ALCANTARILLAS DE CONCRETO

Los tubos de concreto destinados a usarse en las alcantarillas están fabricados de diámetros de 12 o 108 pulgadas y son de diferentes longitudes, la más usual es de 4 a 8 pies las especificaciones estándar establecen cinco clases de tubos en los que la resistencia aumenta en la clase I a la clase V. Las especificaciones muestra las secciones transversales del acero de refuerzo y la resistencia del concreto para tres medidas de espesores de pared. El refuerzo puede ser circular o elíptico. Los tubos para alcantarillas fabricados de concreto reforzado que se emplea en aplicaciones especiales, se fabrican con una sección transversal distinta a la circular, las formas elípticas y de arco son de uso común. Los tubos de concreto para alcantarillas tienen juntas machihembradas o de campana; durante la construcción se sellan las juntas con concreto de cemento Pórtland, empaques de caucho, u otros materiales. La preparación de pisos de lecho donde va a colocarse el tubo requiere de mayor o menor cantidad de cuidado.
Esta preparación o plantilla puede variar desde la forma simple del fondo de una zanja o del suelo sobre el que coloca el tubo hasta embeber el tubo en una cuna de concreto dependiendo de las condiciones de cimentación, de las cargas sobre el tubo y de otros factores. Las alcantarillas de tubo se construyen con mayor frecuencia en la llamada “en proyección” que es la alcantarilla que se construye sobre la superficie del suelo en la zanja, y el relleno se coloca a su alrededor. En estos casos, y teniendo suelos y altura de relleno comunes sólo necesita darle al alojamiento del tubo un poco mas de atención.
Las alcantarillas de cajón de concreto se construye en el sitio con una sección transversal cuadrada o rectangular. Las alcantarillas de cajón simple varían en su tamaño desde 2 hasta 12 pies por lado, dependiendo del área necesaria para la vía de agua. La mayoría de las oficinas de carreteras de los estados utilizan diseños estandarizados para diferentes medidas del cajón para las alcantarillas quizás las medidas para el cajón para las alcantarillas de concreto mas comúnmente empleadas se encuentran 4 y 8 pies por lado incluyendo medidas tales como 4’ x 4’, 4’ x 6’, 6’ x 6’, 4’ x 7’, y muchas otras las alcantarillas de sección transversal rectangular en los lugares en que se desea reducir la altura de la misma para proporcionar una protección adecuada entre la parte superior de la alcantarilla y la superior de la calzada.

SELECCIÓN DEL TIPO DE ALCANTARILLA

La selección del tipo de alcantarilla que se debe utilizar en un lugar determinado, depende de la necesidades hidráulicas y de la resistencia requerida para soportar el peso del relleno o de la carga que se mueve sobre ruedas después de que se han establecido estos elementos la selección se vuelve por mucho, un asunto económico, deberá tomarse en consideración la durabilidad y el costo de la estructura completa, incluyendo aspectos tales como el costo inicial de las unidades manufacturadas y los costos de transporte e instalación. En cualquier comparación total del costo de los diferentes tipos de alcantarilla que pueda seleccionarse para su uso en una instalación dada, deberán considerarse también el costo de mantenimiento

DISEÑO DE ALCANTARILLAS DE HORMIGO Y METÁLICOS

El manual de diseño de alcantarillas de mayor empleo y aceptación en el mundo sea el “Hydraulic Chart for the selectiion of highway culverts” de U.S.A.

En el diseño convencional se evalúan los controles de flujo de entrada y de salida. El tirante de agua a la entrada (tirante del estanque corriente arriba sobre la parte mas baja de la entrada) se calcula para el gasto de descarga para el proyecto suponiendo que 1) rige el control de entrada y 2) que rige el control de salida. Entonces el tirante mas alto de agua requerida de los dos define el tipo de control y la alcantarilla adquiere la categoría de “control de entrada” o de “control de salida”. Con objeto de hacer expeditos los cálculos se simplifican las suposiciones, y por comparación de los tirantes de entrada, se evita la difícil labor de definir el perfil del flujo real a lo largo del conducto de la alcantarilla no obstante con este método de diseño convencional, no se hace el intento de modificar las condiciones de flujo des-balanceado que pueda existir. La curva de comportamiento de control de entrada representa la capacidad de flujo real de la alcantarilla en tanto que el comportamiento más favorable de la curva de control a la salida es el potencial del conducto de la alcantarilla y estos términos no se logra la capacidad completa del conducto y existe una situación que no es económica.

GRAVEDAD ESPECIFICA II

4.3.- PROCEDIMIENTO.-

- Muestra secada en horno a 110ºC+- 5ºC.
- Deberá pasar el tamiz Nº4.
- Se utilizará una cantidad de 50 [gr].
- Pesar el picnómetro vacío---------------Po
- Pesar el picnómetro con la muestra seca-------------Ps
- Añadir agua al picnómetro con la muestra (casi lleno)
- Deairear la solución con la bomba de vacio (10 mts)
- Pesar el picnómetro con la solución----------------Pws
- Registrar la temperatura-------------------------T
- pesar el picnómetro sólo con agua hasta el nivel de aforo-Pw

4.4.- MATERIALES Y EQUIPO.-

- Picnómetro : 100; 250; 500 cc.
- Bomba de vacío.
- Mortero y mano de mortero.
- Balanza 0.1 0.01 [gr].
- Agua desaireada con temperatura estabilizada.
- Recipiente de agua helado y mezclador mecánico.

GRAVEDAD ESPECIFICA

Referencias:

ASSHTO T100-70
ASSHTO D850-58

4.1.- FINALIDAD.-

Obtención de la gravedad específica de la mas de cualquier material compuesto por partículas pequeñas cuya gravedad específica sea mayor que 1.00 .


4.2.- FUNDAMENTO TEORICO.-

DISCUSIÓN GENERAL.-

La gravedad específica se define como el peso unitario de un material dividido por el peso unitario del agua destilada a una temperatura de 4C y viene expresada por la siguiente fórmula.

Pu del material
Gs= ---------------
Pu agua a 40ºC

A su vez el peso específico de un material se define como el peso por unidad de volumen.

W Peso unitario de la sust.
Pe del material = ----- = --------------------------
V Vol unitario de la sust.

Cuando se pretende calcular el peso específico de un suelo se introducen dos tipos los cuales son: peso esp. absoluto y peso específico aparente; esto se debe a que un suelo en estado natural está compuesto por material sólido, liquido (agua) y aire.

Por lo tanto:


Ps
Pe (absoluto) = ----
Vs
Pt
Pe(aparente) = ----
Vt


En el trabajo de laboratorio el problema consiste en determinar el volumen de un peso conocido de granos de suelo y dividirlo por el peso del mismo volumen de agua.

Un principio físico que permite determinar el volumen de un peso conodico de sustancia es el principio de Arquímedes "El volumen de un cuerpo sumergido en un líquido es igual al volumen de líquido desalojado por éste"; con la ayuda de un frasco volumétrico el cual mide un volumen patrón de agua destilada a 20C y el uso del principio físico se determinan los parámetros necesarios para el cálculo de la Gs

Picnómetro. Es un frasco volumétrico, con una capacidad de 50 cc. La tapa deberá ser del mismo material del picnómetro y deberá entrar con facilidad hasta la profundidad indicada. Además deberá tener un hueco en el centro para permitir la salida del aire y del agua en exceso.

Calibración del picnómetro. El picnómetro deberá lavarse, secarse y pesarse registrando luego el peso; luego se procederá a llenar con agua destilada, para su posterior pesaje. De esta manera se obtiene el peso del volumen mas agua (Wa) a una determinada temperatura (Ti), que deberá ser redondeada al grado entero más próximo.

Del peso Wa, determinado a una temperatura Ti, deberá prepararse un cuadro de valores para diferentes pesos Wa y para una serie de temperaturas Ti que prevalezcan comúnmente cuando se hagan las determinaciones de (Wa).

Importancia. La importancia de conocer ésta propiedad se deb a que permite conocer la relación de vacios de un suelo, se utiliza en el análisis de un hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario del suelo y constituye un indicador en la clasificación de los minerales del suelo.
Consideraciones. Las consideraciones que se deben hacer para lograr resultados satisfactorios son: la variación del volumen de agua con la temperatura, la deaireación de la mezcla suelo- agua ya que éstas son las principales fuentes de error.

Densidades relativas del agua y factores de conversión
k, para variar temperaturas.
╔══════════════╦═══════════════════╦═════════════════════╗
║Temp.del agua ║ Densidad Relativa ║ Factor de conversion║
║ (entígrado) ║ del agua ║ (k) ║
╠══ ═══════════╬═══════════════════╬═════════════════════╣
║ 18 ║ 0.9986244 ║ 1.0004 ║
║ 19 ║ 0.9984341 ║ 1.0002 ║
║ 20 ║ 0.9982343 ║ 1.0000 ║
║ 21 ║ 0.9980233 ║ 0.9998 ║
║ 22 ║ 0.9978019 ║ 0.9996 ║
║ 23 ║ 0.9975702 ║ 0.9993 ║
║ 24 ║ 0.9973286 ║ 0.9991 ║
║ 25 ║ 0.9970770 ║ 0.9989 ║
║ 26 ║ 0.9968156 ║ 0.9986 ║
║ 27 ║ 0.9965451 ║ 0.9983 ║
║ 28 ║ 0.9962652 ║ 0.9980 ║
║ 29 ║ 0.9959761 ║ 0.9977 ║
║ 30 ║ 0.9956780 ║ 0.9974 ║
╚══════════════╩═══════════════════╩═════════════════════╝


Pesos especícifos para distintos suelos.(gr/cm)

╔════════════════════════════════════════════╦═════════════╗
║ Calizas volcanicas ║ 2.30 a 2.50 ║
║ Suelos Orgánicos ║ 2.50 a 2.65 ║
║ Arenas y Grabas ║ 2.65 a 2.67 ║
║ Limos Orgánicos y Quijarros arcillosos ║ 2.67 a 2.72 ║
║ Arcillas poco plásticas y medio plásticas ║ 2.72 a 2.78 ║
║ Arcillas medio plásticas y muy plásticas ║ 2.78 a 2.84 ║
║ Arcillas ventonicas ║ 2.84 a 2.88 ║
╚════════════════════════════════════════════╩═════════════╝

CONCEPTOS DE FUNDACIONES

a) COHESIÓN
Se puede definir como la adherencia entre las partículas del suelo debida a la atracción entre ellas en virtud de las fuerzas moleculares.

b) FRICCION
Se lo llama a la fricción entre partículas también se llaman ángulos de fricción interna también se lo denomina por el ensayo triaxial
c) ANGULO DE FRICCION INTERNA EN EL SUELO

Es valor de convenio introducido para simplificar, y se le considera constante aunque no lo es. El ángulo de fricción interna depende de la uniformidad de las partículas del suelo, del tamaño y forma de los granos y de la presión normal.

d) RESISTENCIA DE CORTE DE UN SUELO

Dentro de ciertos limites, los suelos se comportan bajo la acción de las cargas como los materiales elásticos, aunque en algunos casos se producen deformaciones mayores que las normales, teniéndose que recurrir entonces a cálculos que tengan en cuenta la plasticidad del suelo.
Una muestra de suelo sometido a un esfuerzo de corte tiende a producir un desplazamiento de las partículas entre sí o de una parte de la masa del suelo con respecto al resto del mismo.

En el primer caso (figura a) se dice que hay un disgregamiento de las partículas. En el segundo caso (figura a) se dice que la masa se realiza a lo largo de ciertas líneas de rotura, o si la masa de suelo es plástica se produce lo que se denomina fluencia plástica (figura c) estos movimientos dentro de la masa de suelo tienden a ser contra restados por la llamada resistencia al corte del suelo