Diseño Hidráulico Canal Ciudad Sandino: Monografía UNAN-Managua

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA, MANAGUA
UNAN-MANAGUA
RECINTO UNIVERSITARIO RUBEN DARIO
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERIAS
DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION
MONOGRAFIA PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL
TITULO:
DISEÑO HIDRÁULICO DE UN CANAL DE 1KM DE LONGITUD QUE
COMPRENDE PARTE DE LA ZONA 2, 5, 6 y 11 DEL MUNICIPIO DE CIUDAD
SANDINO, DE MARZO A JULIO DE 2015.
AUTORES:

Br. WILLIAM MARTIN BALTODANO QUINTERO

Br. SHEILA DEL SOCORRO MORALES ÑURINDA
TUTOR:

Dr. ING. VÍCTOR ROGELIO TIRADO PICADO
ASESOR METODOLOGICO:

Msc. ING. SERGIO RAMÍREZ
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
ÍNDICE
i.
DEDICATORIA.............................................................................................................. 2
ii.
AGRADECIMIENTO ..................................................................................................... 3
iii.
RESUMEN .................................................................................................................. 4
I.
INTRODUCCION .......................................................................................................... 5
1.1 ANTECEDENTES ....................................................................................................... 6
1.2
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................... 7
1.3 JUSTIFICACION ......................................................................................................... 8
II.
OBJETIVOS ................................................................................................................ 9
2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................................ 9
2.2
III.
OBJETIVOS ESPECIFICOS .................................................................................. 9
MARCO TEORICO .................................................................................................. 10
3.1 DESCRIPCION GENERAL DE LOS CANALES HIDRAULICOS ........................ 10
3.2
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO ................................................................ 15
3.3 ESTUDIO GRANULOMETRICO ............................................................................. 16
3.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO....................................................................................... 18
3.5 DISEÑO HIDRÁULICO ............................................................................................ 25
3.6 COSTO Y PRESUPUESTO ....................................................................................... 32
IV.
DISEÑO METODOLOGICO ................................................................................... 33
4.1 TECNICA DE RECOPILACION DE DATOS .......................................................... 33
4.1.1 OPERALIZACION DE VARIABLES ................................................................ 33
RESUMEN DIAGNOSTICO ............................................................................................... 33
V.
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS ..................................................... 34
CAPITULO I .................................................................................................................... 34
LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO ........................................................................... 34
CAPITULO II ................................................................................................................... 35
ESTUDIO GRANULOMETROICO ................................................................................ 35
2.1 Curvas granulométricas .......................................................................................... 36
CAPITULO III .................................................................................................................. 39
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
ESTUDIO HIDROLOGICO ......................................................................................... 39
3.1. Delimitación de la cuenca ...................................................................................... 39
3.2 Análisis de las intensidades para obtener curvas IDF ............................................. 40
3.3 Resumen de resultados por el método racional ...................................................... 44
CAPITULO IV ................................................................................................................. 45
DISEÑO HIDRAULICO .................................................................................................. 45
4.1 Modelamiento en HCANALES para comprobar velocidad permisible en terreno
natural. ........................................................................................................................... 45
4.2 Diseño del canal revestido por el cual se transportara el caudal calculado en el
estudio hidrológico. ....................................................................................................... 46
PLANO DE DISEÑO .................................................................................................. 56
CAPITULO V .................................................................................................................. 57
COSTO Y PRESUPUESTO ............................................................................................. 57
5.2 Resumen de Costo unitario ..................................................................................... 59
CONCLUSIONES ................................................................................................................ 61
RECOMENDACIONES ...................................................................................................... 62
5
BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................... 63
6
ANEXOS ....................................................................................................................... 64
7.1 Anexos Topográficos .................................................................................................. 64
7.1.1 Datos del levantamiento Topográfico .................................................................. 64
7.1.2 Planos topográficos .............................................................................................. 84
7.2 Estudio Geotécnico .................................................................................................... 85
7.2.1 Tablas y Graficas Granulométricas ...................................................................... 85
7.3 Costo y presupuesto .................................................................................................... 96
7.3.1 Tablas de Rendimiento ......................................................................................... 96
7.3.2 Tablas de corte y relleno ...................................................................................... 98
7.4 Fotos del terreno natural ........................................................................................... 103
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
i.
DEDICATORIA
Dedico este logro a mi mamá Sheila Ñurinda, por su ejemplo de rectitud, de amor sin esperar
recompensa, de esfuerzo por salir adelante, por mostrarme y enseñarme a vivir el evangelio
de Jesucristo, por hacer de mí una persona de bien, porque siento que le debo todo lo que
soy.
A mi esposo Cristopher Narváez por su amor puro, por su paciencia, por ayudarme a vivir el
evangelio a su lado y por aceptar un convenio con Dios y ser ahora mi familia por esta vida
y por toda la eternidad, ¡te amo!
Br. Sheila Morales Ñurinda.
A mis grandes amores Jade y Fernando Baltodano mis hijos, que son el motor que me
impulsan para alcanzar lo inalcanzable.
A mi madre Margarita Quintero que siempre ha estado conmigo en los buenos y malos
momentos brindándome su apoyo incondicional.
A mi esposa Eymi Centeno quien en estos Diez años de casados me ha apoyado en todo
momento y quien me ha dado los mejores regalos que la vida me pueda dar mis dos hijos.
A mi amada y recordada mamita tina Ernestina Quintero Campos (q.e.p.d) que con su amor
y consejos me fue moldeando para ser un hombre de bien y me enseño el respeto y amor al
prójimo.
A mí siempre recordada tía, Profesora: María Teresa Hernández (q.e.p.d), que con su empeño
y amor al estudio y a la enseñanza me inspiro para emprender el camino hacia el
conocimiento.
A mi padre Ernesto Baltodano que aunque no crecí a su lado se ha ganado un lugar especial
en mi corazón.
Br. William Baltodano.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
ii.
AGRADECIMIENTO
Primero doy gracias a Dios por las muchas bendiciones que me ha dado y una de ellas es
permitirme mi preparación académica en la carrera que deseaba.
A mi madre Lic. Sheila Ñurinda Sánchez por su apoyo incondicional durante toda mi vida,
mi papa Lic. Ramiro Morales Solís por su apoyo en mi estudio y mis hermanas Manuela
Morales y Marjurie Morales por siempre alentarme a continuar con mis esfuerzos por sacar
mi carrera.
A mi esposo que amo Cristopher I. Narváez Cubas por su amor, por alentarme e inspirarme
a continuar esforzándome en mis estudios.
A mis amigos y compañeros de clases a José N. Monzón, Donald I. Rodríguez, Yorling C.
García, Silvia E. Sánchez, Evelin Tinoco, Esteban Blandón, y William Baltodano todos
ellos ingenieros y a mis maestros que al compartir su conocimiento y exigencias me
ayudaron a crecer en lo profesional.
Br. Sheila Morales Ñurinda.
A mis maestros de la universidad quienes me transmitieron todo su conocimiento en el
transcurso de este trayecto de aprendizaje.
A mis amigos: Yasser Antonio Gonzales, Eddy Gaitán, Bayardo Putoy, Moisés Moreno,
Osman Daniel Gonzales, Sheila Morales Ñurinda, Nelson Monzón todos ellos ingenieros
civiles y al Msc Lic. Jorge Flores quienes me brindaron su amistad y siempre me apoyaron
en los momentos más difíciles de mi paso por la universidad.
A Silvia Mayorga quien me brindo y me sigue brindando su apoyo incondicional a mí y
familia.
Br. William Baltodano.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
iii.
RESUMEN
El presente trabajo contiene estudios reales, científicos y técnicos basados en procedimientos
confiables que se realizaron en el terreno como son levantamiento topográfico, estudio de la
granulometría de los suelos.
Con el fin de aplicar conocimientos científicos se hizo necesaria la utilización de mapa
geodésico y muy importante recalcar que la tecnología aquí ha jugado un papel primordial
como son el uso de programas y software (Excel (2013), HCANALES, AUTOCAD Y
CIVIL3D (2014)) que ayudaron a obtener mejores y precisos resultados.
La aplicación de métodos para obtener caudales reales con el análisis de las intensidades de
lluvias fue llevado acabo con mucho cuidado aplicando todos los conocimientos aprendidos
en la trayectoria de nuestra formación académica.
Del conjunto de estudios, análisis y metodología aplicada se diseñó la sección ideal para el
diseño del canal de un mil metros de longitud el cual está ubicado en el municipio de ciudad
Sandino.
El caudal calculado mediante el análisis de intensidades de lluvia y del estudio topográfico
se logró realizar el diseño hidráulico de un canal trapezoidal por donde se drenara el caudal.
Este diseño permite de manera objetiva evaluar la magnitud de este proyecto y dar a conocer
un costo y presupuesto el cual se detalla en el resumen de costos.
Con todo lo mencionado y haciendo uso de normas y especificaciones técnicas se presenta el
diseño el cual vendrá en gran manera a beneficiar a la población y a embellecer el municipio
de ciudad Sandino.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
I.
INTRODUCCION
En el presente trabajo tiene por objeto dar a conocer los estudios a realizar para la elaboración
del diseño de un canal.
En el casco urbano de ciudad Sandino por donde pasa el cauce Motastepe, el cual no está
revestido causando arrastre de sedimentos, socavación en tiempos lluviosos, dando como
resultado ensanchamiento del cauce y siendo peligroso para la población que transita y vive
cerca del mismo. Para dar solución a este problema es que se plantea diseñar un canal
hidráulico de 1km de longitud revestido que comprende parte de la zona 2, 5, 6 y 11 del
municipio de ciudad Sandino, de marzo a julio de 2014.
Dentro del diseño de canal están los estudios previos como son:

Estudio Topográfico: El propósito de un levantamiento topográfico es determinar la
posición relativa entre varios puntos sobre un plano horizontal

Estudio Hidrológico: Se requiere para determinar las lluvias críticas y los caudales en
régimen natural que producen un incremento máximo en la elevación del nivel
freático.

Estudio Granulométrico: Permite la clasificación de los suelos identificando sus
parámetros más significativos como lo son la granulometría.

Diseño Hidráulico: Consiste en realizar el dimensionamiento y la forma geométrica
del canal en función al caudal que transporta de acuerdo a la demanda de agua
Se requiere de los estudios mencionados ya que esto facilitara el análisis para lograr el diseño
óptimo para el caudal que transita en el área, para luego calcular su costo y presupuesto que
es el valor monetario de los materiales e insumo que se deberá utilizar en una obra de
construcción, así como la cantidad de materiales a utilizar
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
1.1 ANTECEDENTES
Según palabras del ingeniero Guillen (coordinador de proyectos de la alcaldía de Ciudad
Sandino) “en el año de 1992 cuando el cauce en estudio produjo inundaciones teniendo que
evacuar y reubicar a pobladores, teniendo reincidencia entre el 2007 al 2008.
En la actualidad no se ha realizado ningún estudio de diseño hidráulico para el buen
funcionamiento del mismo debido al poco interés del gobierno central, y a la falta de
presupuesto del gobierno local, hasta el momento lo que se ha hecho para prevenir un
desborde de talud se han colocado 400m de gaviones aguas arriba a partir del nuevo puente
ubicado al costado Oeste del Mercado Municipal”.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Las precipitaciones que se han registrado en los últimos años en el municipio de Ciudad
Sandino ha provocado que en el Cauce Motastepe se produzcan arrastres de sedimentos,
materiales orgánicos e inorgánicos, socavación, deslizamiento de talud y esto tenga como
resultado un aumento en su sección natural del canal y por lo tanto inseguridad en la
población y un ambiente insalubre.
Para esto se debe hacer un diseño hidráulico del cauce, con el fin de que la escorrentía sea
mejor transportada evitando así la problemática planteada.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
1.3 JUSTIFICACION
En respuesta a la necesidad que tiene la población de las zonas aledañas al cauce Motastepe
del municipio de Ciudad Sandino mejor conocido por cauce zona 5 zona 6, debido a las
constantes crecidas en la estación de invierno, se producen socavaciones y producto de ello
hay deslave del mismo, por ende este cauce cada vez está más ancho y hay un mayor peligro
para las casas aledañas y la población que transita cerca; es por ello que existe la necesidad
de hacer estudios de suelos, topográficos e hidrológicos para el diseño hidráulico del canal.
Para el diseño hidráulico del cauce se realiza un estudio topográfico, con el fin de conocer la
sección natural exacta y su pendiente, perforaciones para conocer el tipo de suelos que
conforman el terreno donde está el cauce, se analiza la información existente en cuanto a las
precipitaciones proporcionadas por el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales
(INETER); y se realizara el costo y presupuesto del proyecto
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
II.
OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL
 Diseñar hidráulicamente un canal de 1km de longitud que comprende parte de la zona
2, 5, 6 Y 11 del municipio de Ciudad Sandino, de marzo a julio de 2014
2.2
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Realizar un levantamiento topográfico a cada 50 m para determinar la sección del
cauce.
 Identificar por estudios geotécnicos datos granulométrico a cada 100m a una
profundidad de 1.5m.
 Definir mediante un estudio hidrológico el caudal de diseño para un periodo de retorno
de 20 años.
 Calcular el dimensionamiento hidráulico del canal mediante los estudios anteriores del
lugar en situ.
 Determinar el costo y presupuesto del proyecto.
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
III.
MARCO TEORICO
3.1 DESCRIPCION GENERAL DE LOS CANALES HIDRAULICOS
Los canales son conductos abiertos o cerrados en los cuales el agua circula debido a la acción
de la gravedad y sin ninguna presión, pues la superficie libre del líquido está en contacto con
la atmosfera; esto quiere decir que el agua fluye impulsada por la presión atmosférica y de
su propio peso. (David Alanya, 2011)
Clasificación de los canales (Chow, 2004)
• Los canales naturales:
Incluyen todos los cursos de agua que existen de manera natural en la tierra, los cuales varían
en tamaño desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas, hasta quebradas, arroyos, ríos
pequeños y grandes y estuarios de mareas. (Chow, 2004)
Las propiedades naturales de un canal natural por lo general son muy irregulares. En algunos
casos pueden hacerse suposiciones empíricas razonablemente consistentes con las
observaciones y experiencias reales, de tal modo que las condiciones de flujos de estos
canales se vuelvan manejables mediante el tratamiento analítico de la hidráulica teórica. Un
estudio completo sobre el comportamiento del flujo
en canales naturales requiere el
conocimiento de otros campos, como la hidrología, mecánica de suelos y topografía.
Geometría de canal: La secciones de canales naturales son, por lo general, muy irregulares,
y a menudo varían aproximadamente desde una parábola hasta aproximadamente un trapecio.
Elementos geométricos de una sección de canal: Los elementos de un canal son propiedades
de una sección de canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de la sección
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
y la profundidad de flujo. Estos elementos son muy importantes y se utilizan con amplitud
en el cálculo de flujo.
Canal Natural, rio
Canal Natural, quebrada
Foto 1: Fuente (García, s.f.)
Foto 2: Fuente (García, s.f.)
Según http://castildevela.es
Según http://castildevela.es
• Los canales artificiales:
Son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo humano: canales de
vegetación, canales de centrales hidroeléctricas, canales y canaletas de irrigación, cunetas de
drenaje, vertederos, canales de desborde, canales de madera, etc. Así como canales de
modelos construidos en el laboratorio con propósitos experimentales. (Chow, 2004)
Canal Artificial revestido
Canal Artificial sin revestimiento de riego
Foto 3: Fuente (SICOES BOLIVIA , 2013)
Foto 4: Fuente (Sureda, 2013)
Según http://sicoesbolivia.com
Según http://www.elobservatodo
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Comparación entre flujo en tuberías y flujo en canales abiertos. (Chow, 2004)
Figura 1
Figura 2
El flujo de agua en un conducto puede ser flujo en canal abierto o flujo en tubería. Estas dos
clases de flujo son similares en muchos aspectos pero se diferencian en un aspecto
importante. El flujo en canal abierto debe tener una superficie libre, en tanto que el flujo en
tubería no la tiene, debido a que en este caso el agua debe llenar completamente el conducto.
Una superficie libre está sometida a la presión atmosférica.
Elementos geométricos de importancia básica

La profundidad de flujo, Y, es la distancia vertical desde el punto más bajo de una
sección del canal hasta la superficie libre.

El ancho superficial T es el ancho de la sección del canal en la superficie libre.

El área mojada A es el área de la sección transversal de flujo perpendicular a la
dirección del flujo.

El perímetro mojado P es la longitud de la línea de intersección de la superficie de
canal mojado y de un plano transversal perpendicular a la dirección del flujo
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino

El radio hidráulico R es la relación del área mojada con respecto a su perímetro
mojado.

La profundidad hidráulica D es la relación entre el área mojada y el ancho en la
superficie.

El factor de sección para el cálculo de flujo critica Z es el producto del área mojada
y la raíz cuadrada de la profundidad hidráulica
Figura 3: Fuente propia
TIPOS DE FLUJO EN CANALES ABIERTOS.
La clasificación del flujo que sigue a continuación se hace de acuerdo con el cambio en la
profundidad de flujo con respecto al tiempo y al espacio.
FLUJO PERMANENTE Y FLUJO NO PERMANENTE
Se dice que el flujo en un canal abierto es permanente si la profundidad de flujo no cambia
o puede suponerse constante durante el intervalo de tiempo en consideración. El flujo es no
permanente si la profundidad de flujo cambia con respecto al tiempo en consideración.
Cuando se estudian los fenómenos de creciente y oleadas por ejemplo, son casos comunes de
flujo no permanente, el nivel de flujo cambia de manera instantánea a medida que las ondas
pasan y el elemento tiempo se vuelve de vital importancia para el diseño de estructuras de
control
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FLUJO UNIFORME Y FLUJO VARIADO
Se dice que el flujo en canales abiertos es uniforme si la profundidad de flujo es la misma en
cada sección del canal. Un flujo uniforme puede ser permanente o no permanente, según
cambie o no la profundidad con respecto al tiempo. El flujo uniforme permanente: es el tipo
de flujo fundamental que se considera en la hidráulica de canales abiertos. La profundidad
de flujo no cambia durante el intervalo de tiempo bajo consideración. El flujo uniforme no
permanente: requeriría que la superficie del agua fluctuara de un tiempo a otro pero
permaneciendo paralela al fondo del canal. El flujo es variado si la profundidad de flujo
cambia a lo largo del canal. Este último tipo de flujo puede ser clasificado también como:
Flujo rápidamente variado o gradualmente variado: si la profundidad del agua cambia
de manera abrupta en distancias comparativamente cortas, sino de otro modo se comporta
gradualmente variado.
ESTADOS DE FLUJO
El estado o comportamiento del flujo en canales abiertos está gobernado básicamente por los
efectos de la viscosidad y gravedad en relación con las fuerzas inerciales del flujo.
 Efecto de la viscosidad: el flujo puede ser laminar, turbulento o transicional según el
efecto de la viscosidad en relación con la inercia.
 El flujo es laminar: si las fuerzas viscosas son muy fuertes en relación con las fuerzas
inerciales, de tal manera que la viscosidad juega un papel importante para determinar
el comportamiento de flujo.
 El flujo es turbulento: si las fuerzas son débiles en relación con las fuerzas inerciales.
 Efecto de la gravedad: el efecto de la gravedad sobre el estado de flujo se representa
por la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas gravitacionales.
La relación antes mencionada está dada por el número de Fraude, el cual se representa como:
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𝑭=
𝑽
√𝒈𝑫
(Ecuación 1)
Donde
V: es la velocidad de flujo, en pies/s.
g: es la aceleración de la gravedad, en pies2/s.
D= L: es una longitud característica en pies.
Clasificación de flujo en canales
Si F=1, critico
Si F>1, supercrítico
Si F<1, subcrítico.
3.2
LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO
Topografía
Estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación
gráfica de pequeñas superficies terrestres, con sus formas y detalles tanto naturales como
artificiales. El propósito de un levantamiento topográfico es determinar la posición relativa
entre varios puntos sobre un plano horizontal
Para llevar a efecto el levantamiento se tiene la opción de elegir muchos métodos para su
realización basándose en criterios de optimización del tiempo y del costo de ejecución de
obra, además de la precisión del trabajo a realiza. En el procesamiento de los datos que
obtendremos se usará el software civil 3D (versión 2014) y se levantaran secciones
transversales a cada 50m.
Equipos a utilizar:
 Estación total
 Trípode
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
 Prisma
 Cinta de 100 metros.
 Computadora
 Planimetría: Consiste en trazar el terreno sobre un alineamiento horizontal, tomando
como base los azimuts, distancias, horizontales y referencias dadas en la libreta de
campo.
 Altimetría: Se encarga en determinar las elevaciones de los puntos a lo largo y ancho
de una superficie en estudio. Además representa en un plano el comportamiento del
relieve a través de curvas de nivel, secciones transversales y perfiles longitudinales.
El detalle característico de un estudio topográfico es la determinación de la posición
tanto en elevación como en planta de puntos elegidos en el terreno que son necesarios
para el dibujo de las curvas de nivel y para la construcción de planos topográficos. El
estudio topográfico permite al ingeniero tener una visión completa y manejable del
área de trabajo, tanto para el diseño como para la construcción de la obra; sobre todo
en la actualidad debido al avance de la tecnología que permite la fabricación de
equipos sofisticados y la manipulación de software que representan muy bien el
terreno.
3.3 ESTUDIO GRANULOMETRICO
Con el propósito de conocer la granulometría de los suelos y facilitarnos el uso de tablas para
“n” de Manning que se realiza dicho estudio
Suelos: Desde el punto de vista de la ingeniería, suelo es el sustrato físico sobre el que se
realizan las obras, del que importan las propiedades físico-químicas, especialmente las
propiedades mecánicas. (Atribución, 2014)
La clasificación de suelos: Es útil para determinar la calidad relativa de un suelo, para su
utilización en estructuras de tierra (Terraplenes, Subrasantes, Sub Base, Fundaciones, etc.).
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
La utilización de un suelo, estará condicionada a datos adicionales como de resistencia o de
funcionamiento.
En el estudio se aplicará el método mecánico para la determinación del análisis
granulométrico.
El método mecánico: es uno de los análisis de suelo más antiguos y común, brindando la
información básica por revelar la uniformidad o graduación de un material dentro de rangos
establecidos, y para la clasificación por textura de un suelo.
Es un proceso mecánico mediante el cual se separa las partículas de un suelo en sus diferentes
tamaños, denominado a la fracción menor (Tamiz N°200) como Limo, Arcilla y Coloide. Se
lleva a cabo utilizando tamices en orden decrecientes. La cantidad de suelos retenido indica
el tamaño de la muestra, esto solo separa una porción de suelos entre dos tamaños.
Porcentaje retenido acumulado hasta el tamiz No4 corresponde a grava y el porcentaje que
pasa la No200 son los finos
Nomograma 1; Fuente propia
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
En este acápite lo que se pretende es realizar sondeos manuales utilizando herramientas de
excavación para sustraer muestras de los diferentes estratos de suelo que conformen el terreno
en estudio cada sondeo se realizara a cada 100 metros con un profundidad de 1.5 metros.
3.4 ESTUDIO HIDROLÓGICO
Se requieren de los estudios hidrológicos para determinar las lluvias críticas para determinar
los caudales en régimen natural, que producen un incremento máximo en la elevación del
nivel freático. Dado que la precipitación es altamente variable en el tiempo y en el espacio,
se debe contar con un número suficiente de datos y preferiblemente de varias estaciones
meteorológicas, para lograr un buen grado de probabilidad en los estimados de los elementos
críticos. Lo que se desea en última instancia, es la lluvia crítica que produce la descarga
máxima. (Rodan, 2005)
METODO RACIONAL
El método racional, el cual empezó a utilizarse alrededor de la mitad del siglo XIX, es el
método más utilizado en la actualidad para el diseño de obrad de drenaje
a) Ubicación del punto de interés
Se localiza en mapa geodésico el punto de interés sobre el cauce en el que interesa conocer
su caudal para fines de una construcción hidráulica, tales como: puentes, caja puentes,
alcantarillas, cortinas hidráulicas, etc. El mapa a utilizar deberá estar en escala adecuada que
permita interpretar con claridad la información, de preferencia en 1:10000 a 1:50000, las
curvas de niveles deberán de ser lo menos distante posible, de preferencia a cada 2m y 5m es
conveniente realizar un levantamiento detallado de los cauces, no solo en el cruce de la
carretera, sino también aguas arriba y aguas abajo de las futuras obras de desagüe transversal,
para así poder estudiar la circulación del agua no solo en el cruce estricto con el trazado, sino
en los márgenes de la carretera. Conviene determinar las pendientes con suficientes precisión.
b) Delimitación de la cuenca
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Se delimita la cuenca estableciendo como punto de control o de cierre el que corresponde al
sitio de interés de acuerdo al propósito del estudio, o sea la ubicación del puente o la
alcantarilla.
c) División de la cuenca en sub-cuenca
El tamaño de cada subcuenca está determinado por las limitaciones del método racional que
se aplican en cuencas cuyas áreas de aportación es menor de 500Ha (5km2). Cada sub-cuenca
tiene su punto de control o cierre.
d) Identificación del punto de control de cada sub-cuenca
La identificación puede ser por número o un grupo de letras o un nombre.
e) Determinación de las características hidrometeorológica de cada sub-cuenca
 Nombre
Para identificar a cada sub-cuenca generalmente se toma la primera letra o las
siglas del nombre del sector en que se localiza el punto de interés de la cuenca.
 Área
 El área de aportación se obtiene por la lectura directa con el planímetro en
el mapa geodésico o con menor precisión dividiendo la sub-cuenca en
figuras geométricas conocidas para su facilidad de cálculo como fórmulas
matemáticas (rectángulo, trapecio, triangulo, etc.) o bien mediante
software tales como AutoCAD
 Longitud total del cauce (L)
La longitud se mide tomando en cuenta el cauce principal, que generalmente
es el mayor recorrido partiendo del punto más remoto al punto de control.
 Altura máxima (Hmax)
Es la elevación máxima del punto más remoto del cauce principal donde se
inicia el escurrimiento del agua.
 Altura mínima (Hmin)
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Es la elevación del punto de control de la sub-cuenca.
 Pendiente del fondo del cauce (Sc)
Es la pendiente del fondo del cauce principal
𝑺𝒄 =
𝑯𝒎𝒂𝒙 − 𝑯𝒎𝒊𝒏
𝑳
(Ecuación 2)
 Tiempo de concentracion (Tc)
Se visualiza este como el tiempo de viaje de una particula de agua desde el
punto mas remoto a la salida de la cuenca hidrografica, si una intencidad de
lluvia uniforme y duracion ilimitada.
Se calcula aplicando el metodo del proyecto hidrometeorologico
centroamericano.
Para el caso de cuencas pequeñas, en Nicaragua se ha venido aplicando la
formula
propuesta
por
el
Ing.
Basso,
el
metodo
del
proyecto
hidrometeorologico centro americano (PHCA)
𝒕𝒄 = 𝟎. 𝟎𝟎𝟒𝟏 [
𝟑.𝟐𝟖𝑳
√𝑺𝒄
𝟎.𝟕𝟕
]
Donde :
tc : Tiempo de concentracion (min)
(Ecuación 3)
L: Longitud del cauce principal (m)
Sc: Pendiente del cauce
 Intensidad de Precipitacion
La intencidad de precipitacion se obtiene por la lectura directa en la curva
de intencidad duracion frecuencia (IDF) de la estacion meteorologica o
por la aplicación de su respectiva ecuacion definida para el periodo de
retorno (Tr) seleccionado para el diseño.
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20
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
f) Curvas mediante el análisis de frecuencia (IDF)
Las curvas IDF pueden desarrollarse utilizando el análisis de frecuencia. Una
distribución comúnmente utilizada en el análisis de frecuencia de lluvia es la
distribución de valor extremo tipo I o Gumbell. Para cada una de las duraciones
seleccionadas, las profundidades de lluvias máximas anuales se extraen de los
registros históricos de lluvias y luego se aplica el análisis de frecuencia a la
información anual.
Los datos obtenidos de
, 𝑆𝑥 y los parámetros de distribución de valores de Gumbell,
α y β se sustituyen en la ecuación:
𝑭𝒚 = 𝒆−𝒆
∝(𝒚−𝜷)
Distribución teórica
(Ecuación 4)
Donde se determinaron las probabilidades teóricas (Pt) para las diferentes duraciones
de las lluvias para un nivel de significancia de α= 0.05, el cual corresponde a un nivel
de confianza de 0.95.
La distribución empírica se calcula encontrando primeramente el periodo de retorno
el cual es:
 Periodo de retorno (Tr)
Es el intervalo en años, en que determinada precipitación se espera que
ocurra, o bien que este evento una vez cada N años, no necesariamente
significa que el evento suceda a intervalos constantes de cada N años,
existe 1/N de probabilidades que la crecida de N años ocurra dentro de
cualquier periodo.
𝑻𝒓 =
𝒏+𝟏
𝒎
(Ecuación 5)
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21
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Donde
T= Periodo de retorno
M= número total de muestra
N= número de orden
El valor de la distribución empírica se obtiene por las siguientes ecuaciones:
1
P(X > 𝑋m) = 𝑇𝑟
P(X≤Xm)= 1- P(X> Xm) Distribución empírica
g) Coeficiente de escorrentia
El coeficiente de escorrentia C es la variable menos precisa del método racional. Su
uso en la formula implica una relacion fija entre la tasa de escorrentia pico y la tasa
de lluvia para la cuenca de drenaje, lo cual no es cierto en la realidad. Una selección
apropiada del coeficiente de escorrentia requiere del conocimiento y la experiencia.
La proporcion de la lluvia total que alcanzaran los drenajes de tormenta depende del
porccentaje de permeabilidad de la pendiente y de las características del
encharcamiento de la superficie impermeables, tales como pavimentos de asfalto o
los techos de edificios, produciran una escorrentia de casi el ciento por ciento despues
de que la superficie haya sido completamentamente mojada, independientemente de
la pendiente. Inspecciones de campo y fotografias aereas son muy utiles en la
estimacion de la naturaleza de la superficie dentro del area de drenaje.
El coeficiente de escorrentia tambien dependen de las caracteristicas y las condiciones
del suelo. La tasa de infiltracion disminuye a medida que la lluvia continua y también
es influida por las condiciones de humedad antecedentes en el suelo. Otros factores
que influyen en el coeficiente de escorrentia son la intensidad de lluvias, la
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22
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
proximidad del nivel freatico, el grado de compactacion del suelo, la porosidad del
subsuelo, la vegetacion, la pendiente del suelo y el almacenamiento por depresion.
Debe escogerse un coeficiente razonable para representar los efectos integrados de
todos los factores.
Dato que es obtenido de la tabla elaborada por el departamento de Drenaje Pluvial
(ALMA) con base en los documentos: normas checoslovacas para la estabilización
de cauces y cárcavas, esbozo de un plan maestro del drenaje pluvial subterráneo de la
ciudad de Managua y observaciones en el campo.
C = Us * Ts * Pt
(Ecuación 6)
donde :
C
= Coeficiente de escorrentía
Us
= Valor que depende del uso del suelo
Ts
= Valor que depende del tipo de suelo
Pt
= Valor que depende de la pendiente del terreno
USO DEL SUELO (Us)
Vegetación densa, bosque, cafetal con sombra, pastos
Maleza, arbustos, solar baldío, cultivos perennes, parques,
cementerios, campos deportivos
0.04
0.06
Sin vegetación o con cultivos anuales
0.1
Zonas urbanas (viviendas, negocios)
0.2
Cascos Urbanos-zonas industriales
0.3-0.5
Tabla 1
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23
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
TIPO DE SUELO (Ts)
Permeable (arenoso, ceniza volcánica, pómez)
1
Semipermeable (terreno arcilloso-arenoso)
1.25
Impermeable (terreno arcilloso, limoso, marga)
Tabla 2
1.5
Pendiente del terreno (Pt en %)
0.0 – 3
3.1 – 5
5.1 – 10
10.1 – 20
20.1 y más
Tabla 3
1
1.5
2
2.5
3
h) Caudal (Q)
El método racional es si una lluvia de intensidad i empieza en forma instantanea y
continua en forma indefinida, la tasa de escorrentia continuara hasta que se llegue al
tiempo de concentracion tc , en el cual toda la cuenca està constribuyendo al flujo en
la salida. El producto de la intensidad de lluvia i y el area de la cuenca A es el caudal
de entrada al sistema, iA, y la relacion entre este caudal y el caudal pico Q (que ocurre
en el tiempo tc) se conoce como el coeficiente de escorrentia C (0≤ C ≤ 1) Este se
expresa en la formula racional:
𝑸 = 𝟎. 𝟐𝟕𝟕𝟖 ∗ 𝑪 ∗ 𝑰 ∗ 𝑨
(Ecuación 7)
donde:
Q
=
Caudal máximo aportado en m3/s
C
=
Coeficiente de escorrentía
I
=
Intensidad de lluvia en mm/h
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24
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
A
=
Área de aportación en km2
3.5 DISEÑO HIDRÁULICO
En el diseño de un sistema de canales deben considerarse factores de estudios tales como: la
topografía, textura y estructura de suelos, porosidad total y efectiva, capacidad de retención
de agua, y en especial la permeabilidad de los diferentes estratos que permitirá determinar la
presencia de capas impermeables o poco permeables que influirán en forma decidida en la
altura del nivel freático dentro del perfil. Para un diseño apropiado es necesario hacer una
serie de estudios, que permitan tomar las decisiones adecuadas: (Rodan, 2005)
Como información general, se requieren planos geodésicos que aporten datos relacionados
con el área ocupada, topografía; estudios anteriores relacionados al suelo de la zona que
permitan establecer datos geohidrológicos valiosos para el análisis del problema; registros de
las observaciones de aguas subterráneas.
El análisis de los datos hidrológicos permite establecer la frecuencia, duración y severidad
de las precipitaciones y sus efectos provocan en última instancia problemas de drenaje.
(Rodan, 2005)
Área mínima de diseño.
(Chow, 2004); El diseño de un canal requiere de una serie de iteraciones a partir de una
sección trasversal del canal, la cual como mínimo debería tener una superficie igual o mayor
a la calculada según la ecuación:
𝑨𝒎𝒊𝒏 =
𝑸𝒎𝒂𝒙
𝑽𝒎𝒂𝒙
(Ecuación 8)
Dónde:
Vmax: velocidad máxima permitida, m/s.
Qmax: Gasto máximo de diseño, m3/s.
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25
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Diseño de la sección transversal.
Una vez que ya conocemos los parámetros; gasto máximo, velocidad máxima y área mínima,
se beberá realizar una serie de iteraciones, de sucesivas secciones transversales a fin de
encontrar aquella sección que sea capaz de trasladar de manera segura el caudal para el cual
se diseña. (Chow, 2004)
Se deberá considerar, para una misma sección transversal, aquella capaz de trasladar un
mayor caudal, es decir, la que posea el mayor radio hidráulico.
Para lo antes descrito se proponen los siguientes pasos a seguir:

Selección del área, se recomienda un área igual o superior al área mínima de diseño.

Determinación de parámetros de la sección transversal bases y taludes según las
condiciones del terreno.

Cálculos de los parámetros de tirante del canal, superficie libre, talud y radio
hidráulico.

Asignación de la pendiente hidráulica del canal (según las condiciones del terreno) y
determinación de un coeficiente de rugosidad n.

Calculo del caudal y velocidad de transporte del canal.

Si el canal no satisface las especificaciones técnicas, se propone un nuevo diseño
según las opciones.
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26
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Clasificación por diseño hidráulico (Tipos de secciones de canales hidráulicos).
Tabla 4; Fuente (Luque, 2004)
Capacidades del canal diseñado. Una vez diseñada la sección transversal del canal, es
asignada una pendiente, se determina el coeficiente de rugosidad que corresponde a las
condiciones del terreno, con estos valores se calcula la velocidad y el caudal que transportara
el canal por medio de la ecuación de Manning.
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27
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
"n" de Manning para canales sin revestir
Material
n
Arena fina coloidal
0.020
Marga erenosa no coloidal
0.020
Marga limosa no coloidal
0.020
Limos aluviales no coloidales
0.020
Marga firme ordinaria
0.020
Ceniza volcanica
0.020
Arcilla rigida muy coloida
0.025
Limos aluvialescoloidales
0.025
Esquitos y subsuelos de arcilla dura
0.025
Grava fina
0.020
Marga gradada a cantos rodados no coloidales
0.030
Linos gradados a cantos rodados coloidales
Grava gruesa no coloidal
Cantos rodados y ripios de canteras
0.030
0.025
0.035
Tabla 5; Fuente (Chow, 2004)
Tablas a utilizar para el diseño hidráulico del canal
COEFICIENETES DE RUGOSIDAD DE MANNING
CANALES ABIERTOS REVESTIDOS
COEFICIENTE (n)
Metal
0.013
Cemento
0.011
Mortero
0.013
Concreto acabado a llana
0.013
Concreto acabado en bruto
0.017
Gunita
0.022
Ladrillo
0.015
Mamposteria
0.025
Tabla 6; Fuente (Chow, 2004)
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Velocidades máxima permitidas en canales.
VELOCIDADES MAXIMA DE EROSION
CARACTERISTICAS DEL SUELO
VELOCIDADES MAXIMAS
O DEL REVESTIMIENTO DEL CANAL EN M/S
Suelos limosos, turbas descompuestas
0.25-0.50
Arena arcillosa suelta, arcilla blandas
0.70- 0.80
Turbas fibrosas pocas descompuestas
0.70-1.00
Arcillas arenosa medias compactas
1.00-1.20
Arcilas duras
1.20-1.80
Encespado
0.80-1.00
Conglomerados
1.80-2.40
Madera cepillada
6.00-6.50
Concreto f'c 140 Kg/cm2
3.80-4.40
2
Concreto f'c 210 Kg/cm
plancha de acero
6.60-7.40
12.00-30.00
Tabla 7; Fuente (Rubio, 2010)
La fórmula de Manning es una evolución de la fórmula de Chezy para el cálculo de la
velocidad del agua en canales abiertos y tuberías propuestas por el ingeniero irlandés Robert
Manning en 1889. (Chow, 2004)
𝟏
𝟐
𝟏
𝑽 = 𝒏 𝑹𝒉𝟑 𝑺𝟐
(Ecuación 9)
Donde:
Vmax: velocidad máxima permitida, m/s.
Qmax: Gasto máximo de diseño, m3/s.
n: coeficiente de rugosidad de Manning.
Rh: radio hidráulico m2
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
S: pendiente del canal.
Obtenidos los valores del caudal y velocidad se verifica si el diseño del canal se encuentra
realizado en concordancia con las especificaciones técnicas. De no ser así, se deberá realizar
un nuevo diseño.
Condiciones técnicas
De esta forma el canal deberá cumplir con las siguientes especificaciones:

Que el área del canal, sea mayor o igual que el área mínima Ac ≥Amín.

La velocidad de flujo del canal, sea menor que la velocidad máxima permitida según
las características del canal diseñado Vc ≤Vmax
Luego de comprobar que pasa las condiciones de diseño se procede a diseñar el revestimiento
se toma en cuenta la resistencia a la compresión del concreto (f´c) de 210kg/cm2 (3000psi) a
los 28 días.
La proporción adecuada que se utiliza es 1:2:3 Para ello se diseña una losa por compresión y
temperatura
Después de calcular la carga y el momento que actuara sobre la losa se procede a calcular el
momento que la losa resistirá con el espesor propuesto en base al nomograma de espesores
mínimos
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30
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Nomograma 2; Fuente (Rubio, 2010)
Ecuaciones para el cálculo de losa
Momento resistente
𝑴𝑹 = 𝑹 ∗ 𝒃 ∗ 𝒅𝟐
(Ecuación 10)
Donde
B= ancho
d= espesor
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
𝑹=
𝒇´𝒄
∗𝒌∗𝒋
𝟐
𝒌 = √𝟐𝒏𝒑 + 𝒏𝒑𝟐 − 𝒏𝒑
𝒋=𝟏−
𝒌
𝟑
(Ecuación 11)
(Ecuación 12)
(Ecuación 13)
Separación de varillas
𝑨𝒔 = 𝒑 ∗ 𝒃 ∗ 𝒅𝟐
𝑺=
𝑨𝒗 ∗ 𝒃
𝑨𝒔
(Ecuación 14)
(Ecuación 15)
Donde:
P= porcentaje de acero
As= Área de acero
3.6 COSTO Y PRESUPUESTO
La construcción de una obra civil es una tarea que puede parecer bastante tediosa en un
principio. Hay mucho que hacer y mucho que planificar. Una cosa que es importante recordar
es que el costo de construcción de una obra en sí, es sólo una parte del total del gasto.
Realmente llevar a cabo la construcción es el mayor gasto en condiciones normales, pero hay
otros gastos que son esenciales y no deben subestimarse. (Razura, 2011)
Costo y presupuesto: es el valor monetario de los materiales e insumos que se deberán
utilizar en una obra de construcción, así como la cantidad de materiales a utilizar. (Razura,
2011)
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Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
IV.
DISEÑO METODOLOGICO
4.1 TECNICA DE RECOPILACION DE DATOS
4.1.1 OPERALIZACION DE VARIABLES
VARIABLE
SECCION DEL CAUCE
INDICADOR FUENTE
Curvas de
nivel
Levantamiento
topográfico
Resultado de
estudio de
ESTUDIO GEOTÉCNICO Estratigrafía
laboratorios de
suelos
Estudio
INTENSIDADES
INETER
Hidrológico
Estudio
Ven Te Chow
DIMENSIONAMIENTO hidráulico de
Hidráulica de
HIDRÁULICO
canales
canales
abiertos
COSTO Y
PRESUPUESTO
Diseño
Planos
TECNICA
INSTRUMENTO
Ordenar la pendiente
de la sección y el
Estación total
perfil de la sección
natural
Clasificación de
suelos
Laboratorio de
(granulometría).
suelos
"n" de Manning
Estación
Caudal de diseño
meteorológicas
Analizar datos para
obtener sección
optima
Ecuaciones
Calcular áreas,
volúmenes, para
obtener cantidad de Excel
materiales y el costo
total
Fuente propia
RESUMEN DIAGNOSTICO
Ciudad Sandino, es un Municipio que limita: Al Norte, con el Municipio de Mateare; Al Sur,
con el Municipio de Managua; Al Este, con el Lago de Managua o Xolotlán; Y al Oeste, con
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33
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
los Municipios de Mateare y Villa El Carmen. (Sandino A. d., 2012) El casco urbano de
Ciudad Sandino lo atraviesan cauces naturales, dentro de ellos se encuentra el cauce
Motastepe o mejor conocido por el cauce de la zona 5, zona 6 que es el objeto en estudio el
cual según fuentes (Ing. Guillen, 2014), parte de la cordillera denominada Filos de
Cuajachillo, que es una continuación de las Sierras de Managua y se extiende del extremo
norte con dirección sur formando un límite natural con el Municipio de Villa El Carmen.
Debido a las precipitaciones registradas en los últimos años, el cauce Motastepe ha sufrido
socavación, arrastre de sedimentación tanto orgánico como inorgánico debido a la falta de
cultura de la mayoría de los pobladores del municipio.
Existen casas aledañas al cauce y senderos por donde transita la población que están
expuestas a un evento de deslizamiento debido a la socavación peligrando así la vida humana
y bienes materiales.
V.
ANALISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
CAPITULO I
LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO
Una vez realizado el levantamiento topográfico con ayuda de estación total luego analizados
los datos con la herramienta del software civil 3D obtuvimos las secciones transversales a
cada 50m.
Mediante la realización del levantamiento topográfico se obtuvo la pendiente del canal que
es uno de los parámetros muy importante el diseño de canales, así como sus secciones
naturales a cada 50 metros de distancia.
Con ayuda de una estación total y dos prismas tomando los datos de la línea central, pie,
borde, cercos y lo que estuviera al paso del cauce a cada 20m, datos que pueden verse con
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34
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
detalle en el anexo 7.1.1 con los cuales se lograron las secciones transversales a cada 50m
mostradas en el conjunto de planos de secciones transversales.
Son secciones naturales bastantes irregulares donde tienen un ensanchamiento que oscilan
entre 17.18m (0+050.00), 20.72m (0+950.00) hasta 30.95m (0+250.00) con profundidades
que oscilan entre 2.12m (0+350.00), 3.0m (0+300.00), 5.0m (0+250.00) hasta 7.25m
(0+100.00).
Según los resultados obtenidos del levantamiento las irregularidades en el ancho y
profundidad de las secciones naturales son demasiadas extremas pues en el ancho de 17.18m
hasta 30.95 hay una diferencia de 13.77m y en la profundidad hay una diferencia de 5.13m,
por estas características se puede decir que el cauce ha sido socavado y hay peligro para la
comunidad aledaña al cauce e incluso en las intersecciones del cauce con puentes tanto
peatonal como vehicular.
Detalles de planos ver en anexo 7.1.2, secciones de transversales y perfil (hoja 2 y 3)
CAPITULO II
ESTUDIO GRANULOMETROICO
En este acápite lo que se realizó sondeos manuales ayudados de herramientas de excavación
para sustraer muestras de los diferentes estratos de suelo que conformen el terreno en estudio
cada sondeo se realizara a cada 100 metros con un profundidad de 1.5 metros.
 En los laboratorios de la UNAN-Managua (RURMA) se realizaron los procedimientos
para el análisis granulométrico a cada 100m a una profundidad de 1.5m.
Con ayuda de:
- Juego de tamices ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, No 4, No 50, No 200, tapa y fondo.
- Balanza de 0.1g de sensibilidad.
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35
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
- Horno con temperatura constante de 105°C- 110°C
- Taras.
El procedimiento que se ejecutó para cada estrato de suelo fue:
Primero se seleccionan las muestras de 1500g en el horno en un periodo de 24h, pasado este
tiempo retiramos las muestras y las dejamos enfriar a temperatura ambiente y luego tomamos
una muestra representativa de más o menos 500 g.
Con las muestras de 500g se procedió a lavar el suelo en el tamiz No 200 para que todos los
finos pasen por el; el material retenido en el mismo lo colocamos en una tara para luego
llevarlo al horno nuevamente por 24h. Con el material ya seco se ordenan los tamices en
orden decreciente respecto al diámetro y se tamiza alrededor de 15min, luego pesamos el
suelo retenido en cada tamiz y lo anotamos.
Con los datos obtenidos en el laboratorio graficó en el nomograma para obtener la curva
granulométrica por cada muestra, y así obtuvimos nuestro D10, D30, D60, para el cálculo de
nuestro coeficiente de curvatura (Cc) y coeficiente de uniformidad (Cu)
2.1 Curvas granulométricas
Estas son resultados representativos al suelo encontrado. Resto de tablas ver anexo 7.2
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
PR(gr)
0
0
11.55
24.4
29.59
349.37
53.42
31.7
500.03
PRP
%QP
0.00%
0.00%
2.31%
4.88%
5.92%
69.87%
10.68%
6.34%
100%
100.00%
97.69%
92.81%
86.89%
17.02%
6.34%
%
Grava
13.11
Arena
80.55
Finos
6.34
|
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36
Porcentaje que pasa
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
Cu
Cc
D10
D30
D60
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Curva granulométrica
Granulometria, S-1, E3
10.00
9
0.5625
0.2
0.45
1.8
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
Arena bien graduada
PR(gr)
0
0
0
4.38
8.65
416.73
31.87
39.14
500.77
PRP
%QP
0.00%
0.00%
0.00%
0.87%
1.73%
83.22%
6.36%
7.82%
100.00%
100.00%
100.00%
99.13%
97.40%
14.18%
7.82%
%
Grava
2.60
Arena
89.58
Finos
7.82
|
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37
Porcentaje que pasa
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
Cu
Cc
D10
D30
D60
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Curva granulométrica
Granulometria, S-3, E-1
10.00
6.25
0.84
0.24
0.55
1.5
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
Arena bien graduada
PR(gr)
8.8
1.68
4.17
5.45
10.57
434.42
23.74
11.24
500.07
PRP
1.76%
0.34%
0.83%
1.09%
2.11%
86.87%
4.75%
2.25%
%QP
98.24%
97.90%
97.07%
95.98%
93.87%
7.00%
2.25%
%
Grava
Arena
Finos
4.37
93.34
2.29
|
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38
Porcentaje que pasa
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Curva granulométrica
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
Cu
Cc
D10
D30
D60
Granulometria,
S-10, E-1
10.00
4.86
0.82
0.35
0.7
1.7
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
Arena mal graduada
Se observa que el tipo de suelo predominante es arena ya sea mal o bien graduada, en
algunas muestras predominaba limos y arcilla pero debido al proceso de lavado con el tamiz
No 200 se perdió esa parte de la muestra, por lo que no se pudo sacar el índice de plasticidad,
pero como nuestro diseño no es para un cauce donde existe perenne no afecta y se puede
trabajar con el dato del tipo de suelo que predomina como es arena.
CAPITULO III
ESTUDIO HIDROLOGICO
3.1. Delimitación de la cuenca
Con la ayuda del software AutoCAD se delimito la cuenca en el mapa geodésico y se calculó
el área total y las sub área, datos que son requeridos para el cálculo del caudal.
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
39
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Sub Area
cuencas Km2
SC-1
SC-2
SC-3
SC-4
SC-5
SC-6
SC-7
Total
0.191
2.794
3.414
7.576
8.516
2.845
1.453
26.79
longitud
m
114.19
2800.29
3690.96
3631.18
4462
1228.39
917.03
Hmax
m
138.5
138.5
138.5
248.7
342
193.6
193.6
Hmin
m
108
108
108
162.4
162.4
138.5
138.5
3.2 Análisis de las intensidades para obtener curvas IDF
Las intensidades de lluvia proporcionadas por INETER, ayudan a obtener los parámetros
necesarios para obtención de las curvas IDF y con la ayuda de Excel procedimos a realizar
los cálculos.
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
40
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
TR
AÑOS
m
5
1971
1
238.80
204.00
159.60
82.20
33.80
23.00
1972
2
230.40
141.60
110.40
76.60
43.10
24.50
1973
3
230.40
164.00
119.20
76.80
46.00
30.60
1974
4
212.40
123.60
86.80
58.80
29.50
18.10
1975
5
212.40
168.80
134.40
93.20
64.20
21.20
1976
6
200.40
137.40
121.20
89.20
77.70
44.70
1977
7
200.40
151.80
119.20
84.40
47.10
17.40
1978
8
199.20
112.80
106.40
69.40
41.70
30.20
1979
9
198.00
115.20
84.00
59.00
44.40
30.90
1980
10
187.20
142.20
118.40
79.20
52.10
29.20
1981
11
180.00
178.20
158.40
99.00
63.80
37.30
1982
12
178.80
154.20
114.00
84.80
22.90
12.30
1983
13
177.60
172.80
153.60
101.60
69.80
39.50
1984
14
165.60
130.80
120.80
110.00
95.10
58.90
1985
15
158.40
103.80
88.00
54.40
28.50
8.90
1986
16
155.60
122.40
95.60
68.00
57.70
33.60
1987
17
153.60
109.20
104.80
59.60
36.70
23.00
1988
18
151.20
150.00
123.20
112.80
63.20
32.70
1989
19
151.20
124.80
120.80
85.40
55.80
29.30
1990
20
150.10
120.70
98.00
36.40
25.20
14.80
1991
21
150.00
134.40
109.60
106.40
77.30
67.90
1992
22
150.00
111.00
87.20
66.00
49.30
29.10
1993
23
142.80
118.80
94.40
62.80
47.00
27.10
1994
24
133.20
102.00
80.80
55.80
35.40
18.10
1995
25
132.00
104.40
82.00
64.00
36.40
17.30
1996
26
132.00
120.00
108.00
88.00
77.00
42.70
1997
27
126.00
125.40
118.40
100.00
90.00
65.60
1998
28
126.00
125.60
90.80
77.00
49.00
30.20
1999
29
126.00
109.80
84.00
62.40
32.60
22.70
2000
30
126.00
120.00
114.00
90.00
66.50
62.70
2001
31
124.80
121.80
120.00
69.60
43.50
23.30
2002
32
124.80
116.40
125.20
89.20
51.20
19.80
2003
33
123.60
118.20
113.60
72.40
41.60
22.80
2004
34
123.60
111.00
98.00
69.00
39.30
21.50
2005
35
123.60
118.80
82.00
58.80
44.70
34.30
2006
36
122.40
108.60
90.00
60.60
54.30
32.80
2007
37
121.20
111.60
92.80
57.80
42.40
26.80
2008
38
120.00
120.00
80.00
64.00
33.40
14.90
2009
39
115.20
114.00
113.00
76.00
76.00
45.80
2010
40
110.40
108.00
74.80
53.40
41.80
11.00
2011
41
106.20
86.40
72.40
62.50
36.90
14.80
# total de datos
41
6,391.50
5,234.50
4,367.80
3,086.50
2,063.90
1,211.30
10
15
30
60
120
42.00
21.00
14.00
10.50
8.40
7.00
6.00
5.25
4.67
4.20
3.82
3.50
3.23
3.00
2.80
2.63
2.47
2.33
2.21
2.10
2.00
1.91
1.83
1.75
1.68
1.62
1.56
1.50
1.45
1.40
1.35
1.31
1.27
1.24
1.20
1.17
1.14
1.11
1.08
1.05
1.02
P(X>Xm) P(X≤Xm)
0.02
0.98
0.05
0.95
0.07
0.93
0.10
0.90
0.12
0.88
0.14
0.86
0.17
0.83
0.19
0.81
0.21
0.79
0.24
0.76
0.26
0.74
0.29
0.71
0.31
0.69
0.33
0.67
0.36
0.64
0.38
0.62
0.40
0.60
0.43
0.57
0.45
0.55
0.48
0.52
0.50
0.50
0.52
0.48
0.55
0.45
0.57
0.43
0.60
0.40
0.62
0.38
0.64
0.36
0.67
0.33
0.69
0.31
0.71
0.29
0.74
0.26
0.76
0.24
0.79
0.21
0.81
0.19
0.83
0.17
0.86
0.14
0.88
0.12
0.90
0.10
0.93
0.07
0.95
0.05
0.98
0.02
(Estación meteorológicas del aeropuerto Augusto C. Sandino).
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
41
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Parámetros obtenidos de las intensidades
Promedio (×) Desviacion estandar
α
β
Duracion
5
10
15
30
60
120
155.89
127.67
106.53
75.28
50.34
29.54
37.10
23.84
21.65
17.50
17.52
14.48
INTENSIDADES MAXIMAS
Duración
min
5
10
15
30
60
120
𝑰𝒎𝒂𝒙 = 𝜷 − 𝒏
0.03
0.05
0.06
0.07
0.07
0.09
139.17
116.93
96.78
67.39
42.44
23.02
− 𝒏 𝟏−𝑻𝒓
Periodo de retorno (años)
2
136.17
114.37
94.32
65.14
40.20
20.96
5
137.31
115.51
95.45
66.28
41.33
22.10
10
138.06
116.26
96.20
67.03
42.08
22.85
20
138.78
116.98
96.92
67.75
42.80
23.57
50
139.71
117.91
97.85
68.68
43.73
24.50
100
140.41
118.61
98.55
69.38
44.43
25.20
200
141.10
119.30
99.24
70.07
45.12
25.89
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
42
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
INTENCIDAD (MM/H)
CURVAS IDF
160.00
2 AÑOS
140.00
5 AÑOS
120.00
10 AÑOS
100.00
20 AÑOS
50 AÑOS
80.00
100 AÑOS
60.00
200 AÑOS
40.00
20.00
0
20
40
60
80
DURACION (MIN)
100
120
140
CURVAS IDF
160.00
140.00
INTENCIDAD (MM/H)
120.00
100.00
80.00
20 AÑOS
60.00
40.00
20.00
0
20
40
60
80
DURACION (MIN)
100
120
140
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
43
3.3 Resumen de resultados por el método racional
CALCULO DE CAUDALES DE LAS SUBCUENCAS
Sub - Area
cuencas Km2
SC-1
0.191
SC-2
2.794
SC-3
3.414
SC-4
7.576
SC-5
8.516
SC-6
2.845
SC-7
1.453
Total
26.79
longitud Hmax Hmin
Sc
m
m
m
Sc
%
√Sc
114.19 138.5
108 0.267 26.710 0.517
2800.29 138.5
108 0.011 1.089 0.104
3690.96 138.5
108 0.008 0.826 0.091
3631.18 248.7 162.4 0.024 2.377 0.154
4462
342 162.4 0.040 4.025 0.201
1228.39 193.6 138.5 0.045 4.486 0.212
917.03 193.6 138.5 0.060 6.009 0.245
Tc
I
Coeficiente de escorrentia ( C )
min mm/h Us
Ts
Pt
C
0.653
138 0.06 1.25
3 0.225
26.307
70 0.06 1.25
1 0.075
36.191
60 0.06 1.25
1 0.075
23.796
78 0.06 1.25
1 0.075
22.767
79 0.06 1.25
1 0.075
8.088
130 0.06 1.25
1.5 0.1125
5.771
140 0.06 1.25
2 0.15
Coeficiente de escorrentía (C) (Ecuación 6) en base a tablas 1, 2 y 3.
Método racional (Ecuación 7)
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
44
Caudal
m3/s
1.6482
4.0743
4.2677
12.3113
14.0164
11.5604
8.4788
56.3572
Coeficientes de escorrentía utilizados para cada subcuenca:
Uso de suelo (Us)
Se utilizó 0.06: maleza, arbusto, solar baldío, cultivos de perenne, parques, cementerios y
campos deportivos.
Tipo de suelo (Ts)
Se utilizó 1.25: suelos semipermeable (terrenos arcillosos-arenoso)
Pendiente de terreno (Pt)
Pendiente de cada subcuenca según mapa geodésico
Al momento de delimitar la cuenca se toma en cuenta no solo el cauce natural sino también
sus alrededores al Oeste con las sierras de Managua que nos limita extender nuestra área
hidrológica, nuestra área resulto de 26.79km2, es por esta razón y por los datos de las
precipitaciones que nuestro caudal es de 56.36 m3/s.
CAPITULO IV
DISEÑO HIDRAULICO
4.1 Modelamiento en HCANALES para comprobar velocidad permisible en terreno natural.
Del levantamiento topográfico (ver anexos 7.1.2) se tomó la sección 0+450 ya que esta se
encuentra en un tramo donde se tiene conocimiento que en años anteriores se produjeron
eventualidades (en 1989 huracán Juana, en 1998 huracán Mitch y en 2012 por causa del
cambio climático) donde la sección del cauce no fue eficiente para el caudal que transitó.
Con ayuda del software HCANALES comprobamos si el cauce sin revestir es erosionable.
De acuerdo a tabla 5 se tomó un “n” de Manning de 0.020 (arena fina coloidal)
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
45
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Según tabla 7 nuestra velocidad máxima permitida es de 2.50 pie/s, equivalente a 0.76m/s y
según la condición Vnat≤Vmaxpermisible ; nuestra velocidad del terreno natural es mayor a la
velocidad máxima permitida por lo tanto el cauce en su estado natural es erosionable de este
resultado se procede al revestimiento de concreto, Pero Debido a lo ancho del canal al
revestir se estará sobre diseñando y los costos aumentaran considerablemente es por ello
que proponemos el diseño de una sección que va acorde a el caudal de diseño y por ende un
margen de seguridad.
4.2 Diseño del canal revestido por el cual se transportara el caudal calculado en el estudio
hidrológico.
Según las condiciones que presta nuestra sección natural su tendencia es de la forma
trapezoidal y es nuestra óptima.
Datos obtenidos de los estudios anteriores
S = 0.0092 (del levantamiento topográfico)
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
46
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Q = 56.36 m3/s (estudio hidrológico)
n = 0.013 (coeficiente de rugosidad de Manning, tabla 6)
Z = 0.50 (propuesto por criterio propio)
B = 4.00 m (propuesto)
Borde libre de 1m
Tirante (y) = 1.60 m (propuesto)
Procedimientos de cálculos
a) Espejo de agua
𝑇 = 2𝑦𝑍 + 𝑏
𝑇 = (2 ∗ 1.60 ∗ 0.50) + 4
𝑇 = 5.60 𝑚
b) Área hidráulica
𝐴ℎ = (𝑏 + 𝑍𝑦)𝑦
𝐴 ℎ = (4 + 0.5 ∗ 1.60) ∗ 1.60
𝐴ℎ = 7.68 𝑚2
c) Perímetro mojado
𝑃𝑚 = 𝑏 + 2𝑦 ∗ √1 + 𝑍 2
𝑃𝑚 = 4 + 2 ∗ 1.60 ∗ √1 + 0.502
𝑃𝑚 = 7.5
d) Radio hidráulico
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
47
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
𝑅ℎ =
𝐴ℎ
𝑃𝑚
𝑅ℎ =
7.68
7.58
𝑅ℎ = 1.01 𝑚
e) Velocidad de diseño
2⁄
1 ∗ 𝑅ℎ 3 ∗ 𝑆
𝑉=
𝑛
𝑉=
1 ∗ (1.01)
1⁄
2
2⁄
3
∗ (0.0092)
0.013
1⁄
2
𝑉 = 7.44 𝑚⁄𝑠
f) Calculo de Caudal por continuidad
𝑄𝑐 = 𝑉𝐴ℎ
𝑄𝑐 = 7.44 ∗ 7.68
3
𝑄𝑐 = 57.17 𝑚 ⁄𝑠
∴ Se cumple la condición Qc≥Qd, Qc =57.17 m3/s≥Qd=56.36 m3/s
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
48
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Clasificación de flujo según Froude (ecuacion 1):
𝐹=
24.41 𝑝𝑖𝑒/𝑠𝑒𝑔
√4.264𝑝𝑖𝑒 ∗ 32.174 𝑝𝑖𝑒/𝑠𝑒𝑔2
= 2.08 ∴ 𝐹 > 1 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟 𝑐𝑟𝑖𝑡𝑖𝑐𝑜
Comprobando en HCANALES nuestro diseño.
Con la sección definida procedimos a hacer el diseño de losa por compresión y temperatura
con la porción de 1:2:3 con la resistencia a la compresión (f´c) de 28 días
Definimos el espesor de acuerdo a la capacidad del canal con el nomograma 2 partiendo del
mínimo que nos proporciona el mismo
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
49
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Se propone un espesor de 15cm
Para el diseño del fondo del canal se usó un claro de 3m que es el ancho del fondo y para el
cálculo de la carga se calcula con el peso volumétrico del concreto y tomamos como carga
viva el peso volumétrico del agua que se va a transportar al momento de la precipitación.
Resistencia a la compresión F´c 28
días
210
Espesor
0.15
Peso volumétrico de concreto
2.4
Longitud del claro
3
Carga puntual
4.08
Reacción RA
2.04
Reacción RB
2.04
Reacción RB
-2.04
Kg/cm2
m
ton/m3
m
ton
ton
ton
ton
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
50
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Cargas de diseño
Cortante máximo
Momento máximo (M actuante)
Peso volumétrico del agua
peralte (d)
Base (b)
1.36
2.04
1.53
1
10
100
ton/m2
ton
ton*m
ton/m3
cm
cm
4.08
1.36
3
2.04
2.04
2.04
1.5
1.5
-2.04
1.53
Usando las ecuaciones de la 10 hasta la ecuación 15 se procedió a calcular el porcentaje de
acero y verificar si el espesor de la losa es el correcto para la carga que se aplicara.
p (%)
n
np
2np
(np)ˆ2
K
J
R
0.004
10
0.04
0.08
0.0016
0.2457
0.9181
23.6818
Kg/cm2
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
51
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
MOMENTO RESISTENTE
MR
236,818.39
f .conversión
0.00001
MR
2.37
REVISION
DE
MOMENTO
MR>M actuante
CALCULO DE ACERO
As
4
área de 1 v
0.71
SEPARACION 0.1775
Kg*cm
ton*m
OK
6#3 (4.25)
cm2
m
ACERO
POR
CONTRACCION
Y
TEMPERATURA
p (%)
0.0018
Asct
1.8
SEPARCION 39.44
POR TANTO #3 @ 0.35
SEPARACION MINIMA SEGÚN LA
ACI 0.35
0.1775
#3 @ 0.35
Para el diseño del talud del canal
Resistencia a la compresión F´c 28
días
210
Espesor
0.15
Peso volumétrico de concreto
2.4
Kg/cm2
m
ton/m3
|
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52
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Longitud del claro
2.85
m
Carga puntual
Reacción RA
Reacción RB
Reacción RB
Cargas de diseño
Cortante máximo
Momento máximo (M actuante)
Peso volumétrico del agua
Peralte (d)
Base (b)
1.938
0.646
1.292
-1.292
1.36
0.646
1.0630
1
10
100
ton
ton
ton
ton
ton/m2
ton
ton*m
ton/m3
cm
cm
0
p (%)
n
np
0.004
10
0.04
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
53
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
2np
0.08
(np)ˆ2
0.0016
K
0.2457
J
0.9181
R
23.6818
MOMENTO RESISTENTE
MR
236,818.39
f .conversión
0.00001
MR
2.37
REVISION
DE
MOMENTO
MR>M actuante
CALCULO DE ACERO
As
4
SEPARACION 17.75
Kg/cm2
Kg*cm
ton*m
OK
cm2
6#3 (4.25)
cm
mínimo de separación 10 cm
ACERO POR CONTRACCION Y TEMPERATURA
p (%)
0.0018
Asct
1.8
SEPARCION 39.44
POR TANTO #3 @ 0.35
SEPARACION MINIMA SEGÚN LA ACI 0.35
17.75
#3 @ 0.35
Comprobando según la velocidad que el canal natural es erosionable y que la sección del
mismo es muy ancha para el caudal que transita, es conveniente diseñar una sección
adecuada, donde nos queda un diseño de 4m de base, un talud de 0.50 (un ángulo de 63.43),
con un espejo de agua de 5.60m y borde libre de 1m por el cual transitara un caudal de
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
54
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
57.17m3/s mayor al caudal de diseño (o al que se espera según el estudio hidrológico)
modelado en el software HCANALES.
Para el revestimiento se recomienda utilizar concreto hidráulico de 210kg/cm2 con un
espesor de losa de 15cm, con acero de refuerzo #3 en toda la sección.
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
55
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
PLANO DE DISEÑO
|
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56
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
CAPITULO V
COSTO Y PRESUPUESTO
La magnitud de la obra requiere de un estudio de análisis y cálculo para saber la cantidad
necesaria de equipos según su norma de rendimiento a utilizar, y de la cantidad necesaria de
materiales que se requiere en la construcción del canal de sección trapezoidal, la cual esta
detallada en el estudio y análisis de costo y presupuesto en el cual además de la cantidad
calculamos el costo de los materiales.
El costo se detalla en córdobas, la cual se ha tomado únicamente como referencia y esto no
refleja el costo actual ya que la moneda nacional tiende a devaluarse a cada instante.
El orden de cálculo para obtener el costo total de la obra será el siguiente:
COSTO DIRECTO (CD):
a- Calculo de costo de materiales
b- Calculo de costo en pago de alquiler de maquinarias
c- Calculo en pago de mano de obra por normas de rendimiento horarias (NRH) para la
cual se calculó con la fórmula: TS=TH/NRH, donde TS: tasa salarial, TH: tarifa
horaria, NRH: norma de rendimiento horaria
COSTOS INDIRECTOS (CI)
a- Costos indirecto de operación (administración)
b- Costos indirecto de obra
c- Imprevistos
d- Utilidades
e- Impuesto (IVA)
Costo directo: el orden de cálculo Para obtener el costo total de la obra será el siguiente
Costo en pago de materiales:
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
57
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Los precios unitarios fueron consultados en diferente ferretería priorizando un promedio
entre precios encontrados a partir de esto los resultados de costo y las cantidades de
materiales se presentan en sus respectivas tablas de cálculo.
COSTOS INDIRECTOS:
COSTOS INDIRECTOS DE OPERACIÓN (ADMINISTRACIÓN)
a- Organización de la empresa
b- Costo de oficina central
Para esto se considera un 3% sobre los costos directos
COSTOS INDIRECTOS DE OBRA
a- Organización de la obra
b- Costos de oficina de la obra
Para esto se considerara un 7% sobre los costos directo
IMPREVISTOS
Para los imprevistos se tomara el 5%
UTILIDADES
se aplica un 7%
Ver detalles en anexo 7.3
Las obras preliminares tienen un costo de C$44,252.6, movimiento de tierra de
C$3,004,521.96, el revestimiento del canal de C$15,311,572.25 y la limpieza y entrega final
es de C$78,500.00, todos ellos costos de materiales a utilizar, sumando impuesto más
imprevisto más utilidades nos da un costo total de C$31,994,260.96 (treinta y uno millones
novecientos noventa y cuatro mil doscientos sesenta córdobas con 96/100)
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
58
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
5.2 Resumen de Costo unitario
COS TOS DE MATERIALES Y RENTA DE EQUIPOS
No
I
DES CRIPCION
UM
PRELIMINARES
GLB
2 Obras temporales (champa)
II
IV
31,907.00
2
Plg v
1080
4.125
4,455.00
Reglas (1"x3"x5vrs)
plg v
795
6
4,770.00
Laminas de zinc 12' calibre 28
Und
28
380
10,640.00
laminas de zinc 10' calibre 28
Und
45
250
11,250.00
clavos de 4"
Lbs
6
28
168.00
Clavos para zinc
Lbs
18
30
540.00
Clavos de 2 1/2 "
Lbs
3
28
84.00
3 Trazo y nivelacion
GLB
2
2
Reglas (1"x3"x5vrs)
Plg v
Cuerda (Nylon) 100m
Und
7,140.00
990
6
5,940.00
6
200
1,200.00
4 Instalacio de servicio higienico
GLB
5,205.60
Movilizacion y desmovilizacion
GLB
45,000.00
GLB
45,000.00
Movimiento de tierra
GLB
3,004,521.96
1 Corte (retroexcavadora CAT225)
HRS
3
2 Camion volquete de 10m
HRS
55
953.74
52,455.70
3 Relleno (retroexcavarora CAT225)
HRS
1339
1,907.48
2,554,115.72
4 Camion volquete de 10m3
HRs
55
953.74
52,455.70
5 vibrocompactadora de rodillo CS 533D
HRs
72
1,275.00
91,800.00
1,357.50
Revestimiento de canal
133
1,907.48
GLB
253,694.84
15,311,572.25
1 Acero # 3
qq
6224
2 Alambre de amarre No 18
Lbs
4400
26.23
115,412.00
2
3 Concreto (210 Kg/cm )
m3
1975
3,393.75
6,702,656.25
4 Cuartones (2"x2"x5vrs)
plg2v
4880
6
29,280.00
5 Clavos de 2 1/2 "
Lbs
18
28
504.00
2440
6.00
14,640.00
6 Tablas de pino (1"x12"x5vras)
V
44,252.6
2
M
Cuartones (4"x2"x5vrs)
1 todo el modulo
III
CANTIDAD PRECIO UNITARIO C$ TOTAL C$
2
plg v
Limpieza y entrega final
GLB
limpieza final
m2
8,449,080.00
78,500.00
15700
5.00
TOTAL DE COS TOS DIRECTOS EN C$
78,500.00
18,483,846.81
|
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59
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
COS TO EN PAGO DE MANO DE OBRA
No DES CRIPCION
UM
I
GLB
preliminares
II
m2
15700
5
78,500.00
2 Hacer champa
m
80
195.74
15,659.20
3 Estacas para correr niveles
ml
275
6.82
1,875.50
HRS
58.5
120
7,020.00
2 Camion volquete 10m
HRS
110
95
10,450.00
3 Vibrocompactadora
HRS
72
105
7,560.00
6224
650
4,045,600.00
2
Movimiento de tierra
GLB
3
Revestimiento de canal
GLB
1 Armado y colocado de acero #3
IV
TOTAL C$
1 limpieza inicial
1 corte y relleno
III
CANTIDAD PAGO POR UM
qq
3
2 Concreto
m
1975
37.87
74,793.25
3 Formaleta
ml
41
9.09
372.69
15700
5
78,500.00
limpieza y entrega final
GLB
2
m
1 limpieza final
TOTAL
4,320,330.64
REUMEN DE COSTOS
COSTOS DE MATERIALES Y RENTA DE EQUIPO
18,483,846.81
COSTOS DE MANO DE OBRA
4,320,330.64
TOTAL DE COSTOS DIRECTO
22,804,177.45
COSTOS INDIRECTOS DE OPERACIÓN 3% DEL SUBTOTAL DE COSTO DIRECTO
684,125.32
COSTOS INDIRECTOS DE OBRA 7% DEL SUBTOTAL DE COSTO DIRECTO
1,596,292.42
IMPREVISTOS SE TOMARA EL 5% DEL SUBTOTAL DE LOS COSTOS DIRECTOS
1,140,208.87
UTILIDADES D 7% DEL SUBTOTAL DE COSTO DIRECTO
1,596,292.42
TOTAL SIN IVA
IMPUESTO DEL 15 %
COSTO TOTAL
27,821,096.49
4,173,164.47
31,994,260.96
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
60
CONCLUSIONES
Son secciones naturales bastantes irregulares donde tienen un ensanchamiento que oscilan
entre 17.18m (0+050.00), 20.72m (0+950.00) hasta 30.95m (0+250.00) con profundidades
que oscilan entre 2.12m (0+350.00), 3.0m (0+300.00), 5.0m (0+250.00) hasta 7.25m
(0+100.00).
Según los resultados obtenidos del levantamiento las irregularidades en el ancho y
profundidad de las secciones naturales son demasiadas extremas pues en el ancho de 17.18m
hasta 30.95 hay una diferencia de 13.77m y en la profundidad hay una diferencia de 5.13m,
por estas características se puede decir que el cauce ha sido socavado y hay peligro para la
comunidad aledaña al cauce e incluso en las intersecciones del cauce con puentes tanto
peatonal como vehicular.
Se observa que el tipo de suelo predominante es arena ya sea mal o bien graduada, en algunas
muestras predominaba limos y arcilla pero debido al proceso de lavado con el tamiz No 200
se perdió esa parte de la muestra, por lo que no se pudo sacar el índice de plasticidad, pero
como nuestro diseño no es para un cauce donde existe perenne no afecta y se puede trabajar
con el dato del tipo de suelo que predomina como es arena.
Al momento de delimitar la cuenca se toma en cuenta no solo el cauce natural sino también
sus alrededores al Oeste con las sierras de Managua que nos limita extender nuestra área
hidrológica, nuestra área resulto de 26.79km2, es por esta razón y por los datos de las
precipitaciones que nuestro caudal es de 56.36 m3/s.
Comprobando según la velocidad que el canal natural es erosionable y que la sección del
mismo es muy ancha para el caudal que transita, es conveniente diseñar una sección
adecuada, donde nos queda un diseño de 4m de base, un talud de 0.50 (un ángulo de 63.43),
con un espejo de agua de 5.60m y borde libre de 1m por el cual transitara un caudal de
57.17m3/s mayor al caudal de diseño (o al que se espera según el estudio hidrológico)
modelado en el software HCANALES.
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
61
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Para el revestimiento se recomienda utilizar concreto hidráulico de 210kg/cm2 con un
espesor de losa de 15cm, con acero de refuerzo #3 en toda la sección.
Las obras preliminares tienen un costo de C$44,252.6, movimiento de tierra de
C$3,004,521.96, el revestimiento del canal de C$15,311,572.25 y la limpieza y entrega final
es de C$78,500.00, todos ellos costos de materiales a utilizar, sumando impuesto más
imprevisto más utilidades nos da un costo total de C$31,994,260.96 (treinta y uno millones
novecientos noventa y cuatro mil doscientos sesenta córdobas con 96/100)
RECOMENDACIONES
1- Incluir
el diseño como un ante-proyecto
de gobierno local, para mejorar la
infraestructura y la seguridad de la población de ciudad Sandino.
2- El costo del proyecto fue realizado en el primer semestre del año 2015 (de ejecutar el
diseño actualizar los costos).
3- Concientizar a la población en el cuido del medio ambiente para un mayor
aprovechamiento del cauce revestido y así evitar un desborde por saturación de basura
y las enfermedades.
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BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
62
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
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Construccion / Construccion Revestimiento Canal de Riego. Obtenido de
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BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
63
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Sureda, F. (8 de Mayo de 2013). CNR publica resultados preliminares de primer concurso
de Ley de Riego con recursos GORE por $1.350 millones. Obtenido de El
observatodo, un diario ciudadano de mi voz:
http://www.elobservatodo.cl/noticia/gobierno-regional/cnr-publica-resultadospreliminares-de-primer-concurso-de-ley-de-riego-con
6 ANEXOS
7.1 Anexos Topográficos
7.1.1 Datos del levantamiento Topográfico
Name
DUMMY
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Ground
Northing
(m)
Ground
Easting
(m)
9999.15
10000.984
10002.534
9997.749
9997.717
9999.895
9980.81
9979.871
9980.449
9982.041
9982.359
10015.185
10014.038
10017.08
10017.168
10014.582
10013.787
10019.563
10037.319
10008.237
9995.172
10005.389
10006.898
9994.105
9992.4
9999.691
10002.165
9996.33
9996.327
10007.055
10007.404
9996.289
9992.426
10000.413
10000.395
9991.41
9989.228
10002.653
9998.893
9988.451
Elevation
(m)
100.286
100.624
105.059
103.383
105.046
100.13
100.187
100.967
105.729
100.787
102.956
99.919
100.149
100.15
102.343
102.093
102.965
104.359
104.123
105.269
Code
PIE
PIE
BORDE
BORDE
CERCO
LC
LC
PIE
BORDE
PIE
BORDE
LC
PIE
PIE
BORDE
BORDE
PIE
CERCO
CERCO
CERCO
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
64
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
2002
2003
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
10036.718
10031.652
10033.461
10032.365
10052.567
10051.036
10044.159
10038.302
10037.079
10035.983
10044.887
10044.321
10071.534
10072.751
10073.075
10090.588
10091.871
10092.744
10107.688
10109.038
10107.067
10178.342
10079.981
10077.73
10081.085
10077.553
10068.515
10068.613
10081.677
10081.439
10081.313
10097.327
10097.044
10096.735
10096.778
10092.445
10094.572
10094.293
9996.296
9981.091
9987.211
9984.767
9994.06
9993.153
9978.769
9994.309
9990.205
9987.416
9984.205
9983.25
9976.769
9980.449
9985.076
9971.004
9973.625
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BORDE
PIE
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BORDE
BORDE
PIE
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PIE
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P-GAVION
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P-GAVION
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ESQ CASA
ESQ CASA
P-GAVION
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P-GAVION
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ESQ CASA
ESQ CASA
ESQ CASA
ESQ CASA
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P-GAVION
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P-GAVION
B-GAVION
B-GAVION
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PIE
PIE
BORDE
BORDE
PIE
BORDE
PIE
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BORDE
PIE
B-GAVION
P-GAVION
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PIE
LC
PIE
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S BORDILLO
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ESQ LOZA
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GRADA
GRADA
GRADA
GRADA
GRADA
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B-GAVION
P-GAVION
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CABEZAL
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CABEZAL
PIE
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ESQ CASA
ESQ CASA
ESQ CASA
ESQ CASA
INWER
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LC
CERCO
B-GAVION
P-GAVION
ESQ-CECO
RETENIDA
ESQ-CECO
ESQ-CECO
ESQ-CECO
B-GAVION
P-GAVION
B-GAVION
P-GAVION
PIE
PIE
BORDE
ESQ-CECO
B-GAVION
P-GAVION
LC
PIE
PIE
PIE
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CERCO
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9554.525
9574.014
9574.097
9574.312
9574.375
9574.437
9573.888
9573.835
9574.277
9574.762
9574.126
9582.41
9583.314
9593.947
9593.132
9596.182
9595.976
9594.42
9594.444
9592.078
9592.28
9594.189
9594.085
9600.292
9600.318
9602.601
9602.587
9602.65
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9609.223
9603.382
95.894
95.959
95.549
95.711
95.459
95.67
95.923
95.392
95.114
95.462
95.464
94.314
94.31
95.393
94.306
94.351
95.281
95.906
95.889
95.904
95.918
95.711
95.136
95.904
95.149
94.955
95.876
95.906
95.161
95.895
95.717
95.657
95.764
95.618
95.608
92.178
95.548
95.653
ESQ MURO
MURO
MURO
BORDE
PIE
BORDE
LC
BORDE
PIE
BORDE
CABEZAL
PIE
PIE
CABEZAL
GRADA
GRADA
BORDE
ESQ-PUENTE
ESQ-PUENTE
ESQ-PUENTE
ESQ-PUENTE
MURO
PIE
ESQ MURO
PIE
PIE
ESQ MURO
ESQ MURO
PIE
ESQ MURO
PIE
PIE
ESQ MURO
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MURO
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10600.188
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10620.665
10570.525
10620.946
10564.917
10564.851
10564.718
10621.419
10562.913
10562.205
10575.323
10634.76
10684.437
10575.686
10573.013
10575.953
10573.332
10573.759
10576.228
10576.456
10573.958
10575.252
10527.289
10528.013
10576.958
10528.626
10573.995
9595.44
9594.346
9582.2
9585.374
9582.653
9581.842
9588.516
9578.626
9576.817
9581.866
9595.298
9574.007
9576.573
9589.953
9578.107
9594.467
9591.725
9590.864
9579.646
9581.353
9580.575
9596.987
9539.496
9508.691
9574.84
9575.376
9575.357
9575.866
9576.405
9575.86
9576.403
9576.985
9576.698
9604.552
9602.661
9577.033
9604.758
9577.601
95.545
93.981
91.607
94.031
92.822
91.988
93.304
91.568
91.529
95.706
95.779
91.653
92.092
92.333
93.089
92.852
92.598
91.838
94.545
95.983
95.826
95.735
94.918
94.724
93.349
93.371
93.015
93.034
92.694
92.736
92.428
92.496
92.164
95.449
95.413
93.856
95.379
93.851
ESQ-CECO
PIE
LC
CERCO
PIE
PIE
PIE
LC
PIE
TUBO A-P
TUBO A-P
LC
PIE
PIE
BORDE
PIE
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PIE
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MURO
MURO
AUX
AUX
AUX
GRADA
GRADA
GRADA
GRADA
GRADA
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GRADA
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CABEZAL
CABEZAL
CABEZAL
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10530.45
10529.322
10530.856
10553.002
10527.763
10559.345
10530.572
10530.701
10530.565
10530.84
10519.705
10515.432
10524.055
10519.368
10519.903
10520.651
10523.513
10522.117
10517.257
10504.098
10641.46
10643.573
10644.924
10644.786
10647.491
10648.644
10641.815
10601.656
10653.215
10663.473
10662.527
10621.363
10640.641
10654.661
10659.051
10664.617
10675.005
10672.97
9605.171
9603.101
9603.26
9588.911
9603.828
9585.132
9604.608
9604.893
9605.145
9603.676
9617.02
9609.463
9613.458
9616.865
9616.306
9615.837
9613.494
9611.828
9614.11
9609.113
9555.497
9558.55
9561.331
9561.442
9565.367
9566.792
9573.19
9569.913
9563.206
9559.625
9557.11
9559.41
9550.769
9538.482
9529.537
9527.757
9551.224
9546.832
94.83
95.284
94.803
92.407
93.672
92.339
93.263
92.404
93.303
93.301
93.159
96.856
93.124
95.068
95.08
94.434
94.411
95.013
95.292
96.498
90.718
90.275
90.25
91.139
94.76
94.829
95.094
95.433
94.812
95.077
94.841
94.985
94.969
94.828
94.699
94.818
94.554
94.04
CABEZAL
CABEZAL
CABEZAL
PIE
INWER
PIE
CAIDA
PIE
PIE
PIE
PIE
PVP
PIE
ESQ LOZA
ESQ LOZA
ESQ LOZA
ESQ LOZA
LOZA
LOZA
MURO
PIE
LC
PIE
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BORDE
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10670.454
10668.594
10677.303
10668.531
10667.808
10673.839
10668.139
10667.987
10660.497
10704.598
10703.741
10704.314
10704.333
10704.309
10704.505
10698.164
10703.379
10722.623
10723.394
10719.378
10721.052
10722.098
10724.9
10726.277
10741.403
10736.182
10740.84
10741.708
10742.307
10742.645
10749.686
10722.496
10726.656
10732.088
10738.521
10737.147
10750.285
9524.59
9542.222
9541.039
9527.596
9540.413
9538.695
9528.875
9535.013
9533.706
9531.467
9542.943
9538.614
9532.7
9531.088
9530.789
9527.065
9520.932
9524.078
9529.693
9533.474
9516.328
9534.679
9533.79
9533.59
9534.134
9535.465
9524.876
9533.642
9530.947
9529.185
9528.25
9526.786
9539.865
9555.325
9553.533
9553.052
9545.429
9523.288
94.538
91.868
90.416
92.125
90.046
89.872
92.093
90.133
91.898
93.406
94.3
93.892
91.693
90.191
89.575
90.05
94.715
90.993
88.893
88.923
94.151
92.645
92.571
92.4
92.454
90.593
93.848
88.697
88.654
88.849
89.368
92.178
94.064
94.028
94.308
94.219
94.144
93.145
BORDE
BORDE
BORDE
BORDE
PIE
LC
BORDE
PIE
BORDE
PIE
CERCO
BORDE
BORDE
BORDE
PIE
LC
BORDE
PIE
LC
PIE
BORDE
ESQ MURO
ESQ MURO
ESQ MURO
ESQ MURO
BORDE
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PIE
LC
PIE
PIE
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CERCO
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753
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10738.724
10737.171
10732.789
10729.719
10761.468
10761.6
10760.908
10770.106
10760.2
10773.467
10761.942
10769.763
10773.789
10773.203
10773.909
10773.992
10773.854
10774.795
10788.197
10775.65
10788.866
10788.578
10802.15
10801.058
9539.705
9537.754
9537.465
9541.532
9538.003
9532.134
9532.084
9535.431
9538.831
9540.504
9530.694
9541.822
9528.782
9535.944
9531.315
9532.916
9525.265
9532.663
9537.683
9532.084
9543.519
9536.782
9541.425
9532.649
9537.577
94.247
90.635
90.718
94.24
94.224
88.716
90.106
88.605
88.251
90.425
91.283
91.251
91.901
88.305
91.033
89.011
92.016
89.847
88.917
88.826
90.818
89.455
90.599
88.053
90.03
CERCO
PIE
PIE
BORDE
BORDE
BORDE
PIE
LC
PIE
BORDE
BORDE
BORDE
BORDE
LC
BORDE
PIE
CERCO
CERCO
PIE
PIE
BORDE
BORDE
PIE
LC
PIE
7.1.2 Planos topográficos
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
84
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
7.2 Estudio Geotécnico
7.2.1 Tablas y Graficas Granulométricas
SONDEO 1
Malla
Diametro
PR(gr)
PRP
%QP
3/4
19.10
0
0.00%
100.00%
1/2
12.70
0
0.00%
100.00%
3/8
9.52
0
0.00%
100.00%
1/4
6.35
2.15
0.43%
99.57%
No 4
4.76
5.29
1.06%
98.51%
No 50
0.30
250.32
50.06%
48.45%
No 200
0.075
148.03
29.61%
18.84%
Pasa la #200
94.22
18.84%
Total
500.01
%
1.48797024
Arena
79.6684066
Finos
18.8436231
Porcentaje que pasa
Grava
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
Cu
Cc
D10
D30
D60
0.118
0.473
0.065
0.13
0.55
Arena mal graduada
Curva granulométrica
Granulometria, S-1,
E-2
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
85
QUE COMPRENDE PARTE DE LA ZONA 2, 5, 6 Y 11 DEL MUNICIPIO DE CIUDAD
SANDINO, MANAGUA.
ELABORADO POR:
BR. WILLIAM MARTIN BALTODANO QUINTERO
REVISION Y APROBACION:
DR. ING. VICTOR TIRADO PICADO
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
PROYECTO:
CAMPO
DEPORTIVO
ZONA 4
ZONA 5
EDIFICIO PALI
CAMPO
DEPORTIVO
ALCALDIA
CIUDAD SANDINO
IGLESIA CATOLICA
SAN FRANCISCO
IGLESIA DE JESUCRISTO
SUD
PREDIO
VALDIO
ZONA 6
COLEGIO SAN FRANCISCO XAVIER
EDIFICIO POLICIA
CEMENTERIO MUNICIPAL
PREDIO
VALDIO
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
MERCADO
MUNICIPAL
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
EJE VERTICAL:
Esc 1:100
EJE HORIZONTAL: Esc 1:750
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
EJE VERTICAL:
Esc 1:100
EJE HORIZONTAL: Esc 1:750
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
CAMPO
DEPORTIVO
ZONA 4
ZONA 5
EDIFICIO PALI
CAMPO
DEPORTIVO
ALCALDIA
CIUDAD SANDINO
IGLESIA CATOLICA
SAN FRANCISCO
IGLESIA DE JESUCRISTO
SUD
PREDIO
VALDIO
ZONA 6
COLEGIO SAN FRANCISCO XAVIER
EDIFICIO POLICIA
CEMENTERIO MUNICIPAL
PREDIO
VALDIO
ZONA 2, 5, 6, Y 11 DE CIUDAD SANDINO, MANAGUA
MANAGUA
MERCADO
MUNICIPAL
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
13.11
Arena
80.55
Finos
6.34
Porcentaje que pasa
Grava
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
PR(gr)
0
0
11.55
24.4
29.59
349.37
53.42
31.7
500.03
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.00%
2.31%
4.88%
5.92%
69.87%
10.68%
6.34%
100%
100.00%
97.69%
92.81%
86.89%
17.02%
6.34%
9
0.5625
0.2
0.45
1.8
Arena bien graduada
Curva granulométrica
Granulometria,
S-1, E-3
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
86
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
1.11593304
Arena
76.2774234
Finos
22.6066436
0
0
0
1.46
4.12
258.15
123.26
113.04
500.03
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.00%
0.00%
0.29%
0.82%
51.63%
24.65%
22.61%
100.00%
100.00%
100.00%
99.71%
98.88%
47.26%
22.61%
6.67 Arena bien graduada
0.32
0.075
0.11
0.5
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-1, E-4
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
87
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 2
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
3.62684987
Arena
91.4341635
Finos
4.93898664
Porcentaje que pasa
Grava
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
PR(gr)
0
2.46
1.16
5.85
8.69
419.99
37.83
24.73
500.71
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.49%
0.23%
1.17%
1.74%
83.88%
7.56%
4.94%
100.00%
99.51%
99.28%
98.11%
96.37%
12.49%
4.94%
1.79
2.53 Arena bien graduada
0.28
0.595
0.5
Curva granulométrica
Granulometria S2, E-2
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
88
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 3
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
2.60
Arena
89.58
Finos
7.82
Porcentaje que pasa
Grava
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
100.00
PR(gr)
0
0
0
4.38
8.65
416.73
31.87
39.14
500.77
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.00%
0.00%
0.87%
1.73%
83.22%
6.36%
7.82%
100.00%
100.00%
100.00%
99.13%
97.40%
14.18%
7.82%
6.25
0.84
0.24
0.55
1.5
Arena bien graduada
Curva granulométrica
Granulometria,
S-3, E-1
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
89
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
0.34385558
Arena
89.8542612
Finos
9.80188321
0
0
0
0.73
0.99
363.4
86.06
49.03
500.21
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.00%
0.00%
0.15%
0.20%
72.65%
17.20%
9.80%
100.00%
100.00%
100.00%
99.85%
99.66%
27.01%
9.80%
14.67 Arena bien graduada
1.40
0.075
0.34
1.1
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-3, E-2
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
90
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 6
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
Arena
Finos
1.83
85.82
12.34
0
0
2.79
3.34
3.04
333.73
95.42
61.73
500.05
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
0.00%
0.56%
0.67%
0.61%
66.74%
19.08%
12.34%
100.00%
100.00%
99.44%
98.77%
98.17%
31.43%
12.34%
14.00 Arena bien graduada
1.07
0.075
0.29
1.05
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-6, E-1
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
91
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 7
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
Arena
Finos
5.31
89.18
5.51
0
10.34
1.11
5.58
9.54
426.3
19.82
27.54
500.23
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
2.07%
0.22%
1.12%
1.91%
85.22%
3.96%
5.51%
100.00%
97.93%
97.71%
96.60%
94.69%
9.47%
5.51%
5.48
0.78 Arena mal graduada
0.31
0.64
1.7
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-7, E-2
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
92
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 8
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
Arena
Finos
5.31
89.18
5.51
0
10.34
1.11
5.58
9.54
426.3
19.82
27.54
500.23
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
2.07%
0.22%
1.12%
1.91%
85.22%
3.96%
5.51%
100.00%
97.93%
97.71%
96.60%
94.69%
9.47%
5.51%
5.48
0.78 Arena mal graduada
0.31
0.64
1.7
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-8, E-2
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
93
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 9
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
Arena
Finos
5.31
89.18
5.51
0
10.34
1.11
5.58
9.54
426.3
19.82
27.54
500.23
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
0.00%
2.07%
0.22%
1.12%
1.91%
85.22%
3.96%
5.51%
100.00%
97.93%
97.71%
96.60%
94.69%
9.47%
5.51%
5.48
0.78 Arena mal graduada
0.31
0.64
1.7
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-9, E-2
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
94
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
SONDEO 10
Malla
3/4
1/2
3/8
1/4
No 4
No 50
No 200
Pasa la #200
Total
Diametro en
mm
19.10
12.70
9.52
6.35
4.76
0.30
0.075
%
Grava
Arena
Finos
4.37
93.34
2.29
8.8
1.68
4.17
5.45
10.57
434.42
23.74
11.24
500.07
Cu
Cc
D10
D30
D60
PRP
%QP
1.76%
0.34%
0.83%
1.09%
2.11%
86.87%
4.75%
2.25%
4.86
0.82
0.35
0.7
1.7
98.24%
97.90%
97.07%
95.98%
93.87%
7.00%
2.25%
Arena mal graduada
Curva granulométrica
100%
Porcentaje que pasa
PR(gr)
Granulometria,
S-10, E-1
80%
60%
40%
20%
0%
100.00
10.00
1.00
0.10
Diámetro (mm)
0.01
0.00
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
95
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
7.3 Costo y presupuesto
7.3.1 Tablas de Rendimiento
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
96
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
RENTA HORARIA DE EQUIPO
Descripcion del equipo
Camion doble eje de 10 m3
Comoactadora
Excavadora
U/M
hrs
hrs
hrs
Renta en cordobas
1828.24
1108
2022.1
Fuente(S.A., 2008)
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
97
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
7.3.2 Tablas de corte y relleno
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
98
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
99
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
100
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
101
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
102
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
7.4 Fotos del terreno natural
Fotos fuente propia
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
103
Diseño Hidráulico de un canal de 1km de longitud en el municipio de Ciudad Sandino
|
BR. MORALES SHEILA / BR. BALTODANO WILLIAM
104