DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD COMO

Los muros de contención como defensas ribereñas en los márgenes del rio Unocolla serán de tres dimensiones en su altura: 3.00 m, 2.00 m y 1.50 m.

4.3.2.1. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD COMO DEFENSAS RIBEREÑAS EL CAUCE DEL RIO CABANILLAS DE 3.00 MT. DE ALTURA.

 Altura del muro : 3.00 m.

 Peso específico de la piedra : 1550 kg/m3.

 Peso específico del relleno con arena : 1030 kg/m3.

CUADRO N° 28. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD. N° Área (m2₎ Volumen (m 3₎ Peso específico (kg/cm2₎ Peso (kg) Brazo (m) Momento (kg – m) 1 2 3 4 5 1.00 x 0.50 = 0.50 2.00 x 0.50 = 1.00 3.00 x 0.50 = 1.50 1.00 x 0.50 = 0.50 2.00 x 0.50 = 1.00 0.50 1.00 1.50 0.50 1.00 1550 1550 1550 1030 1030 775.00 1150.00 2325.00 515.00 1030.00 0.25 0.75 1.25 0.75 0.25 193.75 862.50 2906.25 386.25 257.50 Total 6195.00 4606.25

FUENTE: Elaboración Propia.

X =4606.25 6195.00

161 X = 0.74 mt.

a) Determinación del empuje del relleno Se emplea la siguiente información

H = Altura del muro (3.00 m.)

γ = Peso específico del suelo de relleno (1030 kg/m3) K_a = Coeficiente del empuje activo del relleno (0.15) Formula empleada

Ea = 1₂γH2_{Ka ……… (19)} Ea = Empuje dinámico total debido a la suciedad. γ = Peso unitario de la suciedad.

H = estatura de la pared.

Ka = coeficiente de empuje de tierra activo. Aplicación:

Ea =1

2(1030)(3)2(0.15) 𝐄𝐚 = 𝟔𝟗𝟔 𝐤𝐠 − 𝐦

b) Determinación del desplazamiento originado por el empuje.

X̅ =EB_P ……… (20)

Donde:

X̅ = Brazo de desplazamiento por el empuje del relleno

162 B= Brazo del empuje (2/3 H)

P= Peso del muro de piedra

X̅ =696(2) 6195 𝐗̅ = 𝟎. 𝟐𝟐 mt.

c) Determinación del brazo final de la resultante del muro y relleno. X = Brazo resultante normal en el muro (0.74 m.)

𝐗̅ = Brazo de desplazamiento por el empuje (0.22 mt)

X̿ = Brazo final de la resultante del muro y relleno Formula:

𝐗 ̿ = 𝐗 + 𝐗̅

……… (21)

X ̿ = 0.74 + 0.22 𝐗 ̿ = 𝟎. 𝟗𝟔 𝐦𝐭.

d) Verificación de la estabilidad del muro. A = Verificación al volteo

B = Verificación a la estabilidad adecuada C = Verificación al deslizamiento

Conclusiones:

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de volteo (A).

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de deslizamiento (C).

163

 La resultante final pasa por el tercio central, lo que significa que el muro

de contención por gravedad está correctamente diseñado para su empleo como muros de defensas ribereñas (B).

4.3.2.2. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD COMO DEFENSAS RIBEREÑAS EL CAUCE DEL RIO CABANILLAS DE 2.00 MT. DE ALTURA.

 Altura del muro : 2.00 m.

 Peso específico de la piedra : 1550 kg/m3.

 Peso específico del relleno con arena : 1030 kg/m3.

CUADRO N° 29. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD. N° Área (m2₎ Volumen (m3₎ Peso específico (kg/cm2₎ Peso (kg) Brazo (m) Momento (kg – m) 1 2 3 1.00 x 0.50 = 0.50 2.00 x 0.50 = 1.00 1.00 x 0.50 = 0.50 0.50 1.00 0.50 1550 1550 1030 775.00 1150.00 515.00 0.25 0.75 0.25 193.75 862.50 581.25 Total 2840.00 1637.50

FUENTE: Elaboración Propia

X =1637.50 2840.00

X = 0.58 mt. a) Determinación del empuje del relleno Se emplea la siguiente información

H = Altura del muro (2.00 mt.)

γ = Peso específico del suelo de relleno (1030 kg/m3) K_a = Coeficiente del empuje activo del relleno (0.15) Fórmula empleada

164

Ea =1₂γH2_{Ka……… (22)}

Donde:

Ea = Empuje dinámico total debido a la suciedad. γ = Peso unitario de la suciedad.

H = estatura de la pared.

Ka = coeficiente de empuje de tierra activo. Aplicación:

Ea =1

2(1030)(2)2(0.15) 𝐄𝐚 = 𝟑𝟎𝟗 𝐤𝐠 − 𝐦

b) Determinación del desplazamiento originado por el empuje.

X̅ =EB_P ……… (23)

Donde:

X̅= Brazo de desplazamiento por el empuje del relleno

E= Empuje de suelo de relleno B= Brazo del empuje (2/3 H) P= Peso del muro de piedra

X̅ =309(1.33) 2840 𝐗̅ = 𝟎. 𝟏𝟓 mt.

c) Determinación del brazo final de la resultante del muro y relleno. X = Brazo resultante normal en el muro (0.58 mt)

X̅= Brazo de desplazamiento por el empuje (0.15 mt)

165 Formula:

𝐗 ̿ = 𝐗 + 𝐗̅

……… (24)

X ̿ = 0.50 + 0.15 𝐗 ̿ = 𝟎. 𝟔𝟓 𝐦𝐭.

d) Verificación de la estabilidad del muro. A = Verificación al volteo

B = Verificación a la estabilidad adecuada C = Verificación al deslizamiento

Conclusiones:

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de volteo (A).

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de deslizamiento (C).

 La resultante final pasa por el tercio central, lo que significa que el muro

de contención por gravedad está correctamente diseñado para su empleo como muros de defensas ribereñas (B).

4.3.2.3. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD COMO DEFENSAS RIBEREÑAS EL CAUCE DEL RIO CABANILLAS DE 1.50 MT. DE ALTURA.

 Altura del muro : 1.50 m.

166

 Peso específico del relleno con arena : 1030 kg/m3.

CUADRO N° 30. DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD. N° Área (m2₎ Volumen (m 3₎ Peso específico (kg/cm2₎ Peso (kg) Brazo (m) Momento (kg – m) 1 2 3 1.00 x 0.50 = 0.50 1.50 x 0.50 = 0.75 0.50 x 0.50 = 0.25 0.50 0.75 0.25 1550 1550 1030 775.00 1162.00 257.50 0.25 0.75 0.25 193.75 871.50 64.38 Total 2195.00 1129.63

FUENTE: Elaboración Propia

X =1129.63 2195.00

X = 0.51 mt. a) Determinación del empuje del relleno Se emplea la siguiente información

H = Altura del muro (1.50 m.)

γ = Peso específico del suelo de relleno (1030 kg/m3) K_a = Coeficiente del empuje activo del relleno (0.15)

Fórmula empleada

Ea =1₂γH2_{Ka……… (25)}

Donde:

Ea = Empuje dinámico total debido a la suciedad. γ = Peso unitario de la suciedad.

H = estatura de la pared.

167 Aplicación:

Ea =1

2(1030)(1.5)2(0.15) 𝐄𝐚 = 𝟏𝟕𝟑. 𝟖𝟏 𝐤𝐠 − 𝐦

b) Determinación del desplazamiento originado por el empuje.

X̅ =EB_P ……… (26)

Donde:

X̅ = Brazo de desplazamiento por el empuje del relleno

E= Empuje de suelo de relleno B= Brazo del empuje (2/3 H) P= Peso del muro de piedra

X̅ =183.71(1) 2195 𝐗̅ = 𝟎. 𝟎𝟖 mt.

c) Determinación del brazo final de la resultante del muro y relleno. X = Brazo resultante normal en el muro (0.51 m.)

X̅= Brazo de desplazamiento por el empuje (0.08 mt)

X̿ = Brazo final de la resultante del muro y relleno Formula:

𝐗 ̿ = 𝐗 + 𝐗̅

……… (27)

X ̿ = 0.51 + 0.08 𝐗 ̿ = 𝟎. 𝟓𝟗 𝐦𝐭.

.

d) Verificación de la estabilidad del muro. A = Verificación al volteo

168 C = Verificación al deslizamiento

Conclusiones:

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de volteo (A).

 La resultante final pasa por el tercio central, por lo que no se tiene riesgo de deslizamiento (C).

 La resultante final pasa por el tercio central, lo que significa que el muro

de contención por gravedad está correctamente diseñado para su empleo como muros de defensas ribereñas (B).

169 Muro de 3.00 m altura

170

5. CONCLUSIONES

PRIMERA: Las características de extracción de agregados en el rio Cabanillas,

sector del puente Unocolla de la ciudad de Juliaca, es irresponsable, se ha efectuado sin ninguna planificación, de manera artesanal y con serios impactos ambiéntales negativos en perjuicio de las comunidades campesinas del entorno , de los seres vivos de las aguas del rio y el riesgo de inundaciones en áreas de tierras de cultivo; efectuado la evaluación de los impactos ambientales negativos los resultados en los que se arribaron son: de quince (15) impactos evaluados, siete (7) significa el 46.67% que corresponde a impactos negativos, con un nivel de importancia “moderado”, cinco (5) significa el 40% que corresponde a impactos negativos, con un nivel de importancia “severo” y finalmente dos (2) significa el 13.33% que se clasifica como positivo, en un nivel de importancia alta. Esta evaluación exige su atención para el control y mitigación de los impactos ambientales negativos obtenidos.

SEGUNDA: Las características del comportamiento hidráulico de las aguas del

cauce del rio, se ha efectuado con al determinación de caudales medios, caudales máximos, caudales mínimos, perfil longitudinal del cauce del rio, de los que se determinó un caudal medio de 295.73 m3/seg y un caudal de diseño de 737 m3/seg, que nos permito conocer las zonas inundables en la zona de estudio iso que corresponde a 200 m de longitud aguas arriba y 600 m de longitud aguas abajo, que se requiere de defensa ribereñas en ambos márgenes del rio Cabanillas en el sector del puente “Unocolla”.

TERCERA: El conocimiento de zonas inundables críticas, 200 m aguas arriba

y 600 m aguas abajo en el puente “Unocolla” requiere la construcción de muros de piedra por gravedad, como defensas

171 ribereñas en el puente. El material de piedra debe empelarse el que se encuentra en el cerro ubicado cerca del estribo izquierdo del referido puente, en el que se tiene cantidades considerables. La altura de los muros será de 3.00 m, 2.00 m y de 1.50 m, cuyas ubicaciones se encuentra determinado en el ITEM 4.2.3 del presente trabajo.

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In document Estudio de defensas ribereñas para la Estabilización del cauce del rio Cabanillas en el Sector del Puente Unocolla de la Ciudad de Juliaca (página 164-176)