8. Anexo de Macizos de Anclaje

Proyecto de Mejora del Abastecimiento de Agua Potable en Alta a Morón de la Frontera ANEJO Nº8.- MACIZOS DE ANCLAJE

ANEJO Nº8.- MACIZOS DE ANCLAJE

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INDICE 1. MACIZOS DE ANCLAJE PARACODOS HORIZONTALES……………………………………………..….3 1.1. Geometría del macizo………..……….……………………………………….... ………………............3 1.2. Empujes de Cálculo………….………………………………………………. ……………………………....4 1.3. Hipótesis de cálculo………………………………………………………… …………………………….....4 2. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS VERTICALES. ......................................................... 7 3. ARMADO ............................................................................................................................ 7 4. CONCLUSIÓN ..................................................................................................................... 8

APENDICE 1:

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TABLAS CÁLCULOS Y COMPROBACIONES


Los dados de hormigón a los que se anclará la conducción, tendrán forma de paralelepípedo recto de altura s y base d x p, siendo sus dimensiones mínimas en metros las siguientes:

1. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS HORIZONTALES

1.1.

GEOMETRÍA DEL MACIZO

Se considera que el diseño más práctico y eficaz para los macizos de anclaje es de forma paralepipédica. El dimensionamiento se realiza a partir de macizos de base cuadrada, L=2·H, siendo H la altura del mismo. Estas dimensiones de los dados deberán ser compatibles con las necesarias para alojar la totalidad de las armaduras. En cuanto a los elementos de anclaje de la tubería al macizo, se realizará mediante dado excéntrico El empuje actúa a una distancia h de la cara superior del macizo.

de hormigón armado. En este caso habrá que colocar un elemento de sujeción entre el elemento a anclar y el dado de anclaje, como pueden ser unas horquillas de acero.

De este modo, las dimensiones mínimas de los dados de hormigón armado en función del diámetro de la conducción, serán las siguientes:

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Dimensiones dado

h(m)

p(m)

s(m)

ID 500 mm

0.55

0.6

0.95


1.2.

EMPUJES DE CÁLCULO

Siendo Pcal el valor de la presión de cálculo, el empuje hidráulico para los distintos componentes se obtiene aplicando la siguiente fórmula:

-

Peso específico del hormigón = 2.300 kg/m3

-

Peso específico del acero = 7.850 kg/m3

-

Límite elástico del acero: fy ≥ 400 N/mm2

-

Resistencia del hormigón: fc ≥ 25 N/mm2

- Características del terreno. Se consideran los siguientes valores unificados del terreno:

1.3.

HIPÓTESIS DE CÁLCULO

-

- Peso especifico del terreno: γ = 1.800 kg/m3

-

- Ángulo de rozamiento interno: Φ = 30º

-

- Tensión admisible del terreno σ no inferior a 10 t/m2

El procedimiento de cálculo utilizado consiste en realizar un predimensionamiento del macizo imponiendo unos coeficientes de seguridad frente a deslizamiento y vuelco determinados, y

- La conducción se encuentra enterrada de tal forma que sobre la generatriz superior de la tubería

comprobando después que las tensiones transmitidas al terreno son admisibles. En este sentido, las

se dispone, al menos, un espesor de tierras de 1 m debidamente compactadas. El macizo de anclaje

hipótesis de cálculo adoptadas son las siguientes:

se dispondrá por debajo del componente a anclar, excavando el fondo de la zanja de la conducción y hormigonando contra el terreno siempre que lo permitan las condiciones geotécnicas del mismo. En caso contrario, se procederá al encofrado del macizo de anclaje y posterior relleno con suelo

- El valor del coeficiente de seguridad considerado en las comprobaciones realizadas frente a

seleccionado (artículo 330 del PG-3) compactado al 95% Próctor.

deslizamiento es 1,5, conforme a las prescripciones del Código Técnico de la Edificación. Seguridad Estructural. Cimientos (CTE-SE-C). - Se considera una cierta colaboración del terreno en la pared lateral delantera del macizo en la dirección del empuje. El valor límite de esta colaboración sería el correspondiente al empuje pasivo - El valor del coeficiente de seguridad considerado en las comprobaciones realizadas frente a vuelco

del terreno, cuya total movilización provocaría unos movimientos que podrían ser incompatibles

es 1,8, conforme a las prescripciones del Código Técnico de la Edificación CTE-SE-C.

con el juego axial permisible por las juntas.

- Características de los materiales empleados en el diseño (EHE):

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Por ello, se adopta el criterio conservador de considerar el coeficiente de empuje activo KA, en lugar del de empuje pasivo Kp o en reposo Ko (que conceptualmente sería más correcto). El valor del

- No se consideran determinadas colaboraciones del terreno, como la cohesión o los rozamientos de

coeficiente de empuje activo KA definido en el Código Técnico de la Edificación CTE-SE-C es el

las superficies perimetrales del macizo.

siguiente:

- La fuerza de rozamiento generada como oposición al movimiento en la base del macizo se define como:

Siendo:

i y β Ángulos definidos en la figura anterior

μ: Coeficiente de rozamiento; μ = tan Φ

δ Ángulo de rozamiento entre la cara lateral del macizo y el terreno

G: Peso del macizo; G = 2,3 · Volumen del macizo

Φ Ángulo de rozamiento interno del terreno o relleno del trasdós

T: Peso del relleno que gravita sobre el macizo (simplificadamente); T = γ·hT ·L·L hT :Altura de tierras sobre el macizo

En los cálculos realizados se ha considerado i=0º, β=90º y simplificadamente δ=0º. De este modo la resultante del empuje activo, EA, es una fuerza horizontal cuya posición depende

- No se considera el peso propio del dado de hormigón en el dimensionamiento.

de la profundidad de excavación, de las dimensiones del macizo y del peso específico del terreno.

- No se considera la posible colaboración de la tipología de unión entre componentes en la

- No se considera la influencia negativa del terreno en la pared lateral trasera del macizo en la

compensación de esfuerzos.

dirección del empuje. El valor de esta influencia negativa se compensa con el empleo, del lado de la seguridad, del coeficiente de empuje activo, en lugar del de empuje pasivo o empuje en reposo (que conceptualmente sería más correcto).

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Serán objeto de estudio detallado las hipótesis siguientes:

- El esquema general de las fuerzas actuando en el macizo, y la formulación básica de partida es la siguiente:

- Tuberías de diámetro superior a 1.000 mm. - Presiones hidráulicas superiores a 2,5 MPa. - Empujes cuyo valor supere las 100 t. - Situaciones en las que existan 2 o más tuberías en paralelo. - Cuando en el terreno exista presencia de agua o se esté por debajo del nivel freático, habrá que considerar el cambio de parámetros del terreno, las subpresiones, etc. - Situaciones en las que existan otro tipo de sobrecargas.

Dado que nuestro caso no en encuentra entre los anteriores, no será necesaria ninguna comprobación adicional.

Coeficiente seguridad frente al deslizamiento:

Una vez dimensionado el macizo de acuerdo con el apartado anterior y garantizado su comportamiento frente a deslizamiento y vuelco, se comprobará que el terreno admite las presiones resultantes. Es decir, se calcularán las tensiones transmitidas comprobándose que en ningún caso superan las admisibles por el terreno, que en nuestro caso, considerando el terreno de consistencia media es de 10 t/m2:

Coeficiente seguridad frente al vuelco:

[Los pertinentes cálculos y comprobaciones quedan recogidos en el Apéndice 1 ]

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las prescripciones de la norma CYII mencionada y nuestros resultados de cálculo anteriores se correspondían con los recomendados por esta norma, adoptaremos para los anclajes verticales los

2. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS VERTICALES

recomendados por la misma.

El volumen mínimo de hormigón requerido será tal que, sumado al peso del relleno dispuesto sobre

3. ARMADO

el macizo (con espesor de al menos 1 m sobre la generatriz de la tubería, y debidamente compactado), equilibre la componente vertical del empuje, Ty, con un coeficiente de seguridad de valor no inferior a 1,5. La componente horizontal del empuje, Tx, se equilibraría mediante la fuerza de rozamiento movilizado en la base del macizo y la colaboración del empuje lateral del terreno. Una vez obtenido el volumen mínimo de hormigón se comprobarán los mismos condicionantes que en el resto de los anclajes, es decir: deslizamiento y vuelco Debe disponerse una armadura de anclaje de cuantía suficiente para transmitir el empuje generado en el codo al macizo.

Para los macizos de anclaje así diseñados, se exige un volumen de hormigón Vg, tal que:

Las prescripciones a tener en cuenta son las siguientes:

- Se emplearán recubrimientos mínimos de 70 mm, tal y como corresponde a piezas hormigonadas

Siendo:

contra el terreno. Aunque se disponga un hormigón de limpieza, tanto las paredes laterales como la cara superior del macizo quedarán en contacto directo con el terreno (EHE-08. Art. 37.2.4). Ty :Componente vertical del empuje.

Nosotros particularmente usaremos recubrimientos mínimos de 15 cm para estar más del lado de la seguridad.

Sf :Coeficiente de seguridad de valor 1,5.

- Se recomienda emplear armaduras de diámetro mínimo 12 mm (EHE-08. Art. 58.8.2).

ρc :Densidad del hormigón.

- Tanto la longitud de anclaje, lb, de las armadura S1 y S1* como, en caso de ser necesario, la longitud de solapo entre la armadura de espera del macizo y la armadura vertical del dado, S1, Dado que como la geometría y el diseño de estos elementos se realizará de acuerdo con las bases

deben ajustarse a las prescripciones dadas en el artículo 69.5.

de cálculo descritas en el apartado anterior sobre estabilidad frente al deslizamiento y vuelco, con

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4.

- La armadura horizontal, S2, y vertical S1, del dado deben cumplir las cuantías geométricas mínimas respecto a la sección total del hormigón establecidas en el artículo 42.3.5. de la EHE-08. Las

CONCLUSIÓN

En conclusión, por la Norma CYII hemos calculado los empujes que se producen para codos de

armaduras calculadas, S1 y S2, corresponden a cada una de las caras de la sección.

11, 22, 45 y 90 º. Con los criterios de esa norma, anteriormente descritos, hemos calculado las dimensiones de los macizos de anclaje para los codos, y por tanto el volumen de hormigón de los mismos (tanto las cuantías de hormigón como de acero son superiores a las mínimas

- Cuantía mínima armadura horizontal S2: 2,0 ‰

exigidas por la Guía Técnica del Cedex). De igual forma hemos determinado la armadura de las - Cuantía mínima armadura vertical S1: 1,2 ‰

arquetas de ventosas y válvulas, superando su volumen de hormigón al mínimo exigido por

- Cuantía mínima recomendada por la Guía Técnica del CEDEX: 15 kg acero/m3 hormigón.

cuestiones de espacio, etc. (Para el dimensionado de las arquetas de desagües y ventosas se han seguido criterios lógicos en cuanto al espaciado para futuras reparaciones, etc.).

Nosotros comprobaremos que se cumplen ambas restricciones. Con todos estos condicionantes los resultados obtenidos son: - Todas las armaduras cumplirán tanto separaciones mínimas como máximas indicadas en la EHE-

- Para el armado de las losas inferiores: ∅12/ 15 cm.( Salvo arqueta válvula que soporta mayores

08:

empujes). - Para el armado de los muros verticales: ∅12/ 20 cm. - Las losas superiores serán prefabricadas.

- Distancia libre mínima (artículo 69.4.1.1): - Distancia libre ≥ 20 mm. - Distancia libre ≥ diámetro de la barra mayor. - Distancia libre ≥ 1,25 veces el tamaño máximo del árido. -

Separación máxima entre barras (artículo 42.3.1): s ≤ 30 cm.

-

Con objeto de minimizar la fisuración superficial del macizo, recomendamos armar todas sus caras mediante un mallazo formado por redondos de 12 mm a 10 cm, #Φ12/10. Se recomienda emplear armaduras de diámetro mínimo 12 mm (EHE-08. Art. 58.8.2).

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CODOS HORIZONTALES Diámetro 500 y presión de trabajo 1.6 MPa

CODOS VERTICALES Diámetro 500 y presión de trabajo 1.6 MPa

Codo normalizado Codo 11º Codo 22º Codo 45º Codo 90º

h(t) 0.55 0.55 0.55 0.55

E(t) 6.28 12.5 24.53 43.52

H(m) 0.9 1.2 1.5 1.85

L(m) 1.8 2.4 3 3.7

Vol.(m3) 2.92 6.91 13.5 25.33

S1(cm2) 4barras16(8.04) 5barras16(10.05) 6barras16(12.06) 7barras16(14.07)


Codo normalizado Codo 11º Codo 22º Codo 45º Codo 90º

h(t) 0.55 0.55 0.55 0.55

E(t) 6.28 12.5 24.53 43.52

H(m) 1.05 1.3 1.55 2.05

L(m) 2.1 2.6 3.1 4.1

Vol.(m3) 4.63 8.79 14.9 34.46



Dimensiones del dado ID 500 mm

CODOS VERTICALES 11 11 11 11 11

h(m) 0.55

p(m) 0.6

soporta Para el armado de los muros verticales: ∅12/ 20 cm.

s(m) 0.95

PK 15+100 15+200 15+300 15+400 19+100

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Proyecto de Mejora del Abastecimiento de Agua Potable en Alta a Morón de la Frontera ANEJO Nº8.- MACIZOS DE ANCLAJE CODOS HORIZONTALES 45 11 11 11 11 22 11 11 22 11 11 22 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 90 90 11 11

PK 0+000 0+120 0+220 0+300 0+340 0+440 0+500 0+600 0+880 1+260 1+320 1+520 1+640 1+700 8+530 8+640 8+950 9+060 10+270 11+270 11+320 14+110 14+210 14+230 14+600 14+750 15+230 15+450 15+510

CODOS HORIZONTALES 11 11 11 11 11 90 90 45 22 90 90 90 45 45 90 45 22 45 45 45 22 22 11 11 11 11 45 90 45

PK 15+690 15+720 16+030 17+170 17+210 17+250 17+500 17+530 17+560 17+650 17+700 17+720 17+830 17+850 17+900 18+100 18+150 18+180 18+200 18+240 18+300 18+320 18+360 18+380 18+430 18+450 18+520 18+710 18+950

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APÉNDICE 1

12

8. Anexo de Macizos de Anclaje

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