UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL´´FRANCISCO DE MIRANDA´´

ÁREA DE TECNOLOGÍAPROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL

U.C: INGENIERIA DE SISTEMAS CONSTRUCTIVOS

OBRAS DE DRENAJES

BATEAS• DefiniciónSon canales transversales generalmente de concreto armado, de gran anchura y poca profundidad construidos en la calzada, que permiten el paso del agua por encima de la vía. La batea puede utilizarse cuando el curso de agua a cruzar tiene un bajo caudal durante todo el año y la vía tiene poco tráfico y es secundaria. Entre sus ventajas esta que es un sistema económico de fácil mantenimiento, que permite el paso y la remoción de sedimentos y que además tiene una gran permanencia en el tiempo. Por otra parte, una de sus desventajas es que durante las crecientes, el nivel de agua sobre la vía puede impedir la circulación de vehículos durante varias horas, además constituye un riesgo para la vida de las personas imprudentes que intenten cruzarla durante las crecidas y que puede depositar grandes cantidades de sedimentos sobre la vía impidiendo la circulación de vehículos.

BATEAS URBANAS

BATEA ZONA RURAL

ALCANTARILLAS• DefiniciónUna alcantarilla o cloaca es un acueducto subterráneo destinado a evacuar las aguas residuales domésticas u otro tipo de aguas usadas. Forma parte de los sistemas de saneamiento urbano. El conjunto de alcantarillas de una población o de un barrio se llama alcantarillado.En la proyección e instalación de alcantarillas el aspecto técnico debe prevalecer sobre el aspecto económico, es decir que no pueden sacrificarse ciertas características hidráulicas sólo con el objetivo de reducir los costos

•Vida ÚtilMayor a 50 años.

ALCANTARILLAS• ClasificaciónAhora se hacen generalmente con conductos prefabricados de hormigón, con diferentes tipos de sección transversal.

- Sección circular, para pequeños caudales.

- Sección ovoide, para caudales medianos.

Para caudales grandes pueden utilizarse secciones con la forma de la vieja alcantarilla, aunque a veces en vez de abovedada, tienen la parte superior adintelada. Las alcantarillas forman una red, el alcantarillado, que va reuniendo las aguas usadas mediante ramales, hacia grandes conducciones que se llaman colectores.

ALCANTARILLAS• ClasificaciónLos sistemas de alcantarillado se clasifican de acuerdo al tipo de agua que conducen:1. Alcantarillado Sanitario: Es la red generalmente de tuberías, a

través de la cual se deben evacuar en forma rápida y segura, las aguas residuales municipales hacia una planta de tratamiento y finalmente a un sitio de vertido donde no causen daños ni molestias.

2. Alcantarillado Pluvial: Es el sistema que capta y conduce las aguas de lluvia para su disposición final, que puede ser infiltración, almacenamiento o depósitos y cauces naturales.

3. Alcantarillado Combinado: Es el sistema que capta y conduce simultáneamente todos los tipos de aguas de los sistemas mencionados anteriormente, pero que dada su posición dificulta el tratamiento posterior y causa serios problemas de contaminación al verterse a cauces naturales y por las restricciones ambientales se imposibilita su infiltración.

ALCANTARILLAS• Proceso ConstructivoExcavación:

30 a 60cm mas ancho que el tuboRespetar los reglamentos de seguridadParedes verticales o en talud naturalBase de apoyo:Suelo firme y uniformeApoyo mínimo en los 90º inferioresMaterial de apoyo:Fino y estable.Compactado.Se debe evitar la erosión posterior.Si el suelo es irregular, sacar partes malas y colocar material apto.Si el suelo es blando, sustituir por arena o grava en espesor adecuado.Si el suelo es inestable, sustituirloSi el suelo es pantanoso, estabilizarlo, hacer cama rígida.Si se coloca en roca, tiene que ser sobre una base granular compactadaSi cruza un camino, prevenir deformaciones debido al peso del terraplén y de las cargas

ALCANTARILLAS• Proceso ConstructivoRelleno:

Con material de la zona (si es posible)Colocación sin dañar el tuboEn capas de 15 a 30cmEn forma simétrica para no deformar al tuboCompactado por medios mecánicosEvitar piedras y terronesEvitar suelos orgánicos

Compactación:A mano contra el tubo (pisón de madera o metálico)Plancha vibratoriaRodillo en las capas superioresCon agua (suelos arenosos)

ALCANTARILLAS• Reparación y MantenimientoSi entra agua - Posible erosión

- Crea suelo inestableSi sale agua

- Posible erosión- Crea suelo inestable- Problemas sanitarios

Problemas estructurales

- Fisuración- Asentamiento

- Mejoral el suelo de apoyo- Reforzar armaduras

Problemas en el concreto

- Fisuración- Asentamiento

- Sellado con lechadas o productos especiales- Previa limpieza de la zona

ALCANTARILLAS• ImportanciaLas redes de alcantarillado de una población evitan la inundación en caso de lluvia de locales, viviendas, fábricas, etc. Además, desde el punto de vista sanitario, son las encargadas de hacer desaparecer las aguas negras, es decir, los desechos originados por la actividad de la población del lugar además de por la lluvia. En la composición de estas aguas se encuentran sólidos orgánicos disueltos y suspendidos que se pueden pudrir. También conllevan microorganismos y bacterias que aceleran el proceso de descomposición.

Según aumenta la población que habita en un espacio, también aumentan los desechos que son necesarios evacuar. Por esta razón, las redes de saneamiento deben estar bien diseñadas y resulta fundamental su correcto mantenimiento. La serie de conductos y tuberías subterráneas que componen los sistemas de alcantarillado se encargan de recolectar las aguas de desecho y transportarlas de forma segura y rápida a un lugar donde no afecte a la salubridad de su población.

ALCANTARILLAS• Importancia

BAJADAS

Este tipo de estructura tiene una función análoga a los lavaderos, pero constituidas por un tubo apoyado en la superficie inclinada del terreno o enterrado en él.

En rigor la distinción respecto a los lavaderos es simple nomenclatura y muchos ingenieros consideran a las bajadas como lavaderos entubados.

La tubería que se ha empleado con más éxito es la de lámina, provista de alguna junta capaz de absorber pequeños movimientos por temperatura o por asentamiento del terraplén o del terreno en que se coloque el tubo.

DEFINICION:

BAJADAS En lugares de precipitación escasa o en donde la

velocidad del escurrimiento no es alta, podrá utilizarse también el concreto hidráulico para hacer los tubos.

Si se protege al concreto contra la erosión, podrá extenderse mucho el campo de aplicación de este material en sentido de las velocidades crecientes.

El diámetro mínimo en los tubos de la bajada debe ser de 45 cm, pero no es difícil ver diámetros mayores, 60 cm o más, en lugares en donde se prevé la necesidad de eliminar grandes gastos.

CAJONES

Consiste en una sección cuadrada o rectangular de concreto armado o metálica y tiene la característica de permitir con mayor facilidad que las alcantarillas, el paso de los sedimentos, así como la limpieza y remoción de los mismos. Los cajones de paso de acuerdo con el caudal de diseño, pueden ser de una o de varias celdas y de diferentes alturas y anchos, de acuerdo con la disponibilidad de espacio en el sitio.

• Definición

CAJONES

Según el material utilizado están los cajones de concreto y metálicos, los de concreto son los más comunes y los metálicos consisten en láminas de aluminio corrugadas que se unen mediante pernos y tienen la ventaja de ser más rápidos y fáciles de construir, ya que no se necesita personal ni equipo especializado.

• Clasificación

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑOA la hora de proyectar el drenaje deben tenerse en cuenta una serie de factores que influyen directamente en el tipo de sistema más adecuado, así como en su posterior funcionalidad. Los más destacables son:

. Factores topográficos: Dentro de este grupo se engloban circunstancias de tipo físico, tales como la ubicación de la respecto del terreno natural contiguo, en desmonte, terraplén o media ladera, la tipología del relieve existente, llano, ondulado, accidentado, o la disposición de sus pendientes .

. Factores hidrológicos: Hacen referencia al área de la cuenca de recepción y aporte de aguas superficiales que afecta directamente a la carretera o estructura, así como a la presencia, nivel y caudal de las aguas subterráneas que puedan infiltrarse en las capas inferiores del firme.

CRITERIOS GENERALES DE DISEÑO

Factores geotécnicos: La naturaleza y características de los suelos existentes en la zona condicionada la facilidad con la que el agua puede llegar a la vía desde su punto de origen, así como la posibilidad de que ocasione corrimientos o una erosión excesiva del terreno. Las propiedades a considerar son aquellas que afectan a su permeabilidad, homogeneidad, estratificación o compacidad, influyendo también la existencia de vegetación.

OBJETIVOS DE UNA OBRA DE DRENAJE

Evacuar de manera eficaz y lo más rápidamente posible el agua caída sobre la superficie.

Alejar el agua freática, así como los posibles acuíferos existentes, empleando para ello sistemas de drenaje profundo. 

Prestar especial atención a los cauces naturales, tales como barrancos o ramblas, disponiendo obras de fábrica que no disminuyan su sección crítica para periodos de retorno razonables. Debe recordarse que las avenidas son la principal causa mundial de destrucción de puentes.

Salvaguardar la vida para los habitantes. No suponer un peligro añadido para la seguridad

debe cuidarse el aspecto ambiental, procurando que produzca el menor daño posible al entorno.

IMPORTANCIA DE LOS DRENAJES

Agua en las calles y caminos:

•El agua no drenada altera las propiedades de los materiales en las calles y facilita su rápida deformación y destrucción.

•hace perder resistencia a las bases y suelos.

• desestabilizada los terraplenes y taludes.

Muchos agujeros se forman por entrada de agua y empozamiento

•Los bacheos pueden alterar el bombeo e impedir el Drenaje hacia cunetas.

Efecto del agua sin drenaje

•El agua Estancada hace que los huecos aumenten de tamaño cada día, ya que todo el material se suaviza y se desestabiliza.

•El borde de la calzada también debe estar resguardado o cubierto para que el agua no penetre en las capas de pavimento.

IMPORTANCIA DE LOS DRENAJES

Efecto del agua sin drenaje

•El agua Estancada hace que los huecos aumenten de tamaño cada día, ya que todo el material se suaviza y se desestabiliza.

•El borde de la calzada también debe estar resguardado o cubierto para que el agua no penetre en las capas de pavimento.

•El agua de lluvia no debe estancarse junto a las calles, debe drenar hacia cuentas y alcantarillas.

Fisuras y grietas

Deterioro por agua en el concreto

VADOSEs una obra de drenaje de paso para el agua, dejando que ésta continúe su curso de manera natural sin afectar su nivel de escurrimiento. El vado es una alternativa en casos de tráfico ligero o recursos limitados. Los vados se diseñan para cruzar el río sin un puente, cuando el flujo es pequeño o inexistente. En zonas áridas, los vados son comunes en lugares donde el agua fluye solamente unos pocos días al año. Por tanto, los vados son una forma económica de resolver el problema del cruce de un río.

TIPOS DE VADO:

Vados monolíticos

Son los que se construyen al nivel del cruce, cuando el arroyo por cruzar tiene escurrimiento, solo durante la temporada de lluvias normales, que producen tirantes de hasta 40 centímetros.

.

.Vados-puenteEs una combinación de vado y puente, con la mayoría de las ventajas de ambos y ninguna de las desventajas. El vado puente puede cubrir sin problema el ancho total del río. No hay necesidad de acortar el ancho de la estructura. el uso del vado puente será similar al de un puente pequeño, el concepto de vado puente ofrece una combinación única de funcionalidad y economía.

Un vado grande en el Río Jaguaribe, Brasil.

Vado de concreto

Vados diseñados como estructuras de “puentes de aguas bajas”

Vado mejorado con abertura de cajón de concreto

  • Principal es que un vado no es generalmente susceptible a obstruirse con Escombros o con vegetación Como sucede en el caso de una Alcantarilla de tubo que puede Llegar a taparse.

• En general los vados son estructuras Menos costosas que Las alcantarillas grandes o los Puentes. Pueden resultar inicialmente más costosos que las alcantarillas, pero se necesitará menos relleno en el cauce y pueden dejar pasar un mayor caudal.

• Los vados con alcantarillas se pueden usar para desalojar flujos en estiaje y para mantener a los vehículos fuera del agua, evitando la degradación de la calidad del agua.

• La estructura se puede diseñar Como un cimacio de cresta ancha que puede dejar pasar un gran caudal de agua sobre la parte superior del vado

Ventaja de los vados:

DESVENTAJAS DE LOS VADOS • Las estructuras tipo vado implican ciertos retrasos periódicos u ocasionales en el tránsito durante periodos de alto caudal.

• La configuración no se adapta fácilmente a desagües o arroyos profundos en el terreno para los cuales se necesitarían rellenos de gran altura.

• Los vados con alcantarillas pueden represar los arrastres en el cauce de un arroyo y ocasionar la obstrucción de la alcantarilla, lo cual implica mantenimiento y origina otros ajustes en el cauce.

• La migración de peces puede ser una característica difícil de incorporar en el diseño.

• El cruce de la estructura puede ser peligroso durante periodos de gran caudal. 

DISEÑO DE LOS VADOS:Dentellones:

Se colocara dentellones para evitar la socavación y destrucción del cuerpo del pavimento aguas arribas aguas abajo del cruce del arroyo con el camino, se ubicaran en la posición adyacente a la superficie de rodamientos o en las zonas de cero del terraplén. Salvo que el terraplén este construido con material erosionable, se revestirán los taludes con un zampeado.

 

los Vados o cruces en Estiaje, borde aguas debajo de La estructura debe generalmente Protegerse contra la socavación, Mientras que todo el perímetro Mojado (al nivel de aguas Máximas) de la calzada debería Reforzarse.

DISEÑO DE LOS VADOS:Tubos:Cuando se utilicen tubos de lámina de acero corrugado su interior se protegerá cubriendo los valles y las crestas de corrugaciones con mortero asfaltico, dejando una superficie tersa y resistente.

Un vado con alcantarillas, usando tubos múltiples dealcantarillas para desalojar el flujo a través de los mismos y mantener a los vehículos fuera del agua

DISEÑO DE LOS VADOS:ZampeadosEs el recubrimiento de superficies con mampostería de piedra o tabique, concreto hidráulico o suelo-cemento con el fin de protegerlas contra la erosión.

VIDA UTIL DE LOS VADOS:

Los vados son diseñados con un periodo de vida útil de 50-100 años debido a su uso.

TORRENTERAS• DefiniciónSe trata de diques hechos de mampostería de piedra con cemento, que se construyen en sentido perpendicular al eje del cauce de la quebrada, desde la parte más alta hacia abajo y que cumplen la función de regular su pendiente, disminuyendo la velocidad de los flujos de lodo y piedra y reteniendo el material sólido transportado. El distanciamiento entre dique y dique depende de las condiciones del terreno y de la profundidad del cauce.Las torrenteras hacen las veces de grandes filtros que permiten el depósito de rocas y derivan solo los fluidos a las áreas ocupadas, minimizando el riesgo destructivo.

TORRENTERAS• DefiniciónEn todos los casos después de que las torrenteras hayan soportado avenidas, es necesario encimar la pantalla de estas estructuras en época de estiaje, para soportar una nueva avenida.

Las torrenteras deben colocarse en las partes medias y/o altas del cauce de las quebradas.

La distancia entre torrenteras depende de la pendiente del cauce.

El enrocado de protección del talud antes y después del dique, impide la erosión de las paredes de las quebradas.

BORDILLOS

SU CLASIFICACIÓN:

BORDILLOS PREFABRICADOS DE HORMIGÒN: Estos elementos están constituidos por un núcleo de hormigón y una doble capa anti-desgaste que ofrecen una gran durabilidad y resistencia para soportar las cargas y el deslizamiento de los neumáticos tanto de vehículos ligeros como pesados.

Los bordillos prefabricados pueden ser de dos tipos: Bordillo monocapa: Es el bordillo macizo, constituido por un solo tipo de hormigón en

masa. Bordillo doble capa: Es el bordillo macizo, constituido por un núcleo de hormigón en masa

y una capa de mortero de cemento .

• DEFINICIÓNSe definen como bordillos las piezas de piedra o elementos prefabricados de hormigón colocados sobre una solera adecuada, que constituyen una faja o cinta que delimita la superficie de la calzada, la de una acera y otras superficies: césped, arena, interior y exterior de recintos.

Dimensiones:

BORDILLOS• Los bordillos más utilizados son los fabricados con doble capa, formados por un núcleo de hormigón grueso, que le confiere la resistencia a flexión y una capa de acabado de textura fina de gran resistencia a la abrasión y alta durabilidad

BORDILLOSLos bordillos también se pueden clasificar atendiendo a los siguientes aspectos: Por su elevación respecto del nivel del pavimento:

1. Sobresaltados2. A nivel o enrasados3. Rehundidos, conformando una cuneta o canalización superficial

Por su forma: paralelepípedo, achaflanados, acanalados.  Por su grado de protección respecto de los vehículos: montable y no montable.  Por su directriz longitudinal: rectos, curvos.

•BORDILLOS DE PIEDRA: Los bordillos de piedra deberán ser homogéneos, de grano fino y uniforme, de textura compacta y deberán carecer de grietas, pelos, zonas meteorizadas y restos orgánicos. Darán sonido claro al golpearlos con martillo y tendrán suficiente adherencia a los morteros.

BORDILLO PREFABRICADO BORDILLO PREFABRICADO DE ACERA DE ACERA PEATONAL PEATONAL CURVO

BORDILLO CON RIGOLA BORDILLO CUNETA

BORDILLOS BORDILLLO DE CALZADA BORDILLOS REBAJADOS DE ISLETA

BORDILLO RECTO DOBLE CAPA BORDILLOS CANALILLO DOBLE CAPA

La bicapa confiere un acabado superficial sin grietas, fisuras ni

otros defectos del hormigón.

BORDILLOSLOS BORDILLOS BICAPA DE CUARZO

BORDILLO DE HORMIGÓN PARA VADOEl bordillo para vado se presenta en sus tres variantes

Su colocación se realiza sencillamente sobre una solera de hormigón hidráulico de consistencia seca o semiseca, de espesor mínimo de 15 cm, llegando a los 20 cm en caso de soportar tráficos importantes.

FABRICACIÒN:La fabricación del bordillo prefabricado de

hormigón es sencilla y fiable, con controles establecidos sobre materias primas, proceso y producto final.

Respecto a las moldeadoras se evitan engorrosas operaciones con moldes y equipos difíciles de adaptar a las necesidades concretas de cada obra.

COLOCACIÓN:

MANTENIMIENTO Y CONSERVACION:

Precisan un bajo mantenimiento, ya que al cumplir con las condiciones de los ensayos de desgaste a la abrasión, resistencia a flexión y absorción de agua, garantizan un largo período de vida útil.

BORDILLOS

VENTAJAS

CARACTERISTICAS BORDILLO PREFABRICADO DE HORMIGÓN BORDILLO DE PIEDRA

IMPACTO AMBIENTALModerado (posibilidad de

emplear productos reciclados en el hormigón,

como el vidrio)

Alto (depende del ciclo vital de la piedra)

FACILIDAD CONSTRUCTIVA Alta Moderada

VELOCIDAD DE PUESTA EN OBRA Alta Moderada

REHABILITACIÓN Piezas reutilizables a costo medio

Por protección al Medio Ambiente, es necesario la

reutilizaciónRESISTENCIA Alta Muy alta

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

DURABILIDADAlta (todavía no hay una referencia concreta de la durabilidad del hormigón, pero supera los 100 años)

Alta (depende de factores climatológicos)

ASPECTO Bueno Bueno (puede sufrir con el desgaste)

POSIBILIDADES DE USO Excelentes Buenas

MOLDEABILIDAD Muy buena Mala

MANTENIMIENTO Bueno Bueno

COSTE INICIAL Bajo Muy alto

COSTE DE MANTENIMIENTO Bajo Bajo

GRACIAS…!!!|