calculo excel defensa ribereÑa
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Proyecto : INSTALACION DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO CHICAMA ENTRE SECTOR VOLADERO Y LA TOMA CHICAMITA- CHICAMA-ASCOPE- LA LIBERTAD
Ubicación : RIO JEQUETEPEQUE
Region : LA LIBERTAD
Provincia : GRAN CHIMU
Distrito : CHICAMA
SECTOR: VOLADERO Y TOMA CHICAMITA
Quebrada :
Entidad : GOBIERNO REGIONALDE LA LIBERTAD
Fecha : Apr-23
Presupuesto :
Elaborado : ING SEGUNDO CASTRO
Tabla Nº 01
Coeficiente de Contraccion, µLongitud libre entre los estribos
10 m. 13 m. 16 m. 18 m. 21 m. 25 m. 30 m.
<1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99
1.5 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99
2 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98
2.5 0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97
3 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96
3.5 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96
>4.00 0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95
Longitud libre entre los estribos
42 m. 52 m. 63 m. 106 m. 124 m. 200 m.
<1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1.5 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00
2 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00
2.5 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00
3 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99
3.5 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99
>4.00 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99
Seleccionan : Vm = Err:504 Velocidad media (m/s)
B = 220.000 Ancho efectivo (m)
µ = Err:504
Tabala n° 04 : Valores del Coeficiente ß
Coeficiente ß
0.00 0.77
2.00 50.00 0.82
5.00 20.00 0.86
10.00 10.00 0.90
20.00 5.00 0.94
50.00 2.00 0.97
100.00 1.00 1.00
300.00 0.33 1.03
500.00 0.20 1.05
1,000.00 0.10 1.07
Periodo de Retorno (Años) =====> 50.00
ß = 0.97
Velocidad (m/s)
Velocidad (m/s)
Periodo de Retorno (Años)
Probabilidad de Retorno (%)
Tabla N° 02
CLASIFICACION SEGÚN EL TAMAÑO DE PARTICULAS
Tamaño (mm) Tipo de material
4000 - 2000 Canto rodado muy grande
2000 - 1000 Canto rodado grande
1000 - 500 Canto rodado medio
500 - 250 Canto rodado pequeño
250 - 130 Cascajo grande
130 - 64 Cascajo pequeño
64 - 32 Grava muy gruesa
32 - 16 Grava gruesa
16 - 8 Grava media Grava media
8 - 4 Grava fina
4 - 2 Grave muy fina
2 - 1 Arena muy gruesa
1 - 0.500 Arena gruesa
0.500 - 0.250 Arena media
0.250 - 0.125 Arena fina
0.125 - 0.062 Arena muy fina
0.062 - 0.031 Limo grueso
0.031 - 0.016 Limo medio
0.016 - 0.008 Limo fino
0.008 - 0.004 Limo muy fino
0.004 - 0.002 Arcilla gruesa
0.002 - 0.001 Arcilla media
0.001 - 0.0005 Arcilla fina
0.0005 - 0.00024 Arcilla muy fina
Fuente : UNION GEOFISICA AMERICANA (AGU)
12.50000 =====> Grava media
Material : =====> NO COHESIVO
Tabla N° 03
SELECCIÓN DE x EN SUELOS COHESIVOS (Tn/m3) o SUELOS NO COHESIVOS (mm)
X 1/(X +1) D (mm) X 1/(X +1)
0.80 0.52 0.66 0.05 0.43 0.70
0.83 0.51 0.66 0.15 0.42 0.70
0.86 0.50 0.67 0.50 0.41 0.71
0.88 0.49 0.67 1.00 0.40 0.71
0.90 0.48 0.68 1.50 0.39 0.72
0.93 0.47 0.68 2.50 0.38 0.72
0.96 0.46 0.68 4.00 0.37 0.73
0.98 0.45 0.69 6.00 0.36 0.74
1.00 0.44 0.69 8.00 0.35 0.74
1.04 0.43 0.70 10.00 0.34 0.75
1.08 0.42 0.70 15.00 0.33 0.75 0.335
1.12 0.41 0.71 20.00 0.32 0.76
1.16 0.40 0.71 25.00 0.31 0.76
1.20 0.39 0.72 40.00 0.30 0.77
1.24 0.38 0.72 60.00 0.29 0.78
1.28 0.37 0.73 90.00 0.28 0.78
1.34 0.36 0.74 140.00 0.27 0.79
1.40 0.35 0.74 190.00 0.26 0.79
1.46 0.34 0.75 250.00 0.25 0.80
1.52 0.33 0.75 310.00 0.24 0.81
1.58 0.32 0.76 370.00 0.23 0.81
1.64 0.31 0.76 450.00 0.22 0.82
1.71 0.30 0.77 570.00 0.21 0.83
1.80 0.29 0.78 750.00 0.20 0.83
1.89 0.28 0.78 1,000.00 0.19 0.84
2.00 0.27 0.79
- X 1/(X +1) = 12.50 X 1/(X +1) =
0.3350 0.75
Diametro medio (D50) =
Peso Especifico (Tn/m3) =
Peso especifico
Tn/m3
Ps (T/m3) Dm (mm)
CALCULO HIDRÁULICOSECCIÓN ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE ( B )Proyecto : INSTALACION DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO CHICAMA ENTRE SECTOR VOLADERO Y LA TOMA CHICAMITA- CHICAMA-ASCOPE- LA LIBERTAD
MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING MÉTODO DE BLENCH
1,404.95Condiciones de Fondo de río B (m) Valores rugosidad de Manning (n) B (m) Factores B (m)
3.6 134.94
Descripción n
247.62
Factor de Fondo
191.89
0.035
Material Fino 0.8Coeficiente Material del Cauce
0.00697MÉTODO DE PETTIS Descripción K
Material aluvial = 8 a 12 20 Factor de Orilla
B (m) Coeficiente de Tipo de Río
Materiales sueltos 0.1166.42
Descripción m
Para ríos de montaña 0.5
RESUMEN :MÉTODO B (m)
MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON 134.94
MÉTODO DE PETTIS 166.42
MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING 247.62
MÉTODO DE BLENCH 191.89
RECOMENDACIÓN PRACTICA 116.20
========> SE ADOPTA B : 220.00Se elige este ancho por adaptarse a la zona de estudio.
Q DISEÑO (m3/seg)B = K1 Q1/2 B = (Q1/2/S1/5) (n K 5/3 )3/(3+5m) B = 1.81(Q Fb/Fs)1/2
K1
Fondo y orillas de material cohesivo
Fb
Pendiente Zona del Proyecto (m/m)
Cauces de Ríos con Vegetación = 0.033 - 0.029
B = 4.44 Q0.5 Fs
CALCULO HIDRÁULICO SECTOR: VOLADERO Y TOMA CHICAMITA
CALCULO DEL TIRANTE MÉTODO DE MANNING - STRICKLER (B > 30 M)
t
Valores para Ks para Cauces Naturales (Inversa de n) (m)Descripción Ks
Err:504
Err:504
Q = 1,404.95Ancho Estable - Plantilla (m)
B = 220.00Pendiente del Tramo de estudio
S = 0.00697
Radio Hidráulico >>> R = A / P >>>>>>> R : Pendiente de Fondo >>> STirante medio (y ) Taluz de Borde (Z)
Err:504
S = 0.00697y = Err:504 Z = 1.5 Coeficiente de Rugosidad de Manning
Ancho de Equilibrio (B) Descripción nB = 220.00
0.033Área (m2) Perímetro (m)A = Err:504 P = Err:504
>>>>>>> V = Err:504 m/seg
Froude (F)
V = Err:504 g = 9.81 y = A / B >>> y = Err:504 Err:504
Tipo de Flujo : Err:504
Calculo de la Altura de Dique >>>>>>>
Bordo Libre (BL) = ¢ e
¢ ¢ BL3000.00 4000.00 2
1.2 Err:504 Err:504
y : Tirante de diseño (m)2000.00 3000.00 1.7 y = Err:504
1000.00 2000.00 1.4 Err:504500.00 1000.00 1.2 Por Procesos Constructivos
100.00 500.00 1.1 2.50
900.00
Por lo Tanto las caracteristicas Geométricas del dique a construir son :
ALTURA PROMEDIO DE DIQUE (m) = 2.50
ALTURA PROMEDIO DE ENROCADO (m) = 2.50
ANCHO DE CORONA (m) = 3.00
TALUD : H V
Cara Humeda 2 : 1
Cara seca 1.5 : 1
= 14.69
X Y0 0
11.75 06.75 2.503.75 2.50
0 0
t = ((Q / (Ks * B. S1/2))3/5
Cauces naturales con derrubio e irregularidades = 30
Caudal de Diseño (m3/seg)
Formula de Manning : Velocidad Media (m/s) >>>>> V = R 2/3 * S 1/2 / n
Cauces naturales con derrubio e irregularidades = 0.033
Numero de Froude : F = V / (g * y )1/2
Velocidad media de la corriente (m/s)
Aceleración de la Gravedad
Profundidad Hidráulica Media = Área Mojada / Ancho Superficial:
ALTURA DE MURO (HD)
Caudal máximo m3/s e = V2/2g HM = y + BL
>>>>>> HM =
>>>>>> HM =
Caudal de Diseño (m3/seg) :
AREA (m2)
0 2 4 6 8 10 12 140
0.5
1
1.5
2
2.5
3
SECCION TIPICA DEL DIQUE
DISTANCIA (m)
AL
TU
RA
(m
)
CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs)
METODO DE LL. LIST VAN LEVEDIEV
Suelos Granulares - No Cohesivos
……...(1)
Suelos Cohesivos
……...(2)
Donde:
Tirante despues de producirse la socavacion (m)
Tirante sin socavacion (m)
Err:504 m
Diametro Medio de las particulas (mm)
12.5 mm
Peso Especifico suelo (Kg/m3)
µ= Coeficiente de Contraccion
Coefciente >>>>>>
Q (Caudal de Diseño) Ancho Estable
Err:504 1,404.95 µ= 0.96 B = 220.00 Err:504
PROFUNCIDAD DE SOCAVACION PARA SUELOS NO COHESIVO ………………(1) :
X (Tabla N° 03) 1/x+1
x = 0.34 0.75 ß = 0.97 Err:504 m
=
= Err:504 m
ts = ((a t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1)
ts = ((a t5/3)/(0.60 gs1.18 ß))1/(x+1)
ts =
t =
t =
Dm =
Dm =
gs =
a =
a = Q/(tm5/3B µ)
Tirante medio (tm )= A/BCoeficiente de Contraccion (µ)
Tabla N° 01 a
tm =
X : Exponente que depende de : Dm para suelos
Granulares No Cohesivos y gs para suelos cohesivos. >>>>>> TABLA N° 03 Coeficiente por Tiempo de
Retorno : ß (Tabla N °04)
TIRANTE DE SOCAVACION SUELOS GRANULARES - NO COHESIVOS
ts = ((a t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1)
ts =
PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (HS)
HS ts - t
HS
CALCULO ESTRUCTURAL : Profundidad de Uña
Proyecto :
= Err:504 ==========> =
FS = 1.2
= Err:504
Por lo Tanto Seleccionamos :
= Err:504 m
PROTECCION DEL PIE DE TALUD
, calculo estructural de profundadad la uña,
INSTALACION DE DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN IZQUIERDA DEL RIO CHICAMA ENTRE SECTOR VOLADERO Y
LA TOMA CHICAMITA- CHICAMA-ASCOPE- LA LIBERTAD
Profudidad de Socavacion (Hs)
Profundidad de Uña (PUÑA)
FS * Hs
PUÑA
PUÑA
1Z
1Z
1Variable
1.5 Puña
Puña
Puña
CALCULO ESTRUCTURAL
ESTABILIDAD DEL TERRAPLEN PROBABILIDAD DE MOVIMIENTO DE LA ROCA ESTABILIDAD DEL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO
Fuerza Resistente (Kg/m) ESFUERZO CORTANTE CRITICOS
R = W * Tag Ø Veloocidad caudal de diseño (V) '= * t * S Verificacion ===>
W = Peso del Terraplen R
Err:504
Velocidad Err:504
Err:504
Err:504
82.62
Si
14.69
19,852.07
∆= 1,000.00 = 1,000.00 Err:504
1930.00 Tirante de diseño (m)
1.64
t = Err:504 = 2,640.00
W = 28,351.70 = 2,640.00 Factor de Talud (K)
Err:504
S = 0.00650
Ø 35 = 1,000.00 Angulo del Talud (α)
Z = 2
Tag Ø 0.70 1 α
= 0.65 2 2 6.57 °
P
1000.00
Err:504
Φ = 45
Tirante Factor de Talud (K)
Err:504 K = 0.775
Coeficiente de Shields
C = 0.100
CALCULO PARA DETERMINAR EL USO DE FILTROS DETERMINACION DEL TIPO DE FILTRO
1.- Determinación de Velocidad en el espacio entre el enrocado y material base : ASUMIENDO UN FILTRO DE GEOTEXTIL : Se tiene ===>
1.973 1.800
0.493 m/s
Rugosidad del fondo
Condicion 0.0125 m
Sin filtro o hay filtro de Geotextil 0.02 Verificacion : Verificacion :
Pendiente Tramo de estudio
S = 0.00697
0.65
ANALISIS DE ESTABILIDAD
Froca (D50) = 0.56 *(V2/2g) * (1/ D50 )* (1/ ∆)
Froca (%)
ESFUERZO MAXIMO CORTANTE ACTUANTE
=C * ( - ) * D50 * K
Peso especifico del agua Kg/m3 Peso especifico del agua Kg/m3
Area Dique (m2)
Peso Especifico del material (Kg / m3)
Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m3
Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m3
Pendiente Tramo de estudio
Angulo de friccion interna en grados(tipo de material de rio)
Peso especifico del agua Kg/m3
Diametro medio de la roca (D50)
Presion del Agua (Kg/m2) D50
P = PW * t2/2Angulo de friccion interna del material
(Enrocado) (Φ)
PW =
t =
2.-Determinación de velocidad que puede soportar el suelo sin ser erosionado (Ve)
Va : velocidad del agua entre el enrocado y el fondo. Va (m/s)Ve = velocidad que puede soportar el suelo sin ser
erosionado Ve (m/s) Va1 = Va / 4
Va =(D50 / 2)2/3 * S 1/2 / nf Ve =16.1 * (Dm)1/2 Va1 =
nf = Dm = diámetro de partículas del suelo
base (m)
nf Dm = Se debe verificar que se cumpla que : Va1 > Ve
Como Va > Ve : Habra Erosión ===> SE RECOMIENDA UTILIZAR UN FILTRO DE GEOTEXTIL O UN FILTRO DE
GRAVA
Como Va1< Ve : ===> USAR FILTRO DE GRAVA
Diametro medio de la roca (D50)
D50 =
Δ=γ S−γ aγ a
γ s
γ a
τ a γ a
γ a
τ a
γ a
τ c γ aγ s
γ s
K=√1− sen2αsen2φ
τ c
τ a τ c
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFORMULA DE MAYNORD
Altura Velocidad en el Coeficiente Coeficiente por
Hidráulica Centro del Cauce Ubicación de roca
(m) (m/s)
Err:504 Err:504 0.25 1.25 Err:504 Err:504
Err:504 m
Sección Hidráulica
C1 F = C2 V / (g y)0.5 d50 = t C1 F3
C2
RIO JEQUETEPEQUE
D50 =
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFÓRMULA DE FORMULA DE R. A. LOPARDO
gV Velocidad media, m/s Ds = Diámetro de volumen esférico equivalente, ft
f Angulo de reposo del material W = Peso de roca, lb
q Ángulo del talud respecto a la horizontal gs =W Peso, Kg
g Velocidad Media f Talud q W (Peso) gsTn/m3 Tn/m3 (m/s) (°) (°) KG Tn Lb pcf ft (Pies) (m)
Rio Chicama 2.68 1.00 Err:504 4 5.00 ° 2.00 2 6.57 ° Err:504 Err:504 Err:504 167.307 Err:504 Err:504
Porcentaje Diámetro de la roca, m
100 <= Err:504 = Err:504 m
50 > Err:504
80 > Err:504
gs Peso específico de las partículas, Kg/cm3, Tn/m3
Peso específico del fluido, Kg/cm3, Tn/m3
Peso específico de la roca, lb / ft3
Sección Hidráulica
gs DS DS
Dcalculado = Dcalculado
D60 =
D40 =
1Z1
W=0 .011314∗
γ sγ∗V 6
( γ s−γγ )∗SENO3 (φ−θ )D s=( 6∗Wπ∗λs )
13
CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFÓRMULA DE LA CALIFORNIA DIVISIÓN OF HIGHWAYS
b factor para condiciones de mucha turbulencia, piedras redondas,
y sin que permita movimiento de piedra, se adopta un valor b =1.4
∆ Densidad Relativa del material ===>
Densidad de la roca
g Densidad del agua ƒ= Factor de talud
V Velocidad media, m/s q = Angulo del Talud
g Aceleracion Gravedad : 9.81 f = Angulo de Friccion Interna del material.
g Velocidad Media f Talud q ∆ ƒTn/m3 Tn/m3 (m/s) (°) (°) (m)
2.63 1.00 Err:504 3 8.00 °
2.00 2 6.57 °
1.63 0.687 Err:504
Porcentaje Diámetro de la roca, m100 <= Err:504 = Err:504 m
50 > Err:504
80 > Err:504
gs
Sección Hidráulica
gs d50
RIO JEQUETEPEQUE
Dcalculado = D50
D60 =
D40 =
1Z1
d50=bΔ∗V
2
2g∗1f f=√1− sen2θsen2φ
Δ=γ S−γγ