recorrido de Puerto Barrios hacia la
ciudad capital.
1.2 Antecedentes históricos
Las primeras informaciones que se tienen sobre El Progreso Guastatoya,
fueron hechas por el Arzobispo Cortés y Larraz en el año de 1769; allí se describe
Guastatoya como un caserío de poca importancia con una población de 628
habitantes.
2
Su fundación fue consecuencia del régimen político y económico imperante en
esa época, con un pueblo de indios a inmediaciones de los márgenes del río
Guastatoya, con una traza incipiente conformada por una plaza y algunas calles,
con una expansión hacia el oriente. Fue un asentamiento que con el tiempo
adquirió una importancia relevante como centro intermediario de mercaderías
provenientes de España y viceversa, debido a su ubicación lineal en el camino
Real.
Posterior a la revolución de 1944, la nueva constitución de los gobiernos de
Arévalo y Arbenz, concedieron a las masas populares derechos y cambios que les
habían negado anteriormente. Es así como durante el gobierno de Arévalo se
construye la escuela federal en el área urbana de la cabecera departamental, y
que viene funcionando desde entonces.
Durante el gobierno de Arbenz, se inicia la construcción de la carretera al
atlántico para disminuir la necesidad del ferrocarril. Esta obra fue continuada por
los gobiernos siguientes, los cuales dieron un impulso al desarrollo de la
agricultura y el nivel de urbanización de las poblaciones de la región. Así las
tendencias de crecimiento de la población cobran fuerza con dirección a la ruta
CA-9, y se desarrollaron paulatinamente poblaciones alrededor de la pequeña
ciudad en crecimiento.
1.3
Datos geográficos
1.3.1 Suelo y topografía
El municipio de Guastatoya se encuentra rodeado de cerros y montañas con
una topografía irregular que oscila entre cotas 515 MSNM en el centro del mismo
(CASCO URBANO) y sufre un notable cambio en la parte sureste en donde se
registra una cota igual a 1500 MSNM, e incluso se puede observar por las noches
desde este punto la ciudad capital.
3
En
algunos
casos,
se
localizan
pequeños
valles
en
la
cabecera
departamental, así como en la aldea Palo Amontonado.
Los cerros que rodean el municipio son: al este de la cabecera departamental,
se encuentra localizado el cerro El Pinal, al oeste el cerro Monte Verde ó El Claro
y al norte el cerro El Injerto. En las aldeas de Anshagua y el Naranjo, el paisaje es
diferente debido a que las montañas son de mayor altura (950 MSNM.), lo que da
existencia a bosques de clima templado.
1.3.2 Ríos
Los principales ríos del municipio son: río Guastatoya, río Grande o Motagua y
Anshagua. El río Motagua atraviesa el departamento de El Progreso, hasta llegar
al océano Atlántico; también hay una serie de quebradas, las cuales en época de
invierno contribuyen al caudal de éstos ríos.
1.4 Datos metereológicos
1.4.1 Clima
Utilizando la clasificación climática de Thorn-Thwaite, la jerarquía de
temperatura es cálido , con un tipo de variación de temperatura de invierno
benigno. La característica de jerarquía de humedad es seco. El tipo de distribución
de la lluvia es invierno seco. La vegetación natural se caracteriza estepa. En
general , temperatura moderada con características de clima cálido-seco, con dos
estaciones bien definidas: invierno de mayo a octubre y verano de noviembre a
abril.
4
a) Temperatura
La temperatura como un factor climático, está fuertemente influido por la altura
sobre el nivel del mar, en este caso; la cabecera municipal de Guastatoya se
encuentra localizada a una altura de 516 MSNM, lo que indica una biotemperatura
media anual de 24.1°C, con una temperatura mínima promedio de 19.1°C y una
temperatura máxima promedio de 29.1°C., con temperaturas máximas en los
meses de marzo y abril de 39°C.
b) Precipitación
La precipitación anual de lluvia es de 780.50 milímetros y llueve
aproximadamente 44 días en el año, que se concentra en los meses de mayo a
septiembre; de noviembre a mayo son meses secos. El porcentaje de humedad
relativa es de 62 %.
c) Vientos
Los vientos pueden ser definidos como masas de aire en movimiento, causado
por las diferencias de temperatura y las presiones de aire frío o caliente, el cual es
otro factor importante del clima.
En el departamento de El Progreso, el comportamiento Eólico se presenta
combinado con vientos dominantes de nor Noreste, a sur Suroeste, y secundario
de sur Suroeste y nor Noroeste. El viento se manifiesta turbulento por la
configuración topográfica local con cerros en su parte norte y sur.
El valor máximo promedio mensual de velocidad del viento es de 22.5 km/hora
en el mes de julio; la velocidad promedio anual es de 19.4 km/hora.
5
1.5
Información socioeconómica
1.5.1 Actividades productivas
La población de la cabecera municipal de Guastatoya, al igual que la mayor
parte de departamentos del país, basa su economía en las actividades agrícolas,
debido al clima que posee; se cultiva tomate, frijol, maíz, banano y tabaco; este
último es el de mayor importancia. Existen otras actividades productivas, como el
comercio y la explotación de minerales. en que sólo una mínima parte de la
población se dedica a desarrollar estas actividades.
1.5.2
Autoridades del lugar
La principal autoridad del municipio es el Alcalde y la Corporación Municipal;
los servicios con que cuenta son:
a)
Gobernación Departamental
b)
Ministerio Público
c)
Juzgado de Paz
d)
Policía Nacional Civil
Además de las autoridades de gobierno y municipales, los barrios y colonias
cuentan comités formados para promover el desarrollo de su localidad, que son
debidamente autorizados por la Oficina de Gobernación Departamental.
1.6
Servicios y vivienda
El municipio de Guastatoya cuenta con los servicios básicos necesarios; esto
se debió a que, por el terremoto de 1976, este municipio fue uno de los más
dañados en su infraestructura; por esta razón, ha recibido mucho apoyo,
6
tanto
gubernamental
como
no
gubernamental,
por
medio
de
agencias
internacionales.
1.6.1
Sistema de abastecimiento de agua
La ciudad de Guastatoya se abastece de agua potable de un nacimiento
ubicado al pie del cerro la virgen; el agua es impulsada con dos bombas eléctricas
hacia los tanques de almacenamiento y distribución. El servicio se extiende hasta
las aldeas de: Santa Lucía, Casas Viejas, El Chilar, El Barreal, Ojo de Agua. El
sistema no cuenta con planta de tratamiento de agua potable, por lo que el único
tratamiento que se le da al agua es la clorificación.
Todas las viviendas tienen medidor. El servicio es administrado por la
municipalidad, quien a su vez se encarga de dar el mantenimiento del servicio y
establece el valor del canon.
El proyecto no tiene servicio continuo, ya que el servicio sólo llega durante 4
horas al día ( de 6:00 am a 10:00 am ); el motivo de este racionamiento se debe al
costo de mantenimiento de las bombas.
1.6.2 Sistema de drenajes
El desfogue del sistema de drenaje municipal, se realiza a la vertiente del río
Guastatoya, previo tratamiento parcial que se efectúa en dos plantas de
tratamiento. En la parte sur de la ciudad hay una pequeña planta que trata las
aguas servidas del barrio Las Joyas antes de descargar en el río, otra situada al
nor – oeste de la ciudad, detrás del cementerio nuevo.
Esta planta concentra la mayor parte de los drenajes de la ciudad, sedimenta y
oxida las aguas ( laguna de oxidación ), antes de verterlas al río.
7
Actualmente se encuentra en estudio el proyecto de construir pozos de
absorción, para dar un tratamiento más profundo a las aguas servidas.
Es conveniente hacer notar que Guastatoya es de los pocos municipios de la
región que cuenta con un tratamiento de aguas servidas, que aunque sea primario
ayuda a disminuir la contaminación de los ríos de nuestro país.
1.6.3 Servicios de salud
El municipio de Guastatoya cuenta con las instalaciones de un hospital tipo A,
el cual tiene todos los servicios necesarios para atender a la población a nivel
departamental.
Además cuenta con clínicas privadas, en donde se brinda atención especial a
pacientes.
a)
Hospital General
b)
Delegación del IGSS
c)
Clínicas privadas
1.6.4 Servicios de educación
Para la educación preprimaria, primaria, secundaria ( básicos ) y diversificado,
en la ciudad de Guastatoya existen varios centros educativos, dentro de los cuales
se tienen oficiales y privados.
a) Instituto de educación primaria y secundaria
b) Escuela Nacional Tipo Federal
c) Instituto de Artes Industriales
d) Institutos privados de educación primaria, básicos y diversificado
8
Otros servicios:
a) Estación de ferrocarril
b) Mercado municipal
c) Salón Municipal de usos múltiples
d) Iglesias evangélicas
e) Iglesia católica
f) Oficina de Correos y Telégrafos
g) Central telefónica
h) Organizaciones no gubernamentales
i) Cementerio municipal
j) Banrural y Banco G y T Continental
1.7
Normas que regulan el diseño de lotificaciones
1.7.1 Ley forestal
(Decreto Número 101-96, Resolución 4-23-97)
Esta ley fue creada con base en los recursos forestales, ya que constituyen el
desarrollo fundamental económico y social de Guatemala; es por eso que para
deforestar un terreno debemos regirnos en el Artículo 46 de la Ley Forestal y del
Artículo 32 de su Reglamento, los cuales literalmente dicen:
Artículo 46. Cambio de Cobertura. Para toda área cubierta con bosque de una
extensión mayor a una hectárea, cuya cobertura se propone cambiar por otra no
forestal el interesado deberá presentar para su aprobación al INAB un estudio
suscrito por técnico o profesional debidamente registrado en éste, que asegure de
que la tierra con bosque no es de vocación forestal.
Podrá autorizarse el cambio de cobertura en tierras de vocación forestal,
mediante solicitud acompañada de un Plan de Manejo Agrícola que asegure
9
que la tierra con cobertura forestal es apta para una producción agrícola
económica sostenida.
Los productos forestales de cualquier naturaleza que resultaren de la operación
del cambio autorizado de uso de la tierra, podrán ser utilizados o comercializados
por el usuario.
A su elección, pagará al Fondo Forestal Privativo o reforestará un área igual a
la trasformada, conforme a lo que establece el reglamento.
Artículo 32. Licencias para cambio de uso. Para toda operación de cambio de
uso forestal a usos no forestales, el INAB autorizará, cuando proceda, licencias de
aprovechamiento, para lo cual el interesado deberá presentar:
a) Solicitud que contenga, como mínimo, las generales del propietario
del terreno, lugar para recibir notificaciones, carta de solicitud y la
firma debidamente autenticada.
b) Certificación del Registro de la Propiedad Inmueble que acredite la
propiedad del bien, indicando las anotaciones y gravámenes que
contiene. En caso de que la propiedad no esté inscrita en el Registro
de la Propiedad, se podrá aceptar otro documento legalmente válido.
c) Plan de aprovechamiento, que contenga como mínimo la siguiente
información:
localización, áreas por intervenir, volúmenes por
extraer y especies.
d) Estudio de factibilidad o justificación del proyecto, y anuencia de los
propietario, cuando sea una obra de infraestructura de interés
colectivo.
10
Para el caso donde el cambio de cobertura sea forestal, incluyendo
bosques naturales sin manejo, a sus usos agropecuarios, el
interesado deberá presentar además de lo contenido en el párrafo
anterior.
e) Estudio de capacidad de uso de la tierra basado en lo establecido en
el capítulo ii de este reglamento.
f) Plan de manejo agrícola de acuerdo al artículo 46 de la Ley Forestal.
El interesado, a su elección pagará al Fondo Forestal Privativo o
deforestará un área igual a la transformada.
En el caso de que el interesado seleccione el pago el Fondo Forestal Privativo,
el mismo tendrá que pagar el monto equivalente al costo de la deforestación del
área sujeta a cambio de cobertura, monto que se establecerá por el INAB
anualmente. En el caso de que el interesado seleccione la reforestación, ésta
tendrá que ser igual al área transformada y deberá realizarse dentro del mismo
municipio.
1.7.2 La ley de educación nacional
(Decreto Número 12-91, Acuerdo Gubernativo 13-77)
La Constitución Política de la República de Guatemala establece la obligación
del Estado de proporcionar y facilitar educación a sus habitantes, en el Artículo 94
de la Ley de Educación Nacional establece para los dueños de lotificaciones lo
siguiente:
Artículo 94. Obligación de propietarios de lotificaciones. Los propietarios de
lotificaciones en centros urbanos, suburbanos o rurales, otorgarán en propiedad al
Estado, terreno suficiente y adecuado para la construcción de edificios
11
escolares y áreas recreativas, de acuerdo con el porcentaje que fije el reglamento
respectivo.
1.7.3 Ley nacional para el desarrollo de la cultura y deporte
(Decreto 76-97)
El Estado debe procurar el bienestar físico, mental y social así como velar por
la elevación del nivel de vida contribuyendo al bienestar de la familia; es por eso
que las personas que lotifiquen, quedan obligadas; según Artículo 212 de la Ley
para el Desarrollo de la Cultura y Deporte a lo siguiente:
Artículo 212. Áreas destinadas a construcción de instalaciones. Dentro del
área de toda lotificación o parcelamiento urbano o rural, deberán destinarse
obligadamente áreas de terrenos suficientes y apropiados para la construcción de
instalaciones y campos deportivos, designando los propietarios de dichas áreas la
persona o personas jurídicas responsables de su utilización y mantenimiento.
La extensión de tales terrenos será proporcional al área por lotificarse o
parcelarse. Se determinará atendiendo a la densidad de la población que dicha
área comprenda, y no podrá ser menos del cinco por ciento (5%), ni exceder del
diez por ciento (10%) del área habitada para lotificarse.
Las autoridades encargadas de autorizar las lotificaciones o parcelamientos
exigirán, previamente de aprobar los planos respectivos, que se cumplan las
disposiciones del párrafo anterior.
Las personas, entidades o empresas lotificadoras o parceladoras podrán en
lugar de construir las instalaciones y campos deportivos, traspasar gratuitamente a
favor del Estado los mencionados terrenos, con la finalidad y uso exclusivo para
tales instalaciones deportivas o recreativas, sin cuyo
12
requisito no se autorizarán las lotificaciones o parcelamientos. Un reglamento
especial desarrollará todo lo relativo a este artículo.
Queda prohibido al Registro de la Propiedad inscribir cualquier operación
relacionada con parcelamientos o lotificaciones, sin que haya cumplido con lo
establecido en este artículo, por parte de la entidad obligada.
Asimismo, la
Municipalidad del municipio respectivo no deberá autorizar la construcción en
terrenos destinados par la construcción de instalaciones y campos deportivos, de
cualquier otro tipo de construcción.
1.7.4 Código de salud
(Decreto 90-97)
La Constitución Política de la República reconoce que el goce de la salud es un
derecho fundamental del ser humano sin discriminación alguna; es por eso que
estipula para las urbanizaciones y las viviendas en los artículos 109 y 110 lo
siguiente:
Artículo 109. Aprobación previa. El Ministerio de Salud en coordinación con la
Comisión
Nacional
de
Medio
Ambiente
y
a
la
corporación
municipal
correspondiente, deberán aprobar de acuerdo con los reglamentos y normas
urbanísticas
y
sanitarias
las
solicitudes
para
la
formación
de
nuevas
urbanizaciones, extensión del área de las existentes e instalaciones de lugares de
recreación o concurrencia del público, en el plazo establecido en los reglamentos
respectivos.
Artículo 110.
Modificaciones o reparaciones.
La Municipalidad, en
coordinación con el Ministerio de Salud, podrá ordenar modificaciones o
reparaciones a viviendas, edificios o construcciones deficientes, que representen
riesgos para la vida y la salud de acuerdo con las disposiciones del reglamento
13
respectivo. Se prohíbe la construcción de viviendas y urbanizaciones en áreas
declaradas de alto riesgo.
1.7.5 Ley de parcelamientos urbanos
(Decreto 14-26)
Esta ley fue creada con base en la escasez de vivienda que concurre en
nuestro país, lo cual ha originado gran demanda de parcelas destinadas a la
construcción de viviendas; por carencia de una legislación adecuada, el Estado
crea esta ley y de esa manera normar y legislar las urbanizaciones; el Capítulo II
correspondiente de los Parcelamientos Urbanos literalmente dice:
Artículo 4. Las personas comprendidas en el Artículo 2 de esta ley deberán
solicitar autorización a la municipalidad jurisdiccional, donde se encuentren el o los
inmuebles destinados a ser parcelados.
A toda solicitud de autorización deberán acompañar lo siguiente:
a)
Certificación de fecha reciente expedida por el Registro General de la
Propiedad Inmueble correspondiente, haciendo constar la primera y
la última inscripción de dominio, desmembraciones, gravámenes,
anotaciones o limitaciones del inmueble que se pretenda parcelar.
b)
Testimonio de la escritura pública que establezca la personería con
que actúa el solicitante, en su caso.
c)
Promesa formal de garantizar la construcción o el pago de las obras
de urbanización y demás, que establezcan los reglamentos o
disposiciones de la municipalidad respectiva.
14
d)
Planos del parcelamiento urbano que contenga la distribución de los
lotes, vías públicas o áreas de uso común y servicios públicos,
debidamente acotados y en curvas a nivel, así como la localización
del parcelamiento en relación con la cabecera municipal que se trate,
marcando las vías de acceso y su ajuste a los planos reguladores.
Los planos que se presenten deberán ceñirse a las condiciones y
requisitos que establezcan los reglamentos o disposiciones de la
municipalidad autorizante. Los planos deberán estar certificados por
ingeniero colegiado.
Una vez cumplidos lo requisitos anteriores, la municipalidad correspondiente
acordará la autorización para llevar a cabo el parcelamiento, pero la venta de las
fracciones de terreno se sujetará a nueva autorización.
Artículo 5. Las ventas de fracciones de terreno sólo podrán efectuarse con la
previa autorización municipal, y para ello se comprobará antes de entregarlas:
a)
Que las obras de urbanización que figuran en los planos aprobados,
al concederse la autorización para el parcelamiento, se han realizado
o que por lo menos se han ejecutado los trabajos de introducción de
energía eléctrica, agua potable, y drenajes para cada lote y
pavimento de las calles.
En su defecto, deberá presentarse garantía suficiente a juicio de la
municipalidad, de su realización o bien contratar con ésta la
ejecución de los mismos.
b)
Que el propietario o gestor del parcelamiento ha fijado el precio de
cada parcela de acuerdo con el valor de la totalidad del terreno, los
15
gastos de urbanización, la libre competencia y otros factores que
sean aplicables.
c)
Que se ha efectuado la nueva declaración fiscal del o de los
inmuebles que van a ser parcelados con base en la revalorización a
que se refiere el inciso anterior, para los efectos fiscales y
catastrales.
d)
Que han sido satisfechos todos los demás requisitos que establezcan
los reglamentos municipales respectivos.
Todos los trabajos que alude el inciso a) deberán realizarse de conformidad con
las exigencias municipales para la zona en que esté ubicado y el tipo de
parcelamiento que se trate.
Artículo 6. La municipalidad que corresponda procederá de oficio a solicitar la
inscripción en los registros correspondientes de las áreas que se hayan
traspasado a la misma para uso común y servicios públicos, de conformidad con
los reglamentos de la materia, y a solicitar en igual forma la cancelación de los
registros de impuestos y contribuciones fiscales,
y a cancelar de oficio los
registros que se refieran al pago de tributos municipales.
1.7.6 Ley de protección y mejoramiento del medio ambiente
(Decreto 68-86)
La protección y mejoramiento del medio ambiente y los recursos naturales y
culturales es fundamental para el logro de un desarrollo social y económico del
país; es por eso que para cualquier tipo de proyecto que se vaya a realizar se
debe presentar un estudio de impacto ambiental, lo cual se especifica en el
Artículo 8 de esta ley, y se deberá tomar en cuenta para lotificaciones, y dice:
16
Artículo 8. Para todo proyecto, obra, industria o cualquier otra actividad que
por sus características
pueda producir deterioro a los recursos naturales
renovables o no, al ambiente, o introducir modificaciones nocivas o notorias al
paisaje y a los recursos culturales del patrimonio nacional, será necesario
previamente a su desarrollo un estudio de evaluación del impacto ambiental,
realizado por técnicos en la materia y aprobado por la Comisión del Medio
Ambiente.
1.8
Gabaritos en calles recomendados
Según el reglamento de construcción, define el gabarito permisible y sus
especificaciones en los siguientes artículos:
Artículo 93. Para los efectos de este reglamento, se comprende por gabarito
permisible al perfil límite hasta el cual, en el espacio aéreo, es permitido construir.
Artículo 94. Corresponde a la municipalidad la ordenación urbana, fijando la
alineación, línea de fachada, gabarito permisible, ochavos y rasantes de las calles,
avenidas, parques, plazas en general, áreas de uso público que se encuentren
dentro de su jurisdicción.
Artículo 95. Para los efectos del artículo anterior, la oficina respectiva dentro
de la organización municipal hará los estudios y determinación de las
alineaciones, líneas de fachada, gabarito permisible, ochavos y rasantes,
correspondientes a las diferentes zonas o sectores. Lo que será aprobado por el
Consejo; los planos respectivos serán sancionados por el Alcalde e incorporados a
El Reglamento como anexos del mismo.
Artículo 100.
En ningún caso, se permitirá la construcción de balcones o
cualquier tipo de salientes que permitan el acceso a personas, fuera de la
17
alineación municipal, aunque sí puedan salir fuera del gabarito cuando no afecten
la alineación y lo autorice La Oficina.
1.9
Dimensiones mínimas de lotes
Las urbanizaciones residenciales de interés social se clasificarán en función de
su uso y característica, según lo estipula El Reglamento de Urbanizaciones y
Fraccionamientos, en el siguiente artículo:
Artículo 6. Las notificaciones o parcelamientos, se clasifican atendiendo el uso
y características que por su localización le fije la Sección de Urbanismo de la
Municipalidad, en: residenciales, comerciales, residenciales y campestres son:
a)
Residenciales:
aquellas cuyos lotes se destinan a las viviendas
pueden subdividirse en:
i)
Residenciales Tipo A: Lote mínimo de 600 metros cuadrados y
20 metros del lado menor.
ii)
Residenciales Tipo B: Lote mínimo de 160 metros cuadrados
y 8 metros del lado menor.
b)
Comerciales residenciales:
cuando se permite la construcción
intensiva de tiendas y bazares sin limitar la construcción de
viviendas; lote mínimo de 160 metros cuadrados y 8 metros de lado.
c)
Campestre: cuando se destinan a pequeñas granjas con un área por
parcela no menor de diez mil metros cuadrados, ni lado menor de 60
metros.
El proyecto debe diseñarse en forma que permita una
adecuada adaptación futura a barrios residenciales.
18
1.10 Métodos topográficos usados en lotificaciones
Los levantamientos topográficos son aquellos que abarcan superficies
reducidas, es decir, desprecian la curvatura de la tierra. La topografía estudia el
conjunto de procedimientos para determinar las posiciones de puntos sobre la
superficie de la tierra por medio de medidas, según los elementos del espacio;
estos elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o bien, una distancia
y un ángulo de elevación.
A continuación, se describen los métodos para medir elevaciones, así como
también distancias.
1.10.1 Altimetría
En la altimetría, se tienen en cuenta las diferencias de elevaciones entre los
diferentes puntos del terreno.
En topografía y, en general, en geografía, se
entiende por altura o altitud de un punto su elevación sobre la superficie del mar,
supuestamente en reposo, es decir, su altura sobre el nivel del mar, que es como
ordinariamente se expresan las altitudes en topografía. Los métodos, para hallar
las diferencias de nivel, se designan en general con el nombre de nivelación, y se
clasifican en:
a)
Nivelación geométrica: consiste en medir directamente la diferencia
de nivel entre dos puntos máximos.
b)
Nivelación trigonométrica: determina la diferencia de nivel mediante
el cálculo de los ángulos cenitales observados y distancias; se aplica
este procedimiento a extensiones bastante grandes.
19
c)
Nivelación taquimétrica:
trata de determinar puntos y ubicarlos
planialtimétricamente, es decir que, además de darles cota, los ubica
con coordenadas en el plano.
d)
Nivelación barométrica: consiste en calcular la diferencia de nivel
entre dos puntos, en función de la diferencia de presión atmosférica
observada en ambos.
El más preciso de los cuatro métodos es el de nivelación geométrica y el
menos exacto es el de nivelación barométrica.
1.10.2 Planimetría
a) Medida con cinta: un terreno puede ser levantado por completo por
medio de cinta solamente.
En efecto, éste era el único método
disponible antes de que se fabricaran los instrumentos goniométricos
o para medir ángulos. En la actualidad, el equipo moderno hace que
el método sea útil nuevamente.
El procedimiento consiste en dividir una superficie en una serie de
triángulos y medir los lados de cada uno.
En el caso de áreas
pequeñas, se selecciona como vértice principal uno de los vértices
del terreno y se mide el perímetro y las distancias a todos los demás
vértices.
Cuando se trata de terrenos mayores, es mejor establecer un punto
central y medir el perímetro y radiar líneas desde el centro a los
vértices; el terreno podrá representarse y determinarse el área a
través de estos datos.
b)
20
b)
Medida con brújula:
siguen
los
mismos
los levantamientos topográficos con brújula
procedimientos
que
se
mencionan
en
levantamientos con cinta; en éste existe la diferencia de que todos
los ángulos deberán referirse a la línea norte-sur, determinada por el
meridiano magnético.
c)
Medida con teodolito: los teodolitos no son sino goniómetros que
consta de limbo horizontal, brújula y anteojo de gran alcance. Su
principal finalidad es la de medir los ángulos horizontales con mayor
precisión que con las brújulas, porque están provistos de nonio.
Cuando tiene limbo vertical y anteojo distancio-métrico, para medir
distancias indirectamente, se denominan teodolitos taquimétricos.
Cuando se utilizan teodolitos simples, los procedimientos usados
para efectuar levantamientos planimétricos son iguales a los
descritos al tratar los levantamientos con brújula, lo cual permite
mediciones más exactas.
i)
Por conservación de azimut: éste es el mejor sistema, y se
emplea mucho en levantamientos en donde hay que situar un
gran número de detalles, por observaciones lineales y
angulares, y por su versatilidad hace que sea más ventajoso.
Cualquier error de cierre se deduce inmediatamente de la
diferencia entre la observación inicial y final, tomadas a lo
largo de la primera alineación.
21
El azimut de la alineación inicial, o primer lado de la poligonal,
puede referirse al meridiano verdadero o a una dirección
convencional cualquiera.
ii)
Por ángulos exteriores:
éste método es semejante al de
conservación de azimut, excepto que en la visual de espalda
en cada estación hacia la estación anterior se toma el nonio
puesto en cero.
Se gira el anteojo alrededor del eje vertical; se mira a la
estación siguiente y con el mismo nonio se lee el ángulo
descrito por el anteojo en sentido positivo a las agujas del
reloj.
Este método se emplea principalmente, cuando hay que tomar
muchos detalles desde cada vértice del polígono.
iii)
Por ángulos interiores:
Este método tiene su principal
aplicación en los levantamientos de planos topográficos, en
cuanto se refiere al trabajo de campo.
Se coloca en cero el nonio en cada estación y se dirige una visual a
la estación anterior. Se gira después el anteojo alrededor del eje
vertical, hasta visar la estación siguiente, y se lee el ángulo interior
así formado.
La libreta de campo puede llevarse en forma de croquis con los
ángulos y distancias. Se comprueban los ángulos sabiendo que, en
un polígono de “ n “ lados, la suma de los ángulos interiores es igual
a ( n - 2) 180°.
22
1.10 Elaboración de planos de registro para el Registro de la Propiedad
En Guatemala, para la presentación del plano en el Registro de la Propiedad,
hay que regirse bajo los artículos 43 y 44 capítulo IV de la Ley de Agrimensura,
que textualmente dicen:
Artículo 43. En todo expediente de medida, se agregará un plano en papel tela
de calcar y solo podrá usarse papel enlienzado, cuando tenga que hacerse un
plano lavado. En el plano, se consignarán los mojones y las colindancias con sus
nombres; el de los terrenos, si los tuvieren, y el de sus propietarios.
Los detalles topográficos que sirvan de referencia (ríos, caminos, lagunas,
depresiones, cotas, etc.); las proyecciones de los meridianos (astronómico y
magnético); las escalas (gráfica y numérica) y una leyenda que exprese el nombre
del terreno; el del propietario interesado, la jurisdicción municipal y el
departamento en que esté ubicado; el área métrica y su equivalente en la que
sirva de base al título, la fecha y la firma del Ingeniero.
Artículo 44.
En el dibujo y lavado del plano, se observarán las siguientes
reglas:
1.
Las veredas, caminos y carreteras se presentarán por una
sola línea o por dos paralelas de puntos o de trazos discontinuos,
según su importancia.
2.
Las vías férreas por un trazo continuo, cruzando con
pequeñas perpendiculares a cortas distancias y equidistantes; y en lo
que respecta a las reservas, sean éstas forestales o de la Nación y al
excedente del 10% de que trata el artículo 14 de la Ley Agraria, se
precisarán debidamente según los casos, en la forma que sea más
apropiada y con su respectiva especificación.
23
3.
Las aguas se representarán con líneas continuas de color azul que
configuren sus orillas o, si se quiere, por una serie de paralelas,
adelgazando y separando las líneas, tanto más cuando más se
alejen de las orillas.
Se puede también llenar la superficie con un lavado del mismo color,
desvaneciendo hacia el medio. Los pantanos se representarán con
líneas paralelas continuas o interrumpidas.
4.
Los edificios se representarán con sus proyecciones horizontales de
color negro o carmín.
5.
Los linderos que no estuvieron constituidos por caminos o aguas, se
representarán por una línea continua de color negro, o por signos
que dan idea de la clase de cota que limita el terreno, que puede
orlarse o lavarse en su interior.
Para las líneas auxiliares, se usará el color rojo y serán punteados o
de trazos discontinuos o continuos, según su importancia. Cuando
ocurriere el caso de tener que presentar diversos límites de un solo
terreno, se usarán colores diferentes.
6.
Las curvas de nivel se trazarán de color sepia y a la equidistancia,
que requiera la importancia y la calidad del trabajo sirviendo en
general de norma, el número de metros que resulte de multiplicar por
mil la escala decimal del plano.
7.
Los cultivos, los bosques y la calidad del suelo se representarán por
los signos convencionales más adecuados a su objeto o por la
correspondiente leyenda.
24
8.
Las escalas que deberán usarse son las siguientes:
De 1
a
20 hectáreas......
1:1,000
De 20
a
30 hectáreas......
1:2,000
De 30
a
50 hectáreas......
1:5,000
De 50
a
1,000 hectáreas......
1:10,000
De 1,000
a
10,000 hectáreas......
1:20,000
De 10,000
a
50,000 hectáreas......
1:40,000
Para superficies menores o mayores de las consignadas, se usarán
las escalas más convenientes para el objeto a que se destina; pero
siempre divisibles por 2 ó por 5. Cuando haya de hacerse planos
especiales o de lotificaciones, el ingeniero elegirá la escala que sea
más apropiada pero siempre divisible por 2 ó por 5. En todo caso, la
tela de calcar nunca será menor que las dimensiones de una hoja de
papel sellado.
9.
En cuanto a la rotulación, se tendrá presente que debe ser clara,
guardando relación el tamaño y carácter de la letra con la
importancia de los objetos que designen. Los letreros relativos o
poblados, lugares, edificios, etcétera, han de ser paralelos al lado
inferior del cuadro y deben correr de izquierda a derecha. Los que
se refieren a vías de comunicación y a corrientes de agua, se
escribirán paralelamente a su dirección, de modo que puedan leerse
sin volver la hoja del dibujo. Las colindancias, cordilleras, cañada,
etcétera, se rotularán de izquierda a derecha paralelamente al lado
inferior del recuadro o en la dirección más apropiada para llenar su
objeto.
10.
En todos los signos y trazos a que se refiere este artículo, se
empleará tinta china o indeleble.
25
1.11 Resistencia de suelos a corte
Dentro de ciertos límites, los suelos se comportan bajo la acción de las cargas
como los materiales elásticos, aunque en algunos casos se producen
deformaciones mayores que las normales, teniéndose que recurrir entonces a
cálculos que tengan en cuenta la plasticidad del suelo.
Una muestra de suelo sometida a un esfuerzo de corte tiende a producir un
desplazamiento de las partículas entres sí o de una parte de la masa del suelo con
respecto al resto del mismo.
En el primer caso Fig. 1 (a), se dice que hay un disgregamiento de las
partículas. En el segundo caso Fig. 1 (b), se dice que la masa se desliza a lo largo
de ciertas líneas de rotura, o si la masa de suelo es plástica se produce lo que se
denomina fluencia plástica Fig. 1 (c).
Estos movimientos dentro de la masa de suelo tienden a ser contrarrestados
por la llamada resistencia al corte del suelo.
Figura 1. Movimientos de la masa de suelo
26
1.12.1 Prueba de compresión triaxial
El estudio de la línea de resistencia intrínseca, o envolvente de Mohr, de los
suelos puede llevarse a cabo por medio de la prueba de compresión triaxial.
La prueba de comprensión triaxial se realiza envolviendo en una membrana
impermeable un espécimen cilíndrico del suelo que se desea probar, cuyas bases
quedan en contacto con cabezas sólidas provistas de piedras porosas, que sirven
de filtro, están conectados a tubos delgados provistos de válvulas que permiten
gobernar la salida o entradas de agua al espécimen.
Dichos tubos de drenaje están conectados a una bureta graduada, mediante la
cual se puede conocer el volumen de agua expulsado o absorbido por el suelo. La
unión, entre la membrana y las cabezas, se ata con banda de hule para garantizar
un sello hermético.
Todo el conjunto queda encerrado en una cámara que se conecta a un tanque
de agua a presión. La tapa superior de la cámara es atravesada por un vástago
delgado, que pasa por un depósito de grasa a presión, el que evita las fugas de
agua a lo largo de la pared del vástago y reduce a un mínimo de fricción de ésta
contra la tapa.
La prueba de comprensión triaxial puede ejecutarse de diferentes maneras:
a) Prueba rápida o sin drenaje. En este caso, se aplica una presión de
agua a la cámara que se transmite hidrostáticamente al espécimen,
actuando sobre la membrana y las cabezas. Las válvulas de drenaje se
cierran antes de aplicar la presión al agua, y permaneciendo cerradas,
se comienza a cargar axialmente la muestra de suelo desde el exterior
de la cámara, aplicando al vástago una carga creciente, hasta alcanzar
27
la falla, que generalmente se presenta a lo largo de un plano inclinado.
Un micrómetro marca las deformaciones longitudinales del espécimen.
b)
Prueba rápida-consolidada.
En este tipo de prueba, se aplica la
presión al agua de la cámara y se abren las válvulas de drenaje del
espécimen y permite que la presión de los fluidos de los poros,
producida por el incremento de presión aplicada al espécimen, se disipe
completamente, es decir, que se permite la consolidación total de la
probeta de suelo bajo la presión aplicada exteriormente.
La observación de las deformaciones longitudinales mediante el
micrómetro y del volumen de agua expulsada que se registra en la
bureta graduada a través del tiempo (figura 4) suministran datos para
trazar la curva de consolidación correspondiente e identificar el tiempo
en el que se ha logrado la totalidad de la consolidación primaria, que se
tratará más adelante en el capítulo correspondiente.
Una vez alcanzado el 100% de consolidación primaria, se procede a
cerrar las válvulas de drenaje y a incrementar el esfuerzo axial,
aplicando carga al vástago hasta hacer fallar la probeta.
Mientras que en la prueba rápida o sin drenaje el contenido de agua del
espécimen de suelo permanece constante, en la rápida consolidada
cambia dicho contenido de agua, porque se permite la salida de los
fluidos (agua y gases), durante el proceso de consolidación bajo la
presión lateral.
c) Prueba lenta. De igual manera que en la prueba anterior, en la prueba
triaxial lenta se permite la consolidación completa del suelo bajo la
presión de la cámara, pero las válvulas de drenaje no se cierran al
28
aplicar la carga axial sobre el vástago. Además, la aplicación de la
mencionada carga axial se hace en incrementos pequeños colocados a
intervalos de tiempo suficientemente largos, para garantizar que la
presión de poro generada por el incremento anterior se disipe de
manera completa antes de aplicar el siguiente.
En estas condiciones, puede decirse prácticamente que los esfuerzos
aplicados exteriormente a la probeta son siempre esfuerzos efectivos o
íntergranulares, ya que la presión de poro puede considerarse nula
durante todo el proceso.
d) Prueba gigante.
En esta prueba triaxial, se emplean especímenes
de15cm de diámetro y una relación de esbeltez de 2.5 a 3. Esta prueba
tiene por objeto ensayar agregados gruesos como gravas, arenas o
mezclas de ellos; el procedimiento de prueba es igual a los ya
explicados.
1.12.2 Criterio de Mohr-Coulomb de falla
La resistencia de un suelo se puede definir, en función de los esfuerzos
desarrollados en el máximo de la curva esfuerzo deformación (punto P de la Fig.
2). La Fig. 3, muestra un método para representar la resistencia. Los datos
proceden de las 6 probetas triaxiales, cada una con una presión de confinamiento
diferente, sobre una mezcla de grava y arena.
29
Figura 2. Resultado de una prueba de compresión triaxial
En primer lugar, se han dibujado los círculos de Mohr, para representar los
estados de esfuerzos en los puntos máximos de las curvas esfuerzo-deformación.
Los subíndices f indican que el estado es de falla o rotura. A continuación, se
traza una línea tangente a los círculos de Mohr.
Esta línea se denomina envolvente de Mohr, en honor a Otto Mohr, puede
entenderse por las siguientes consideraciones.
30
Figura 3. Envolvente de Mohr de una mezcla de arena y grava
1.
Si el círculo de Mohr para un determinado estado de esfuerzos
queda totalmente por debajo de la envolvente, el suelo será estable
para ese estado de esfuerzos.
2.
Si el círculo de Mohr es tangente a la envolvente, se habrá
alcanzado la resistencia máxima del suelo en un determinado plano
a través del mismo. Este caso se muestra en la Fig. 4; el estado de
límites de esfuerzos se ha alcanzado en un plano que forma un
ángulo φcr con el plano sobre el cual actúa el esfuerzo principal
mayor. Este plano se denomina plano de falla.
Los esfuerzos sobre este plano se designan por σff y τff, esfuerzos
normal y tangencial respectivamente sobre el plano de falla en el
estado de falla.
31
3.
No es posible mantener en el interior de un suelo un estado de
esfuerzos,
cuyo
círculo
de
correspondiente a ese suelo.
Mohr
corte
a
la
envolvente
Cualquier intento de imponer ese
estado de esfuerzos daría lugar a deformaciones ilimitadas, es decir,
a la falla.
Figura 4. Esfuerzos de falla
La envolvente de Mohr puede escribirse en forma funcional de la manera
siguiente:
τff = f(σff)
La envolvente de Mohr aparece en la Fig. 5 y es una curva. Esto suele suceder
en suelos granulares, en pruebas con una amplia gama de precisiones de
confinamiento.
32
Las razones de esta divergencia, respecto al comportamiento friccional puro, se
han comentado anteriormente.
Sin embargo, para la mayoría de los cálculos
referentes a la estabilidad de una masa de suelo, es necesario utilizar una
envolvente que sea una recta. De esta forma, la resistencia se expresa por la ley
de Mohr-Coulomb
τff = c + σff tanφ
Donde,
C
φ
= cohesión u ordenada en el origen
= ángulo de fricción o ángulo de resistencia al corte
1.12.3 Presión lateral de terreno
La magnitud y distribución de las presiones de tierra son generalmente un
problema indeterminado. Los verdaderos problemas de empuje de tierras son
algo más que las cargas producidas por el suelo contra un muro de retención.
El empuje de tierra no solamente depende del tipo de suelo, sino también es
una función del material de la estructura de retención, de las cargas aplicadas
sobre el relleno del muro de retención, de las condiciones del agua subterránea y
de la magnitud de la flecha, que inevitablemente se produce en la estructura de
retención.
Las obras de ingeniería, como muros de retención, entibados de excavaciones,
ataguías y tablestacados, tienen una función común, que es la de soportar
lateralmente una masa de suelo.
33
Esta presión lateral recibe el nombre de empuje de tierras y se debe
determinar lo mejor posible, antes de iniciar o diseñar un proyecto que sea
adecuado a tal efecto.
Un elemento de suelo, a una profundidad “ h “, se puede deformar
verticalmente por efecto de la carga, pero no se puede expandir lateralmente,
porque está confinado por el mismo suelo bajo las mismas condiciones de carga.
Esto es equivalente a que el suelo estuviera colocado contra un muro inmóvil y
sin fricción. A una condición igual a la descrita, se le podría llamar empuje de
tierras en reposo. Este empuje está representada por:
Po = Ko c h
Donde,
Po
= Empuje de tierras en reposo
Ko
= Coeficiente del empuje de tierras en reposo
σ
= Peso unitario del suelo
h
= Profundidad del punto analizado
Si el muro que se describía anteriormente, se desplazara como se muestra en
la Fig. 5, se tendría el caso de empujes de tierra activo.
34
Figura 5. Empuje de tierras activo
En este caso, como es evidente que las partículas de suelo han sufrido una
expansión.
Un análisis podría indicar que la superficie de fallas es
aproximadamente un plano que forma un ángulo de 45 + φ/2, con el plano
horizontal como se muestra.
En este caso, el empuje a una profundidad “ h “ se representa por:
Pa = Ka σ h
Por otro lado, si la pared se mueve como se muestra en la Fig. 8, se tiene el
caso pasivo de empuje de tierras. En este caso, las partículas de suelo han
sufrido una compresión. Un análisis podría indicar que la superficie de falla es
aproximadamente un plano a 45 - φ/2, con el plano horizontal.
35
Figura 6. Empuje de tierras pasivo
En este caso, el empuje a profundidad “ h “ se representa por:
Pp = Kp σ h
Donde,
Pp = Empuje pasivo de tierras.
Kp = Coeficiente del empuje pasivo de tierras.
El estado activo y el estado pasivo, constituyen los estados límites del
equilibrio. Todo estado intermedio, inclusive el estado de reposo, se denomina
estado de equilibrio elástico.
Es imposible obtener una determinación exacta de la intensidad de la presión o
empuje del suelo.
Hay muchos factores no determinables que influyen en su
comportamiento y que están íntimamente ligados en el análisis de un muro para
36
obtener las correctas presiones a las que estará sometido éste, durante el tiempo
que dure la estructura. Tratando la masa de suelo como un material ideal, es
posible obtener una solución que se aproxime a la realidad y, por lo mismo, poder
diseñar una estructura estable sin llegar al sobre diseño.
En todas las teorías de presiones de tierra, los factores importantes son el
ángulo de fricción interna y el peso unitario.
1.12.4 Teoría de Rankine
El escocés W.J.M. Rankine presentó su teoría en 1857; básicamente Rankine
propone que la estabilidad de una masa granular sea tratada por medio de la
teoría matemática de la estabilidad friccional solamente, sin recurrir a suposiciones
ni artificios. Sin embargo, para otro tipo de suelo la teoría es sólo aproximada.
Rankine, supone estas condiciones:
1.
Suelo isotrópico y homogéneo
2.
La superficie de falla es un plano
3.
No hay fricción entre suelo y muro
4.
La masa que falla actúa como un cuerpo rígido
5.
La dirección del empuje es paralela al talud del terreno
6.
El talud se prolonga indefinidamente
7.
Considera al suelo sin cohesión C = 0
8.
Considera al suelo en un estado de equilibrio plástico
Para el caso de empujes activos, según la teoría de Rankine, se tiene:
Pa = Ka σ H2 / 2
37
Donde,
Pa = Empuje activo de tierras.
σ = Peso unitario del suelo.
H = Altura del muro.
Ka = Coeficiente de empuje activo.
El coeficiente de presión activa depende únicamente de φ y β
Ka = cosβ cosβ - √(cos2β - cos2φ)
cosβ + √(cos2β - cos2φ)
Donde,
β
= Ángulo del talud del terreno.
φ
= Ángulo de fricción interna.
Análogamente en el caso de empujes pasivos, se puede expresar el empuje en
la forma siguiente:
Pp = Kp σ H2 / 2
Donde,
Pp = Empuje pasivo de tierras.
Kp = Coeficiente de empuje pasivo.
38
Al igual que el coeficiente de empujes activos, el coeficiente de empujes
pasivos solamente depende de φ y β
Kp = cosβ cosβ + √(cos2β - cos2φ)
cosβ - √(cos2β - cos2φ)
Algunos diseñadores usan la presión hidrostática que producirá un fluido
imaginario, cuyo peso específico fuera σf
que se llama peso específico
equivalente.
A esta forma de hallar los empujes se le llama equivalente líquida o equivalente
fluida. Esto no es más que la modificación de la fórmula de Rankine, en la que:
σf = Ka σ
ó
σf = Kp σ
1.12.5 Teoría de Coulomb
La primera teoría racional de empujes de tierra fue presentada por el francés
C.A. Coulomb en 1776.
Básicamente Coulomb supone en su teoría las siguientes premisas:
1.
El suelo es isotrópico y homogéneo.
2.
La superficie de ruptura es un plano. Coulomb reconoció que esto no
es cierto, pero facilita enormemente los cálculos sin alejarse mucho
de la realidad.
39
3.
Las fuerzas de fricción están distribuidas uniformemente a lo largo del
plano de ruptura y supone un coeficiente de fricción.
4.
La cuña de rupturas es un cuerpo rígido.
5.
Existen las fuerzas de fricción entre suelo y muro.
6.
La falla es un problema tridimensional.
Para el caso pasivo, la teoría de Coulomb presenta la siguiente expresión
general del empuje
Pa = Ka σ H2 / 2
Donde,
Pa = Empuje activo de tierras
σ = Peso unitario del suelo
H = Altura del muro
Ka = Coeficiente de empuje activo
El coeficiente del empuje activo de tierras tiene la siguiente forma que depende
de φ, α, β, δ y es independiente de σ y H.
Ka =
sen2(α + φ)
sen2α sen(α-δ) [1 + √((sen(δ+φ) sen(φ-β)) / (sen(α-δ) sen(α+β)))] 2
40
Donde,
α
=
Ángulo
del
paramento
del
muro
con
la
horizontal
φ
= Ángulo de fricción interna del suelo retenido
δ
= Ángulo de fricción externa
β
= Ángulo del talud del suelo
Para el caso de empujes pasivos, se tiene la forma general:
Pp = Kp σ H2 / 2
Donde,
Pp = Empuje pasivo de tierras
Kp = Altura del muro
El coeficiente de presión pasiva, al igual que el de presión activa, depende de
φ, β, δ, α es independiente de σ, tiene la siguiente forma:
Ka =
sen2(α - φ)
.
.
sen2αsen2(α+δ)[1-√((sen(δ+φ) sen(φ+β)) / (sen(α+δ)sen(α+β)))] 2
Donde,
α
= Ángulo del paramento del muro con la horizontal
φ
= Ángulo de fricción interna del suelo retenido
δ
= Ángulo de fricción externa
β
= Ángulo del talud del suelo
41
1.12.6 Muros de gravedad y en voladizo
a) Muros de gravedad
Los muros de gravedad son muros que resisten el empuje de la tierra
por su propio peso.
Se construyen de piedra, mampostería o
concreto masivo, que son materiales que pueden resistir esfuerzos
de compresión y de corte, pero muy poco esfuerzo de tensión o
tracción, de manera que el diseño debe atender principalmente que
no haya o evitar en lo posible los esfuerzos de tensión.
Al diseñar un muro de gravedad, el ingeniero debe asegurar que no
se producirá la falla de éste. Desplazamiento de varios centímetros
no suelen tener importancia, siempre que se asegure que no se
producirán repentinamente desplazamientos más grandes. Por eso,
el método de análisis y de diseño de un muro de gravedad suele
consistir en analizar las condiciones que existirían en una condición
de falla, e introducir convenientes factores de seguridad para evitar
la falla.
El muro de gravedad suele utilizarse para formar la pared
permanente de una excavación, siempre y cuando las condiciones
de espacio hagan impracticable el formar un talud. En otros tiempos,
se utilizó mucho el muro de mampostería.
Actualmente, la mayoría de estos muros son de concreto, aunque no
quiere decir que la mampostería esté desechada.
42
b) Muros en voladizo
Este es un muro de concreto reforzado. Utiliza la acción del voladizo
para sostener masas de suelo sobre su talón.
Estructuralmente es una viga ancha que soporta el empuje de
tierras, que aumenta uniformemente hasta un valor máximo en el
punto de empotramiento.
La nomenclatura usada en estos muros se le ha dado nombres
comunes por las distintas partes que forman la geometría del muro
de retención; a continuación serán identificados, Fig. 7.
Figura 7. Términos utilizados en un muro en voladizo
La base o losa de base, llamada también zapata, es la parte del muro donde
descansa el peso del muro.
43
La cortina es el muro propiamente dicho. La cara del muro es cada una de las
partes superficies expuestas, tanto la cara frontal, como la cara posterior, que es
donde descansa el suelo retenido.
El dedo es la parte de la losa de base que se extiende, a partir de la cara
frontal de la cortina hacia el frente del muro.
El talón es la parte de la losa de base que se extiende desde la cara posterior
de la cortina hacia atrás del muro, dentro del relleno.
Los términos dedo y talón son también usados para designar el extremo hacia
delante y hacia atrás de la losa de base, respectivamente.
Cuando no es
suficiente la fuerza resistente, para proveer una estabilidad adecuada al muro, es
muy común construir un diente por debajo de la losa de base, y se introduce
dentro del subsuelo, lo que incrementa la longitud del plano que provee la presión
pasiva.
44
2. SERVICIO TÉCNICO PROFESIONAL
2.1
Diseño de lotificación
2.1.1 Levantamiento del polígono general
El levantamiento topográfico se realizó con equipo proporcionado por la
institución PLAN INTERNACIONAL, que es la agencia interesada en realizar el
trazo de la lotificación.
El levantamiento consistió, primeramente, en la medición total del terreno por
medio de una poligonal cerrada, y se obtuvieron todos los datos necesarios para
poder realizar el calculo del área total del terreno que posteriormente sería dividido
en lotes. En los anexos, se presenta la libreta topográfica y el cálculo del área.
Después de la medición del polígono, se precedió a realizar la nivelación para
poder dibujar un plano topográfico, el cual contiene información de la topografía y
accidentes del terreno; dicho plano es necesario para interpretar las curvas a nivel.
El trabajo de campo, como es el levantamiento planimétrico y levantamiento de
altimetría, se traduce a través del trabajo de gabinete en un conjunto de planos,
que ayudan a realizar el diseño, en este caso, el diseño y distribución de lotes, y
ubicarlos en donde la pendiente no es muy grande, para que en la construcción no
tenga muy elevado su costo.
45
En la libreta de campo, queda registrada toda la información del levantamiento;
es muy importante que, cuando se realice el levantamiento, se anote toda la
información que pueda servir para el diseño.
Datos de la libreta de campo:
1.
Identificación del lugar
2.
Fecha
3.
Objeto del levantamiento
4.
Croquis
Levantamiento planimétrico
Tabla I. Libreta de levantamiento planimétrico
ESTACIÒN
P.O.
AZIMUT
D.H
OBSERVACIONES
E-0
E-1
282 ° 50 ′ 00 ″
58.00
E-0, Norte con brújula
E-1
Cerco
57 ° 00 ′ 00 ″
142.00
Línea No.1
E-1
E-2
342 ° 50 ′ 00 ″
22.15
E-2
Cerco
48 ° 50 ′ 00 ″
146.40
E-2
E-3
342 ° 50 ′ 00 ″
38.40
E-3
Cerco
40 ° 30 ′ 00 ″
158.50
E-3
E-4
342 ° 50 ′ 00 ″
67.20
E-4
Cerco
50 ° 20 ′ 00 ″
147.50
E-4
E-5
17 ° 30 ′ 00 ″
32.10
E-5
Cerco
36 ° 50 ′ 00 ″
130.00
46
Línea No.2
Línea No.3
Línea No.4
Línea No.5
Donde:
ESTACIÓN =
Número de estación donde está ubicado el
aparato
P.O.
=
Número de estación que se está visando
AZIMUT
=
Ángulo horizontal medido desde la ESTACIÓN al P.O.
D.H.
=
Distancia horizontal desde la ESTACIÓN al P.O.
Levantamiento de altimetría
Tabla II. Libreta de levantamiento altimétrico
Niveles de línea No.1, de E-1
ESTACIÓN
VA
AI
–
BM
2.04
102.04
PV
COTAS
100.00
Cerco,000
3.99
98.05
020
3.41
98.63
040
2.42
99.62
060
3.82
98.22
080
1.42
100.62
100
1.38
100.66
120
1.42
100.62
Cerco,142.00
2.01
100.03
47
Niveles de línea No.2, de E-2
ESTACIÓN
VA
AI
–
BM
0.10
99.34
PV
COTAS
99.24
Cerco,000
3.23
96.11
020
3.05
96.29
040
3.68
95.66
060
4.22
95.12
080
2.56
96.78
100
2.91
96.43
120
3.23
96.11
140
3.88
95.46
Cerco,146.00
3.96
95.38
Niveles de línea No.3, de E-3
ESTACIÓN
VA
AI
BM
2.54
90.20
–
PV
COTAS
87.66
Cerco,000
0.81
89.39
020
1.61
88.59
040
1.24
88.96
060
0.82
89.38
080
2.17
88.03
100
3.80
86.40
PV
1.06
87.46
3.80
86.40
120
2.20
85.26
140
4.15
83.31
Cerco,158.50
0.15
87.31
48
Niveles de línea No.4, de E-4
ESTACIÓN
BM
VA
1.04
AI
79.75
–
PV
COTAS
78.71
Cerco,000
3.95
75.80
020
2.23
77.52
040
2.67
77.08
060
3.43
76.32
080
1.09
78.66
PV
1.53
80.19
1.09
78.66
100
2.50
77.69
120
2.83
77.36
140
3.78
76.41
Cerco,147.50
3.0
77.19
Niveles de línea No.5, de E-5
ESTACIÓN
VA
AI
BM
0.24
778.95
–
PV
COTAS
78.71
Cerco,000
4.40
74.55
020
4.86
74.09
040
3.22
75.23
060
3.04
75.91
PV
1.42
77.33
3.04
75.91
080
4.28
73.05
100
2.24
75.09
120
4.14
73.19
Cerco,132.10
4.04
73.29
49
Donde:
ESTACIÓN =
Caminamiento donde se ha tomado una lectura
VA ( + )
= Lectura en la mira sobre un punto de cota conocida
AI
=
Altura de la línea de vista del aparato
VF ( - )
=
Lectura en la mira de un punto al frente del aparato
COTAS
=
Altura de la estación
2.1.2 Diseño de distribución de lotes
Para la distribución de lotes en la colonia Buena Vista, se tomaron en cuenta
las normas que regulan el diseño de lotificaciones (paginas, 10-17), dentro de las
que se indican las condiciones que debe cumplir la tierra para ser urbanizada para
vivienda; se considera área factible de urbanización aquella que colinda con el
área urbanizada, con características topográficas adecuadas.
Considerando esta definición, se procedió al análisis para la distribución de
lotes que ayudarán en gran manera a solucionar uno de los problemas; que no
solo en Guastatoya, sino a nivel Nacional existe, que es la necesidad de la
vivienda.
Plan Internacional ha apoyado este proyecto, para que las familias que tienen
niños afiliados, cuenten con terreno propio y así poder pensar en la construcción
de una vivienda.
Inicialmente se pensaba en distribuir sesenta lotes con área no menor de
doscientos metros cuadrados.
Según la topografía de los lotes, se tomó el criterio de asignar el área, como es
el caso de lotes donde la pendiente era mayor al diez por ciento; el área del lote
era más grande.
50
Se tomó en criterio de ubicar lotes donde no haya ninguna amenaza o peligro
para las personas que vivan en ésta lotificación.
Además de la distribución de lotes para la vivienda, se tomó en cuenta el área
verde, área de recreación, así como el área para educación.
Aprovechando que el terreno está situado al pie del cerro El Pinal, el área
verde asignada es donde ya existen árboles o arbustos y que por las condiciones
del terreno, que es muy quebrado, esto se asignará para éste recurso.
El área de recreación asignada se ubicó al centro de la lotificación, para que
todos los que vivan en la lotificación tengan fácil acceso; en este mismo lugar
puede construirse una escuela de pre – primaria.
A solicitud de Plan Internacional, el terreno se dividió en setenta y tres lotes con
área mínima de doscientos metros cuadrados cada lote; se pensó en asentar a
cincuenta y siete familias inmediatamente, a las cuales se les asignó de una vez
su lote, con su respectiva escritura y plano de registro; quedó un sobrante de
dieciséis lotes para ubicar a otras familias o para usarlos en proyectos de beneficio
para la comunidad, por ejemplo la construcción de una escuela de pre – primaria,
salón comunal, guardería, etc.
2.1.3 Diseño de eje de calles y gabaritos
Tomando en cuenta la definición del sistema vial de las urbanizaciones, en la
cual se describe el sistema vial, como al conjunto de áreas de circulación vehicular
y peatonal entre áreas urbanas y que son exclusivamente áreas de uso público, ya
que constituyen la base de colocación de la infraestructura y los servicios (ver
anexo, gabaritos típicos).
51
Se realizó la distribución de calles y avenidas con ancho mínimo de seis metros
más un metro de banqueta por lado (ver anexo, plano de distribución de calles).
Se consideran las pendientes máximas de ocho por ciento, a excepción de la
entrada en la primera avenida y segunda calle, en donde son casos críticos.
En cuanto al diseño de los gabaritos de las calles vehiculares, se consideran
los propuestos por las Normas de urbanización y construcción de vivienda de
interés social o quinta categoría.
2.1.4 Amojonamiento
El amojonamiento se realizó tomando en cuenta las especificaciones técnicas
necesarias, para garantizar el respeto de los linderos de cada lote.
Se colocaron mojones a los setenta y tres lotes con sus respectivas
indicaciones, tal como se demuestra en el plano de distribución de lotes en el
anexo.
Después de colocados los trompos en los linderos, se procedió a tomar un hilo
de cincuenta centímetros con dos estacas de madera de treinta centímetros de
largo. Se amarran las estacas a los extremos del hilo y con una plomada se
comprueba que el hilo pase por encima del clavo insertado en el trompo del
lindero, luego con otro hilo y estacas se hace lo mismo en el otro sentido.
Luego se realiza la excavación a una profundidad de treinta centímetros y
diámetro de quince centímetros, se realiza la fundición del mojón con concreto
proporción 1:2:3, se talla bien la superficie y se traza el punto del lindero,
colocando nuevamente el hilo en los trompos insertados, y en la unión con plomo
52
se baja el punto. Este trabajo debe hacerse con especial cuidado para evitar
errores.
2.2.1 Diseño de red de agua potable
Siempre que se realiza un proyecto de lotificación, es necesario tomar en
cuenta los servicios básicos para poder vivir en una lotificación, dentro de los
cuales está el abastecimiento de agua potable, ya que sin este servicio seria casi
imposible vivir en la lotificación.
A través de Plan internacional, se hizo la solicitud de este servicio a la
municipalidad de Guastatoya, que respondió que a corto plazo no podría atender
la solicitud enviada, por lo que debía pensarse en otras opciones como:
1.
Buscar fuente (nacimiento y conducirlo a la lotificación)
2.
Perforación de pozo mecánico con tanque de almacenamiento
elevado para la distribución.
3.
Abastecimiento del servicio municipal.
La opción No. 1 fue desechada, porque no se encontró ningún nacimiento
cercano.
La opción No. 2 es factible técnicamente, pero debido al costo de operación y
mantenimiento del sistema, y considerando la situación económica de los
beneficiados, no fue aceptada.
La opción No 3 es factible técnica y económicamente, considerando que del
sistema de abastecimiento de agua del municipio llega un ramal que va a servir a
una colonia situada a 800 metros de distancia aproximadamente y está a una
altura favorable. Se le recomienda al comité continuar con la gestión en la
Municipalidad.
53
2.2.1 Levantamiento topográfico
El levantamiento topográfico, consistió en altimetría, para obtener los datos
necesarios, que permitirá calcular las cotas de los puntos en estudio, así como la
planimetría para tener la dirección y la distancia de la tubería que se va a colocar.
2.2.2
Cálculo topográfico
Se realizó el cálculo topográfico en gabinete, para obtener las cotas y
coordenadas totales; con estos datos, se pudo trazar una planta que incluye la
línea de bombeo y red de distribución.
2.2.3
Método de Hardy Cross para el diseño de circuitos cerrados
El método de Cross es un método de tanteos, que consiste en suponer los
caudales en todas las ramas de la red, y después se hace un balance de las
pérdidas de carga calculadas.
Para que los caudales de cada ramal del circuito sean los correctos, se habrá
de cumplir con la condición de que todas las pérdidas de carga por cualquier ruta
sean iguales.
Este método sirve también para chequear las condiciones propuestas por el
Ingeniero diseñador de la red. Generalmente es suficiente corregir los gastos,
hasta que las modificaciones a estos gastos, sean menores del 5% de diferencia,
que depende de la precisión del diseño. Los gastos originalmente asumidos no
deben variar con esas correcciones en más del 10%, pues de lo contrario, es
preferible ajustar el diseño con nuevos diámetros.
54
Aplicación del método
1.
Definir los puntos de consumo y sus respectivos gastos o consumos.
2.
Suponer los caudales iniciales para cada tramo, y verificar que se
cumpla el principio de continuidad en cada nudo.
3.
Establecer la distancia de cada tramo.
4.
Asumir los diámetros, considerando la velocidad máxima en las
tuberías, las presiones disponibles y las pérdidas de carga toleradas
en la red.
5.
Para cada tramo, se calcula la pérdida de carga por medio de la
fórmula siguiente:
Hf = (1743.811 * L * Q1.852 ) / (( D4.87 )*( C1.852 ))
Donde:
Hf = Pérdida de carga
(m)
L = Longitud del tramo
(m)
Q = Caudal
( lt/seg )
D = Diámetro de la tubería
( pulgadas )
C = Coeficiente de rugosidad de la tubería
En el presente proyecto, se trabajará con tubo PVC, por lo que el
coeficiente de rugosidad será de 140 ( C = 140 )
55
6.
Se suman las pérdidas de carga en cada circuito, en el sentido de las
agujas del reloj, teniendo en cuenta la colocación correcta de los
signos. La forma de comprobar es verificar si la suma de las pérdidas
de carga es nula o casi nula, y si los caudales que provocan esta
situación son los correctos.
7.
Se suman los valores Hf/Q; a continuación se calcula la corrección
de los caudales de cada circuito, así:
Corrección = (Sumatoria Hf) / (-1.85* (Sumatoria ( Hf/Q))
8.
Se corrige el caudal de cada una de las tuberías, de la forma
siguiente:
Caudal corregido = Caudal - Corrección
Para los casos en que una tubería pertenezca a dos circuitos, debe
de aplicarse, como corrección al caudal supuesto en esta tubería, la
diferencia de las dos correcciones.
9.
Se continúa en forma análoga , hasta que los valores de las
correcciones sean despreciables o los caudales corregidos no varíen
en más del 5%.
2.2.4 Parámetros de diseño
a)
Población
Para calcular el número de habitantes, se hizo por saturación;
cinco punto cinco, habitantes por vivienda.
56
El número de viviendas por considerar es de cincuenta y siete,
por lo que se calcula una población actual de cuatrocientos
treinta y dos habitantes.
b)
Tasa de crecimiento
Utilizando el método geométrico, se evaluó el crecimiento de
la población que se va a servir, en el cual se observó que a
nivel departamental la tasa de crecimiento es de dos punto
veinticinco, por ciento por lo que se optó por tomar una tasa
de crecimiento para el diseño de dos punto cinco por ciento.
c)
Período de diseño
El período de diseño es el tiempo durante el cual el sistema
funcionará eficientemente. Las estructuras y tuberías en
acueductos están diseñadas en función del período de diseño.
Los sistemas de agua potable normalmente se diseñan para
períodos de veinte años, exceptuado el pozo, ya que la vida
útil de una bomba sumergible es de diez años, por lo que se
optó por tomar el período de diseño para las estructuras y
tuberías de la línea de bombeo y red de distribución a veinte
años.
57
d)
Población futura
Debido a que se optó como período de diseño veinte años,
debe calcularse la población al final de este período, para que
el sistema funcione eficientemente hasta finalizar el mismo.
e)
Dotación
La dotación, se define como la cantidad de litros de agua que
necesita una persona para satisfacer sus necesidades durante
un día. La dotación está en función de varios factores:
1.
Clima
2.
Condiciones socioeconómicas
3.
Nivel de vida
4.
Tipo de sistema de abastecimiento
5.
Costo del servicio al usuario
6.
Presión de agua
7.
Control de fugas
Tomando en cuenta que el lugar donde está ubicada la
lotificación es de clima cálido, pero que por otro lado los
beneficiados con este proyecto son familias de escasos
recursos económicos, y el tipo de sistema de abastecimiento
es por bombeo, el costo de servicio por vivienda será elevado.
Sin embargo, también debe considerarse que es una zona
urbana y por tal motivo la dotación que se va a utilizar en el
diseño, es de ciento cincuenta litros por habitante por día.
58
f)
Caudal medio diario
Es el máximo consumo de agua durante un día, que es igual
al caudal medio diario por el factor de día máximo. El factor de
día máximo varia de 1.2 a 1.5. Generalmente para los
acueductos en Guatemala, se usa 1.3 y con el caudal de día
máximo se diseña la tubería de la línea de conducción o
bombeo.
g)
Caudal de hora máxima
Es el máximo consumo, registrado en una hora del día, en el
periodo de un año. Se obtiene multiplicando el caudal medio
diario por el factor de hora máxima, la cual varia de 2.0 a 4.0
veces; el caudal medio diario, generalmente en Guatemala se
diseña con un factor de hora máxima d 2.3. Este caudal se
utiliza para el diseño del diámetro de las tuberías de la red de
distribución.
2.2.5 Fórmulas por usar
Cálculo de población futura
Método geométrico
Pf = Pa (1 + r)n
Pf = 314 * ( 1 + .025 )20
Pf = 515 habitantes
59
Donde:
Pf = Número de habitantes al final del período de diseño
correspondiente
Pa = Número de habitantes actuales
r
= Tasa de crecimiento geométrico ( en porcentaje ),
determinada con base en censos de población, se
obtiene utilizando esta misma fórmula. En este caso, se
utilizarán las tazas de crecimiento rural del municipio,
establecidas por el Instituto Nacional de Estadística.
n = Período de diseño correspondiente, expresado en
años. Al considerar este período, debe tomarse en
cuenta el tiempo en que se supone que las obras
estarán
en
servicio,
trabajando
eficientemente;
además, debe sumársele el tiempo que transcurrirá
desde el momento en que se hace el diseño , hasta
que el sistema entre en servicio.
Método aritmético
Pf = TL + ( TL – TE) Tm – T1
T1 - Te
60
Donde:
Pf = Población futura
TL = Población dada por el último censo
TE = Población dada por el penúltimo censo
Tm= Fecha de estimación futura
T1= Fecha del último censo
Te = Fecha del penúltimo censo
Caudal medio diario
Qm = Dotación * # Habitantes * 1 día
86400 seg.
Qm = 150 ( lt/hab/dia ) * 515 hab *
1 día
86400 seg.
Qm = 0.89 lt / seg.
Caudal de día máximo
Qdm = Qm * factor de día máximo
Qdm = 0.89 * 1.3
Qdm = 1.16 lt / seg.
61
La tubería de conducción deberá diseñarse con capacidad para transportar un
caudal de 1.16 lt / seg.
Caudal de hora máxima
Qhm = Qm * factor de hora máxima
Qhm = 0.89 * 2.5
Qhm = 2.23 lt / seg.
A la salida del tanque de distribución, la tubería hacia la red de distribución
deberá tener la capacidad de transportar un caudal de 2.23 lt / seg.
2.2.6 Pérdidas de carga, cotas piezométricas y presiones
a)
Pérdidas de carga
Para definir las pérdidas de carga, se puede decir que son las
bajas de presión dinámica en un sistema de agua, y se
pueden dar por fricción en las tuberías, por el uso de
accesorios en el sistema (Codos 90 grados, 45 grados,
reducidores, TEE, adaptadores, etc.).
Las pérdidas de carga en las tuberías van a depender del tipo
de material con que se esté diseñando, es decir, que cada
material tiene un coeficiente de rugosidad.
Tipo de tubería
C
HG
100
PVC
140
62
b)
Cotas piezométricas
El cálculo de las cotas piezométricas es muy importante en
acueductos, ya que por medio de éstas se puede determinar
la presión disponible en determinado punto y en ésta se
registran las pérdidas de carga.
Las cota piezométrica al inicio de una estructura ( tanque de
almacenamiento ) es igual a la cota a la salida de la
estructura. La cota piezométrica, en un determinado punto, es
igual a la cota inicial menos las pérdidas de carga ocurridas
en el tramo.
c)
Presiones
En los acueductos, se deben tomar muy en cuenta las
presiones hidráulicas, ya que debido a sobrediseño las
tuberías fallan, especialmente en las uniones.
Según las normas recomendadas por el BID y adoptadas por
UNEPAR, las presiones en las tuberías de línea de
conducción deben diseñarse con el ochenta por ciento de la
capacidad de presión y no debe sobrepasar los 90 m.c.a., ya
que pueden fallar las coplas o uniones.
En la red de distribución, no deben sobrepasar los 40 m.c.a.,
ya que pueden fallar los empaques de los accesorios (llaves
de chorro, llaves de paso, contadores, etc.). Además la
presión mínima a la entrada de una casa es de 10 m.c.a., un
m.c.a. es igual a 1.422 PSI.
63
Las pérdidas de carga, las cotas piezométricas y las presiones están calculadas
en el cuadro de diseño hidráulico y registradas en los planos del anexo.
2.2.7 Conexiones domiciliares
Es la desviación del agua que viene del tubo de distribución hacia cada una de
las viviendas. La desviación se hace por medio de una TEE con reducidor
BUSHING de media pulgada, se conecta el tubo en el accesorio, y en el área de la
banqueta se coloca una llave de paso, un medidor y una válvula de compuerta;
todo esto debe ser protegido con una caja, que puede ser construida IN – SITU o
fabricarla en planta, luego se ingresa a la vivienda para la distribución interna.
Es recomendable que en proyectos en donde la fuente de abastecimiento es
por bombeo mecánico, se instalen medidores (contadores) para tener control del
uso del agua, y así la vida útil de la bomba sea la diseñada y el consumo de
energía eléctrica sea menor.
2.2.8
Determinación del volumen de almacenamiento
La determinación del volumen de almacenamiento se calcula en función de tres
factores básicamente:
1.
Compensar las variaciones del consumo diario, almacenar agua en
horas de poco consumo.
2.
Regular presiones en la red de distribución.
3.
Almacenar agua para no interrumpir el servicio, si se hacen
reparaciones en la bomba o línea de bombeo.
64
El método, para calcular el volumen de almacenamiento, consiste simplemente
en tomar un porcentaje del caudal medio diario; este porcentaje varía de un treinta
por ciento a un cien por ciento.
Los porcentajes usados son de treinta y seis por ciento para sistemas por
gravedad y un cincuenta por ciento para sistemas por bombeo. En este caso, por
ser un sistema por bombeo, se utilizó un cincuenta por ciento de caudal medio
diario.
V=
0.5 * Dotación * No. hab.
V=
0.5 * 150 lt / hab / día * 515 hab.
V=
38,600 lt = 38.6 m3
En este caso en particular, se diseñará un tanque de almacenamiento con
capacidad de 40 m3 .
Resumen de bases de diseño
Fuente:
Pozo mecánico
Sistema:
Bombeo
Tasa de crecimiento:
2.5%
Población actual:
314 Habitantes
Población futura:
15 Habitantes
Período de diseño:
20 Años
Dotación:
150 lt / hab /día
Caudal medio diario ( Qm ):
0.89 lt / seg.
Caudal de hora máxima (Qhm):
2.23 lt / seg.
65
Caudal de día máximo (Qdm):
1.16 lt / seg.
Factor de hora máxima:
2.5
Factor de día máximo:
1.3
Volumen de tanque de almacenamiento:
2.2.9
40 M3
Diseño de tanque elevado
Datos:
Capacidad
=
40 m3
Altura de la torre
=
16 m.
Tabla III. Datos de tanque elevado
ELEMENTO
TECHO
FORMA
ALTURA DIÁMETRO
INCLINACIÓN
(m)
(m)
CÓNICA
0.45
3.50
CUERPO CILÍNDRICA
4.00
3.50
FONDO
1.00
3.50
CÓNICA
DETALLES DE LA TORRE
Altura
=
16 m
Separación de columnas adyacentes
=
4.50 m
Separación de columnas dirección diagonal
=
6.37 m
Longitud de riostras horizontales
=
Variable
Longitud de arriostres diagonales
=
Variable
66
1/8
¼
DETALLES DE LA CIMENTACIÓN
Losa continua con agujero en el centro.
Profundidad de cimentación
=
1.40 (asumida)
DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES
Acero de estructural
fy
=
36 ksi
Acero de refuerzo
fy
=
2810 kg/cm2
Concreto
fc
=
281 kg/cm2
DETALLE DE CARGAS
Acero
=
490 Lbs/pie3
Concreto
=
150 Lbs/pie3
Suelo
=
100 Lbs/pie3
Agua
=
62.4 Lbs/pie3
VALOR SOPORTE DEL SUELO
VS
=
12.0
Toneladas / m2
DISEÑO PARA SISMO
Fórmula:
V = ZIKCWS
Fórmula básica:
V = CW
Donde:
V
= Fuerza total de corte en la base de la estructura
Z
= Factor de zona y depende del grado de sismicidad en la región
67
Para zona de daño mayor:
Z
=1.00 (es la que usaremos)
I
= Importancia de la estructura
Para estructuras normales
I
= 1.00
K
= Factor de tipo de estructura y depende de su geometría y sistema
de construcción.
Para torres
K
= 3.00
Usaremos K = 2.50 para tanques llenos
C
=
Aceleración espectral de la masa entre la gravedad
Fórmula:
C = Sa / g
Donde:
Sa
=
Seudo aceleración = Sa = 4 f2 s
g
=
Gravedad
f
=
Frecuencia
S
=
Valor del desplazamiento máximo
Para fines prácticos
C = 1 / (15 ( T )1/2 )
68
Donde:
T
=
0.05 hn / ( D )1/2
Hn
=
Altura del nivel n del edificio (pies)
Chequeo
C debe ser menor o igual a 0.12
T = 0.10N
D
= Dimensión del ancho efectivo del sistema estructural resistente a
fuerzas horizontales, con dirección paralela a las fuerzas
aplicadas ( pies )
W
= Peso de la estructura
W
= mg
M
= Masa de la estructura
S
= Factor que toma en cuenta el caso de interacción suelo
estructura, dada la resonancia que se produce, si los periodos de
vibración del suelo y la estructura son similares, que varía entre 1
y 1.5 ( valor máximo )
S
= 1.5 (máximo)
Entonces:
T
= 0.05 x 18.00 x 3.28 / ( 4.50X3.28)1/2 = 0.768
C
= 1 / (15 x ( 0.768 )1/2 ) = 0.076
CS
= 0.076 x 1.50 = 0.114
KC = 2.50 x 0.076 = 0.190
69
Condiciones de chequeo
CS
debe ser menor o igual que 0.14
KC
debe ser menor que 0.25 y mayor que 0.12
Observación
Los valores calculados están dentro de los rangos permisibles.
Entonces, la fuerza total de corte en la base es:
V = 1.00 x 1.00 x 2.50 x 0.114 x W = 0.285 W
VOLUMEN:
Volumen = (( 3.14 x 3.502 ) / 4)( 4.00 – 0.15 )+(( 3.14 x 3.502 ) / 4)x( 1.00/3 )
= 40.25 m3
PESO
Se asume un espesor de ¼ para todo el depósito
W agua
= 40.00 x 3.283 x 62.4
= 88080 Lbs
2
2
W tapa
= (( 3.14 x 3.50 ) / 4)( 3.28 )(4.90)/(4x12)
= 1060 Lbs
W cuerpo
= (3.14 x 3.50)(4.00)( 3.282 )(4.90)/(4x12)
= 4830 Lbs
W fondo
= (( 3.14 x 3.502 ) / 4)( 3.282 )(4.90)/(4x12)
= 1060 Lbs
W accesorios = (asumido)
= 300 Lbs
W subtotal
= 95330 Lbs
W columnas = 4x16.00x3.28x28.55
= 5990 Lbs
W breizas
= 2450 Lbs
= 40x3.20x3.28x3.65/.625
W miembros horizontales = 16x4.00x3.28x3.65
= 765 Lbs
W subtotal
= 9205 Lbs
W total
= 104,535 Lbs
70
Sen φ = 0.625
Cos φ = 0.781
Tan φ = 3.20/((3.50+4.50)/2) = 0.800
El peso que se transmite a cada columna
W/ columna = 104,535/4 = 26,133 Lbs = 26.13 kips
V sismo
= 0.285x95330/1000 = 27.17 kips x 1.25 = 33.96 kips
V sismo
= 0.285x9205/1000 = 2.62 kips x 1.25 = 3.28 kips
Total
= 29.79 kips x 1.25 = 37.24 kips
El esfuerzo de corte total es:
V sismo
=
37.24 kips
M sismo
=
33.96x18.00x3.28 =2005 kip-pie
M sismo
=
3.28x18.00x3.28
= 86 kip-pie
=2091 kip-pie
El momento total que se produce es:
M sismo
=
2091 kip-pie
Separación a ejes columnas adyacentes
= 4.50x3.28 = 14.76 pies
Separación columnas en dirección diagonal
= 14.76/0.707 = 20.88 pies
Analizando en dirección XX y YY
71
V marco
= 37.24/2
=18.62 kip
M marco
= 2091/2
=1045 kip-pie
Reacción en la base
= R = 1045/14.76 = 70.80 kip
T
= C = 70.80 kips ( en columnas )
T
= 20.61 kips ( en diagonales )
C
= 18.62 kips ( en horizontales )
V pernos = 18.62 kips
Analizando en dirección XY ( diagonal )
V1
= 37.24/2
= 18.62 kips
V marco
= 0.707x18.62
= 13.16 kips
M marco
= (2091/2)0.707
= 739 kips-pie
T
= C = 2 x 50.07 = 100.14 kips ( en columnas )
T = 14.56 kips ( en diagonales )
C = 13.16 kips ( en horizontales )
V pernos = 18.62 kips
DISEÑO DE COLUMNAS
Es crítica la compresión
C = 100.14 + 26.13
= 126.27 kips
L = 3.20m = 10.20 pies
= 125.96 pulgadas
Ensayando con tubo de diámetro = 8 pulgadas (Standard)
A = 8.40 pulg2
r = 2.94 pulg
72
k menor o igual que 1.00, donde kl/r = 1.00x125.95/2.94 = 42.84,
se aproxima a 43
Fa
= 18.95x1.33 = 25.20 ksi
fa
= 126.27/8.40 = 15.03 menor o igual que Fa = 25.20 ksi
Ensayando con tubo de diámetro = 6 pulgadas (Standard)
A
= 5.28 pulg2
R
= 2.25 pulg
kl/r
= 1.00x125.95/2.25 = 55.98,
se aproxima a 56
Fa
= 17.81x1.33 = 23.69 ksi
fa
= 126.27/5.58 = 22.63 menor o igual que Fa = 23.69 ksi
Se usará tubo de 6 pulgadas en columnas
DISEÑO DE MIEMBROS DIAGONALES
T
= 20.61 kips
L
= 5.52 m = 18.11 pies = 271.34 pulgadas
L/r menor o igual a 240
Donde
r menor o igual a 217.34/240
= 0.91 pulgadas
Ft
= 0.60x36.00 = 22.00x1.33
= 29.35 ksi
At
= 20.61/29.33
= 0.70 pulg2
Ensayando con tubo de diámetro = 2 pulgadas (Standard)
A
= 1.07 pulg2
r
= 0.787pulg
L/r
= 217.34/0.787 = 276
73
Rango de L/r, menor 240 y mayor 300,
por lo que es aceptable
Aunque se encuentra sobre diseñado, lo aceptamos para tener mejor
rigidez en la torre.
Se usará un tubo de 2 pulgadas de diámetro en los tirantes.
DISEÑO DE MIEMBROS HORIZONTALES
C
= 18.62 kips
L
= 4.30 m = 14.10 pies = 169.25 pulgadas
kl/r debe ser menor o igual que 200
k
= 1.00
r debe ser mayor o igual 1.00 x 169.25/200 = 0.85
Ensayando con tubo de diámetro = 3 pulgadas (Standard)
A
= 2.23 pulg2
r
= 1.16 pulg
kl/r
= 1.00x169.25/1.16 = 145.91
se aproxima a 146
Fa
= 7.01x1.33
= 9.32 ksi
fa
= 18.62/2.23 = 8.35 menor o igual que Fa = 9.32 ksi
Se usará tubo de 3 pulgadas en riostras horizontales
DISEÑO DE PERNOS DE ANCLAJE
T
= 100.14 - 26.13
T/perno = 74.01/8
V
= 74.01 kips
= 9.25 kips
= 18.62 kips
V/perno = 18.62/8
= 2.33 kips
Usando 8 pernos de 1 pulgada de diámetro ( A307 )
74
At
= 0.606
Av
= 0.785
fv
= 2.33/0.785 = 2.97 es menor o igual que,
F v = 10.00
f
= 9.25/0.606 =15.26 es menor o igual que,
F t = 20.00
= 28.00 - 1.6(2.97) = 23.25 es menor o igual que,
F t = 20.00
t
Ftv
Se usarán 8 pernos de 1 pulgada de diámetro (A307) en la base
tw
= 5/16”
Placa de 12” x 12” x 1”
Tw
= ((0.707x5/16) (18) (3.14) (6.625)) = 82.77 kip es mayor al que está
sometida la estructura, por lo tanto
tw
= 5/16”
M pl
= (( 40% x 74.01 ) ( 3.00 )) 70% = 62.17 kip – pulgada
T
= ( 6x62.17/(27x12))1/2 = 1.07 “ = 1.00”
f p = 126.27/(12)2 = 0.88 menor o igual que F p = 0.25x4000 = 1.00 ksi
DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
P
= 104.54 kips
M
= 2091/1.25 = 1673 k-pie = 231.85 T-m
M ad
= 29.79 x 1.40 /2.2
M total = 231.85 + 18.96
= 47.52 Toneladas
= 18.96 T-m
= 250.81 T-m
A
= 36.00 m2
I
= 145.50 m4
S
= 44.77 m3
P stc
= ( 1.6x0.80 + 2.4x0.60) ( 36.00 ) = 97.92 T
ME
= ( 97.92 + 47.52 ) ( 6.50/2 )
= 472.68 T-m
FS V
= 472.68/250.81
= 1.88 mayor que 1.50
FS d
= ( 0.4 ( 97.92 + 47.52 ))/ 13.54 = 4.30 mayor que 1.50
75
Presión:
A
= (472.68 – 250.81 ) / ( 97.92 + 47.52 )
= 1.53 m
P mayor o igual que 2 ( 97.92 +47.52 ) /3x1.53x6.50 = 9.75
El resultado es menor al valor soporte del suelo ( 12.00 )
Cimentación de 6.50 x 6.50 x 0.60, con agujero de 2.50 x 2.50m
Armado en losa:
P
= 1.7 (9.75 –2.40x0.60 – 1.6x0.8) = 11.95 T/m2
M volteo = 11.95 x 1.002 /2
M lc
= 5.98 T-m/m
= (11.95 x 4.502 / 8) – 5.98 = 24.27 T-m/m
Si en 2.00 m, b = 2.00 m y d = 0.50 m
As
= 19.38 cm2
A s (min)
= 24.00 cm2
Se coloca No. 6 a cada 0.25 m en 2 camas
Armado en pedestales:
Mu = 1.7 ( 29.79/2.2 ) ( 0.80 ) = 18.42 T-m
A s = 14.26 cm2 x 4 = 57.06 cm2
Vu = ( 1.7 x 29.79/2.2 ) (1000 ) / 0.85x60x52.46 = 8.60 menor que 8.83
Se usa No.3 a cada 0.15
b = 60 cm
d = 60 – ( 5 + 1.27 + 2.54/2) = 52.46 cm
Sección de 0.60 x 0.60
12 No.8 y estribos No. 3 a cada 0.15 m
76
RESUMEN
CLOLUMNAS
Tubo de 6 pulgadas ( Acero )
RIOSTRAS HORIZONTALES
Tubo de 3 pulgadas ( Acero )
TIRANTES DIAGONALES
Tubo de 2 pulgadas ( Acero )
PLACA
De 12” x 12” x 1” ( Acero )
PERNOS EN LA BASE
8 de 1” (A307)
CIMIENTO
6.50 x 6.50 x 0.60 con agujero de
2.50 x 2.50
ARMADURA EN LOSA
No. 6 a cada 0.25 m en 2 camas
ARMADURA EN PEDESTALES 12 No.8 y estribos No. 3 a cada 0.15 m
SECCIÓN DE PEDESTAL
De 0.60 x 0.60 m.
77
2.2.10 Criterios para la determinación del lugar adecuado para
la perforación de pozos
Las características que se deben tomar en cuenta en un estudio, para
determinar el potencial hidrogeológico de un lugar en particular con propósitos de
perforación de pozo, se agrupan en dos áreas.
La primera que se refiere a las características hidrológicas y morfométricas del
sitio bajo estudio, y la segunda se refiere a las características geológicas del sitio
en estudio.
Para cada área existen distintas metodologías que se pueden emplear, que
depende de varios factores, entre los cuales se puede mencionar: la disponibilidad
de información, la disponibilidad de recursos para el estudio y el alcance del
estudio.
Se define que, para el estudio de las dos áreas identificadas, es necesario
contar con análisis de gabinete y de reconocimientos de campo.
Características
hidrológicas
y
morfométricas:
la
hidrología
estudia
la
ocurrencia, distribución, movimiento y propiedades del agua que se encuentra en
la superficie de la tierra.
Para su estudio, se analizan conjuntamente
características de geología, climatología y meteorología
La finalidad del análisis de la caracterización hidrológica será la de determinar
los volúmenes de escorrentía o de infiltración, que se pueda dar en un sitio
determinado a partir de los procesos de precipitación y de la evapotranspiración.
Junto a estos aspectos, se debe analizar las características morfométricas de la
cuenca, que contribuye en la escorrentía e infiltración a partir de la precipitación.
78
Es importante mencionar que la recarga de agua subterránea puede estar
determinado, tanto por la contribución de la infiltración, como por contribución de
estratos definidos por cuencas hidrogeológicas.
Los factores que inciden en la infiltración y en la recarga natural de depósitos
de agua subterránea se clasifican en dos grupos: uno que incluye el tamaño, la
pendiente y otras características físicas de la cuenca, y el otro comprende las
condiciones climáticas, las cuales varían gradualmente de estación a estación y de
año en año.
En cuanto a la precipitación, interesa conocer los volúmenes de precipitación
mensual, a partir de datos registrados en el sitio de interés; este dato puede ser
obtenido de alguna estación meteorológica o también derivado de un análisis de
isoyetas, por interpolación de datos de estaciones meteorológicas cercanas al
área de interés.
La precipitación es el fenómeno de tipo discontinuo y su distribución, tanto en el
espacio como en el tiempo es variable.
La precipitación está íntimamente
relacionada con la cantidad de agua útil para la recarga en los acuíferos, a través
de las condiciones geológicas sobre la cuenca que permiten su infiltración, así
como el aporte en las corrientes superficiales , que por las condiciones
topográficas de la cuenca drenan en un sistema de ríos.
Una lluvia moderada de larga duración favorece la infiltración, mientras que las
lluvias intensas saturan muy rápidamente el suelo, y gran parte de éstas se
pierden en escorrentía superficial.
En el análisis de las características morfométricas, se deberán conocer las
condiciones topográficas que caracterizan el tipo de terreno, el tipo de vegetación,
así como sus rasgos de cubierta de vegetación.
79
Se deben identificar los factores que contribuyen a la infiltración, como las
pendientes de las laderas, el tamaño de la cuenca de contribución superficial, el
tipo de cubierta vegetal, que son importantes para poder deducir el coeficiente de
escurrimiento de la cuenca que contribuye al escurrimiento o infiltración del área
de estudio. Estos factores proporcionan los elementos necesarios para determinar
el tipo de recarga del agua subterránea.
Por ejemplo, las áreas de regular extensión superficial dentro de una cuenca
con bajas pendientes y tipo de vegetación espesa, contribuyen a una importante
recarga de aguas subterráneas, cuyo proceso es diferente con condiciones de
pendientes fuertes y tipo de vegetación, que no contribuye a la recarga.
La evapotranspiración está conformada por la cantidad de la precipitación que
se pierde al regresar a la atmósfera inmediatamente después de una tormenta de
lluvia, y por el agua transpirada por medio de la vegetación. Este parámetro
puede ser estimado por mediciones de evaporación en estaciones meteorológicas
o derivado de fórmulas empíricas, en las cuales intervienen datos de precipitación
y de temperatura.
Los datos de temperatura, que intervienen en los métodos para calcular la
evapotranspiración, pueden ser obtenidos por medio de interpolación de datos de
temperatura o por medio de isotermas ya elaboradas.
Escorrentía: los volúmenes de escurrimiento pueden ser determinados con
base en registros de estaciones hidrométricas, por medio de interpolaciones de
estaciones cercanas al área o utilizando los coeficientes de escorrentía
determinados en otros estudios. Por medio de estos análisis, se pueden conocer
las características del flujo como su cantidad, distribución, variabilidad y su
influencia en la capacidad de almacenamiento.
80
Al final, combinando los parámetros de precipitación, evapotranspiración y
escorrentía, se puede obtener el balance hidrológico hasta el punto de interés en
el cual se refleja el volumen de agua precipitada, el volumen de agua que se
descuenta por evapotranspiración y el volumen de agua que escurre por la
cuenca; el restante es el potencial de agua que se infiltra en la zona de estudio.
Es importante hacer un inventario de manantiales, para poder estimar y
correlacionar junto al estudio de geología el potencial de aguas derivado de
manantiales, los cuales pueden ser originadas por aguas jóvenes, es decir,
derivadas de lluvias estacionales o por afloramientos de aguas subterráneas de
mayor edad.
Es importante, entonces, identificar los manantiales continuos o efímeros. Los
manantiales son fuentes importantes de agua subterránea, que en su mayoría son
utilizados por las diferentes comunidades, como fuente de agua para su
abastecimiento.
a)
Inventario de pozos
Consiste en la recopilación de información de campo, que reúne toda
la información relacionada con la existencia de pozos, su
localización, profundidad de perforación, profundidad al nivel del
agua, caudal promedio, diámetro encamisado y descripción litológica
de las formaciones geológicas encontrados al perforar.
Esta actividad es importante, ya que permite obtener información
valiosa que pueda ser utilizada en realizar correlaciones respecto a
datos hidrogeológicos como nivel estático y dinámico de los pozos,
unidades geológicas presentes, características de bombeo, potencial
de agua almacenada, etc.
81
b)
Geología
La investigación de la geología es importante para conocer el marco
en el que se realiza la circulación y almacenamiento del agua
subterránea. Se presenta la geología superficial y los perfiles que
definen las diferentes unidades geológicas, determinadas con el
auxilio de la estratigrafía, así como una presentación general de los
procesos tectónicos.
Posteriormente se realiza su interrelación de las propiedades
hidrogeológicas de las rocas, como la permeabilidad y su capacidad
de almacenamiento.
Para esta actividad, se debe recopilar
información como mapas de geología general, fotografías aéreas y
mapas hipsométricos, mapas con información morfométrica, mapas
topográficos, información de fallas y fracturas, y también se realiza
una correlación con la información proveniente del inventario de
pozos existentes en el área, lo cual fue mencionado anteriormente.
Es importante identificar el tipo de estratigrafía, así como el buzamiento
(dirección) de la misma, ya que el patrón de circulación de agua subterránea está
definida por estas circunstancias.
En esta parte del estudio, puede ser que se determine que las cuencas
hidrográficas no siempre coinciden con las cuencas hidrogeológicas, debido a la
presencia de rocas que no permiten con facilidad el paso del agua, a la topografía
del terreno, a la forma en que se encuentran dispuestas las formaciones rocosas
en el subsuelo y a las alteraciones en la estructura de la corteza terrestre.
82
El estudio geológico de una cuenca o de una región empieza con trabajos de
campo, para determinar los tipos de roca que en ella existen y la forma y tamaño
de las capas de roca y de las relaciones de éstas entre sí.
Las unidades hidrogeológicas básicamente se clasifican por ser impermeables,
más o menos permeables y permeables.
Los parámetros hidrogeológicos como la trasmisividad y los coeficientes de
almacenamiento se determinan con información de uno o más pozos de
observación. El caudal específico se determina relacionando el caudal de bombeo
contra la fluctuación del nivel freático; esta información se puede analizar siempre
que existan pozos en el área con información disponible para el análisis.
c)
Recarga
La recarga de las aguas subterráneas puede darse a través de
medios naturales o artificiales; la mayor parte de la recarga del agua
subterránea proviene de las precipitaciones.
Una forma de estimar la recarga de un acuífero es por medio de las
aguas en régimen de avenidas, las cuales son desviadas al terreno
en donde se empantanan en charcos, hasta que se infiltran en el
subsuelo, es decir, en partes bajas de las cuencas y con pendientes
bastante suaves.
Un acuífero se define como una unidad o estrato, donde se puede
obtener agua con fines utilitarios, es decir, que una unidad geológica
saturada, capaz de suministrar agua a pozos y manantiales, los que
83
a su vez sirven como fuentes prácticas de almacenamiento del
líquido.
d)
Métodos geofísicos
En un estudio hidrogeológico, se hace uso frecuente de los métodos
geofísicos, debido a que proporcionan información rápida y eficaz,
siempre y cuando los estudios sean debidamente planificados. De
acuerdo con las condiciones de aplicación, se distinguen las
investigaciones
geofísicas
terrestres,
superficiales
y
las
investigaciones geofísicas en los pozos geofísicos de sondeo.
Las investigaciones geofísicas superficiales, exploración eléctrica,
sísmica, gravimetría, etc., se efectúan sobre la superficie terrestre,
tomando como base un plano horizontal de referencia y se utilizan
con el objetivo de llegar a comprender, en mejor forma, las
condiciones hidrogeológicas que pueden presentar los yacimientos
de aguas subterráneas.
Las investigaciones geofísicas forman una rama de la geofísica aplicada, que
ha sido desarrollada para el estudio y reconocimiento de la tierra para fines
prácticos, aprovechando los diferentes contrastes de las propiedades físicas,
densidad, conductividad, magnetismo, etc.
En la geofísica aplicada a la exploración de aguas subterráneas, se han
empleado los métodos eléctricos (sondeos eléctricos verticales), resistividad,
sísmica de reflexión y refracción, gravimetría y magnético.
84
El método de resistividad es el más usado en investigaciones de agua
subterránea.
Este método está basado en la medida de la variación de un
parámetro físico de las rocas, la conductividad eléctrica, que es la aptitud o
capacidad de conducir la corriente eléctrica.
En lo que respecta a la investigación gravimétrica, el objetivo fundamental de su
aplicación en el estudio de aguas subterráneas es el de evaluar, desde el punto de
vista regional, las estructuras geológicas en el subsuelo que podrían delimitar una
cuenca, y a su vez obtener un conocimiento más exacto de la geotectónica del
área estudiada.
La serie de elementos mencionados anteriormente en su conjunto pueden
proporcionar información, para determinar el sitio más adecuado para la
perforación, el nivel freático, la profundidad aproximada del pozo, el material que
el pozo debe atravesar y los parámetros hidrogeológicos del pozo.
Debido a la falta de la información de pozos existentes cercanos o de
investigaciones geofísicas mencionadas anteriormente, la certeza de las
conclusiones para recomendar un sitio conveniente se limita grandemente, y el
marco de referencia para darlas también se limita a estudios superficiales y a la
experiencia del investigador.
2.3
Diseño de muro de retención
El diseño de muro de retención se realizó para apoyar al barrio El Calvario del
municipio de Guastatoya; para poder realizarlo, se tuvo que hacer una
investigación preliminar del lugar, en la cual se obtuvieron datos para proceder al
diseño.
85
2.3.1 Obtención de muestra para ensayo triaxial
Se procedió a obtener la muestra inalterada del suelo, que consistió en hacer
una excavación de 0.80 m de profundidad y luego se corto un trozo de suelo de
0.30 x 0.30 x 0.30 m, para después cubrirla con parafina, y así evitar pérdidas de
humedad y se empaco cuidadosamente para el envío a laboratorio.
2.3.2 Diseño
Se realizará el diseño de un muro de retención en voladizo, para lo cual se
asumen los siguientes datos.
Datos:
φ
= 30 °
Pc
= 150 lb/pie3
Ps
= 100 lb/pie3
μ
= 0.57
H
= 6.00 m
Sc
= 200 lb/pie3
VS
= 3000 lb/pie3
Donde:
φ
= Ángulo de fricción interna del suelo retenido
Pc
= Peso del concreto
Ps
= Peso del suelo
H
= Altura
86
Dimensionamiento:
Figura 8. Dimensionamiento de muro de retención
Base
B = 0.5 x H = 0.5 x 6.00 = 3.00 m = 9.84 pie
B/3
= 3.00 / 3 = 1.00
= 3.28 pie
H/10
= 6.00/10 = 0.60
= 1.97 pie
H/12
= 6.00/12 = 0.50
= 1.64 pie
Factores de Rankine
El empuje activo
KA= (1 - sen 30)/(1 + sen 30)
= 0.33
El empuje activo
KP= (1 + sen 30)/(1 + sen 30)
= 3.00
Cálculo de fuerzas y momentos
Fa
= (1/12) x 100 x (21.32)2 x 0.33
2
= 7499.95 lb
Fp
= (1/2) x 100 x (3.28) x 3
=1613.76 lb
Fsc
= 200 x 21.32 x 0.33
=1407.14 lb
87
Momentos:
M volteo = (7499.95 x (21.32/3)) + (1407.14 x (21.32/2) = 68300 lb -pie
M Fp = 1613.76 x (3.28/3)
= 1764.38 lb - pie
Momento estabilizador:
Fig.
ÁREA (Pie2)
Operación
1
0.66 x 19.68
= 12.99
2
1.64 x 10.33
= 16.94
3
½ x (1.31 x 19.38)
= 12.89
4
½ x (1.31 x 19.38)
= 12.89
5
5.90 x 19.68
= 116.11
6
2.46 x (3.28 – 1.64)
= 4.03
200 x (10.33–0.66–2.46)
= 1442 lb/Pie2
Sobrecarga
Tabla IV. Cálculo de momentos
FIG
ÁREA
2
PESO
3
W
BRAZO MOMENTOS
(Pies )
(Lb/Pie )
(lb)
(Pie)
(lb-Pie)
1
12.99
120
660.00
2.79
5436.32
2
16.94
150
1611.00
5.17
13136.97
3
12.89
150
724.50
3.56
6883.26
4
12.89
150
2263.50
3.99
7714.67
5
116.11
120
6826.80
7.38
85689.18
6
4.03
120
148.80
1.23
495.69
7
7.21
200
1442.00
6.73
9704.66
ΣW =21816.50 lb
88
ΣM = 129060.75 lb-pie
Chequeos:
1.
Volteo: F.S = 1.5
F.Svolteo = (129060 + 1764.38) / 68299.54 = 1.92
Es mayor que 1.5, entonces si chequea por volteo.
2.
Deslizamiento: F.S = 1.5
F.SDeslizamiento = (0.57 x 21812.50) / (7499.95+1407.12-1613.76) = 1.70
Es mayor que 1.5, entonces si chequea.
3.
Presiones:
a = 129060.75 +1764.38 – 68299.54 = 2.87 pie
21812.50
3 x a = 3 x 2.87 = 8.61 pie
p max = (2 x P)/(3 x a) = (2 x 21812.50)/(3 x 2.87) = 5066.78 lb/Pie2
Po = 5066.78 x (8.61 – 2.46) / 8.61 = 3020 lb/Pie2
El valor soporte del suelo es de 3000 lb/Pie2 y la presión ejercida por la
estructura al suelo es de 3020, por lo que se concluye que como la diferencia
es mínima si chequea.
Figura 9. Esfuerzos desde el punto M
89
Refuerzo de cortina:
Figura 10. Esfuerzos en la cortina desde el punto M
MM
= FA (L/3) + FSC (L/2)
Mm
= (7499 x (19.68/3)) + (1407.12 x (19.68/2)) = 63039.50 lb-pie
El momento último:
MU
= 63039.50 x 1.7 = 107167.15 lb-pie
Calculando el refuerzo:
A S min = (200/Fy) x b x d
Donde:
d = 1.97 pie x 12” – 3.15” – ½” = 19.99 = 20 pie
b = 1 pie = 12”
A S min = (200/40000) x 12 x 20 = 1.20 plg2
MU = θ (AS Fy (d- (AS Fy / (1.7 x F’C x b))))
107167.15 x 12 = 0.9 x (AS x 40000 x (20 - AS x 40000/(1.7 x 3000 x 12))))
90
Despejando AS y resolviendo la ecuación, se obtienen 2 valores
AS 1 = 28.69 plg2
AS 2 = 1.90 plg2
Distribución del refuerzo:
AS min = 1.20 plg2, entonces se usarán 2 #7 a cada 0.30m.
Acero adicional = 1.90 – 1.20 = 0.70, entonces 1#8 a cada 0.30m.
Figura 11. Refuerzo de la cortina
91
Refuerzo en el punto N
Figura 12. Distribución de esfuerzos
FA
= (1/2) x (9.84)2
= 1597.62 lb.
FSC = 200 x (9.84) x 0.33
=
649.44 lb.
Figura 13. Distribución de esfuerzos desde el punto N
92
MU = 1.7 x 1597.623 x (9.84/3) + 1.7 x (649.44 x 9.84/2)
MU = 14340.25 lb.
Figura 14. Ubicación del punto N
1.31/19.68 = X/9.84, entonces X = 0.66 pie.
Por tanto: 0.66 +0.66 = 1.32
d = 1.32 x 12 – 3.15 – ½ = 12.20 plg.
AS min = (200/40000(12.20 – (AS x 40000)/(1.7 x 3000 x12))))
14340.25 x 12 = 0.90 (AS x 40000 (12.20 – (AS x 40000)/(1.7 x 3000 x 12))))
Despejando la AS y resolviendo la ecuación, se obtienen dos valores
AS 1 = 18.27 plg2
AS 1 = 0.40 plg2
Distribución del refuerzo:
AS min = 0.73 plg2, entonces se usarán 1 #8 a cada 0.30m.
93
CONCLUSIONES
1.
Con la presencia de la Unidad de E.P.S de la facultad de Ingeniería,
al municipio de Guastatoya, Plan Internacional logró culminar un
proyecto de mucho beneficio para cincuenta y siete familias, que
necesitaban de un lote para poder construir su vivienda.
2.
En el diseño de la lotificación, se llenaron las expectativas por parte
de Plan Internacional y de todos los beneficiarios.
3.
El Ejercicio Profesional Supervisado sirvió de mucho apoyo técnico a
Plan Internacional, y a la vez permitió que se pusieran en práctica los
conocimientos adquiridos durante la formación académica del futuro
profesional.
4.
Con la colaboración prestada a Plan Internacional, se pudo notar que
el apoyo de la Institución no es solamente la de proporcionar apoyo
económico y técnico a las comunidades, sino también capacitarlos y
orientarlos para que ellos mismos, con su organización tengan la
capacidad de gestionar cualquier proyecto que sea necesario en la
comunidad.
5.
El abastecimiento de agua es difícil de realizar por bombeo eléctrico,
debido al alto costo para la operación y mantenimiento, ya que las
condiciones económicas de los beneficiados son muy precarias, por
lo que la comunidad deberá continuar los trámites ante la
Municipalidad para obtener el servicio de agua municipal.
94
RECOMENDACIONES
1.
Para que la lotificación cuente con todos los servicios básicos ( agua
potable, drenajes sanitarios, energía eléctrica, construcción de
calles, etc. ), el Comité Promejoramiento con el apoyo de Plan
Internacional, deben gestionar ante la Municipalidad e Instituciones
de gobierno, para darle solución a estas necesidades.
2.
Es necesario que las autoridades presten atención al comité del
barrio El Calvario, para que les brinden el apoyo económico para
construir el muro de retención, para evitar un derrumbe que
provoque la pérdida de vidas humanas.
95
BIBLIOGRAFÍA
1.
Ardón Garzaro, Erwin Stefano. Proyecto de ampliación del
abastecimiento de agua potable, para la aldea agua caliente,
municipio de San Antonio La Paz, departamento de El
Progreso. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de San
Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1984.
2.
Beber Bouyssou de Lara, María Rebeca. Características de agua
subterránea, su utilización en el Proyecto de abastecimiento y
diseño del sistema de agua potable de la aldea Lo de
Fuentes, Mixco. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de
San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1990.
3.
Campos Duran, Alessandro Enrique. Mejoras en el sistema de
abastecimiento de agua potable, construcción de una clínica
comunal evaluación de una vía de acceso de la aldea
Sinaneca Zacapa. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad
de San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1995.
4.
Copias del curso de Cimentaciones 1. Ing. Mario René de León,
Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de
Ingeniería, primer semestre de 1993.
5.
Copias del curso Ingeniería Sanitaria 1. Ing. Francisco Campos
Q., Universidad de San Carlos de Guatemala, Facultad de
Ingeniería, primer semestre de 1992.
6.
Corado Guzmán, Mario A. Guía de estudios para proyectos de
ampliación y/o mejoramiento a sistemas de abastecimiento de
agua potable del interior de la republica. Tesis Ing. Civil.
Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala,
Facultad de Ingeniería, 1992.
96
7.
De León Chávez, Edgar Rolando. Metodología para estudios
hidrogeológicos en rocas volcánicas. Tesis Ing. Civil. ,
Guatemala, Universidad de San Carlos de Guatemala,
Facultad de Ingeniería, 1989.
8.
McCormac, Jack C. Topografía, Colombia: 1a. Edición, Editorial
Dossat, S.A. 1981.
9.
Ortiz López, Adolfo Daniel. Diseño del sistema de alcantarillado
sanitario para las colonias Linda Vista y Nueva Vida en el
municipio de Guastatoya departamento de El Progreso. Tesis
Ing. Civil.
Guatemala, Universidad de San Carlos de
Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1996.
10.
Sánchez Ayala, Néstor Augusto. Urbanización de la colonia,
Asociación de Ayuda Mutua de Empleados y Trabajadores
Municipales. Tesis Ing. Civil. , Guatemala, Universidad de
San Carlos de Guatemala, Facultad de Ingeniería, 1992.
11. Whitlow, Roy. Fundamentos de mecánica de suelos, México: 1ª.
Edición, Editorial Continental, S.A. de C.V. 1994.
97
ANEXOS
98
99
100
PROYECTO:
LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
EST.
P.O.
11
12
12
0
23
227
18
291
42
296
56
301
151
25
143
156
57
151
154
46
239
79
245
231
27
216
345
DIST.
HOR.
(m)
00
28 0
00
30 0
00
00
00
00
30 0
00
00
00
50 0
00
00
00
00
00
00
00
15 0
00
00
23.00
57.49
227.47
1.00
18.00
19.05
291.50
6.50
42.00
32.60
296.00
1.00
56.00
45.76
301.00
1.00
151.50
56.30
25.00
2.50
143.00
29.30
156.00
23.10
57.83
1.00
151.00
39.00
154.00 100.50
46.00
1.00
239.00
32.50
79.00
4.50
245.00 102.30
231.00
30.00
27.25
17.25
216.00
1.00
345.00
18.00
330 0 0
327 30 0
330.00
36.00
327.50 105.00
LATITUDES
NORTE SUR
LONGITUDES
ESTE OESTE
COORDENADAS
PARCIALES COMP
TOTALES
Y
X
Y
X
0.737
0.676
-0.74
2.382
6.048
2.382
-6.05
0.438
0.899
0.438
-0.90
0.515
0.857
0.515
-0.857
1.057
17.633
2.266
-23.400
1.06
17.63
0.532
0.846
0.532
0.846
0.695
0.719
0.695
0.72
0.859
4.417
0.859
4.42
0.676
2.266
23.400
18.880
23.314
-18.880
-23.31
0.809
0.588
4.659
-0.809
17.387
-0.59
-4.66
17.387
101
52.82
-0.68
70.91
55.21
95.09
71.35
120.63
95.61
71.07
122.90
97.23
49.92
75.60
15.75
-74.74
16.45
-91.51
-73.88
-134.82
-110.39
-119.52
-135.63
-117.44
22.45
-0.74
28.33
16.40
50.13
27.43
88.05
49.28
114.90
89.11
105.68
124.29
115.74
143.18
187.21
143.90
159.34
191.63
66.57
136.02
74.46
65.98
61.91
-88.40
0.00
56.45
0.00
Tabla V, Cálculo de coordenadas totales
0
0
1
0
0.1
1
2
1
1.1
2
3
2
2.1
3
4
3
3.1
4
5
4
4.1
4
4.2
5
6
5
5.1
6
7
7
8
7
7.1
8
9
8
8.1
9
10
9
9.1
10
11
10 10.1
10 10.2
AZIMUT
GRA ' "
ANG
PROYECTO:
LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
POLIGONO REAL
P.O.
GRA
0.1
1.1
2.1
3.1
4.1
4.2
5.1
7.1
8.1
9.1
10.1
10.2
12
0.1
0.1
1.1
2.1
3.1
4.1
4.2
5.1
7.1
8.1
9.1
10.1
10.2
12
0.1
0
17
34
42
55
147
158
152
152
238
250
347
349
326
AZIMUT
' "
ANG
3 4
21 6
0 0
34 39
8 40
39 0
57 0
39 0
10 0
10 0
23 0
21 0
53 0
17.05
34.35
42.00
55.58
147.14
158.65
152.95
152.65
238.17
250.17
347.38
349.35
326.88
DIST.
HOR.
(m)
58.45
19.55
32.64
48.28
30.55
27.52
61.92
103.94
65.44
74.45
18.65
29.55
104.71
COORDENADAS
PARCIALES COMP
Y
X
55.881
16.141
24.259
27.293
-25.666
-25.635
-55.15
-92.329
-34.508
-25.242
18.196
29.041
87.719
-0.676
17.139
11.032
21.843
39.827
16.576
10.016
28.16
47.728
-55.606
-70.045
-4.071
-5.458
-57.187
-0.0737
TOTALES
Y
X
-0.676
55.205
71.346
95.605
122.9
97.232
71.597
16.447
-75.882
-110.39
-135.63
-117.44
-88.395
-0.676
0
ÁREA = 31938,100 + 20302,03
2
ÁREA = 26,120,06 m2
102
Y*X
-0.737
16.402
1514.493
27.434
3515.716
49.277
8518.884
89.105 12987.984
105.681 11253.826
115.742 10302.951
143.902
3151.739
191.630 -10321.773
136.024 -7283.422
65.979 -8396.706
61.908
6629.262
56.450
65.147
-0.737
0
0
Sumatoria =
ÁREA = Sumatoria de ( Y * X ) + Sumatoria de( X * Y )
2
PRODUCTOS
CRUZADOS
31938.100
X*Y
1170.216
2622.826
6056.043
8663.857
7566.443
1903.609
-10919.572
-21154.036
-18449.207
7748.310
-5472.358
-38.160
0
-20302.030
Tabla VI. Cálculo de área
EST.
PROYECTO:
LOTIFICACION COLONIA BUENA VISTA
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
Tabla VII. Planilla de lotes
LOTE
ÁREA
USO
LOTE
2
No.
(m )
ÁREA
USO
2
No.
(m )
1
238.27
Vivienda
37-A
316.55
Vivienda
2
235.83
Vivienda
38
269.89
Vivienda
3
234.76
Vivienda
39
260.01
Vivienda
4
211.26
Vivienda
40
269.90
Vivienda
5
257.24
Vivienda
41
265.81
Vivienda
6
239.49
Vivienda
42
279.44
Vivienda
7
219.72
Vivienda
43
261.97
Vivienda
8
233.90
Vivienda
44
275.70
Vivienda
9
221.94
Vivienda
45
244.34
Vivienda
10
269.45
Vivienda
46
277.93
Vivienda
11
219.58
Vivienda
47
277.90
Vivienda
12
249.02
Vivienda
48
289.00
Vivienda
13
227.69
Vivienda
49
281.72
Vivienda
14
231.94
Vivienda
50
308.48
Vivienda
15
240.84
Vivienda
51
271.88
Vivienda
16
234.90
Vivienda
52
268.49
Vivienda
17
322.22
Vivienda
53
269.06
Vivienda
18
323.87
Vivienda
54
269.77
Vivienda
19
300.73
Vivienda
55
264.68
Vivienda
20
271.22
Vivienda
56
268.73
Vivienda
21
277.02
Vivienda
57
283.84
Vivienda
22
301.20
Vivienda
58
281.29
Plan
23
311.94
Vivienda
59
283.23
Plan
24
331.82
Vivienda
60
265.19
Plan
25
343.48
Vivienda
61
271.96
Plan
26
312.30
Plan
62
260.92
Plan
27
293.70
Vivienda
63
274.82
Plan
28
312.36
Vivienda
64
273.36
Plan
29
289.11
Vivienda
65
266.10
Plan
30
287.09
Vivienda
66
250.98
Plan
31
284.54
Vivienda
67
256.81
Plan
32
Recreación
68
251.38
Plan
33
Recreación
69
233.80
Plan
34
Recreación
70
252.99
Plan
298.02
Vivienda
71
308.85
Plan
36
311.74
Vivienda
72
310.86
Plan
37
263.36
Plan
73
334.05
Tanque
35
NOTAS:
1, Los lotes 32,33 y 34, se destinaron para área recreativa
2, Los lotes 26, 37, 58 hasta 72 plan decidirá su uso,
3, El lote 73 se destinará para construcción de tanque elevado,
103
Tabla VIII. Iteraciones para diseño de agua (red alta)
CIRCUITO I PRIMERA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
A
C
77.62
-1.208
2.5 -0.239
C
D
59.91
-0.713
2.0 -0.206
D
B
73.42
-0.248
1.5 -0.145
A
B
71.35
1.208
2.5 0.220
Suma
-0.370
Hf/Q CORRECION
0.198
0.289
0.584
0.182
1.253
0.160
0.160
0.449
0.160
Q1
( lt / seg )
-1.048
-0.553
0.201
1.368
CIRCUITO II PRIMERA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
D
B
73.42
0.248
1.5 0.145
B
E
59.85
0.960
2.0 0.357
E
F
51.00
0.867
2.0 0.252
D
F
49.29
-0.279
2.0 -0.030
Suma
0.724
Hf/Q CORRECION
0.584
0.372
0.290
0.107
1.353
-0.449
-0.289
-0.289
-0.289
Q1
( lt / seg )
-0.201
0.671
0.578
-0.568
CIRCUITO I SEXTA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
A
C
77.62
-1.110
2.5 -0.204
C
D
59.91
-0.615
2.0 -0.156
D
B
73.42
0.205
1.5 0.102
A
B
71.35
1.306
2.5 0.254
Suma
-0.004
Hf/Q CORRECION
0.184
0.253
0.497
0.194
1.129
0.002
0.002
0.006
0.002
Q1
( lt / seg )
-1.108
-0.613
0.211
1.308
CIRCUITO II SEXTA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
D
B
73.42
-0.205
1.5 -0.102
B
E
59.85
0.605
2.0 0.152
E
F
51.00
0.512
2.0 0.095
D
F
49.29
-0.634
2.0 -0.136
Suma
0.008
104
Hf/Q CORRECION
0.497
0.251
0.185
0.215
1.149
-0.006
-0.004
-0.004
-0.004
Q1
( lt / seg )
-0.211
0.601
0.508
-0.638
Tabla IX. Iteraciones para diseño de agua (red baja)
CIRCUITO I PRIMERA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
G
J
72.25
1.023
2 0.485
J
K
47.85
0.930
2 0.269
K
H
92.55
0.279
2 0.056
G
H
57.51
-1.023
2 -0.386
Suma
0.424
Hf/Q CORRECION
0.4741
0.2892
0.2007
0.3773
1.3414
-0.1709
-0.1709
-0.0021
-0.1709
Q1
( lt / seg )
0.8521
0.7591
0.2769
-1.1939
CIRCUITO II PRIMERA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
K
L
52.80
0.527
2 0.104
L
I
97.75
0.341
2 0.086
I
H
40.25
0.682
2 0.127
K
H
92.55
-0.279
2 -0.056
Suma
0.261
Hf/Q CORRECION
0.197
0.252
0.187
0.201
0.837
-0.169
-0.169
-0.169
0.002
Q1
( lt / seg )
0.358
0.172
0.513
-0.277
CIRCUITO I SEXTA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
G
J
72.25
0.841
2 0.337
J
K
47.85
0.748
2 0.180
K
H
92.55
0.103
2 0.009
G
H
57.51
-1.205
2 -0.522
Suma
0.004
Hf/Q CORRECION
0.401
0.241
0.087
0.433
1.162
-0.002
-0.002
-0.007
-0.002
Q1
( lt / seg )
0.839
0.746
0.096
-1.207
CIRCUITO II SEXTA ITERACION
TRAMO
LONGITUD
Q
DIAMETRO Hf
INICIAL FINAL
(m)
( lt / seg )
(")
(m)
K
L
52.80
0.521
2 0.101
L
I
97.75
-0.047
2 -0.002
I
H
40.25
0.294
2 0.027
K
H
92.55
-0.485
2 -0.125
Suma
0.001
105
Hf/Q CORRECION
0.194
0.043
0.092
0.258
0.586
0.005
-0.001
-0.001
0.001
Q1
( lt / seg )
0.526
-0.048
0.293
-0.484
Tabla X. Cálculo de presiones y cotas piezométricas
PUNTO
COTA
TERRENO
PERDIDA DE
CARGA DESDE A
PRESION PRESION
COTA
DINAMICA ESTATICA PIEZOMETRICA
ELEVACION DE TANQUE = 15,5 METROS ARRIBA DE A
ELEVACION = 115 METROS
A
99.50
0.00
15.50
15.50
115.00
B
98.08
0.25
16.67
16.92
114.75
C
92.35
0.20
22.45
22.65
114.80
D
89.53
0.36
25.11
25.47
114.64
E
94.80
0.40
19.80
20.20
114.60
F
90.59
0.50
23.91
24.41
114.50
G
84.31
1.17
29.52
30.69
113.83
H
82.83
1.69
30.48
32.17
113.31
I
78.95
1.72
34.33
36.05
113.28
J
69.70
1.51
43.79
45.30
113.49
K
67.60
1.69
45.71
47.40
113.31
L
69.27
1.79
43.94
45.73
113.21
106
PROYECTO:
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.
COMUNIDAD:
COLONIA BUENA VISTA.
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
Tabla XI. Presupuesto de proyecto de agua
COSTO POR RENGLONES Y COMPONENTES
No.
COMPONENTE
MANO OBRA MANO OBRA
MATERIAL MATERIAL
CALIFICADA NO CALIFICADA NO LOCAL
1,760.00
TOTAL
LOCAL
1
Caja de válvula ( 11 U )
2
Red de distribución ( 1146 ML )
3
Conexiones domiciliares ( 57 U )
4
Herramientas
1,765.00
5
Fletes
1,200.00
SUB-TOTAL
880.00
4,411.18
3,520.00
7,640.00
22,766.92
-
7,125.00
3,420.00
29,071.62
-
Q 12,405.00
Q
11,940.00
Q 56,249.72
7051.18
Q
-
33926.92
39,616.62
Q 83,559.72
DESGLOSE DE COSTOS POR RENGLON
COMPONENTE
1
AGENCIA
COMUNIDAD
OTROS
TOTAL
DONANTE
Q.
Q.
Q.
12,405.00
12,405.00
2
MANO DE OBRA CALIFICADA
MANO
DE
OBRA
NO
CALIFICADA
11,940.00
11,940.00
3
MATERIALES NO LOCALES
56,249.72
56,249.72
4
MATERIALES LOCALES
5
HERRAMIENTAS
1,765.00
1,765.00
6
FLETES
1,200.00
1,200.00
7
IMPREVISTOS
4,177.99
4,177.99
8
IMPUESTOS ( 17 % )
DIRECCION
TECNICA
ADMON.
14,205.15
14,205.15
8,355.97
8,355.97
8,355.97
8,355.97
9
10 UTILIDADES
-
-
Y
11
SUB-TOTAL EJECUCION
Q118,654.80
Q
107
-
Q118,654.80
PROGRAMA DE EJECUCION
RENGLONES
No.
RENGLÓN
UNIDAD
1
Caja de válvula
Unidad
2
Red de distribución
mL
3
Conexiones domiciliares
4
5
CANTIDAD
PRECIO
COSTO
UNITARIO
POR RENGLON
(Q.)
(Q.)
%
1
11.00
910.24
10,012.67
0.73
1,146.00
42.04
48,176.23
3.50
Unidad
57.00
986.94
56,255.60
4.09
Herramientas
Global
1.00
2,506.30
2,506.30
0.18
Fletes
Global
1.00
1,704.00
1,704.00
4.28
Q 118,654.80 100.00%
108
TIEMPO ( MESES )
2
Tabla XII. Programa de inversión y ejecución del proyecto de agua
PROYECTO:
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.
COMUNIDAD:
COLONIA BUENA VISTA.
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
PROYECTO:
SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE.
COMUNIDAD:
COLONIA BUENA VISTA.
MUNICIPIO:
GUASTATOYA
DEPARTAMENTO: EL PROGRESO
Tabla XIII. Lista de materiales para conexiones domiciliares
CANTIDAD UNIDAD
DESCRIPCION DEL ARTICULO
57 Unidad
114 Unidad
Adaptador hembra de 1/2"
Adaptador hembra de 1/2"
16 m3
57 Saco
15 Libra
114 Unidad
57 Unidad
57 Unidad
57 Unidad
Arena de río
Cemento Pórtland
Clavo de 2 1/2"
Codo de HG de 90 grados de 1/2"
Copla de HG de 1/2"
Llave de chorro de 1/2"
Llave de paso de 1/2"
15 m3
160 Pie tabla
22 Unidad
57 Unidad
57 Unidad
Piedrín triturado de 3/4"
Tabla de 1" X 12" X 10 pies
Tubo HG de 1/2"
Caja para contador de agua
Medidor de agua
PRECIO ( Q )
UNITARIO
TOTAL
1.92
109.44
1.02
116.28
80.00
44.00
2.50
6.80
5.85
35.00
31.25
1280.00
2508.00
37.50
775.20
333.45
1995.00
1781.25
115.00
1725.00
3.25
520.00
87.75
1930.50
65.00
3705.00
215.00
12255.00
TOTAL
Q29,071.62
Tabla XIV. Lista de materiales para red de distribución de agua
CANTIDAD UNIDAD
1 Galón
49 Unidad
8 Unidad
2 Unidad
2 Unidad
1 Unidad
7 Unidad
1 Unidad
1 Unidad
55 Unidad
8 Unidad
26 Unidad
153 Unidad
12 Unidad
57 Unidad
1 Galón
5 Libra
DESCRIPCION DEL ARTICULO
Cemento solvente
Red. Bushing de 2" X 1/2"
Red. Bushing de 1 1/2" X 1/2"
Red. Bushing de 2 1/2 " X 2"
Red. Bushing de 2" X 1 1/2"
Codo de 2 1/2" de 90 grados
Codo de 2" de 90 grados
Codo de 2" de 45 grados
Tee de 2 1/2"
Tee de 2"
Tee de 1 1/2"
Tubo de PVC de 2 1/2" c/160 PSI
Tubo de PVC de 2" c/160 PSI
Tubo de PVC de 1 1/2" c/160 PSI
Tubo de PVC de 1/2" c/315 PSI
Thiner
Wype
109
PRECIO ( Q )
UNITARIO
TOTAL
399.43
399.43
21.82
1069.18
17.25
138.00
27.65
55.30
24.65
49.30
52.98
52.98
11.38
79.66
13.40
13.40
17.36
17.36
13.32
732.60
11.36
90.88
139.73
3632.98
95.33
14585.49
43.25
519.00
21.48
1224.36
32.00
32.00
15.00
75.00
TOTAL
Q22,766.92
Tabla XV. Lista de materiales para cajas de válvulas de control
CANTIDAD UNIDAD DESCRIPCION DEL ARTICULO
4.00
16.00
2.00
4.00
4.00
33.00
6.00
16.50
186.00
2.00
8.00
1.00
Unidad
Unidad
Unidad
Libra
m3
Saco
Libra
Varilla
Pie tabla
Unidad
Unidad
Unidad
Adaptador macho de 2 1/2"
Adaptador macho de 2"
Adaptador macho de 1 1/2"
Alambre de amarre
Arena de río
Cemento
Clavo de 2 1/2"
Hierro de 3/8" 2811 kg/cm2
Tabla de 12" x 1"
Válvula de compuerta de 2 1/2"
Válvula de compuerta de 2"
Válvula de compuerta de 1 1/2"
PRECIO ( Q )
UNITARIO
TOTAL
20.76
83.04
7.87
125.92
3.95
7.90
2.75
11.00
100.00
400.00
44.00
1,452.00
2.75
16.50
13.08
215.82
3.25
604.50
187.00
374.00
128.00
1,024.00
96.50
96.50
TOTAL
110
Q
4,411.18
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121