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Cálculo de Cunetas y Alcantarillado ¡Conoce el proceso!
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Cálculo de Cunetas y Alcantarillado ¡Conoce el proceso!

Ernesto Suárez 29/05/2019

Aquí les compartimos un proyecto de diseño que contiene el cálculo de cunetas y alcantarillado, fue realizado para una localidad de Venezuela. Seguramente nos será de gran utilidad.

Tabla de Contenido

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  • Memoria Descriptiva
  • Metodología
    • Cunetas – Basado en la Fórmula de Manning
    • Alcantarillas
    • Movimiento de tierra – Basado en el método del volumen del prisma, el cual se obtiene por la siguiente ecuación:
  • Características de la Carretera
  • Distancias Utilizadas
    • Cálculos
    • Diagrama de Aasas – Método de Brunker

Memoria Descriptiva

Obra: Construcción de cunetas y alcantarillas en el tramo comprendido entre el punto 3 y el punto B de la tercera rasante y el movimiento de tierra en el tramo comprendido entre el punto 4 y el punto C de la misma tercera rasante.

Situación: En la zona limítrofe entre el estado Vargas y los municipios Sucre y Plaza del estado Miranda.

Velocidad del proyecto: 80 Km/h.

Pendiente longitudinal de la vía: 7%.

Alcantarillas calculadas: Dos alcantarillas en el tramo descrito anteriormente.

Movimiento de tierra: Se realizó un perfil transversal cada cien (100) metros a lo largo del tramo especificado anteriormente.

Metodología

Cunetas – Basado en la Fórmula de Manning

  1. Nomogramas: Triangulares, trapeciales.
  2. Gráficos: Triangulares de diferentes dimensiones.
  3. Cálculo:

Q = V x A m3/seg.

V = n-1 x 3√R2 x √S

Donde:

V = Velocidad

R = Radio hidráulico R = A/P

S = Pendiente longitudinal del canal.

A = Área de la sección.

P = Perímetro mojado.

n = Número de Manning.

Qt = n-1 x 3√A5 x √S / 3√P2

Qr = C x I x A

  1. Se calcula el gasto teórico (Qt).
  2. Se calcula el gasto real (Qr).
  • Si Qt > Qr: Usar cuneta.
  • Si Qt < Qr: Se rediseña la cuneta.
  • Si Qt = Qr: A criterio (preferiblemente rediseñar la cuneta).

Alcantarillas

Gasto: Se obtiene por métodos hidráulicos, método racional para cuencas menores de 500 Has.

Q = C x I x A

Donde:

Q = Gasto de diseño.

C = Coeficiente de escorrentía.

I = Intensidad.

A = Área de la cuenca a drenar.

Coeficiente de escorrentía: Se obtiene mediante el promedio aritmético ponderado y depende del tipo de suelo, tipo de pendiente y tipo de vegetación.

Intensidad: Se obtiene a través del atlas del manual del Ministerio de Obras Públicas (MOP) o de la editorial de drenaje de Jacob Carciente.

Duración de la lluvia: Es igual al tiempo de concentración, por nomograma o fórmula, y la frecuencia.

Área de la cuenca: Por planímetro o papel milimetrado transparente en escala.

Movimiento de tierra – Basado en el método del volumen del prisma, el cual se obtiene por la siguiente ecuación:

V = (A1 + A2) x L/2.

Características de la Carretera

El tipo de carretera será:

Por clasificación general: Ramal.

Por sistema político – administrativo: Regional.

Por carpeta de rodamiento: Con asfaltado.

La carretera tendrá una calzada de cinco metros de ancho por sentido de la vía.

La carretera tendrá un canal por sentido más un hombrillo a cada lado de la vía, el cual está incluido en la distancia total de ancho de la calzada.

Distancias Utilizadas

Para cunetas y alcantarillas: Tramo 3 – B = 7480 m

Para movimiento de tierra: Tramo 4 – C = 2580 m

Cálculos

  • Cuenca: Área igual a 47,5 Has2

Q = C x I x A

Tc = 0,0195 (L3/H)0,385 = 0,0195 {(1000 m)3/740 m}0,385 = 4,47 min. @ 5 min

f = 10 años

I = 575 lts/seg/Ha.

Vegetación ligera, suelo semipermeable, pendiente alta C = 0,50.

Q = 0,50 x 575 lts/seg/Ha. x 47,5 Has2 = 13656,25 lts/seg = 13,66 m3/seg

  • Cuneta: Q = C x I x A = 0,95 x 575 lts/seg/Ha. x 7,48 Has2 = 4085,95 lts/seg/75 = 0,05 m3/seg

Qt = n-1 x 3√A5 x √S / 3√P2

Canal tipo B S = 0,02 Qt = 300 lts/seg = 0,3 m3/seg

  • Alcantarillas:
    • Control a la entrada: Q = 13,66 m3/seg/2 = 6,83 m3/seg/4 =      1,71 m3/seg

f = 36” = 91 cm.

HE/D = 1,36 Þ HE = 0,91 m x 1,36 = 1,34 m

H = HE + 0,40 m = 1,34 m + 0,40 m = 1,74 m

  • Control a la salida: HE = H + ho – SL

H = 0,59 m

ho = (f + dc)/2 = (0,91 m + 0,76 m)/2 = 0,84 m

HE = 0,59 m + 0,84 m – (0,02 x 15 m) = 1,13 m

HEENT > HESAL El control está a la entrada.

Vp = 4,4 m/seg          Qp = 2,8 m3/seg

Q/Qp = 1,71 m3/seg/2,8 m3/seg = 0,611 = 61,1%

Z = V/Vp Þ V = 1,06 x 4,4 m/seg = 4,66 m/seg

Se revestirá con pavimento de concreto.

  • Movimiento de tierra:

A1 = 5 x 5 x 2/2 = 25 m2 = A1B

A1A = {(5 x 1)/2} + {(5 x 2,5)/2} = 2,5 + 6,25 = 8,75 m2 = A1F

A1C = 5 x 2,5 x 2/2 = 12,5 m2  

A1D = {(5 x 5)/2} + {(5 x 1,5)/2} = 12,5 + 3,75 = 16,25 m2 = A1E

A1G = 5 x 1 x 2/2 = 5 m2

A1H = 5 x 2,5/2 = 6,25 m2 =A1I =A1J

A1K = 5 x 1,5/2 = 3,75 m2 =A1L =A1M =A1’

Vp1 – 1A = (25 m2 + 8,75 m2) x 100 m/2 = 1687,5 m3 = Vp1A – 1B       

Vp1B – 1C = (25 m2 + 12,5 m2) x 100 m/2 = 1875 m3

Vp1C – 1D = (12,5 m2 + 16,25 m2) x 100 m/2 = 1437,5 m3

Vp1D – 1E = 16,25 m2 x 2 x 100 m/2 = 1625 m3

Vp1E – 1F = (16,25 m2 + 8,75 m2) x 100 m/2 = 1250 m3

Vp1F – 1G = (8,75 m2 + 5 m2) x 100 m/2 = 687,5 m3

Vp1G – 1H = (5 m2 + 6,25 m2) x 100 m/2 = 562,5 m3

Vp1H – 1I =  6,25 m2 x 2 x 100 m/2 = 625 m3 = Vp1I – 1J

Vp1J – 1K = (6,25 m2 + 3,75 m2) x 100 m/2 = 500 m3

Vp1K – 1L =  3,75 m2 x 2 x 100 m/2 = 375 m3 = Vp1L – 1M = Vp1M – 1’

Diagrama de Aasas – Método de Brunker

Cálculo de Cunetas y Alcantarillado
Cálculo de Cunetas y Alcantarillado
Cálculo de Cunetas y Alcantarillado

En este artículo podrán encontrar más información relacionada con Drenaje superficial en carreteras y sus objetivos.

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