INFORME N° 2 Qdas-CHINECAS

7/28/2019 INFORME N 2 Qdas-CHINECAS

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Informe Tcnico N 2 para la Reconstruccin de Obras de Proteccin en Quebradas-Canal IRCHIM 1

ESTUDIO DEFINITIVO PARA LA RECONSTRUCCION DE

OBRAS DE PROTECCION EN QUEBRADAS DEL CANAL

IRCHIM

( Km 0+000 - Km 40+100 )

INFORME DE ACTIVIDADES N 02

INDICE

1.0 ANTECEDENTES 3

2.0 ESTUDIOS BASICOS DESARROLLADOS 5

Cuadro de Priorizacin de Quebradas 6

2.1 TOPOGRAFIA 72.1.1 Generalidades

2.1.2 Control Horizontal 8

2.1.3 Control Vertical 8

2.1.4 Perfil Longitudinal y Secciones Transversales 8

2.2 GEOLOGIAY GEOTECNIA 9

2.2.1 Generalidades 9

2.2.2 Objetivos 9

2.2.3 Metodologa y Criterios utilizados 9

2.2.4 Ubicacin y Accesos 10

2.2.5 Marco Geolgico Regional 10

2.2.6 Caractersticas Ingeniero - Geolgicas de las quebradas evaluadas 12

2.2.7 Areas de Prstamo 28


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2.3 HIDROLOGIA 29

2.3.1 Cuencas Pequeas (Quebradas) 29

2.3.1.1 Descripcin del Mtodo 29

2.3.1.2 Aplicacin del Mtodo 33

3.0 DISEO DE ESTRUCTURAS DE PROTECCION EN LAS QUEBRADAS 35

3.1 CRITERIOS DE DISEO 35

3.1.1 Anlisis y Seleccin de la Alternativa de Diseo 35

3.1.1.1 Enrocados Pesados 35

3.1.1.2 Diques de Encauzamiento con Enrocados de Proteccin 36

3.1.1.3 Proteccin de talud izquierdo de Canal IRCHIM 36

3.1.1.4 Estructuras de Cruce Sobre Canal IRCHIM 37

3.1.2 Infraestructura Complementaria de algunas quebradas 37

3.1.2.1 Estructuras de Paso de Agua Sobre Carretera Chimbote- Huallanca 37

4.0 ANEXOS 38

4.1 Criterios de Diseo y Clculos Justificativos de las Obras Propuestas 39


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ESTUDIO DEFINITIVO PARA LA RECONSTRUCCION DE OBRAS DE

PROTECCION EN QUEBRADAS CANAL IRCHIM

( Km 0+000 Km 40+100 )

INFORME TECNICO DE AVANCE N 02

1.0 ANTECEDENTES

Las quebradas ubicadas por la margen izquierda del canal IRCHIM durante el evento

hidrolgico extraordinario producido por el fenmeno de El Nio del ao 1998 entraron en

funcionamiento por las fuertes lluvias, produciendo descargas instantneas en perodos

relativamente cortos, como las del da 10 de Febrero de dicho ao, determinando acarreos

de sedimentos en suspensin y arrastre quebrando el talud del canal en muchos tramos

colmatando su seccin y paralizando la conduccin de agua para uso poblacional y agrcola; as

mismo produjo cuantiosos daos a las reas agrcolas por inundacin y prdidas de cultivos

por falta de agua de riego.

En eventos hidrolgicos anteriores como el del ao 1983 la capacidad de conduccin del Canal

tubo un funcionamiento normal con daos menores pocos significativos para su cauce como

para las reas agrcolas. Actualmente, el Canal IRCHIM est en funcionamiento al haber sido

reparado su talud izquierdo y en algunos casos el derecho, as como tramos de su camino de

mantenimiento

Esta proteccin tendr la finalidad de garantizar mayores daos y el buen funcionamiento la

infraestructura mayor de riego (Canal IRCHIM) y por consiguiente la infraestructura menor,

ante una futura posibilidad de eventos hidrolgicos semejantes o mayores como el ocurrido

con el Fenmeno de El Nio ltimo

Esta situacin determin que el Programa de Apoyo a la Emergencia Fenmeno de El Nio, de

prioridad a la Proteccin de las Quebradas ubicadas por la margen izquierda del Canal

IRCHIM, tomando como referencia el evento hidrolgico ltimo producido por el fenmeno

de El Nio.


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En este sentido se efecta la formulacin del Expediente Tcnico a Nivel de Estudio

Definitivo para la Reconstruccin de Obras de Proteccin en Quebradas, Canal IRCHIM

entre las progresivas Km 0+000 y Km 40+100. Cabe mencionar que existen en un nmero

mayor de noventa quebradas que se ubican por la margen izquierda del Canal IRCHIM entre

las progresivas indicadas, de estas, en coordinacin con la Direccin de Estudios del Proyecto

Especial CHINECAS se han priorizado un nmero de cuarenticinco (45), las que han

producidos mayores daos por la fuerte escorrenta y sin daos pero con presencia de

escorrenta. As mismo, este estudio definitivo con llevar a dar continuidad a los trabajos

de reconstruccin y proteccin de quebradas en el mbito de obra ya iniciados por el

Proyecto CHINECAS

El presente Informe Tcnico de Avance N 02, se presenta en cumplimiento con los trminos

contractuales establecidos, los que indican la presentacin de un informe detallado de los

trabajos bsicos efectuados en el periodo de los 30 das iniciales, despus de la firma del

Contrato correspondiente.


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2.0 ESTUDIOS BASICOS DESARROLLADOS


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CUADRO DE PRIORIZACION DE QUEBRADAS

Relacin de Cauces Naturales y/o Quebradas Seleccionadas en el Estudio(Las progresivas indicadas en el cuadro son referidas al canal IRCHIM)

N de Quebrada Progresivas del Canal IRCHIM1 0+649

2 1+277

3 1+649

4 1+925

5 2+063

6 2+237

7 2+377

8 3+9409 4+225

10 4+860

11 4+980

12 5+357

13 5+492

14 5+810

15 6+450

16 7+275

17 8+085

18 17+60019 18+900

20 21+525

21 21+900

22 22+350

23 22+650

24 22+875

25 23+250

26 23+925

27 25+000

28 25+750

29 26+02530 26+500

31 22+925

32 28+650

33 30+825

34 36+000

35 36+225


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2.1 TRABAJOS TOPOGRFICOS

2.1.1 Generalidades

Los trabajos topogrficos realizados para el segundo informe de avance de las obras de

proteccin en el canal IRCHIM, han comprendido 35 Quebradas seleccionadas como las de

mayor grado de riesgo de activacin y que se han considerado como peligrosas por los

efectos de inundacin y afectacin que ocasionaran al canal.

Dichos trabajos topogrficos han comprendido el levantamiento de la planta de las

quebradas, el trazo de su eje principal estacado cada veinte metros, perfil longitudinal y

secciones transversales de las quebradas, terminando con la confeccin de planos

topogrficos especficos que incluyen la zona de canal y 100 mts. aguas abajo de cada

quebrada.

Para el desarrollo de los trabajos se han utilizado referencias absolutas planimtricas y

altimtricas, es decir estn referidas a coordenadas planas del sistema UTM y a la altitud

sobre el nivel medio del mar, monumentando BMs en la zona de cada quebrada para permitir

la verificacin de una serie de puntos de control control horizontal y vertical y el control de

los errores de cierre para cada quebrada.

La informacin topogrfica disponible utilizada ha sido:

a.- La carta Nacional a escala 1:100,000

b.- Planos de Restitucin Aerofotogrfica a escala 1:20,000 y 1:25,000 del rea de

influencia.

c.- Planos catastrales a escala 1:10,000 del rea de influencia.d.- Ortofotomapas a escala 1:20,000 y 1:5,000 del valle Santa Lacramarca.

e.- Planos de Replanteo del canal IRCHIM.

A continuacin se describe los trabajos topogrficos realizados, la metodologa utilizada y

los resultados obtenidos.

En las figuras que se anexan 2.1 y 2.2 se presenta la red de control vertical base utilizada yla red de apoyo horizontal.


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2.1.2 Control horizontal

En el rea de influencia, existen dos redes de control horizontal que son el geodsico de

primer orden y el de segundo orden en cuanto a error de cierre angular y longitudinal.

La red de control de segundo orden fue realizada por la consultora KORENKA INGENIEROS

S.A. y se apoya en las seales geodsicas de primer orden del IGN, denominados : Chimbote,

S.E. Base Chimbote y C Monzn.

De esta informacin se ha dado coordenadas planas UTM a los planos de planta de replanteo

del canal IRCHIM y luego coordenadas planas a los levantamientos de las quebradas.

Las poligonales de cada levantamiento de las quebradas son de forma cerrada y de tercer

orden en cuanto a precisin de cierre angular y lineal.

2.1.3 Control Vertical

Para estos trabajos se ha utilizado como base la red de control vertical conformada por el

circuito existente de Benk Marks levantados por el Instituto Geogrfico Nacional (IGN) Los

cuales estn referidos al nivel medio del mar y los circuitos nivelados por el P.E. CHINECAS.

En el caso del circuito realizado por el P.E. CHINECAS existen a lo largo de todo el canal,

llevando la cota de estos puntos de control vertical hasta enlazarlos con los puntos de cada

quebrada.

En el rea de estudio En el presente acpite se presenta el clculo de caudales mximos para

el diseo de las estructuras de cruce de los cursos de agua de las quebradas comprendidas

entre el Km 0+000 a Km 40+100 del canal IRCHIM.

2.1.4 Levantamiento de Perfiles longitudinales y Secciones Transversales.

Despus de estacar el eje promedio cada quebrada cada veinte metros, se ha procedido a

realizar el levantamiento del perfil y las secciones transversales, por el mtodo de la

nivelacin diferencial con un nivel topogrfico Kern.

El levantamiento del perfil longitudinal ha consistido en el anotamiento cada veinte metros

del eje del trazo, asimismo en estos se ha tomado las secciones transversales

perpendiculares al eje y a veinte metros a ambos lados del eje. Calculado y realizado los

ngulos de los datos obtenidos se ha procedido al dibujo respectivo de los planos.


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2.2 GEOLOGIA Y GEOTECNIA

2.2.1 Generalidades

El presente informe consigna los resultados de la evaluacin de campo efectuado en lasquebradas de cauce del Canal Irchim con el objetivo de determinar sus caractersticas

geognsticas que combinado con estudios de laboratorio permitan definir los parmetrosgeolgico geotcnicos de las quebradas con el objetivo de ejecutar obras de proteccin delas estructuras del Canal Irchim para garantizar su seguridad ante cualquier eventualidadnatural que pueda suscitarse en la zona.

El estudio desarrolla los aspectos bsicos de geologa a nivel de superficie resaltando lascaractersticas geomorfolgicas, sedimentolgicas estructurales y litoestratigrficas decada quebrada, as mismo presenta la evaluacin de los aspectos geodinmico del rea y delas caractersticas geotcnicas de los materiales de fundacin que sern complementadosposteriormente con ensayos especiales de laboratorio y parmetros geotcnicos decimentacin.

2.2.2 Objetivos

Los objetivos principales que tiene como propsito el presente estudio son.

Definir el marco geolgico de las quebradas, de manera que cada una de ellas estecomprendido dentro de un contexto geolgico convenientemente referenciado.

Evaluar y definir las caractersticas ingeniero-geolgicas de cada quebrada anteeventos naturales que puedan comprometer la seguridad del Canal Irchim.

Determinar las caractersticas geotcnicas del rea de estudio con fines decimentacin de obras civiles.

Evaluar y definir reas de prstamo que permitan obtener los materiales apropiadospara la construccin de diferentes tipos de obras a proyectarse en cada quebrada.

2.2.3 Metodologa y Criterios utilizados

2.2.3.1Anlisis de la Informacin Disponible

Para la consecucin de los objetivos del presente estudio se recopil y analiz lainformacin disponible de zonas prximas al rea de estudio. Los principales estudios

revisados son:

COSSIO A 1964. Geologa de los cuadrngulos de Santiago de Chuco y SantaRosa (Boletn N 8 Comisin Carta Geolgica Nacional).

LAGESA 1987. Estudio Definitivo de la Bocatoma Canal de Aduccin yDesarenador Tablones (volumen I, II).

Proyecto PLAN REMATIC III 1987. Rehabilitacin de los sistemas de Riego yDesage del Valle Santa Lacramarca (Volumen N 1 Informe Principal).

ONERN 1972. Inventario, evaluacin y uso racional de los recursos naturales dela costa Cuenca de los Ros Santa Lacramarca y Nepea (volumen I).

CETEC S.A. 1988. Estudio definitivo del canal de derivacin Desarenador

quebrada la Huaca Canal de Enlace. Quebrada la Huaca Irchim y Estructurasconexas (volumen II)


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2.2.3.2Trabajos de Campo y Ensayos de Laboratorio

La fase de campo se inici con el reconocimiento del rea de estudio, para lo cual secont con la base topogrfica elaborada a escalas 1:500 y 1:1000. Posteriormente se

efecto el relevamento geolgico y geomorfolgico del rea de estudio a escala1:500 y 1:1000 respectivamente.

Como segunda fase del trabajo se program el conjunto de investigacionesgeognsticas a ejecutar en cada rea de estudio. Se escogi calicatas por ser l msconveniente en la zona a estudiar. Se realiz un promedio de 2 calicatas en cadaquebrada con profundidades variables de 1.00 a 1.50m de profundidad. En cadacalicata se tomaron registros detallados, de las caractersticas de los suelosinvestigados y se extrajeron muestras representativas para su verificacin y anlisisen laboratorio, as mismo se practicaron ensayos de densidad natural insitu.

La informacin tcnica de los ensayos de laboratorio se detallarn, interpretaran yanalizaran en el informe siguiente.

Se indica que las muestras de suelo estn siendo analizados en laboratoriosespeciales de la ciudad de Lima y Chimbote.

2.2.4 Ubicacin y Accesos

El rea de estudio geopoliticamente se ubica en la Regin Chavn, Departamento deAncash, Provincia del Santa Distrito de Santa, en las localidades de Vinzos, San Juan

y el Progreso.

El acceso al rea de estudio es a travs de la carretera Panamericana Norte hasta elpoblado de Santa a partir del cual s continua a travs de la carretera Santa-Huallanca la misma que se encuentra asfaltada hasta el poblado de Rinconada dedonde se prosigue por medio de una carretera afirmada en condicin transitablehacia los diferentes frentes de estudio.

2.2.5 Marco Geolgico Regional

El escenario geolgico del estudio est conformada por diversas unidadesgeomorfolgicas, litoestructurales y geoestructurales.

2.2.5.1. Geomorfologa

La zona de estudio, geomorfolgicamente est ubicada entre la Llanura Costera y lasestribaciones de la Cordillera Occidental.


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La Llanura Costera se ha modelado principalmente por procesos de sedimentacin dedetritus de origen elico y aluvial. Esta unidad es una faja angosta que se desarrollaparalela al mar. La llanura tiene una superficie uniforme.

Las estribaciones andinas estn manifestadas por cadenas de cerros con superficie

rugosa y abrupta con quebradas de fondo corto y angosto y algunas de fondo amplio.Las colinas estn modeladas sobre rocas intrusivas del Batolito de la Costa yvolcnicas del grupo Casma. Los fondos de las quebradas estn tapizadas pordepsitos aluviales- coluviales de tipo torrencial.

Otro rasgo geomorfolgico importante, es el cono de Deyeccin del ro Santa con unasuperficie ligeramente horizontal. En esta unidad se identifica el cauce del ro Santa

y las terrazas aluviales que limitan el cauce.

2.2.5.2 Litoestratigrafa

El escenario geolgico del estudio est constituido por depsitos superficiales yrocas intrusivas y volcnica - sedimentarias. La columna estratigrfica, del msreciente al ms antiguo est representada por las unidades siguientes: Depsitosaluviales de edad Cuaternario, Rocas Granticas de Batolito de la Costa del TerciarioInferior y Rocas Volcnicas Sedimentarias del Cretceo Inferior.

2.2.5.3 Depsitos Superficiales

En el fondo de las quebradas los depsitos que tienen mayor desarrollo son de origenaluvial y en menor proporcin en las cabeceras de las quebradas se mezclanmateriales aluviales y coluviales.

Depsito Aluvial

Los depsitos aluviales estn ocupando mayoritariamente los fondos de lasquebradas. Estos materiales estn constituyendo los rasgos morfolgicos llamadosterrazas y abanicos.

La gradacin del material y la forma de sus elementos se asocia con flujosocasionales (torrentes), sus elementos son bloques, bolones, cantos subangulosos,

gravas y arenas gruesas

Depsito MixtoLos depsitos aluvial-coluvial estn limitados a zonas locales, principalmente en lacabecera de las quebradas. Los elementos que la constituyen son bloques, bolones, ycantos subangulosos a angulosos

2.2.5.4 Batolito Costero

Esta unidad litolgica es un cuerpo plutnico compuesto por granito, grano-diorita y

diorita.


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Las rocas estn constituidas por minerales de silicatos (cuarzo plagioclasa, ortosa,etc) de dureza moderada a alta. Las rocas son de grano grueso y estructura masiva.

En los afloramientos las rocas se presentan meteorizadas en bloques paralelepipedosy disyuncin esferoidal (bolones)

2.2.5.5 Grupo Casma

El Grupo Casma aflora en el flanco derecho y en el centro (cerro Rinconada) del ValleSanta-Lacramarca

Litolgicamente esta constituido por bancos de andesita gris verdosa y en el cerroRinconada afloran bancos de basalto

El emplazamiento del batolito Costero intrusiones menores han originado una

alteracin hidrotermal de las rocas volcnicas. Las deformaciones tectnicas yagentes metericos han ocasionado en el macizo rocoso un intenso fracturamiento ymeteorizacin moderada a alta.

2.2.5.6 Geotectnica

El evento tectnico ms importante es el emplazamiento del Batolito Costero ocurridodurante el Terciario Inferior. Otros eventos geolgicos importantes son las fasestectnicas, denominadas del ms reciente al ms antiguo como Quechua, Incaica,Peruana y Subhercinica, que originaron deformaciones y levantamientos de los Andes.

El accidente tectnico activo y ms importante es la zona de subduccin, que haoriginado sismos catastrficos.

2.2.6 Caractersticas Ingeniero Geolgicas

La evaluacin Ingeniero Geolgica de las quebradas del cruce del Canal Irchim son detalladosa continuacin.

QUEBRADA KM. 0 + 650

A) Geologa Local

El marco geolgico existente en esta zona esta representado por rocas volcnicas deltipo andesita, rocas intrusivas del tipo granodiorita y depsitos cuaternarios del tipoaluvial, coluvial y aluvional.

La rocas intrusivas se presentan en forma de pequeos apfisis con un elevado grado demeteorizacin y fracturamiento que ha dado origen a la descomposicin superficial de laroca.


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Las rocas volcnicas se exponen en la parte alta de la quebrada en forma pseudo estratificada con coloraciones pardo rojizas a azuladas. El grado de meteorizacin deestas rocas es elevado y el fracturamiento moderado.

El depsito aluvial esta constituido por mezclas caticas de gravas, guijarros, cantos y

bloques dentro de una matriz areno limosa. Este depsito se expone en la margenizquierda del ro Santa, constituye el vestigio de la ocurrencia de un gran cuentogeodinmico aluvial ocurrido en pocas pasadas.

El depsito aluvial que constituye el lecho de la quebrada esta constituido por gravasarenosas y presencia de cantos y bloques de hasta 0.60 m de dimetro distribuidoscaticamente a lo ancho de esta quebrada.

B) Geodinmica Externa

Por la presencia de crcavas de erosin y grandes masas de materiales heterometricos

existentes en el lecho decta quebrada se determina que en esta zona se han originadoavalanchas de regular magnitud producidos en perodos extraordinarios por la cada depersistentes lluvias que afectaron la estructura del canal Irchim y obstruyeron lacarretera Santa Huallanca.

En tal sentido es necesario ejecutar obras de proteccin que permitan controlar elingreso de slidos y hacia el canal Irchim, recomendndose ejecutar diques transversalesa la quebrada debidamente compactados y enrocado hacia su talud de encuentro con lalnea de mxima pendiente de esta quebrada.


A) Geologa Local

Esta quebrada se encuentra comprendida dentro de rocas volcnicas del tipo andesita ydepsitos cuaternarios del tipo aluvial y aluvional.

Las rocas volcnicas se encuentran facetadas por varios sistemas de fracturamiento ypresentan un elevado grado de intemperismo que han originado y formacin de suelosresiduales.

El depsito aluvional, vestigio de un antiguo aluvin que paso por esta zona se observa enel lmite de la carretera y los afloramientos rocosos as como en la parte baja del canalIrchim cuya estructura se encuentra cimentada en este tipo de depsitos.

El depsito aluvial est constituido por gravas y arenas de granulometra variable, seaprecia la presencia de bloques sub angulares de rocas andesitas de hasta 1 m dedimetro. La quebrada se ampla y se aprecia activacin resiente.

B) Geodinamica Externa

De los vestigios que se observan en esta zona se puede determinar que por esta

quebrada han ocurrido avalanchas de magnitud regular que ha originado el transporte degrandes masas de materiales desde la parte alta del lecho de esta quebrada y su


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depositacin en su parte diyectiva. Es notoria la presencia de marcadas crcavas deerosin con profundidades de ms de una metro lo cual demuestra que la erosin esfuerte en esta zona; por otro lado los bloques grandes de rocas que errticamente seencuentran en el lecho de esta quebrada demuestran que se han producido eventos deregular magnitud en esta zona, siendo necesario en consecuencia ejecutar las respectivas

obras de proteccin que permitan proteger tanto al Canal Irchim como la carreteraSanta Huallanca. Una de las soluciones a contemplarse podra consistir en laconstruccin de diques conformados con material propio debidamente compactado yenrocado hacia su talud de encuentro con la direccin de la avenida de las avalanchas.Estos diques debern ser ejecutados en sentido transversal a la direccin de laquebrada.

QUEBRADA KM 1+649

A) Geologa Local

Geolgicamente el rea est enmarcada por rocas volcnicas del tipo andesita dispuestasen montos con seudoestratificacin, estas rocas presentan intensos fracturamiento y unelevado grado de intemperismo.

Las otras unidades litolgicas que existen en esta zona lo constituyen los depsitosaluviales, coluvio aluviales y aluvionales. El depsito aluvional se ubica en la parte bajade los cerros en lmite y corte con la carretera Santa Huallanca y parte baja del canalIrchim conformado por una mezcla catica de gravas, gijarros y bloques dentro de unamatriz areno limosa. El depsito aluvial que interesa a la quebrada esta conformado porgravas y arenas en estado moderadamente denso.


El principal agente geodinmico que ocurre en esta zona est relacionado a la ocurrenciade avalanchas de agua y lodo que ocurren en perodos extraordinarios como los delFenmeno El Nio.

Existe un desnivel de aproximadamente 2 m entre el lecho de la quebrada y la rasante dela carretera Santa Huallanca, que puede ser aprovechados como zona de acumulacin deslidos que puedan ser transportados desde la parte alta de esta quebrada en perodos

extraordinarios, para los cuales es importante realizar su adaptacin ingenieril comoobra de proteccin de la carretera Santa Huallanca y del canal Irchim.


A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarrolla esta quebrada esta constituido por rocasvolcnicas del tipo andesita y depsitos cuaternarios del tipo aluvial, coluvial aluvial yaluvional.

Las rocas volcnicas se encuentran con un elevado grado de meteorizacin yfracturamiento lo cual ha originado la descomposicin de la roca en fragmentos pequeos


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de roca suelta y suelo residual los mismos que paulatinamente como consecuencia de losprocesos de degradacin se van acumulando en la parte baja de los cerros.

El depsito aluvial se encuentra ubicado en la margen izquierda del ro Santa ycorresponde a un depsito antiguo de un aluvin ocurrido en la parte alta de la cuenca del

ro Santa que logr desplazarse hasta las inmediacin de Vnzos y El Castillo.

Los materiales de este aluvin estn constituidos por mezclas caticas de gravas ,guijarros, cantos y bloques dentro de una matriz areno limosa y areno arcillosa. Lapotencia de estos materiales sobrepasan los 3 m y se exponen tanto en el corte de lacarretera como en el trazo del Canal Irchim donde constituyen el terreno de fundacinde dicha estructura.

El depsito aluvial se encuentra conformado por mezclas de grava y arena con asoladosbloques y guijarros. Este depsito superficialmente se encuentra suelto y seco.

B) Geodinmica Interna

De la inspeccin de campo se puede determinar que en esta zona el principal agentegeodinmico se asocia a la ocurrencia de lluvias espordicas que originan la acumulacinde agua a lo largo del cauce de la quebrada y su desplazamiento hacia la parte baja.Debido a la poca amplitud y profundidad de esta quebrada se puede concluir que losfenmenos geodinmicos asociados a avalanchas que pueden originarse en esta zona nosern de gran consideracin, sin embargo como medida externa de seguridad serecomienda ejecutar diques transversales a la direccin de la corriente que acten comoaliviaderos de los materiales de transporte.

QUEBRADA KM. 2 + 062.80

A) Geologa Local

Localmente esta quebrada se encuentra limitada por rocas de origen volcnico del tipoandesita que han sido depositados en esta zona en forma seudoestratificada. Estas rocasexternamente exponen un elevado grado de meteorizacin y fracturamiento.

El depsito aluvial de origen cuaternario que corresponde al hecho actual de la quebradaest constituido por materiales areno gravosas y bloques sueltos.


De las evidencias existentes en esta zona podemos determinar que el principal agentegeodinmico que suele ocurrir es bsicamente por la ocurrencia de persistentes lluvias enperodos climatolgicas disturbados donde se generan el transporte de flujos de agua ylodo en cantidades pequeas por el lecho de esta quebrada. No existen indicios detransporte de grandes masas de lodos a lo largo de esta quebrada, sin embargo comomedida de proteccin del canal Irchim y colateralmente de la carretera Santa Huallanca se recomienda la ejecucin de obras de contensin de los flujos de agua y lodoque puedan discurrir en pocas futuras a travs de esta quebrada. Estos diques de

defensa podrn ser construidos por material propio de la zona debidamente compactadoy anclado en ambas mrgenes de la quebrada.


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A) Geologa Local

En el marco geolgico local donde se ubica esta quebrada lo constituyen las unidadeslitolgicas de rocas andesticas y los depsitos cuaternareos del tipo aluvial y coluvio aluvial.

Las rocas volcnicas presentan un gran elevado grado de meteorizacin y fracturamientoobservndose la presencia de varios familias principales de diaclasas y sistemassecundarios de fracturamiento. El elevado grado de meteorizacin a originado que lasrocas se desintegran produciendo la formacin de suelos residuales.

El depsito aluvial esta conformado por materiales arenosos, con presencia de bloques ycantos subangulosos.

Lateralmente hacia la parte baja de los cerros en lmite con la carretera Santa Huallanca se observa la presencia de antiguos depsitos aluviales.

En la parte media de esta quebrada se observa la presencia de depsitos antrpicosformados como resultado de la conformacin de la antigua carretera Santa Huallancacuyos vestigios aun persisten borrosamente en la zona.


El agente geodinmico externo que suele presentarse en esta quebrada esta asociada a laocurrencia de pequeas avalanchas que se registran en perodos extraordinario por laactivacin de la corriente del fenmeno El Nio.

Se recomienda construir una obra de proteccin en esta zona con ubicacin aguas arribadel muro de piedra que existe en medio cauce de esta quebrada.


A) Geologa Local

Las unidades geolgicas determinadas en esta zona corresponden a los afloramientosrocosos de origen volcnico y a los depsitos cuaternarios del tipo aluvial, coluvio aluvial

y antrpico.

Los afloramientos rocosos corresponden a rocas andesticas del grupo lasina, que seencuentran bisectadas por varios sistemas de fracturamiento, estos cerros en superficiese encuentran con un alto halo de meteorizacin que a devenido en la formacin de suelosresiduales.

Los depsitos aluviales estn constituidas por acumulaciones de grava y arena en estado

moderadamente denso y seco. En superficie se observa la presencia de bloques subangulares de hasta 30 cm de dimetro.


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El principal rasgo geodinmico existente en esta zona se asocia a la ocurrencia depequeas avalanchas que ocurren en perodos extraordinarias.

Hacia las partes laterales de la quebrada se observa la presencia de crcavas de erosinque indican la ocurrencia de fenmenos erosivos, una de las soluciones de proteccin deeste sector puede ser la construccin de diques de defensa construidostransversalmente a la direccin de la quebrada con material propio debidamentecompactado en capas sucesivas de 0.20 m de espesor.


A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarrolla esta quebrada esta costituda por rocasvolcnicas del tipo andesitas del grupo Casma que se encuentran externamente con unalto grado de meteorizacin y fracturamiento producto de la tectnica ocurrida duranteel tercero inferior. Estos afloramientos rocosos se encuentran afectados por un sistemaprincipal de fracturamiento que sigue una orientacin NE-SW y sistemas secundarios defracturamiento. La falta de los cerros se encuentran cubiertas por materiales detrticasheteromtricos.

El depsito aluvial donde se desarrolla la quebrada esta constituido por materiales areno gravoso y presencia suelta de bloques angulosa y sub angulosa de hasta 40 cm dedimetro que han sido desprendidos desde las partes altas de los cerros y transportadoshasta esta zona a travs del tiempo geolgico, por eventos geodinmicos ocurridos enesta zona.


De los registros histricos de esta parte del valle y de los indicios presentes en estazona se puede determinar que han ocurrido eventos de gran magnitud como huaycos yaluviones que han transitado por el cauce antiguo del ro Santa. La exposicin de losmateriales de arrastre de estos grandes eventos geodinmicos se aprecian en el rea de

cimentacin del canal Irchim y de la carretera Santa Huallanca que limitan hacia lamargen izquierda con el ro Santa.

De la evaluacin propiamente efectuada de la quebrada del km: 3+940 se puededeterminar que el principal agente geodinmico presente en esta zona est asociada a laocurrencia de avalanchas de agua y lodo, como consecuencia de la cada de lluviaspersistentes en perodos extraordinarios.

Por los antecendentes que se conoce de esta zona, prcticamente esta quebrada semantiene seca durante la mayor parte de su vida, sin embargo cuando ocurren fenmenosde gran magnitud como el fenmeno El Nio puede activarse originando el desplazamiento

de agua y lodo desde las partes altas hacia las partes bajas de su cauce, siendo enconsecuencia, importante ejecutar obras de defensa que permita en el futuro controlar


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la descarga de lquidos y slidos que podran poner en peligro de erosin al canal Irchim yobstruccin del transito de la carretera Santa Huallanca.

La solucin propuesta podra consistir en la construccin de un dique de cierre conmaterial propio debidamente compactado y enrocado hacia su talud externo de

encuentro con el flujo de la quebrada que deber estar ubicado tcnicamente en sentidotransversal a la direccin de la quebrada.


C) Geologa Local

Esta quebrada se encuentra limitada lateralmente por afloramientos rocosos de origenvolcnico del tipo andesita expuesto en forma pseudo estratificada y facetados porvarios sistemas de fracturamiento. Externamente la roca se presenta con un elevadogrado de meteorizacin, observndose en la falda de los cerros la acumulacin de

detritos producto de la descomposicin de la roca madre.

El lecho de la quebrada en su parte prxima al borde del canal (margen izquierda) seencuentra cubierta por un material aluvional que presenta una altura superior a los 3.5 mcon respecto al borde superior del canal, lo cual se infiere por la pendiente vertical quepresenta que parte de este material ingreso al Canal Irchim colmatando y afectando suestructura. Este material aluvional esta conformado por una masa catica de gravas,guijarros y bloques dentro de una matriz arenosa limosa y/o areno limosa - arcillosa.

D) Geodinmica Externa

Por la presencia de los materiales existentes en el lecho de la quebrada se determina queen esta zona han ocurrido avalanchas que han transportado masas considerables deslidos que han sido depositados prximos al borde del canal Irchim. Se infiereconservadoramente que de ocurrir un evento similar al Fenmeno El Nio 1,997-98 omayor, estos materiales pueden ser empujados e introducidos a la caja del canaloriginndose su colmatacin en tal sentido es importante considerar la eliminacin deestos materiales y la construccin de un dique transversal a la orientacin de la quebradaaguas arriba de su proximidad a la caja del canal.


A) Geologa Local

El marco geolgico local esta constituido por rocas andesitas de origen volcnico queexponen en superficie un elevado grado de meteorizacin y fracturamientopresentndose la roca altamente alterada y disturbada en su estructura masiva. Hacia laparte alta de los cerros se aprecia la disposicin de estas rocas en forma depseudoestratos con coloraciones pardo rojizas a azulada.

El depsito aluvial que representa el lecho de la quebrada esta conformado por arenas ygravas angulosas con aislados bloques de hasta 30 cm de dimetro.


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El principal agente geodinmico externo que se presenta en la zona se asocia a losperodos de mximas avenidas que suelen ocurrir en la zona como consecuencia de lapresencia del Fenmeno El Nio en donde se originan la cada de lluvias que al

concentrarse en el lecho de la quebrada discurren a travs del cauce de la quebradatransportando en su viaje materiales sueltos que llegan a concentrarse en el bordelateral izquierdo del canal Irchim donde existe un desnivel del orden de 2 m entre ellecho de la quebrada y el borde superior del canal.

Se recomienda reforzar el relleno estructural del muro lateral izquierdo del canal yproyectar obras de retencin de slidos en la parte media del cauce de la quebrada.


A) Geologa Local

Geolgicamente esta quebrada se encuentra limitada por afloramientos rocosos deorigen volcnico del tipo andesita, los cuales se encuentran superficialmente con unelevado grado de meteorizacin y fracturamiento.

La quebrada es angosta y su cauce presenta materiales areno gravosos degranulometra variable con locales bloques angulosos de rocas volcnicas.


El factor geodinmico imperante en esta zona se asocia a la ocurrencia de avalanchas enpocas de lluvias extraordinarias.De la inspeccin de campo se ha podido determinar que el transporte de flujos de agua ylodo a travs de esta quebrada ha sido mnimo a travs del tiempo geolgico debido a laestrecha cuenca de recepcin que tiene la quebrada, sin embargo como medida extremade seguridad del canal Irchim se recomienda la construccin de un dique transversal a lalnea de mxima pendiente de la quebrada que permita retener los slidos que en caso deeventos naturales extremos se puedan experimentar en esta zona.


A) Geologa Local

El afloramiento rocosos existente en esta zona esta conformado por rocas andesitas delgrupo Casma con un elevado grado de meteorizacin y moderado fracturamiento. Laquebrada esta labrada en este tipo de rocas y en su cuenca se aprecia poca existencia demateriales areno gravosas.

Hacia la falta de los cerros se encuentra depositas que han sido degradados de la rocamadre por los efectos del intemperismo, sin embargo estos depsitos dentro del

contexto geolgico no alcanzan mayor representatividad.


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El agente geodinmico activo en esta zona lo constituye el deslizamiento de flujos deagua que discurren en los diferentes pequeos cursos de escorrenta de los cerros y seconcentran en la quebrada principal en pocas de lluvias extraordinarias. De la

observacin efectuada a esta zona se puede determinar que el transporte de slidos esmnimo, primando sobre este el discurrimiento de aguas pluviales que llegan a acumularseprximos al borde lateral izquierdo del canal Irchim donde presenta un depsito enforma de vaso con un desnivel de aproximadamente 1.5 m con respecto al borde superiordel canal. Es necesario ampliar el relleno estructural del muro lateral izquierdo del canalcon material debidamente compactado a fin de asegurar una mayor estabilidad delmismo.


A) Geologa Local

El marco geolgico de esta quebrada se desarrolla principalmente en rocas volcnicas deltipo andesita y depsitos aluviales de origen cuaternario.

Las rocas andesitas se encuentran altamente meteorizadas y facetadas por variossistemas de fracturamiento.

El depsito aluvial esta constituido por mezclas de grava y arena con presencia debloques de hasta 0.50 m de dimetro. Se aprecia una distribucin catica de estosmateriales producto del arrastre sufrido por las corrientes de agua.


Se aprecia en esta zona actividad dinmica reciente que ha originado el desplazamientode masas de agua y lodo desde las partes altas de los cerros hasta el borde lateralizquierdo del canal Irchim comprometiendo la seguridad del mismo.

El principal agente geodinmico externo que se presenta en esta zona lo constituyen lasavalanchas de agua y lodo que suele ocurrir como resultado de la cada de persistentelluvias que llegan a concentrase en el lecho de la quebrada y desplazarse agua abajo

aprovechando la pendiente de la misma con el sub siguiente transporte de materiales queencuentran a su paso, constituyndose en un peligro de ruptura y colmatacin de la cajadel canal, por lo cual es importante que se ejecute en esta zona obras que protegen alcanal de este tipo de fenmenos naturales.


C) Geologa Local

Geolgicamente esta quebrada se encuentra demarcada por los afloramientos rocosos

del tipo andesita que presentan externamente un fuerte grado de meteorizacin que hadado origen a la formacin de detritus y suelos residuales. Hacia las partes bajas de los


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cerros se aprecia la formacin de los depsitos coluviales con contenido de gravas subredondeadas y bloques de hasta 40 cm de dimetro.

As mismo en la ladera de los cerros se aprecia la presencia de mantos de arena elicaque han sido depositados en periodos rtmicos por la accin del viento.

El depsito aluvial que conforma la quebrada presenta un ancho mayor a los 200m. y estconstituido principalmente por arenas de grano grueso a fino con porcentajes de gravashasta en un 25%. El depsito es seco y est bisectado por carcavas de erosin ypequeos paleocanales por donde discurren los flujos de agua en pocas de avenidas. Lapotencia del depsito aluvial se infiere superior a los 5m. de profundidad.

D) Geodinmica Externa

Los principales procesos geodinmicos activos en esta zona estn vinculados a la dinmicafluvial de la quebrada que determina la mayor o menor incidencia de los procesos de

erosin y sedimentacin de los materiales granulares del cruce de la quebrada.

Esta accin fluvial de la quebrada se ve activada nicamente en los periodos de mximasavenidas como las que ocurren en cada fenmeno del nio, permaneciendo secas en lamayor parte de su vida.

El mayor aporte fluvial; ocurre en la parte alta de los cerros que se encuentran en lacabecera de las quebradas, a partir del cual se inicia el movimiento de los flujos de aguapluviales con transporte de sedimentos livianos que se ramifican a travs de los canalesde desage existentes en todo lo ancho de la quebrada logrando alcanzar las paredeslaterales del Canal Irchim con el subsiguiente peligro de ruptura del mismo.

La solucin tcnica que se proponga deber comprender el tratamiento de la quebrada entodo su ancho para lo cual debern disearse estructuras apropiadas como diques deencabezamiento y obras de cruce como canoas para la evacuacin de los flujos de agua ylodo.

QUEBRADA KM. 21+500

A) Geologa Local

Esta quebrada se encuentra limitada por afloramientos rocosos de origen volcnico quealcanzan alturas hasta 350 m.s.n.m.

La ladera de los cerros se encuentra cubierta por grandes mantos de arena elica ydepsitos detriticos que forman pequeos conos deyectivos al pie de las quebradasafluentes.

El depsito aluvial que constituye la quebrada principal se encuentra conformadaprincipalmente por arenas gravosas de color beige claro en estado semicompacto con

presencia de aislados bloques de guijarros y cantos.


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B) Geodinmica externa

El principal fenmeno geodinmico que se observa en esta zona esta asociado aldesplazamiento de masas de lodo como consecuencia de la ocurrencia de fenmenosextraordinarios como los que suele ocurrir por la presencia del fenmeno del nio, en el

cual se origina la cada de lluvias que alcanzan a discurrir a travs de todos las pequeasquebradas afluentes concentrndose finalmente en la quebrada principal que se encargade evacuarlo hacia la parte baja de su cuenca.

Es notoria la presencia de crcavas de erosin hacia las partes laterales de la quebradalo cual indica la ocurrencia de fenmenos de erosin, en tal sentido la solucin tcnica deproteccin del canal puede ser mediante la construccin de diques transversales a lalnea de escorrenta de la quebrada, complementariamente canales de desage y entregaal Canal Irchim.

QUEBRADA KM. 21+900

A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarrolla esta quebrada est constituido por rocasandesiticas de origen volcnico y depsitos cuaternarios del tipo aluvial, elico y coluvial.

Las rocas volcnicas se encuentran externamente con un alto grado de meteorizacin yfracturamiento lo cual ha originado la formacin de detritos y suelos residuales.

Los depsitos elicos se encuentran conformados por mantos de arena que cubren lassuperficies intermedias y bajas de la falda de los cerros.

Los depsitos coluviales estn constituidos por mezclas heterogneas de gravas y arenasen estado suelto.

El depsito aluvial que constituye el lecho actual de la quebrada est conformado porarenas gravosas superficialmente sueltas en estado seco.


El principal agente geodinmico que ocurre en esta zona est asociado al movimiento deflujos de agua y lodo que se originan nicamente en periodos extraordinarios por lapresencia del Fenmeno del Nio.

La quebrada es angosta y de poca pendiente recomendndose ejecutar como medida deproteccin del Canal Irchim diques transversales a la lnea de escorrenta de laquebrada. El material para su construccin puede ser obtenido de los conos diyectivos delas quebradas afluentes.


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QUEBRADA KM. 22+075

A) Geologa Local

Geolgicamente esta quebrada se desarrolla en un ambiente geolgico conformado por

rocas volcnicas de origen volcnico del tipo andestico, depsitos cuaternarios aluviales,coluviales y elicos.

Las rocas volcnicas se encuentran con un alto grado de meteorizacin y fracturamientooriginndose como consecuencia de estos procesos la formacin de detritos y suelosresiduales.

Los depsitos cuaternarios del tipo elico se encuentran conformados por arenassueltas de granulometria variable. El depsito aluvial esta constituido por arenas degrano grueso a fino con presencia de fragmentos angulosos de gravas andesticas,localmente se aprecia guijarros y cantos angulosos a sub angulosos.

B) Gedinamica Externa

De la evaluacin de campo efectuada se puede determinar que el principal agentegeodinmico externo que ocurre en esta quebrada se asocia a eventos naturales comolos que suelen ocurrir por la presencia de los cambios climatolgicos bruscos que originala corriente del Nio, en la cual estas quebradas que en la mayor parte de su vidapermanecen secas se activan y originan el desplazamiento de flujos de agua y lodo atravs de su lecho.El lecho de esta quebrada es angosto, sin embargo presenta un desnivel de ms de 2 m,con respecto al borde superior del canal. La solucin de proteccin del canal puede sermediante la construccin de diques transversales o en su defecto evaluar la posibilidadde la construccin de una alcantarilla con sus respectivos diques de encauzamiento.

QUEBRADA KM. 22+375

A) Geologa Local

Esta quebrada se ubica entre dos tneles y el tipo litolgico que presenta lo conformanlas rocas volcnicas del tipo andesita con fuerte grado de meteorizacin yfracturamiento. Es notorio la presencia de mantos de arena que se encuentran

cubriendo la falta de los cerros, por otro lado el depsito aluvial que conforma laquebrada se encuentra cubierto por arenas de grano grueso a fino y gravas angulosas.


No se aprecia la presencia de crcavas de erosin, sin embargo la propia configuracinde la quebrada indica que en algn tiempo geolgico discurrieron por esta zonavolmenes de agua y lodo que asociados a la tectnica del valle originaron la formacinde esta quebrada. La seccin del canal en esta zona es rectangular pudiendo adoptarcomo medida de su proteccin la construccin de diques transversales a la quebradaubicados en la parte media de su canal de desage.


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QUEBRADA KM. 22+675

A) Geologa Local

El ambiente geolgico donde se desarrolla esta quebrada esta conformado por rocasvolcnicas del cretceo del tipo andesita y depsitos cuaterniarios, aluvial, elico ycolovial.Las rocas volcnicas presentan externamente un elevado grado de meteorizacin yfracturamiento en diferentes direcciones producto de lo cual se han producido laformacin de suelos residuales y fragmentos sueltos de roca que se exponen en lasladeras de los cerros.

El depsito aluvial esta constituido por arenas gravosas de color beige claro en estadoseco y suelto. Hacia la falta de los cerros se aprecian mantos de arena elica con aisladasgravas angulosas.


El agente geodinmico externo en esta zona se presenta nicamente en perodosextraordinarios de cambios climatolgicos, experimentndose la cada de lluvias sobre lafalta de los cerros que tienden a concentrarse en los pequeos canales alimentadores dela quebrada principal y discurrir hacia la parte baja de la quebrada.

Un aspecto importante en esta zona es la naturaleza arenosa de la quebrada lo cualorigina que la mayor parte del agua de escurrimiento superficial se pierda porinfiltracin y no alcance mayor significado, sin embargo es importante como medidaextrema de seguridad adoptar obras de proteccin apropiadas en esta zona como medidaextrema de seguridad del canal Irchim.

QUEBRADA KM. 23+250

A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarrolla esta quebrada lo constituye los afloramientos

rocosos de origen volcnico representado por rocas andesitas y los depsitoscuaternarios de origen aluvial, coluvial y elico.

Las rocas volcnicas se encuentran facetadas por ms de tres sistemas defracturamiento, experimentando externamente un elevado grado de meteorizacin queha originado la descomposicin de la roca y la formacin de suelos residuales.

El depsito cuaternario ms importante lo constituye el depsito aluvial referenciado enel rea como quebradas aluviales. Este depsito aluvial se encuentra constituido porarenas gravosas de color beige claro con aislados bloques de rocas angulosas.


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Al igual que en las quebradas anteriores el principal agente geodinmico externo loconstituyen los flujos de agua y lodo que ocurren en perodos extraordinarios por lapresencia de la corriente del Fenmeno El Nio.

El transporte de sedimentos en esta zona ha estado controlado por la magnitud delfenmeno, lo cual de acuerdo al tipo de material depositado en el lecho de la quebrada noha sido de gran consideracin, sin embargo es importante adoptar las respectivasmedidas de seguridad y proteccin del canal ante cualquier eventualidad que puedesuscitarse por un cambio climatolgico ms fuerte que el ocurrido en los aos 1,997 98.

QUEBRADA KM. 23+725

A) Geologa Local

Las rocas volcnicas constituyen el basamento rocoso y limitan lateralmente a laquebrada. Estas rocas son del tipo andesita con textura afanitica y patinas de colorverde negruzco. Externamente presentan un elevado grado de meteorizacin y un fuertefracturamiento presentndose en la mayor parte del afloramiento hasta tres sistemasprincipales de familias de fracturas que bisectan al cerro en diferentes direcciones.El depsito aluvial esta constituido por suelos arenosos con presencia de gravas subangulosos a angulosas en estado semi compacto.

B) Geologa Externa

El principal agente geodinmico que ocurre en esta zona lo constituye el desplazamientode flujos de agua y lodo que originan la erosin en la parte superior del lecho de laquebrada y la colmatacin de slidos en la parte intermedia de la quebrada tal como seaprecia en el borde del canal en el cual los sedimentos de arena han alcanzado alturassuperiores al borde del canal, recomendndose proyectar obras de proteccin queimpidan el ingreso de sedimentos hacia la estructura del canal. La solucin recomendadapuede ser mediante la construccin de diques transversales a la direccin del flujo de laquebrada.

QUEBRADA KM. 25+000

A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarroll esta quebrada esta conformado por rocasgneas del tipo diorita que se encuentran un el elevado grado de meteorizacin lo cual haoriginado el descascaramento y craquelamiento de la roca, por otro lado el intensofracturamiento ha originado la formacin de bloques de roca suelta en formaparalelepipeda que se encuentran dispuestos en la falta de los cerros.

El depsito aluvial esta constituido por gravas arenosas en estado seco, con presencia de

bloques y cantos sub redondeados. Es notoria la presencia de cobertura elica hacia lafalta de los cerros y detritos subangulares.


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El principal agente geodinmico lo constituyen las lluvias pluviales que se originan en estazona nicamente en perodos extraordinarios, permaneciendo la quebrada en la mayor

parte de su vida en estado seco. Se aprecia en la parte superior de la quebrada lapresencia de crcavas de erosin que han originado canales de descarga para laevacuacin de los flujos de agua y lodo.

Existe un desnivel del lecho de la quebrada con respecto al borde superior del canal. Porel tipo de material que se encuentra prximo al canal se puede determinar que lacapacidad de transporte de slidos de la quebrada no es de consideracin sin embargo esimportante adoptar medidas de proteccin de las estructuras del canal toda vez queactualmente el talud lateral izquierdo del canal trabaja como muro de contencin de losslidos y lquidos que se desplazan en perodos de avenidas extraordinarias.

QUEBRADA KM. 25+750

A) Geologa Local

Esta quebrada se encuentra limitada por afloramientos rocosos de origen gneo del tipogranodiortice que presentan un elevado grado de meteorizacin y fracturamientomoderado.

El depsito aluvial que interesa al estudio esta conformado por arenas gravosas conerrticos bloques y cantos sub redondeados.

El depsito aluvial es potente y la cobertura de suelo residual se encuentra prximo alborde del canal.

Los afloramientos rocosos hacia la partes medias y bajas en lmite con el canal Irchimpresentan cobertura de suelo residual con bloques angulosos y cantos.


El fenmeno geodinmico externo ms representativo en esta zona esta asociada a la

ocurrencia de lluvias estraordinarias que producen la degradacin de los cerros, eltransporte de slidos, la erosin de cauces con la formacin de crcavas y lasedimentacin de slidos con las subsiguientes implicancias negativas contra el canalIrchim.

De la inspeccin de campo se puede determinar claramente que estas pequeasquebradas han sido activas en el ltimo Fenmeno El Nio, prueba de ello es la existenciade crcavas de erosin y material de arrastre que alcanz ingresar al canal Irchim. Lasolucin tcnica que se adopte deber comprender el control de las tres pequeasquebradas que concentran su cauce hacia el borde del canal.


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QUEBRADA KM. 26+025

A) Geologa Local

El escenario geolgico donde se desarrolla esta quebrada esta comprendido por rocas

gneas del tipo granodiortico con un elevado grado de meteorizacin en superficie yfracturamiento moderado, presentando disyuncin esferoidal que ha originado laformacin de bloques sueltos de roca de hasta 1 m de dimetro. Complementa elescenario geolgico el depsito aluvial constituido por sedimentos areno gravosos quehan sido transportados desde las partes altas de los cerros y depositadossecuencialmente a travs del tiempo geolgico en bancos aluviales internamente densos ysueltos en superficie.


Esta pequea quebrada se activo en el ltimo Fenmeno de El Nio, alcanzando los flujos

de lodo que por ella discurrieron alcanzar la estructura del canal, en tal sentido esimportante proteger la estructura del canal ante cualquier otro fenmeno dinmico. Porel tamao de la quebrada y por el volumen de flujos de transporte que ha experimentadoltimamente la solucin tcnica podra comprender la construccin de diques en sentidotransversal a la corriente de flujo de la quebrada.

QUEBRADA KM. 26+500

A) Geologa Local

Geolgicamente el basamento rocoso y los lmites laterales de esta quebrada estnconstituido por rocas gneas del tipo granodiorita perteneciente al batolito costanero.Las rocas se exponen externamente con un elevado grado de meteorizacin y moderadofracturamiento. Es notoria la formacin de suelos residuales producto del fuerteintemperismo que ha sufrido la roca en esta parte del valle.

El lecho de la quebrada que constituye el depsito aluvial esta conformado por mezclasde arena y grava con aislados bloques angulosos. El depsito se encuentramoderadamente denso y en estado seco.


El principal agente geodinmico que se observa en esta zona se asocia a la avenida deavalanchas como consecuencia de la cada de lluvias en pocas extraordinarias como lasque ocurre por la presencia de la corriente del Fenmeno El Nio. La naturaleza de sulecho areno gravoso permite que los flujos de agua que discurren por esta quebrada sepierdan fcilmente por infiltracin, sin embargo de ocurrir eventos mayores puederegistrarse fcilmente en esta rea el transporte de flujos de lodo lo cual podracomprometer la seguridad del Canal Irchim en este tramo de su longitud, en tal sentidotomando en consideracin el desnivel marcando que existe entre el lecho de la quebrada

y el borde superior del canal es importante que se ejecute la ampliacin del relleno

estructural del muro lateral izquierdo del canal y se construyan adems en las partes


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medias de las quebradas estructuras de estabilizacin del transporte de slido quepermitan brindar una mayor seguridad de proteccin al Canal Irchim.

QUEBRADA KM. 26+925

A) Geologa Local

Geolgicamente la quebrada se encuentra limitada por rocas volcnicas que presentanuna pseudoestratificacin con un elevado grado de meteorizacin y fracturamiento.Hacia la falta de los cerros se aprecia abundante cobertura residual que ha dado origen ala degradacin del cerro por los fenmenos exgenos antes indicados.

El depsito aluvial que constituye la quebrada esta conformado por mezclas de arena ygrava con locales bloques angulosas que no sobrepasan los 40 cm de dimetro.


En esta quebrada se aprecia remocin de escombros que alcanzaron a sobrepasar elborde del canal con el sub siguiente ingreso de slidos al canal. Se observa en el lecho dela quebrada pequeas carcavas de erosin y acumulacin de materiales de arrastre. Apesar de ser angosta esta quebrada es importante que se ejecutan obras de proteccin yde control del transporte de slidos a fin de evitar su ingreso al canal en perodoslluviosos. La solucin que se adopte puede consistir en diques transversales a la lnea demxima pendiente de la quebrada.

2.2.7 AREAS DE PRESTAMO

Las reas de prstamo para la conformacin de las estructuras de proteccin del canalIrchim lo constituyen las mismas quebradas evaluadas de donde se puede extraer materialesgravosos para la conformacin de diques de proteccin. Por otro lado los bloques de rocapueden ser extrados de los cerros para lo cual se ejecutaron trabajos sistemticos deperforacin y voladura de roca agregados para concreto pueden obtenerse de las canterasactualmente en explotacin para las obras del P.E.CHINECAS, es decir de la cantera SanJuan, La Vbora, Variante II y Cascajal, las cuales presentan agregados con excelentespropiedades fsico mecnicas para su uso en la elaboracin de concretos.


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2.3 HIDROLOGA

Generalidades

En el presente acpite se presenta el clculo de caudales mximos para el diseo de las

estructuras de cruce de los cursos de agua de las quebradas comprendidas entre el Km

0+000 a Km 40+100 del canal IRCHIM

Las cuencas de las quebradas que cruzan el canal IRCHIM del P.E. CHINECAS se encuentran

comprendidas entre las cotas 200 a 300 m.s.n.m.

El clima es rido con nula precipitacin, siendo la media anual de 50 mm, es decir,

insuficiente para producir escorrenta permanente.

Sin embargo, en aos excepcionales de fuerte precipitacin (Fenmeno de El Nio) se

producen descargas concentradas en pocas horas, para las cuales es necesario prever

estructuras de cruce en el canal y/o estructuras que funcionen como vertederos.

La superficie de las cuencas de las quebradas es abrupta y conformada por rocas en la parte

superior y ms o menos plana en la parte adyacente al canal, donde la cobertura de depsitos

aluviales que representa la mayor parte del rea de cada cuenca.

Por esta razn, para los clculos hidrolgicos se ha considerado que las cuencas son de

permeabilidad mediana a alta.

2.3.1 Cuencas Pequeas (Quebradas)

Para los clculos de los caudales mximos en las quebradas que atraviesan el canal se ha

utilizado el mtodo de U.S. Soil Conservation Service.


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2.3.1.1 Descripcin del Mtodo

Consiste en estimar un hidrograma Triangular Unitario Sinttico a partir de las

caractersticas fsicas de la cuenca y un perfil de precipitacin efectiva las cuales

convolucionan para producir un hidrograma compuesto de la avenida. La geometra del

Hidrograma Unitario es mostrada a continuacin:

Donde:R = retardo entre el centro de la precipitacin efectiva y el caudal pico, en horas

D = duracin del incremento unitario de precipitacin efectiva, en horas

Tp = tiempo al pico, en horas

Tb = tiempo base, en horas

Qp = caudal pico del hidrograma unitario para duracin D.

Adems, existen las siguientes relaciones:

D = 0.4*R

Tp = R + (D/2) = 3*D

Tb = 2.67*Tp


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Qp = 0.208*ROi*A / Tp

R = L 0.8 *(S + 1) 1.67 / (13.9*I 0.5 )

S = (1000 / CN) - 10

Donde:

ROi = es el incremento de escorrenta entre perodos sucesivos.

A = rea de la cuenca en Km2

L = longitud del curso principal, en Km

I = pendiente del curso principal, en %

S = mxima retencin potencial, en pulgadas

CN = es el nmero de curva tpica a partir de curvas elaboradas por el U.S.-SCS o por

calibracin

En general, el caudal pico calculado por el Mtodo SCS corresponde al perodo de retorno de

la precipitacin utilizada para su aplicacin.

De esta manera pueden calcularse avenidas para diferentes perodos de retorno.

La precipitacin utilizada en el Mtodo es aquella con duracin de 24 horas, dato obtenible

con un simple pluvimetro. Se consideran dos tipos de perfil de dicha precipitacin,

mostradas en la figura que se adjunta, la del Tipo I corresponde a tormentas convectivas y

del tipo II a tormentas frontales, las cuales son ms intensas y se adaptan mejor a las

condiciones encontradas en el rea de estudio. Para obtener el perfil real de la tormenta en

cualquier punto basta multiplicar la precipitacin total de 24 horas por las ordenadas del

perfil seleccionado.

El Mtodo SCS asume que la escorrenta es producida por la precipitacin efectiva, es decir,

luego descontar las prdidas por la abstraccin inicial Ia y por las prdidas continuas F

durante el resto de la tormenta.


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La escorrenta se inicia cuando la precipitacin excede a Ia, asumindose que Ia = 2.54 K*S,

en mm, siendo K el coeficiente de abstraccin.

La escorrenta acumulada en mm, esta dada por la expresin:

ROi = ( Pi 5.08*S) / ( Pi 20.32*S)

Donde:

Pi = es la precipitacin acumulada hasta el incremento de tiempo i.

El incremento de escorrenta entre el perodo i + 1, i ser entonces:

ROi = ROi+1 - ROi

El caudal de pico del Hidrograma que comienza en el perodo i , ser igual a:

Qpi = ( ROi * 0.208 * A) / Tp

Los puntos intermedios del Hidrograma se obtienen a partir de la geometra del Hidrograma

Triangular, expresado como una proporcin de Qp

Tiempo en unidades de D 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Descarga Q / Qp 0 0.33 0.67 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0


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2.3.1.2 Aplicacin del Mtodo

Para la Aplicacin del Mtodo se calcul previamente la precipitacin mxima de 24 horas,

Para ello se ha seguido el siguiente procedimiento:

- Para cuenca de quebrada se ha determinado su altitud media (A) en la cartografa

disponible a 1/100,00 y con ello se ha estimado la precipitacin anual media anual (P),

segn la regresin P A

- Habindose obtenido la precipitacin anual media (P) se ha estimado la precipitacin

mxima diaria promedio (Pd), segn la regresin P - Pd

- A continuacin se utiliz la curva de crecimiento para la estacin San Jacinto, por

contar con valores ms conservadores.

Cada una de las curvas de crecimiento de dicha figura da el factor o proporcin entre

la precipitacin mxima diaria para cada perodo de retorno Pt y la precipitacin

mxima diaria promedio P, en funcin del perodo de retorno T. Los valores de Pt son

obtenidos de un ajuste de los valores de precipitacin mxima diaria de cada estacin

a la distribucin Gumbel, el cual se efectuado previamente.

Las cuencas han sido reunidas en dos grupos con altitudes medias de 250 a 350 m.s.n.m., para

las cuales se ha calculado la precipitacin para un perodo de retorno de 50 aos, que es la

recurrencia escogida para el diseo de las obras de cruce y de proteccin. A continuacin se

muestran los resultados del clculo de P50 :

Altitud Media

(m.s.n.m)

P

(mm)

Pd

(mm)

P50 / Pd

(mm)

P50

(mm)

250 95 10 3.3 33.0

350 130 12 3.3 40.0


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En vista que las cuencas son pequeas, no se afecto el valor de P 50 por el factor menor de 1

que se recomienda para convertir la lluvia puntual medida en un pluvimetro, en lluvia sobre

una rea grande.

El perfil de lluvia adoptado para aplicar el Mtodo de U.S. SCS es del Tipo II de la figura,

que se adjunta en el Anexo 3 que se ajusta mejor a las condiciones de lluvia en la Costa.

El coeficiente de abstraccin se vari entre 0.20 a 0.25, dependiendo si predominaba la roca

o material arena respectivamente en la superficie de la cuenca. Estos son valores

recomendados por US SCS.

Similarmente, el valor del nmero de curva CN se adopt igual a 82 83, dependiendo si la

superficie de la cuenca era predominantemente arenosa o rocosa. Estos valores son en

realidad ponderaciones de CN en funcin de la proporcin del tipo de suelo y se pueden

considerar conservadores de acuerdo a las tablas del US - SCS

Los parmetros fisiogrficos de rea, longitud y pendiente de cauce principal han sido

obtenidos de la cartografa a escala 1/100,000

El resumen de los resultados del clculo se mostrarn en un formato de Tabla que se adjunta

en el Anexo 3 y el clculo de los Hidrogramas correspondientes para las principales

quebradas se presentan en los Formatos de Tablas que se adjuntan

Para las cuencas pequeas (A


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3.0 DISEO DE ESTRUCTURAS DE PROTECCION EN LAS QUEBRADAS

3.1 CRITERIOS DE DISEO

3.1.1 Anlisis y Seleccin de la Alternativa de Diseo

Por las caractersticas propias de cada una de las quebradas evaluadas, se est planteando el

diseo de varios tipos de estructuras con caractersticas tpicas de tal forma que puedan

cumplir con sus funciones para las que se propone:

Estas alternativas de diseo fueron propuestas teniendo en cuenta la economa de la Obra y

la facilidad constructiva de la misma, para esto se consideraron los materiales de

construccin como agregados para concreto, rocas para los enrocados y material para relleno

que existen en cantidad suficiente en toda el rea de estudio.

Se describen las diferentes obras propuestas en el presente estudio:

3.1.1.1 Enrocado Pesado

Se ha proyectado construir enrocados pesados en las quebradas cuyo cauce presenta este

tipo de material roca, cuyas finalidades ms importantes son: fijar el material de arrastre

del lecho de las quebradas y limitar en el tiempo los grandes volmenes de escorrenta

instantneas, que se dan por las fuertes lluvias.

Los enrocados pesados sern construidos transversalmente a la seccin de la quebrada, y

ubicadas sobre el fondo de las mismas, la seccin ser trapezoidal con talud Z=1 en la cara

expuesta al agua, Z=2 en el cara posterior, ancho de corona superior 1.0 m y altura mnima

1.0 m; as mismo, en la cara posterior se prolongar la lnea del talud Z=2 hasta una

profundidad de 0.60 m, mediante la excavacin de una ua de seccin trapezoidal de ancho

de fondo 0.60 m y talud Z=0.75


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3.1.1.2 Diques de Encauzamiento con enrocados de proteccin

Estas estructuras sern construidas en quebradas grandes y anchas sobre la superficie del

lecho, en el caso de que esta superficie presente un material no aceptable para recibir el

relleno se har una limpieza de espesor de corte, e=0.20 m.

Estas estructuras tienen por objetivo lo siguiente: a) Encauzar una gran seccin de flujo de

agua hacia una seccin ms pequea de manera tal que facilite su evacuacin a travs de una

estructura de cruce sobre el canal y/o hacia el canal y b) proteger al canal cuando se

construyan cercanas a l.

Estas estructuras, constan de un terrapln sobre la superficie del lecho, de seccin

trapezoidal de altura mnima 2.00 m, talud de ambas caras Z=1.5, ancho de corona superior

4.00 m y una ua de seccin trapezoidal excavada en lado de la cara expuesta hacia el agua,

de ancho de fondo 1.20 m, profundidad 1.50 m, talud interno (proyeccin del talud de la cara

expuesta) y talud externo Z=0.75. El talud de la cara expuesta hacia el agua ser protegida

con roca de espesor mnimo 0.60 m y la ua ser rellenada (volqueteada) con roca.

3.1.1.3 Proteccin del Talud Izquierdo del Canal

Estas estructuras tienen por finalidad proteger el talud izquierdo (expuesto hacia la

quebrada) del canal IRCHIM; actualmente en muchos tramos el talud esta protegido con un

simple relleno de tierra y en algunos casos estn erosionados

Estas estructuras de proteccin se construirn bsicamente de mampostera de piedra de

dimetro 0.30 m asentada y emboquillada en concreto sobre a) un piso superior compactado y

pegado a la pestaa del talud izquierdo del canal de 1.00 m de ancho, para que funcione como

vertedero, b) sobre un talud Z=1.5 compactado de altura variable y c) un piso de fondo de

dimensiones variables; los literales ltimos estn indicados en los planos y/o cuadros.


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3.1.1.4 Estructuras de Cruce Sobre Canal IRCHIM

Estas estructuras de cruce sern construidas sobre el canal y tiene por finalidad evacuar el

agua totalmente y consta del cuerpo propiamente dicho de seccin rectangular y de dos

estructuras de transicin, una de entrada y otra de salida de secciones indicadas en los

planos.

Estas estructuras de cruce se construirn bsicamente de concreto armado en la parte

correspondiente al cuerpo que constar de dos vigas y una losa ubicado transversalmente a la

seccin del canal, el mismo que estar apoyado sobre dos columnas fijadas en ambas

mrgenes externas a la seccin del canal. As mismo, las estructuras de entrada y salida

sern construidas de mampostera de piedra de dimetro 0.20 m asentada y emboquillada en

concreto.

3.1.2 Infraestructura Complementaria de algunas quebradas

3.1.2.1 Estructura de paso de agua sobre Carretera Chimbote-Huallanca

La estructura tiene por finalidad proteger la carretera que va hacia Huallanca, debido a que

sta se encuentra ubicada entre la quebrada y el canal IRCHIM; y ser protegida totalmente

en todos los planos que presente, hasta evuacar el agua a travs de una estructura de cruce

sobre el canal y/o hacia el canal

Esta estructura de proteccin ser tipo badn sobre la superficie de rodadura y se

construir bsicamente de roca de dimetro 0.40 m y asentada y emboquillada en concreto

sus dimensiones se presentan en los planos.


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4.0 ANEXOS


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4.1 Criterios de Diseo y Clculos Justificativos de las Obras Propuestas

I Criterios Hidrulicos para Estructuras de Cruce

Para la seccin de la Canoa

Se ha diseado para una seccin rectangular y aplicacin de la frmula de Manning

Q = A * R2/3 * S1/2 / n

Donde :

Q = caudal en (m3/s)

A = rea de la seccin mojada (m2)

S = pendiente en ()

n = rugosidad del concreto

I.1 Clculos Hidrulicos Justificativos para Estructuras de Cruce

Parmetros del Clculo

Caudal (Q)

Ancho de Fondo (B)

Talud (Z=0)

Rugosidad (n)

Pendiente (S)

Caudal

Q

(m3/s)

Ancho

de

Fondo

B

(m)

Rugosidad

n

(m)

Pendiente

S

Altura

De

Agua

Y

(m/m)

Velocidad

V

(m/s)

Area

A

(m2)

Altura

Total de

canal

H

(m)

12.00 4.00 0.014 0.004 0.90 3.30 3.63 1.20II Criterios de Diseo Estructural


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a. Caractersticas de los Materiales

- Concreto Reforzado fc= 210 Kg/cm2

- Fluencia del Acero de Refuerzo fy= 4200 Kg/cm2

b. Cargas Actuantes sobre las Estructuras

- Peso especfico del concreto con armadura (reforzado) c= 2.5 ton/m3

- Peso especfico del agua con sedimentos a= 1.2 ton/m3

- Peso especfico de la tierra del Relleno (Rc), mnimo s= 1.8 ton/m3

c. Coeficientes Ssmicos

- Coeficiente seudoesttico de aceleracin horizontal Ks= 0.20

Calculado a partir de la ecuacin de Coulombio para la presin activa del empuje de

tierras (caso suelos cohesivos):

K= cos2( - ) / [1+sen/cos*(sen( - )]2

Donde: =arctg Ch / (1 Cv), Ch es coef. dinmico ssmico horizontal= 0.20 y Cv es,

coef. dinmico ssmico vertical = 0.30; para = 30 = 14.42

d. Esfuerzos Admisibles

1 Concreto Reforzado

- Esfuerzo Admisible a la Compresin fc= 0.45*fc

- Esfuerzo Admisible al Corte 0.29*fc

- Esfuerzo Admisible a la Traccin 0.42*fc

- Mdulo de Elasticidad del concreto 15000*fc

- Anchos de Agrietamientos permisibles (Lutz-Gergely): 0.20 mm/Z=16000 Kg/cm

2. Acero de Refuerzo


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- Esfuerzo Admisible a la Traccin fs= 0.50*fy

- Esfuerzo Admisible al Corte fs= 0.40*fy

- Mdulo de Elasticidad del acero 2100,000

e. Suelos

1. Capacidad Portante del Suelo

t= 2.0 Kg/cm2

Valor asumido y tendr que ser verificada por el estudio de suelos y confirmada

durante la construccin; paralelamente se recomienda la excavacin de por lo menos

01 calicatas por cada obra de arte y verificar sus horizontes estratigrficos as

como su composicin

2. Coeficiente de Balasto

K= 7.5 Kg/cm3

Es el mdulo de reaccin del suelo en estado natural (coef. de Balasto), es la relacin:

Esfuerzo / Deformacin, el coeficiente ha sido asumido, segn clasificacin del

terreno natural GP (gravas mal graduadas sin contenido de partculas finas), Terzaghi

3. Angulo de Friccin Interna del Relleno (Rc)

= 30

4. Coeficiente de Rozamiento del Suelo-Concreto: f=0.50

Se asume el valor ms bajo, puesto que la obra de arte (canoa) estar ubicada en el eje

central de un cauce de una quebrada y/o crcava, sera entonces el material de base un

conglomerado aluvial con % mayores de piedra medianas ( relleno sin material de

prstamo)

5. Coeficiente de Empuje Activo del terreno (horizontal) :


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Ka=tg2(45 - /2)

Donde: = 30 Ka= 0.333

6. Coeficiente de Rozamiento de Roca-grava-arena

f=0.70

f. Peso Especfico de la Arena

SP /(SP SM), S.U.C.S., ar= 2.60 gr/cm3

Donde:

SP : Arenas mal graduadas, Arenas Gravosas con poco o ningn fino

SM : Arenas Limosas, mezclas mal graduadas de Arena y Limo (Terzaghi/S.U.C.S.)

g. Areas de Acero Mnimo por Flexin

Cuanta = 0.70*fc / fy = 0.70*210 /4200 = 0.0024 ACI 83, = 0.0033; El

rea de acero mnimo por flexin es: As = * b * t ( t 37.5 cm), espesor mnimo

del muro

El rea de acero mnimo por contraccin y temperatura es:

- Area de Acero en ambas cara, una de ellas expuesta al suelo

= 0.0018 y/o 0.0020 Atemp= *b*dt

- Acero en cara expuesta a la intemperie

= 0.0020 y/o 0.0022 Atemp= *b*dt

- Area de acero corresponde a una franja de 1 m de ancho

Atemp = 45000*h/(Fy*(h+100)

Donde:


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b, en el caso de vigas es el ancho de este elemento, (cm)

b, en el caso de losas es el ancho de este elemento y es igual a 100, (cm)

dt, es la altura total del elemento (vigas) y/o espesor en losas, (cm)

Parmetros del Clculo

- Concreto Reforzado fc= 210 Kg/cm2

- Fluencia del Acero de Refuerzo fy= 4200 Kg/cm2

- Esfuerzo Admisible a la Traccin fs= 0.50*fy

- Esfuerzo Admisible a la Compresin fc= 0.45*fc

- Mdulo de Elasticidad del concreto Ec= 15000*fc

- Mdulo de Elasticidad del acero Es= 2100,000

- Peso especfico del concreto con armadura (reforzado) c= 2.5 ton/m3

- Peso especfico del agua con sedimentos a= 1.2 ton/m3

- Capacidad Portante del Suelo t= 2.0 Kg/cm2

Cargas Actuantes

P1 = Peso propio de la viga (carga muerta)

P2 = Peso propio de la losa (carga muerta)

P3 = Peso del agua a seccin llena (carga viva)

Ea = empuje hidrosttico (NAMO)

EQ = empuje de tierra por sismo (coef. seudoesttico ssmico horizontal)

Et = empuje activo de tierra (suelos cohesivos)

Hiptesis de Cargas

Estado Temporal P1 + P2 + P3 + EQ + Et

II.1 Clculos Estructurales Justificativos para Estructuras de Cruce


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Se presenta a continuacin los clculos justificativos de diseo ms importantes: para una

obra de cruce (canoa) y un enrocado pesado

A) Clculos estructurales de la Canoa ubicada en la progresiva Km 1+275 1+300

A.1) Diseo de la Viga

Seccin Transversal de la Canoa


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Peso de Viga (P1)

P1= Dv*Hv*Pcr*Fcga = 0.30*1.50*2500*1.5 = 1688 Kg/m

Donde:

Dv = ancho de viga (m)

Hv = altura total de la viga (m)

Pcr = peso especfico del concreto reforzado (Kg/m3)

Fcga = Factor de carga

Peso de Losa (P2)

P2 = Dl*(B/2)*Pcr*fcga = 0.30*(4/2)*2500*1.5 = 2250 Kg/m

Donde:

Dl = espesor de losa (m)

B = ancho de canoa (m)

Peso del Agua en la Canoa (P3)

P3 = (Hv-Dl)* (B/2)*Pat*fcga= (1.50-0.30)*(4/2)*1200*1.8 = 5184 Kg/m

Donde:

Pat = peso especfico del agua turbia (Kg/m3)

Carga Total (Wu)

Wu = P1 + P2 + P3 = 1688 + 2250 + 5184 = 9122 Kg/m


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Diseo de la Viga por Flexin

Perfil Lateral de la Canoa

Para vigas de gran peralte, Leonhardt indica que para fijar el brazo del par interno

recomienda que la luz entre apoyos de la viga y el peralte total de sta, (L/Hv) debe de ser

igual o mayor que 1, de ser as el brazo del par interno es: z=0.6*Hv

L/Hv = 13.0/1.5 = 8.7 > 1, por consiguiente: z = 0.60*1.5 = 0.90 m

Momento Mximo en el Centro de la Viga (Mu)

Mu = Wu*L2 /8 = 9122*(13) 2 /8 = 192702 Kg-m

Area de acero en la cara inferior de la viga (As)

As = Mu/ (*Fy*z) = 192702/ (0.90*4200*0.90) = 56.64 cm2

Usar 11 1 (2.54 cm), As =55.77 cm2, en tres capas: dos capas de 4 barras cada una y la

ltima superior de 3 barras, la separacin entre capas 4.48 cm y entre barras 2.67 cm,

recubrimiento R1=4 cm y acero vertical de refuerzo 3/4 (1.91 cm)

La distribucin de las barras de acero se ubican entre 0.15 a 0.20*Hv, medida a partir de la

cara inferior de la viga, para nuestro caso tomaremos: h = 0.15*Hv = 0.225 m


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Seccin Transversal de la Viga de la Canoa

Distancia Vertical del centride (X)

X = (7*4.48+4*20.2) / 11 = 10.2 cm

R = 4 + 10.2 = 14.2 cm = 0.142 m

Peralte til y/o altura real (Hreal)

Hreal = Hv R = 1.50 0.142 = 1.358 m

Revisin de Esfuerzos de Aplastamiento en el Apoyo

Factor de Aplastamiento permisible (Faplper)

Faplper = 0.50*fc = 105 Kg/cm2

Fuerza Cortante (Vu)

Vu = Wu*L / 2 = 9122*13 / 2 = 59293 Kg


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Factor de Aplastamiento (Fapl)

Fapl = Vu / Dc*Dv = 59293 / 60*30 = 32.94 Kg/cm2

Donde:

Dc = ancho de la columna (m)

Fapl < Faplper 32.94 < 105 Kg /cm2 O.K !

Revisin por Fuerza Cortante

La seccin crtica por cortante de la viga, medida desde la cara del apoyo est localizada a una

distancia, Z

Z = 0.15*Ln = 0.15*(L Dc) = 0.15*(13.0 0.60) = 1.86 m

La seccin crtica por cortante de la viga, medida desde el centro del apoyo est localizada a

una distancia, Z1

Z1 = Z + Dc / 2 = 1.86 + 0.60 / 2 = 2.16 m

Acciones Internas en la Seccin Crtica

Mu1 = Vu*Z1 (Wu*(Z1)2 ) / 2 = 59293*2.16 (9122*(2.16)2) / 2 = 106793 Kg-m

Vu1 = Vu Wu*Z1 = 59293 9122*2.16 = 39589 Kg

Ver grfico adjunto:


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Diagrama de Momentos y Corte

Relacin de refuerzo por Flexin (P)

P = As / (Dv*Hreal) = 55.77/(30*136) = 0.0137

Refuerzo mnimo en el alma

Como en nuestro caso la fuerza cortante externa es mayor que el valor de Vc, el Reglamento

ACI recomienda colocar refuerzo en el alma en forma de barras verticales y horizontales,

cuya resistencia se calcula con la siguiente ecuacin:

Vs = (Av/s)*((1 + (Ln/Hreal))/12) + (Avh/s2)*((11 (Ln/Hreal))/12)*Fy*Hreal

Donde:

Vs = refuerzo adicional en el alma en forma de barras verticales y horizontales, (Kg)

Av = rea de las barras verticales (cm2)

s = separacin de las barras verticales (cm)

Avh = rea de las barras horizontales (cm2)

s2 = separacin de las barras horizontales (cm)


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Refuerzo Vertical

S max = Hreal/5 = 135.8/5 = 27 cm

Usaremos barras de 3/4 , de Area = 12.67 cm2 @ 22.5 cm

Refuerzo Horizontal

S max= Hreal/3 = 135.8/3 = 45.3 > 45 cm

Usaremos barras de 3/4 , de Area = 12.67 cm2 @ 22.5 cm

Vs= (12.67/22.5)*((1+(12.40/1.358))/12) + (12.67/22.5 )*((11 (12.40/1.358))/12)*4200*135.8

Vs = 0.563*0.844+ 0.563*0.156*570360 = 50094 Kg

Resistencia a la Fuerza Cortante del Concreto (Vc)

El Reglamento ACI propone la ecuacin

Vc = (3.5 2.5*(Mu1/V1u*Hreal)*(0.5*fc + 180*P*(V1u*Hreal/Mu1)*Dv*Hreal

Donde: V1u = Vu1 + Vs = 39589 + 50094 = 89683 Kg

El trmino: 1 (3.5 2.5*(Mu1/V1u*Hreal) 2.5, este trmino toma en cuenta que la

resistencia del concreto es mayor en estas vigas que la carga de agrietamiento inclinado.

Los valores de Mu1 y V1u son los correspondientes a la seccin crtica por cortante.

a) 1 (3.5 2.5*(Mu1/(V1u*Hreal)) 2.5

3.5 2.5*(106793/(89683*1.358) = 3.5 2.19 = 1.31

1 1.31 2.5 O.K.

b) (0.5*210 + 180*0.0137*(89683*1.358/106793))*30*135.8 = 40976 Kg

Vc = a * b


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Vc = 1.31*40976 = 53679 Kg Se debe cumplir que : 0.85*Vc > Vu1

0.85*Vc = 0.85*53679 = 45627 > 39589 Kg O.K

Comprobacin de acero en compresin

Pb = 0.85*K*(fc/fy)*(6000/(6000+fy)) = 0.02125

Pmx. = 0.75*Pb = 0.0159 Se debe cumplir : Pmx. > P

Pmx.= 0.0159 > P =0.0137 O.K

La viga no necesita acero en compresin, pero usaremos en la cara superior de la viga para

limitar las deformaciones que ocurran en el transcur

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INFORME N° 2 Qdas-CHINECAS