badenes

BADENES
ING.CIVIL
INTRODUCCION
• Las carreteras deben cumplir consideraciones
de tipo económico, características del terreno
y objetivos del proyecto, en cuanto a su
trazado que este sea directo entre los puntos
extremos a enlazar, cumpliendo en él todos
los principios y normas de ingeniería que
permitan obtener una obra vial resistente,
segura, duradera, funcional, económica y de
apariencia agradable ante los ojos del
conductor.
ING.CIVIL
OBJETIVOS
• Dar soluciones efectivas cuando el nivel
de la rasante de la carretera coincide con
el nivel de fondo del cauce del curso
natural que intercepta su alineamiento,
porque permite dejar pasar flujo de
sólidos esporádicamente que se
presentan con mayor intensidad durante
períodos lluviosos y donde no ha sido
posible la proyección de una alcantarilla
o puente.
ING.CIVIL
CONCEPTO
• El badén es un tipo de obra de drenaje que se adecúa a
las características geométricas del cauce y tiene por
objeto facilitar el tránsito estable tanto de personas
como de vehículos. El badén debe tener una longitud
aproximadamente igual al ancho del cauce, de manera
que la geometría natural del cauce no se vea alterada.
Los badenes son depresiones en el perfil de una
carretera y que se diseñan cuando dicha carretera es
intersectada por una quebrada a nivel de la rasante.
La superficie de rodadura de la via actúa tanto como una
porción del canal como de tramo corto de una carretera.
ING.CIVIL
ING.CIVIL
VENTAJA Y DESVENTAJA:
• La mayor ventaja es que permite el
paso de material de arrastre que trae
el curso del agua, particularmente si
este es de gran tamaño.
• Una desventaja del Badén es que por
lo general implica una reducción en
la velocidad de los vehículos que
pasan por dicha estructura.
ING.CIVIL
CONSIDERACIONES PARA EL
DISEÑO DE UN BADEN:
• a) Material solido de arrastre.
El material de arrastre es un factor importante en
el diseño del badén, recomendándose que no
sobrepase el perímetro mojado contemplado y no
afecte los lados adyacentes de la carretera.
Debido a que el material sólido de arrastre
constituido por lodo, palizada u otros objetos
flotantes, no es posible cuantificarlo, se debe
recurrir a la experiencia del especialista, a la
recopilación de antecedentes y al estudio integral de
la cuenca, para lograr un diseño adecuado y eficaz.
ING.CIVIL
•
Protección contra la socavación.
Es importante que el badén proyectado cuente con obras de
protección contra la socavación, a fin de evitar su colapso. Según se
requiera, la protección debe realizarse tanto aguas arriba como aguas
abajo de la estructura, mediante la colocación de enrocados, gaviones,
pantallas de concreto u otro tipo de protección contra la socavación,
en función al tipo de material que transporta el curso natural.
Asimismo, si el estudio lo amerita, con la finalidad de reducir la
energía hidráulica del flujo a la entrada y salida del badén, se
recomienda construir disipadores de energía, siempre y cuando estas
estructuras no constituyan riesgos de represamientos u obstrucciones.
El diseño del badén también deberá contemplar uñas de cimentación
tanto a la entrada como a la salida de la estructura, dichas uñas
deberán desplantarse preferentemente sobre material resistente a
procesos erosivos.
ING.CIVIL
• Pendiente longitudinal del badén.
El diseño hidráulico del badén debe adoptar
pendientes longitudinales de ingreso y
salida de la estructura de tal manera que el
paso de vehículos a través de él, sea de
manera confortable y no implique
dificultades para los conductores y daño a
los vehículos.
ING.CIVIL
• Pendiente transversal del badén
Con la finalidad de reducir el riesgo de
obstrucción del badén con el material de
arrastre que transporta curso natural, se
recomienda dotar al badén de una
pendiente transversal que permita una
adecuada evacuación del flujo.
Se recomienda pendientes transversales
para el badén entre 2 y 3%.
ING.CIVIL
• Borde libre
El diseño hidráulico del badén también debe
contemplar mantener un borde libre mínimo
entre el nivel del flujo máximo esperado y el
nivel de la superficie de rodadura, a fin de
evitar probables desbordes que afecten los
lados adyacentes de la plataforma vial.
Generalmente, el borde libre se asume igual a
la altura de agua entre el nivel de flujo máximo
esperado y el nivel de la línea de energía, sin
embargo, se recomienda adoptar valores entre
0.30 y 0.50m.
ING.CIVIL
• Diseño hidráulico
Se debe tener las siguientes consideraciones:
• Niveles mínimos y máximos de agua para el diseño.
• Geometría de la sección transversal del cauce.
• Estabilidad del cauce y de las márgenes.
Para el diseño hidráulico se idealizará el badén como
un canal trapezoidal con régimen uniforme.
Este tipo de flujo tiene las siguientes propiedades:
ING.CIVIL
• a) La profundidad, área de la sección transversal, velocidad
media y gasto son constantes en la sección del canal.
• b) La línea de energía, el eje hidráulico y el fondo del canal
son paralelos, es decir, las pendientes de la línea de
energía, de fondo y de la superficie del agua son iguales. El
flujo uniforme que se considera es permanente en el
tiempo. Aún cuando este tipo de flujo es muy raro en las
corrientes naturales, en general, constituye una manera
fácil de idealizar el flujo en el badén, y los resultados
tienen una aproximación práctica adecuada. La velocidad
media en un flujo uniforme cumple la ecuación de
Manning, que se expresa por la siguiente relación:
ING.CIVIL
•
El gasto viene dado por la ecuación Q=A*V
Q: Caudal(m3/s)
V: Velocidad(m/s)
A: Área de la sección hidráulica(m2)
P: Perímetro mojado(m)
S: Pendiente de fondo(m/m)
n: Coeficiente de Manning.
ING.CIVIL
Baden en forma de canal trapezoidal
ING.CIVIL
Es importante proteger el cauce aguas abajo
del badén debido a que se puede producir
erosión remontante que termina por afectar
al camino.
De forma general, el badén tendrá un espesor de 20 cm e irá
armado con mallazo en cuantía a determinar.
• según las cargas de uso, siendo lo habitual 20x20 Ø6 y,
•
para mayores cargas, 15x15 Ø8
ING.CIVIL
.
• Los badenes se pueden acompañar por una serie de pisas
laterales con el fin de permitir el paso de peatones cuando el
badén se encuentra inundado y proteger al propio badén de los
arrastres del cauce.
Estas pisas estarán compuestas de bloques de hormigón de 40 x 40
cm (fusiformes en sentido contrario a la circulación del agua y
separados entre ellos otros 40 cm. La altura de los mismos vendrá
dada por la altura de la lámina de agua para un periodo de retorno
de 5 años, con un resguardo de 1/5 de su altura.
Estas pisas se levantarán sobre la capa de hormigón del badén. En
el caso de que no se construya un badén, se utilizará una zanja
corrida de hormigón armado, de dimensiones según el cálculo de
caudales y el tipo de arrastres esperados. Se dispondrá de una
protección de piedra, aguas arriba del mismo, para evitar su
socavación. Esta última medida se llevará a cabo en cauces de
sección muy pequeña o que por cualquier circunstancia no permitan
la construcción de un badén.
ING.CIVIL
ING.CIVIL
• También se puede optar por la
construcción de badenes cuando es
necesario evacuar el agua de las
cunetas y no es posible la construcción
de una obra de drenaje enterrada en
esa ubicación; en tal caso, en la
cuneta se va creando una transición
que permite pasar de la una forma
triangular a una prácticamente plana.
ING.CIVIL
ANEXOS
BADEN CARRETERA TRAYECTO CHILETE-SAN MIGUEL DE PALLAQUES DE LA
REGION CAJAMARCA
ING.CIVIL
BADEN TRAYECTO CARRETERA CHILETE-SAN MIGUEL DE PALLAQUES DE LA REG
CAJAMARCA.
ING.CIVIL
BADEN TRAYECTO CARRETERA PROVINCIA SAN MIGUEL – DISTRITO DE LLAP
DE LA REGION CAJAMARCA
ING.CIVIL
•
CONCLUSIONES
• Los badenes pueden ofrecer una alternativa
satisfactoria al uso de tubos y puentes para el
cruce de arroyos en caminos de bajo volumen de
tránsito, siempre que el uso de la vía y las
condiciones de flujo del arroyo sean las adecuadas.
Éstos se deben construir en lugares estrechos a lo
largo del cauce y ubicarse en zonas con buenas
condiciones de cimentación y no debe usarse para
el paso de cauces de gran profundidad que
implican rellenos altos.
ING.CIVIL