ANEJO Nº 2. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS Y JUSTIFICACIÓN DE

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1 ANEJO Nº 2. ESTUDIO DE ALTERNATIVAS Y JUSTIFICACIÓN DE LA SOLUCIÓN ADOPTADA DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS

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3 ÍNDICE 1. ANTECEDENTES Y OBJETO 1 2. ALTERNATIVAS PROPUESTAS Muro in situ Muro prefabricado con zapata in situ Muro prefabricado 3 3. ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS PROPUESTAS Comparativa económica Muro in situ Muro prefabricado con zapata in situ Funcionamiento estructural Muro in situ Muro prefabricado con zapata in situ Ejecución Muro in situ Muro prefabricado con zapata in situ 8 4. CONCLUSIONES 9 DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS

4 1. ANTECEDENTES Y OBJETO Canal de Isabel II Gestión encargó a la empresa INTEMAC EX/OC /R un informe sobre las anomalías detectadas en el depósito del eje Villalba Valdemorillo, en el que se estudiaban una serie de alternativas para su rehabilitación, el cual se entregó en Noviembre de Posteriormente, en Enero de 2016, la empresa DRAGADOS realizó un Estudio en el que se definían las actuaciones necesarias para ejecutar la alternativa elegida en el informe realizado por INTEMAC. De ambos documentos se concluye que, para la rehabilitación del depósito, la mejor solución es actuar en su interior, ejecutando un muro en ménsula en todo el perímetro, paralelo a los muros existentes. El objeto del presente anejo es el de comparar tres alternativas estructurales posibles para desarrollar la solución de ejecución del nuevo muro interior. 2. ALTERNATIVAS PROPUESTAS Una vez decidida la necesidad de ejecutar un muro interior, se plantean tres posibilidades: - Ejecutar la totalidad del muro in situ. - Ejecutar la zapata in situ y el alzado mediante paneles prefabricados, arriostrándolos posteriormente con una viga ejecutada in situ. - Utilizar un prefabricado completo de zapata y alzado, uniendo los distintos módulos en el interior del depósito mediante una viga riostra in situ. 2.1 Muro in situ En la siguiente figura se recogen las actuaciones concretadas en la solución elegida: DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 1 de 9

5 NUEVO MURO EN MÉNSULA para contención del empuje del agua y el empuje de tierras con el depósito vacío ZAPATA apoyada sobre la cimentación existente Figura 1.- Actuaciones a realizar La filosofía de la actuación consiste en introducir en el interior del depósito un muro en ménsula de sección variable, apoyado sobre la zapata existente, de manera que reciba el empuje de agua y descargue así la unión del prefabricado con el zócalo. En el intradós del muro, el hueco entre el nuevo muro y el panel prefabricado se rellena con grava, con el objeto de que el empuje de tierras que recibe del terreno se transmita al nuevo muro, mientras se realiza un drenaje eficiente del relleno. 2.2 Muro prefabricado con zapata in situ Se colocan paneles con contrafuertes para ejecutar el paramento, los cuales se empotran en una zapata in situ. El sistema de moldes permite la fabricación de muros de anchura variable (entre 2 y 2,4m) y alturas de hasta 12 m., optimizando los contrafuertes en función de la misma. Durante la ejecución, debe cuidarse el detalle de unión de la zapata y el muro. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 2 de 9

6 Figura 2.- Muro prefabricado con zapata in situ Los distintos paneles prefabricados se vincularían con una viga en cabeza hormigonada in situ. En esta solución habría que incorporar actuaciones de hormigonado entre piezas y estanqueidad de juntas. 2.3 Muro prefabricado Consiste en un muro en ménsula fabricado con la zapata incorporada. Esto le permite ejecutarse con mucha rapidez, ya que puede rellenarse tan pronto como se coloca. Figura 3.- Muro prefabricado con zapata DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 3 de 9

7 Al igual que en la alternativa anterior, habría que incorporar actuaciones de hormigonado entre piezas y estanqueidad de juntas. Esta última alternativa presenta una serie de inconvenientes. Por un lado, hay que garantizar la adherencia entre la zapata prefabricada y la existente. Para ello, se debería dar un acabado rugoso a la zapata prefabricada, preparar la superficie de la zapata in situ y colocar un mortero de adherencia entre ella. Con esta solución no se solidarizan ambas piezas con la mismas garantía que si se ejecuta la zapata del nuevo muro in situ. Por otra parte, en esa junta podrían presentarse problemas de fugas, ya que son dos piezas independientes unidas por un mortero. Por tanto, se descarta esta alternativa, estudiando en detalle las propuestas de muro in situ y muro con zapata in situ y muro prefabricado 3. ANÁLISIS DE LAS ALTERNATIVAS PROPUESTAS Las alternativas propuestas se van a estudiar desde los siguientes puntos de vista: - Económico - Estructural - Ejecución 3.1 Comparativa económica Para comparar económicamente ambas alternativas se obtiene, para cada caso, el coste de ejecución de un batache de 1,25 m de ancho. En las unidades en las que ha sido posible, se han adoptado los precios del cuadro de precios de Canal de Isabel II Gestión Muro in situ Las unidades de obra más importantes en las que se desglosa son encofrado, ferrallado, hormigonado, vibrado y desencofrado. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 4 de 9

8 IN SITU POR BATACHE DE 1,25 m DE ANCHO Zapata y Muro Tipo A Ud de 1,25 m de Zapata 1,5 x 7,20 x 1, x 0,5 x 1,25 ancho Unidad Cantidad Precio unitario Precio Encofrado m 2 10,25 21,42 219,56 Acero corrugado B500 S Kg 895 1,7 1521,5 Hormigón HA -30 m 3 14,43 129, ,87 Water Stop m 1,25 8,05 10, ,99 Muro 7,77 x 1,25 Ud de 1,25 de ancho Unidad Cantidad Precio unitario Precio Encofrado m 2 10,25 21,42 219,56 Acero corrugado B500 S Kg 638 1,7 1084,6 Hormigón HA -30 m 3 6,16 129,79 799,51 Water Stop m 4,1 8,05 33, , , Muro prefabricado con zapata in situ En este caso se considera la puesta en obra del panel prefabricado, y el encofrado, ferrallado, hormigonado, vibrado y desencofrado de la zapata. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 5 de 9

9 PREFABRICADO POR BATACHE DE 1,25 m DE ANCHO Zapata 1,5 x 7,20 x 1, x 0,5 x 1,25 Ud de 1,25 m de ancho Precio Unidad Cantidad unitario Precio Encofrado m 2 10,25 21,42 219,56 Acero corrugado B500 S Kg 895 1,7 1521,5 Hormigón HA -30 m 3 14,43 129, ,87 Tela asfáltica m 2 0,75 18,77 14, ,00 Muro Ud de 1,25 de ancho Precio Unidad Cantidad unitario Precio Panel 10,07 x 1,25 Ud ,5 1574,5 grúa h 0,3 66,64 19,99 Oficial h 0,3 18,1 5,43 Ayudante h 0,3 16,94 5,08 Tela asfáltica m 2 4,8 18,77 90, ,1 Viga de atado 0,3 x 0,3 x 1,25 50 kg/m 3 Cuantía Unidad Cantidad Precio unitario Precio Acero corrugado B500 S Kg 5,625 1,7 9,56 Hormigón HA -30 m 3 0, ,79 14,60 24, Funcionamiento estructural Muro in situ 5347,26 El muro tiene la capacidad de soportar la flexión provocada por los empujes del terreno y los empujes del agua. Asimismo, la zapata transmite los esfuerzos de flexión a la cimentación del zócalo existente. La transmisión de la flexión del paramento a la zapata se realiza a través del par de fuerzas que genera la armadura traccionada anclada y solapada y la cabeza de compresión entre las dos caras de la junta de hormigón. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 6 de 9

10 En este caso, la sección resistente es uniforme, sin contrafuertes, y hay continuidad en todo el muro, exceptuando las juntas de dilatación y contracción Muro prefabricado con zapata in situ Al igual que en el muro in situ, el muro prefabricado con zapata in situ está dimensionado para soportar los empujes del agua y del terreno y transmitir los esfuerzos a la cimentación existente. Sin embargo, la transmisión de los esfuerzos de flexión del paramento a la zapata, se realiza a través de las distintas cabezas de compresión y rozamientos que se generan a lo largo de las dos patas prefabricadas, que se embeben en el hormigón in situ de la zapata. Al embeberse las patas del paramento prefabricado en el hormigón in situ de la zapata, se consigue una unión monolítica entre ellos. El muro prefabricado puede tener las armaduras pretesas, lo que supone una mejor capacidad a flexión del paramento y un mejor comportamiento ante la fisuración. Por el contra, presenta una geometría discontinua, debido a la presencia de los contrafuertes y juntas entre paneles prefabricados, las cuales hay que tratar posteriormente para asegurar la estanqueidad del depósito. 3.3 Ejecución Muro in situ El muro in situ se ejecutará por bataches. Para la ejecución de cada uno de estos bataches se deberán llevar a cabo las siguientes actividades: - Realizar una junta rugosa y disponer un mortero de adherencia - Disponer la armadura de la zapata con sus separadores. - Colocar las juntas wáter stop o similar - Encofrar costero de fondo de zapata, encofrar cara superior de la zapata, encofrar costeros del pedestal. - Hormigonar zapata - Vibrar hormigón - Desencofrar - Colocar armadura de paramento con sus separadores - Colocar junta Water-stop o similar - Hormigonar paramento vertical - Vibrar hormigón - Desencofrar Para poder ejecutar el paramento del muro, previamente deberá haber fraguado y adquirido cierta resistencia la zapata, con lo que habrá un desfase entre la ejecución de ambos elementos. Por otra parte, al realizarse el muro al completo en el interior del depósito, se necesitará un gran número de personal en su interior y más medios en el exterior, bombas de hormigonado, acopio de chapas de encofrado, etc. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 7 de 9

11 3.3.2 Muro prefabricado con zapata in situ En este caso, la ejecución del muro se puede desglosar en las siguientes actividades: - Colocar el panel prefabricado con una grúa Figura 4.- Colocación del panel prefabricado - Apuntalar el panel en su posición correcta - Realizar una junta rugosa y disponer un mortero de adherencia - Disponer la armadura de la zapata con sus separadores - Colocar las juntas wáter stop o similar - Encofrar únicamente costero de fondo de zapata - Hormigonar zapata - Vibrar hormigón - Desencofrar - Ferrallar la viga artesa de coronación. - Encofrar la viga artesa - Hormigonar la viga artesa de coronación - Desencofrado - Tratamiento de las juntas entre paneles En este caso, las labores de hormigonado en el interior del depósito se reducen considerablemente, ya que el paramento del muro viene ya prefabricado. Por tanto, en esta alternativa, el personal en el interior del depósito y los medios a disponer se reducirán con respecto a la alternativa anterior. Por otra parte, al no tener que esperar a que la zapata fragüe para ejecutar los paneles ni tener que ejecutar los paneles en el interior, se agilizará el trabajo y se reducirá el plazo de ejecución. El problema se presenta al tener que bajar los paneles por el hueco que se deje en la cubierta y colocarlos con la precisión requerida en un espacio reducido, por lo que la reducción en el plazo de ejecución no sería tan alta como la que se conseguiría en una obra DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 8 de 9

12 en el exterior. Además, una vez colocados, se deberá realizar un tratamiento de las juntas entre paneles, en el que habrá que llevar especial cuidado para evitar posteriores fugas en el depósito, y realizar la viga artesa de coronación, que en el caso del muro in situ no es necesaria, lo que disminuye la diferencia entre el plazo de ejecución de ambas alternativas. 4. CONCLUSIONES A partir del análisis de los distintos aspectos realizados se puede concluir que: - La diferencia económica entre ambas alternativas es mínima, un 7% inferior la del muro prefabricado con zapata in situ, máxime cuando a este precio habría que sumarle el del tratamiento de las juntas entre paneles. - Desde el punto de vista estructural ambas alternativas se comportan satisfactoriamente frente a los esfuerzos de cálculo pero, geométricamente es preferible el muro in situ, ya que presenta continuidad y uniformidad en la geometría. - Una consecuencia de la geometría del muro prefabricado es que, al quedarse los contrafuertes hacia el interior del depósito, en esas zonas no se sabe cómo será el movimiento del flujo, creándose zonas preferentes de sedimentación en las esquinas de los contrafuertes. - El plazo de ejecución sería menor en el caso de un muro de paneles prefabricados con zapata in situ, pero al tener que realizar posteriormente el tratamiento de las juntas y la viga de atado, se reduce esta diferencia. - El tratamiento de juntas entre paneles prefabricados debe realizarse cuidadosamente, ya que son puntos claros en los que se pueden producir fugas de agua. Por tanto, se recomienda realizar el muro interior completamente in situ, que garantiza un buen funcionamiento estructural e hidráulico. DOC 1. MEMORIA Y ANEJOS Página 9 de 9