1. MEMORIA INTRODUCCIÓN TRABAJOS PREVIOS ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES ESTIMACIÓN ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS...

Transcripción

1 1. MEMORIA INTRODUCCIÓN TRABAJOS PREVIOS DOCUMENTACIÓN PREVIA TRABAJOS DE MODELIZACIÓN ALTERNATIVAS ESTUDIADAS RESULTADOS OBTENIDOS ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES ESTIMACIÓN ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS ALTERNATIVA 1. VIGA FLOTANTE ALTERNATIVA 2. MEJORA DEL TERRENO MEDIANTE JET-GROUTING ALTERNATIVA 3. VIGA PILOTADA CONCLUSIONES

2 1. MEMORIA 1.1 INTRODUCCIÓN Se redacta el presente documento en como parte de los trabajos recogidos en el contrato de ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA GESTIÓN Y COORDINACIÓN DE LAS OBRAS DE INSTALACIONES Y URBANIZACIÓN EN 2ª FASE DEL PUERTO EXTERIOR DE FERROL adjudicado a la UTE ICEACSA-PROYFE SL. En el presente documento se desarrolla, como documento de avance, un estudio de alternativas para la solución técnica de la viga trasera a ejecutar en la segunda fase del muelle de ribera, a partir de la información facilitada por la autoridad portuaria en cuanto a requerimientos de cargas y deformaciones de la misma en fase de operación, teniendo en cuenta las características geotécnicas del relleno y el terreno de cimentación existentes, y los trabajos realizados para la ejeución del citado muelle y su explanada anexa. Para la realización de este estudio se ha realizado una modelización previa del conjunto de relleno y muelle de ribera, teniendo en cuenta los sucesivos estados de carga y deformación ocurridos, para realizar una estimación de las futuras deformaciones esperables en la viga durante su fase de operación. Para este estudio se ha contado con la colaboración de Control y Estudios SL (Cristina Riesco Pérez), y el Profesor D. Luis Medina Rodríguez. Los trabajos realizados y la descripción de las alternativas analizadas se incluyen en los diferentes apartados de la presente memoria. Cabe indicar que el contenido de esta memoria se refiere al tramo de viga aún no ejecutado. Existe un tramo de viga ya ejecutado en primera fase, el cual deberá ser objeto de reparación, mediante el estudio técnico correspondiente, no descrito en este documento. 1.2 TRABAJOS PREVIOS DOCUMENTACIÓN PREVIA. Para la realización de la presente propuesta de ordenación se ha recopilado y analizado su posible relación con la solución a proyectar, la siguiente documentación: 2

3 - Proyecto de ampliación del puerto de Ferrol (1ª Fase). Anejo nº 18. Muelle de Costa. Cálculos estructurales. (INTECSA) Diciembre de Estudio batimétrico y geofísico en el Puerto Exterior de Ferrol (ESGAMAR SA para Técnicas Reunidas/INITEC) Mayo de Datos de asientos por precarga en vigas cantil y trasera en concesión Endesa (A.P. y Endesa) Enero de Proyecto de mejora de vigas de rodadura de grúas. Puerto Exterior de Ferrol (Alatec) Mayo de Proyecto de Ampliación Puerto Exterior de Ferrol (2ª Fase). Anejo 6. Bases de partida (Técnicas Reunidas). - Datos de asientos por precarga TPF. (A.P.) Octubre de 2007-Enero de Datos de asientos en cajones de 2ª Fase (UTE Proyfe-Iceacsa) Año Datos de asientos en precarga de segunda fase (Control y Estudios) - Datos de cargas y tolerancias de grúa pórtico para el muelle. (A.P.) TRABAJOS DE MODELIZACIÓN. Para el estudio tanto de los asientos que producirá la grúa en las vigas de rodadura como de las posibles medidas necesarias para mejorar el terreno, se ha desarrollado un modelo numérico tridimensional con FLAC3D (versión 3.1). Se han modelizado 100 m de muelle para que los tiempos de cálculo no fuesen excesivamente largos. Además, la transmisión de las cargas de la grúa a lo largo de las vigas es poco previsible que afecte a una longitud mayor de 50 m, por lo que no es necesario modelizar el muelle completo. El modelo de diferencias finitas elaborado, y el sistema de ejes cartesianos, se muestran en las Figuras 8 a 13 del informe anexo. Para la discusión de soluciones se adoptará la sección de muelle correspondiente a la primera fase del Puerto Exterior, puesto que es de la que se dispone información sobre los asientos de la precarga y las medidas de la viga. La viga trasera está más próxima al muelle en esta situación, por lo que los resultados estarán del lado de la seguridad. El modelo está formado por unos 166,000 elementos y 171,000 nodos. El proceso completo de cálculo necesita unas 8 horas para completarse en un Intel Core i7 975 (8x3300 MHz y 12 GBytes RAM). 3

4 4

5 Las condiciones de contorno aplicadas son las siguientes (ver Figuras 3 y 4): Plano x = -30 (superficie lateral). Movimientos impedidos en dirección x. Plano x = 80 (superficie lateral). Movimientos impedidos en dirección x. Plano y = 0 (superficie frontal). Movimientos impedidos en dirección y. Plano y = 100 (superficie trasera). Movimientos impedidos en dirección y. Plano z = -35 (superficie inferior). Todos los movimientos impedidos. Para la modelización de las unidades geotécnicas que forman el fondo marino se ha empleado el modelo elasto-plástico de Mohr-Coulomb. Los parámetros empleados para las mismas son los descritos en el Capítulo 3 del informe anexo. En cuanto al resto de materiales que incorpora el modelo de cálculo (ver Figuras 8 y 9), para ellos se ha empleado también el modelo de Mohr-Coulomb, excepto para el cajón, las vigas de rodadura, los pilotes y las columnas de jet grouting, para los que se ha utilizado el modelo elástico-lineal. Los parámetros utilizados para estas unidades son los que se enumeran a continuación: 5

6 Relleno de trasdós: γ ap = 19.0 kn/m3 c = 10 kpa ϕ = 33º E = 15,000 kpa Relleno general: γ ap = 18.5 kn/m3 c = 5 kpa ϕ = 33º E = 12,000 kpa (este módulo de deformación ha sido obtenido a partir de la información geotécnica disponible y de un back-analysis a partir de los datos de la precarga, como se comenta posteriormente). Relleno seleccionado: γ ap = 21.0 kn/m3 c = 10 kpa ϕ = 36º E = 40,000 kpa Banqueta de apoyo del cajón: γap = 19.0 kn/m3 c = 0 kpa ϕ = 36º E = 30,000 kpa Cajón: γ ap = 22.0 kn/m3 E = 3,000 MPa (se ha supuesto macizo, con un peso específico medio entre el hormigón y el lastre que rellena los huecos y un módulo de elasticidad igual a 1/10 del módulo de elasticidad del hormigón) Vigas de rodadura de la grúa: γ ap = 25.0 kn/m3 E = 30,000 MPa Pilotes γ ap = 24.0 kn/m3 E = 20,000 MPa 6

7 Columnas de jet grouting: γ ap = 24.0 kn/m3 E = 1,000 MPa Se ha considerado que tanto el nivel del mar como el nivel freático en el relleno están a la cota -0.3 m; es decir, a la cota de la BMVE. Esta condición es la más desfavorable desde el punto de vista de estabilidad del cajón. Para el cálculo de los asientos producidos en la viga trasera la posición del nivel freático en el relleno no es muy condicionante, puesto que se espera que las zonas que plastifiquen en el mismo sean pequeñas y los materiales se comporten fundamentalmente en régimen elástico, con los módulos de elasticidad enunciados anteriormente, e independientes de las tensiones efectivas que estén soportando. Además, la posición del nivel freático en el relleno oscilará en función de la situación de la marea, debido a la proximidad del mismo al mar. La carrera de marea oscila entre +5.0 m (PMVE) y 0.3 m (BMVE). Sin embargo, según se deduce de la evolución de los asientos que produjo la precarga, las sobrepresiones intersticiales tardan varios días en disiparse (sobre este punto se incide posteriormente). Como la oscilación del nivel del agua del mar es mucho más rápida (unas 11 horas de una pleamar a la siguiente), no es previsible que la magnitud de la oscilación del nivel freático en el relleno sea relevante, en lo que respecta a la estimación de asientos de la viga de rodadura. En el proceso de cálculo se ha reproducido la siguiente secuencia de operaciones: - Fase 0: Obtención del estado de tensiones in situ del muelle, el existente antes de construir las vigas de rodadura. - Fase 1: Construcción de las vigas de rodadura. Se incorporan también en esta fase los pilotes o las columnas de jet grouting en las hipótesis de cálculo que contemplen la ejecución de estas unidades. Una vez alcanzado el estado de equilibrio mecánico para los pesos específicos, posición del nivel del mar y del nivel freático y condiciones de contorno aplicadas, se inicializan a cero todos los movimientos del modelo. De esta forma se aprecian mejor los asientos que produce la presencia de la grúa. - Fase 2: Aplicación de las cargas de la grúa sobre las vigas de rodadura. La grúa reparte su peso en 4 carros, dos de los cuales apoyan en la viga cantil y los otros dos en la viga trasera. Cada carro está compuesto por 8 ruedas separadas 1 m entre sí, y la separación entre carros es de 7 m. Se ha incrementado el peso de la grúa en un 25% para dejar abierta la posibilidad de una posible instalación futura de una grúa más pesada. En definitiva, la carga aplicada por cada rueda en la viga cantil es igual a 80 toneladas y en la viga trasera es igual a 86 toneladas. 7

8 Como se ha comentado anteriormente, para la determinación del módulo de elasticidad del relleno se ha empleado un back-analysis a partir de los datos de asientos producidos por la precarga aplicada en El peso específico del material compactado que lo forma es de 20 kn/m3. La evolución de asientos en diversos puntos de la viga situada bajo el terraplén de la precarga son los que se muestran en la figura 15 del informe anexo, siendo los asientos máximos del orden de 50 cm. Para que los cálculos que se llevan a cabo en el presente trabajo queden del lado de la seguridad se tomará este valor para estimar el módulo de elasticidad del relleno. Por otra parte, puede verse que el 80% de los asientos totales se desarrollan aproximadamente en 15 días tras la finalización de la construcción del terraplén. El 90% de la consolidación se produce en unos 25 días, y el 95% en unos 40 días. Esto indica supondrá que los asientos totales se producen instantáneamente; es decir, que no hay asientos de consolidación. Para el cálculo de los asientos producidos por el terraplén de la figura 9 del informe anexo, se empleará la formulación de la teoría elástica para carga triangular sobre suelo finito. Se supone que el suelo deformable es homogéneo y con un espesor correspondiente a la zona del muelle en la que se aplicó la precarga igual a 67 m (ver Figura 16 del informe anexo). El asiento que produce el terraplén será el del triángulo grande menos el del triángulo pequeño, según el principio de superposición de la teoría elástica. El asiento que produce el triángulo grande se determina por medio de la expresión: q a = r E smax1 H = E El factor r H se obtiene a partir del coeficiente de Poisson (ν = 0.3) y de la relación h/a (67/17). El asiento que produce el triángulo pequeño será: q a E smax 2 = rh 67 5 = 2 E El factor rh se obtiene a partir del coeficiente de Poisson (ν = 0.3) y de la relación h/a (67/5). El asiento que produce el terraplén, bajo su eje de simetría, será: 8

9 s max = s max1 s max 2 1 = ( ) E En definitiva, el módulo de elasticidad del relleno bajo el terraplén, supuesto homogéneo, será: E = 8693 kpa 8700 kpa Este valor del módulo de elasticidad correspondería a principios del año 2007 y se ha obtenido a partir de los valores de asientos más desfavorables. Es de suponer que en los 4 años y medio que han transcurrido desde entonces el terraplén ha seguido consolidando y por lo tanto disminuyendo su índice de poros y rigidizándose. Además, la viga trasera analizada es de una gran longitud y rigidez, y las cargas aplicadas por la grúa no son indefinidas en extensión, sino puntuales, por lo que la presencia de zonas más deformables bajo ella se compensará con otras zonas más competentes, y es por lo tanto demasiado conservador considerar para todo el relleno el módulo de elasticidad determinado anteriormente. Con las anteriores consideraciones, se estima que el siguiente valor es más adecuado para el módulo de elasticidad actual del relleno: E = 12,000 kpa A partir del modelo descrito en el capítulo anterior se determinará el asiento que produce la grúa en las vigas de rodadura para distintas soluciones de tratamiento del terreno. Se ha comenzado por reproducir las condiciones de la precarga. Para este cálculo se ha considerado el módulo de elasticidad para el relleno calculado anteriormente y correspondiente al año 2006: E = 8700 kpa Los contornos de movimientos del terreno que se han obtenido se muestran en las Figuras 17 y 18 del informe anexo. Se aprecia que en la zona donde se encuentra la viga trasera, los asientos son del orden de cm, que están en concordancia a los que se midieron en su día ALTERNATIVAS ESTUDIADAS Tras la comprobación del correcto funcionamiento del modelo para reproducir los asientos producidos por la precarga, se han supuesto diversas soluciones de mejora del terreno para estimar en cada caso los movimientos que experimentarán las vigas de rodadura debidos a las cargas de la grúa. Como 9

10 inicialmente lo que se pretende es comparar soluciones, se supone en todos los casos un espesor constante e igual a 4 m para la capa de arenas del lecho. El perfil geotécnico real se analiza posteriormente. Los casos analizados han sido los siguientes: 1. Sin ningún tipo de tratamiento; es decir, con el terraplén tal y como se encuentra en la actualidad. 2. Con una técnica de mejora global del terreno (como precarga, compactación dinámica, vibroflotación, etc.). Se ha supuesto para este caso una hipótesis poco realista, muy del lado de la inseguridad, consistente en que el módulo de elasticidad del relleno se multiplica por dos, así: Relleno de trasdós: E = 30,000 kpa Relleno general: E = 24,000 kpa Relleno seleccionado: E = 80,000 kpa 3. Con pilotes bajo la viga trasera y empotrados en el sustrato de granodiorita. La longitud de los mismos es de 35 m y su diámetro es igual a 1.0 m. Se han supuesto 2 valores para el espaciamiento: 3 m y 6 m. 4. Con columnas de jet grouting bajo la viga trasera. Las columnas se han supuesto de 1.0 m de diámetro. También se han supuesto 2 valores para el espaciamiento: 3 m y 1.5 m. Y se han considerado 3 longitudes diferentes para las columnas 21 m (flotantes en el relleno), 28 m (hasta el techo de las arenas del lecho marino) y 35 m (empotradas en el sustrato). 5. Se ha considerado un cambio en la geometría de la viga trasera, para incrementar su momento de inercia y así repartir más uniformemente los asientos a lo largo de la misma. El cambio ha consistido en aumentar el canto del alma 1.3 m y el canto del ala 0.8 m. Así, se ha pasado de un momento de inercia de 4.54 m4 a 6.43 m4. Los resultados obtenidos con estas 5 hipótesis de cálculo se muestran a continuación RESULTADOS OBTENIDOS Estudio comparativo inicial (modelo simplificado): Los resultados obtenidos son los siguientes: Asientos máximos: 1. Sin ningún tipo de tratamiento: Según el modelo realizado, puede verse que los asientos máximos sin tratamiento son de 40 mm y mejoran ligeramente hasta 34 mm recreciendo la viga. Destacar que en este caso, tal como se comentó anteriormente, los asientos determinados 10

11 podrían verse incrementados notablemente por causas que no se han contemplado en los cálculos, como lavado de finos del trasdós del muelle, consolidación secundaria del relleno o del lecho marino, asientos propios del relleno por reordenamiento de la estructura de partículas (debido a los efectos dinámicos de las cargas, por ejemplo), etc.. 2. Con una técnica de mejora global del terreno (como precarga, compactación dinámica, vibroflotación, etc.). Con este tipo de tratamientos se alcanzarían los 18 mm. 3. Con columnas de jet grouting cada 1.5 m los asientos serían de 15 mm. Con el fin de determinar la influencia que tiene la longitud de las columnas de jet grouting en los asientos de la viga trasera, se ha procedido a repetir los cálculos con 2 longitudes diferentes a la empleada en los cálculos anteriores, que era igual a 35 m. Así, se han considerado columnas de 21 y 28 m. Los resultados obtenidos se muestran en las Figuras 41 y 42 del informe adjunto. En todos los casos, el espaciamiento entre columnas es igual a 1.5 m. Puede verse que a medida que se disminuye la longitud de columna los asientos aumentan y se alejan del límite admisible de 10 mm. 4. Con pilotes bajo la viga trasera y empotrados en el sustrato de granodiorita se podrían llegar a alcanzar asientos inferiores a 10 mm, que es el valor de asientos impuesto por la empresa suministradora de las grúas. Para un espaciamiento de 3 m entre pilotes los asientos máximos son de 5 mm, y se incrementan a 8 mm para un espaciamiento de 6 m. 11

12 Distorsiones angulares Las distorsiones angulares son del orden de 1.6 mm/m para suelo sin tratamiento, e inferiores a 0.9 mm/m para todas las soluciones de mejora: con tratamiento, con jet grouting y con pilotes. Es decir, se cumpliría la limitación de 1mm/m con todas las soluciones de mejora del terreno que se han estudiado. Con el recrecido de la viga se supera ligeramente el valor admisible. Asientos diferenciales En la siguiente figura se muestran los asientos diferenciales entre la viga trasera y la viga cantil. 12

13 Para suelo sin tratar y la viga trasera sin recrecer, los valores máximos son iguales a 36 mm. Con columnas de jet grouting los valores máximos son menores de 17 mm, y con pilotes no se sobrepasan los 6 mm. Modelo con perfil real Tras el estudio comparativo de las diversas soluciones constructivas posibles, suponiendo un espesor constante para las arenas del lecho marino, se pasa a continuación a analizar el modelo con los espesores reales de estas arenas. En la siguiente figura se muestra el perfil estratigráfico del muelle en la zona correspondiente a la 2ª Fase de ampliación del Puerto Exterior. En rojo se marca la longitud de muelle modelizada, que es la más desfavorable al encontrase el sustrato a mayor profundidad. Para los cálculos, la grúa se ha situado en su posición más desfavorable; es decir donde se encuentra el mayor espesor de arenas. 13

14 El modelo empleado para estas nuevas condiciones de cálculo se ha representado en la siguiente figura, en la que se ve la posición supuesta para la grúa y la variación del espesor de la capa de arenas en concordancia con la de la figura anterior. 14

15 Asientos máximos: En la viga cantil el valor máximo de los asientos es igual a 2.5 mm, por lo que son admisibles. En la viga trasera, con columnas de jet-grouting espaciadas 1.5 m se producen 14 mm de asiento. Con pilotes espaciados cada 6 m, el asiento es de 7 mm, y para pilotes espaciados cada 3 m el asiento máximo es de 4 mm. Asientos diferenciales: Con columnas de jet-grouting espaciadas 1.5 m, los asientos diferenciales son de 10 mm. Para pilotes ejecutados cada 6 m, el asiento diferencial es de 3mm. Sin tratamiento se obtienen valores de 22 mm, con las salvedades indicadas anteriormente. Distorsiones angulares: Las distorsiones angulares son inferiores al límite admisible de 1mm/m en todos los casos estudiados. En definitiva los resultados obtenidos demuestran que las nuevas condiciones de cálculo son menos restrictivas que las que se habían supuesto inicialmente con un espesor constante de arenas. En los gráficos siguientes se muestran, respectivamente, los asientos en la viga trasera las distorsiones angulares en la viga trasera, y los asientos diferenciales entre las dos vigas. 15

16 16

17 1.4 ANÁLISIS DE LAS SOLUCIONES En el capítulo anterior se exponen los resultados del modelo realizado para las diversas soluciones de mejora del terreno, deduciéndose en cada caso los movimientos que experimentarían las vigas de rodadura debidos a las cargas de la grúa. A la vista de los resultados obtenidos pueden realizarse los siguientes comentarios y reflexiones: 1. Los movimientos de la viga cantil son en todos los casos admisibles. 2. Los movimientos obtenidos para la viga trasera cuando no se realizan tratamientos o con un tratamiento global (precarga, compactación dinámica, etc.) deben contemplarse con gran cautela porque los asientos obtenidos son los causados exclusivamente por las cargas que transmite la 17

18 grúa. Es decir, los asientos determinados podrían verse incrementados notablemente por otras causas, como lavado de finos del trasdós del muelle, consolidación secundaria del relleno o del lecho marino, asientos propios del relleno por reordenamiento de la estructura de partículas (debido a los efectos dinámicos de las cargas, por ejemplo), etc. Cabe esperar, en caso de ejecutarse esta opción, que sea necesario realizar una serie de reparaciones de la viga, cuando los asientos producidos vayan siendo mayores que las tolerancias que permiten las grúas. Se estima que durante la vida útil de la viga, al menos será necesario efectuar dos reparaciones. Estas reparaciones se efectuarían mediante un recrecido de la misma con conectores embebidos en el hormigón y pernos de anclaje nuevos para los carriles, implicando un coste económico importante (se analiza posteriormente), y una interrupción en las operaciones de carga y descarga de las grúas durante dichas reparaciones. Por otra parte, los tratamientos globales, con precargas o compactaciones dinámicas, para la profundidad del relleno analizado, precisarían de importantes cargas transmitidas, que dañarían las infraestructuras actualmente ejecutadas en el muelle, desaconsejándose su utilización ya que, además, como se indica anteriormente, no garantizan la solución del problema. 3. Para cumplir las tolerancias exigidas, y evitar posteriores trabajos de mantenimiento y reparación, las soluciones con columnas de jet grouting o pilotes, que permiten la transmisión de las cargas de la grúa al sustrato de granodiorita, reducen considerablemente todas las incertidumbres mencionadas anteriormente relacionadas con el comportamiento del relleno a largo plazo. De esta forma desde un punto de vista teórico y cualitativo las soluciones recomendables serían las columnas de jet grouting y los pilotes. Desde un punto de vista constructivo, la eficacia del tratamiento con jet grouting en este tipo de rellenos está sujeta a un elevado grado de incertidumbre, ya que se trata de un relleno tipo todouno, con un importante volumen de huecos, previéndose una admisión de lechada importante y, en cualquier caso, difícil de cuantificar a priori, por lo que sería necesario realizar previamente algunas columnas de prueba, que permitiera ajustar rendimientos, plazos, y material necesario, manteniendo aún así importantes incertidumbres. Por otra parte, analizando el funcionamietno estructural de uno y otro sistema, la resistencia de las columnas de jet a esfuerzos cortantes es muy inferior a la que presentan los pilotes, lo que puede resultar de importancia en este caso en que las longitudes son del orden de 30 m, esperándose esfuerzos cortantes en el tiempo ya que el movimiento del suelo debido a cargas verticales siempre tendrá una componente horizontal hacía el lado del mar. 18

19 1.5 ESTIMACIÓN ECONÓMICA DE LAS ALTERNATIVAS A continuación se expone la estimación económica de cada una de las alternativas estudiadas. En cada caso, se incluye la ejecución de la viga, y los trabajos previos, comunes a todas las alternativas, como son el retranqueo de servicios, y del centro de transformación denominado CT7. Las valoraciones desglosadas de las diferentes alternativas propuestas se encuentran detalladas en el anejo 2 del presente informe ALTERNATIVA 1. VIGA FLOTANTE. El presupuesto líquido de ejecución por contrata de la viga flotante sería de UN MILLÓN CIENTO OCHO MIL TRESCIENTOS QUINCE EUROS CON OCHENTA CÉNTIMOS ( ,80 ), IVA no incluido. Además, en caso de ejecutar esta alternativa, se estima que con los asientos producidos en la viga habrá que efectuar como mínimo dos intervenciones para recrecer dicha viga a lo largo de su vida últil. El presupuesto líquido de ejecución por contrata de cada reparación sería de QUINIENTOS OCHENTA Y TRES MIL OCHOCIENTOS CUARENTA Y UN EUROS CON NOVENTA Y OCHO CÉNTIMOS ( ,98 ), por lo que a lo largo de la vida útil de la viga, el importe global de ejecución de ésta sería de DOS MILLONES DOSCIENTOS SETENTA Y CINCO MIL NOVECIENTOS NOVENTA Y NUEVE EUROS CON SETENTA Y SEIS CÉNTIMOS ( ,76 ) IVA no incluido. Lógicamente en estos importes no se contemplan los gastos derivados de los tiempos de parada de las grúas durante las reparaciones ALTERNATIVA 2. MEJORA DEL TERRENO MEDIANTE JET-GROUTING El presupuesto líquido de ejecución por contrata de la viga ejecutada con columnas de jet grouting de 1.0 m de diámetro, espaciadas 1.5 m. y con las columnas empotradas en el sustrato, sería de TRES MILLONES CIENTO TREINTA Y SEIS MIL TRESCIENTOS SESENTA Y CUATRO EUROS CON TRES CÉNTIMOS ( ,03 ) ALTERNATIVA 3. VIGA PILOTADA. El presupuesto líquido de ejecución por contrata de la viga con una cimentación compuesta por pilotes de 1 metro de diámetro, espacidos 6 metros y empotrados en el sustrato, sería de DOS MILLONES OCHOCIENTOS TREINTA Y CUATRO MIL NOVECIENTOS SESENTA Y UN EUROS CON NOVENTA Y DOS CÉNTIMOS ( ,02 ), IVA no incluido. 19

20 1.4 CONCLUSIONES Los datos proporcionados por la modelización efectuada se resumen en el siguiente cuadro, en el que se reflejan, además los presupuestos estimados de cada una de las actuaciones: Alternativa Asiento máximo Asiento diferencial Deformación angular Presupuesto estimado sin Presupuesto reparaciones Presupuesto total sin IVA( ) (mm) (mm) (mm/m) IVA ( ) sin IVA ( ) Viga flotante < , , ,76 Jet grouting < ,03 0, ,03 /1,5 m Pilotes / 6 m 7 3 < ,02 0, ,02 Analizando los datos anteriores se llega a las siguientes conclusiones: 1. Las dos soluciones que cumplen las tolerancias especificadas, según el modelo realizado son las que contemplan la transmisión de cargas de la grúa al sustrato rocoso, bien con jet-grouting o bien con pilotes. 2. Los datos obtenidos del modelo en el caso de no ejecutar ningún tipo de mejora sobre la viga, no se pueden considerar exactos al estar calculados exclusivamente en base a las cargas que transmite la grúa. Es decir, los asientos determinados podrían verse incrementados notablemente por otras causasde difícil determinación, tales como lavado de finos del trasdós del muelle, consolidación secundaria del relleno o del lecho marino, asientos propios del relleno por reordenamiento de la estructura de partículas (debido a los efectos dinámicos de las cargas, por ejemplo), etc. La viga flotante adoptaría cualquier deformación de este tipo que se produjera en el relleno, quedando, por tanto, sometida a una incertidumbre. En los otros casos, una deformación adicional del relleno no afectaría a la viga 3. Por otra parte, para el caso de viga flotante, según los asientos esperados, será necesario ejecutar una serie de reparaciones de la viga, consistentes en el recrecido y refuerzo de la misma, en el momento en que los asientos producidos fuesen mayores que las tolerancias de funcionamiento que permiten las grúas. El coste estimado de esta opción, sin tener en cuenta las afecciones a la operación de la terminal por la parada necesaria para realizar dichos trabajos, es de un orden de magnitud similar a las opciones con jet grouting y cimentación mediante pilotes, (se estima un número de dos reparaciones, pero esta circunstancia podría incrementarse por la incertidumbre antes comentada). Así, no se aconseja la opción de viga flotante pues la diferencia 20

21 de coste no parece compensar los perjuicios que causarían los movimientos esperados en la viga ejecutada y el relleno. 4. Las soluciones con columnas de jet grouting presentan inconvenientes desde el punto de vista de ejecución, ya que la eficacia de este tratamiento en este tipo de rellenos depende de muchos factores. Por una parte, dado el gran volumen de huecos del relleno existente, cabe esperar una admisión de material inusual, que incremente notablemente el coste de la actuación. En este sentido, se podrían estimar dotaciones altas de lechada inyectadas a una presión baja. Sin embargo, con presiones más baja la admisión de material (lechada ) puede dispararse, y además, el tratamiento podría no ser eficaz al no movilizarse el material de relleno (el objetivo del jet-grouting es formar columnas con una mezcla del relleno removido y la lechada inyectada). Así, sería necesario realizar previamente algunas columnas de prueba. Por otra parte, es de destacar que la resistencia de las columnas de jet a esfuerzos cortantes es muy inferior a la que presentan los pilotes, sobre todo para las longitudes que se están contemplando de unos m. Por último el elevado coste de esta solución (el mayor de todas las alternativas), unido a los inconvenientes antes mencionados, parecen desaconsejar esta solución frente a la alternativa de pilotes. 5. Finalmente, mediante la opción de cimentación con pilotes de 1 metro de diámetro, espaciados 6 metros y empotrados en el sustrato de granodiorita, se podrían llegar a alcanzar asientos inferiores a 10 mm, que es el valor proporcionado por el fabricante de las grúas. Teniendo en cuenta el coste económico de esta opción, unido a las pocas incertidumbres de cara al funcionamiento y a a la ejecución que presenta, se recomienda ejecutar la viga trasera mediante una cimentación con pilotes. Si finalmente la opción elegida fuese ésta, se estima que las alas de la viga trasera ya no serían necesarias, pudiendo estimarse una viga de sección rectangular y de dimensiones 1.5 m (ancho) x 2.6 m (canto). La tensión máxima de compresión soportada por los pilotes es igual a 1957 kpa, que es admisible. Las tensiones máximas de tracción y compresión que sufre la viga trasera son iguales, respectivamente, a 1536 kpa y 3866 kpa, que son también admisibles. A continuación se muestran los resultados obtenidos para esta sección con la solución propuesta: 21

22 22

23 23

24 Así, según lo expuesto anteriormente, se recomienda la ejecución de la solución de viga pilotada, con las dimensiones y espaciamiento propuestos en el modelo presentado, descrito anteriormente. Dicha solución permitiría, según el modelo, cumplir las tolerancias prescritas para el funcionamiento de las grúas, y evitar incertidumbres en cuanto al comportamiento del relleno a largo plazo y su influencia sobre las vigas que soportan los carriles de las grúas. Por UTE ICEACSA - PROYFE, S.L. Fdo. D. Miguel Nieto Matamoros Ingeniero de Caminos, C. y P. 24