Post on 07-Jun-2015
JOLSAJOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia
INFORME ESTUDIO GEOTÉCNICO. UNIDAD 624 DESULFURADORA G.O. Nº 4 PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA DE REPSOL YPF EN CARTAGENA PARA REPSOL YPF
094-059-07
(Nº O.: 1771)
octubre de 2007
JOLSAJOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia
ÍNDICE Pág.
1. INTRODUCCIÓN............................................................................ 1
2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO................................................. 3
3. TRABAJOS REALIZADOS................................................................ 5
4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO................................................... 8
5. RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO .....................................12
6. SISMICIDAD................................................................................16
7. CONCLUSIONES ..........................................................................18
7.1. PREPARACIÓN DE LA PARCELA................................................18 7.2. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD...........................................19 7.3. TALUDES DE EXCAVACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LOS MATERIALES................................................................................20 7.4. EJECUCIÓN DEL RELLENO ESTRUCTURAL ..................................20 7.5. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN..............................................23
7.5.1. GENERAL........................................................................23
7.5.2. COMPRESORES 624K-001 A/B Y 624K-0X1 A/B (FUTUROS) ...23
7.5.3. 624F-001 HORNO. ...........................................................27
7.5.4. 624C-002/003 REACTORES...............................................30
7.5.5. 624C-005 COLUMNA .......................................................32
7.5.6. 624E-003 INTERCAMBIADORES .........................................33
7.5.7. 624C-001/009 DEPÓSITOS................................................34
7.5.8. 624C-007 Y 624C-015 COLUMNAS....................................35
7.5.9. 624C-010 COLUMNA .......................................................36
7.5.10. 624C-012 COLUMNA......................................................37
7.3.11. PIPE RACK ....................................................................38
ÍNDICE DE LÁMINAS ........................................................................... 40
JOLSAJOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia
INFORME
ESTUDIO GEOTÉCNICO.
UNIDAD 624 DESULFURADORA G.O. Nº 4
PROYECTO C-10 DE AMPLIACIÓN DE LA REFINERÍA
DE REPSOL YPF EN CARTAGENA
PARA REPSOL YPF
1. INTRODUCCIÓN
En este Informe se presentan las conclusiones del Estudio Geotécnico
realizado en el emplazamiento de la futura la Unidad de Proceso 624
Desulfuradora G.O. nº 4, prevista dentro del Proyecto C-10 de ampliación de
la Refinería de REPSOL YPF en Cartagena, Murcia.
La nueva Unidad se situará al Oeste del antiguo Poblado de la Refinería. En la
Lámina 1 puede verse un Plano General a escala 1/3.000 con la situación de
la zona de estudio.
En las Láminas 2A y 2B se presentan unas Plantas de detalle a escala 1/500,
en la primera (Lámina 2A) se reflejan las condiciones topográficas actuales y
en la segunda (Lámina 2B) la implantación de equipos que se nos ha facilitado.
JOLSAJOLSA 2 Ingenieros Consultores en Geotecnia
La planta con la situación de las instalaciones corresponde al Plano nº S-C10-
A-80146 , revisión B (08/03/07), facilitado por Técnicas Reunidas (TR) en
marzo de 2007.
El presente Estudio se enmarca dentro de los trabajos de "consultoría y
recomendación del estudio geotécnico" previstos en el pedido de REPSOL YPF
nº 4500015408 de fecha 9 de mayo de 2007 (Adjudicación P-P3C10-0001-
A0-0613-A-O).
Previamente a la redacción del presente Informe, con fecha 20 de julio se
elaboró una Nota Técnica con las principales conclusiones del Estudio. Esta
Nota fue entregada a los ingenieros proyectistas de TR a través de la
ingeniería FLUOR, S.A.
________
JOLSAJOLSA 3 Ingenieros Consultores en Geotecnia
2. CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO
La terraza en la que se ubicará la nueva Unidad se encuentra limitada por las
futuras calles nos 3 y 5 al Sur y Norte respectivamente, y las nos 19 (Ronda
Mayor) y 17 a Este y Oeste. La Unidad ocupará una superficie de 114 x 58
metros.
La cota de urbanización prevista es la +24,0 metros. Para la preparación de la
terraza será necesario efectuar una excavación en la mitad Norte de hasta
cuatro metros de altura; en la mitad Sur se ejecutará un relleno estructural con
una altura máxima inferior a dos metros.
En la siguiente Tabla se puede ver resumida la relación con los principales
equipos previstos; también se indican los pesos máximos que transmitirán
según los datos que se nos han facilitado1.
EQUIPO DESCRIPCIÓN PESO (Kg)
624K-001A/B y 624K-0X1 A/B (futuros) Compresores -
624F-001 Horno -
624C-002 Reactor 814.557
624C-003 Reactor 521.977
624C-005 Columna 52.975
624E-003 Intercambiadores 22.340
1 Datos extraídos de un documento titulado “Listado de esfuerzos de equipos para Informe
Geotécnico, de fecha 3/13/07, facilitado por TR en marzo de 2007.
JOLSAJOLSA 4 Ingenieros Consultores en Geotecnia
EQUIPO DESCRIPCIÓN PESO (Kg)
624C-001/009 Depósitos -
624C-007 Columna 51.525
624C-010 Columna 58.166
624C-012 Columna 31.464
624C-015 Columna 20.128
Asimismo, se prevé un pipe-rack que discurrirá con dirección aproximada Este
– Oeste a lo largo de la zona central de la Unidad. El rack estará constituido
por pórticos con pilares metálicos cada seis metros, con unas cargas por pilar
de hasta 140 toneladas.
Según nos han informado, por condicionantes de Proyecto, las cimentaciones
de los equipos apoyarán a una profundidad entre unos dos metros y medio
bajo cota de urbanización; es decir, en torno a la cota +21,50 m. En estas
condiciones, todas las cimentaciones quedarán apoyadas en el terreno natural.
______________
JOLSAJOLSA 5 Ingenieros Consultores en Geotecnia
3. TRABAJOS REALIZADOS
Para la realización del Estudio, se han ejecutado siete sondeos mecánicos
hasta una profundidad máxima de unos 15,5 metros.
Los sondeos se han perforado a rotación, con extracción de testigo continuo;
cada dos metros aproximadamente se han ido realizando Ensayos de
Penetración Normal (S.P.T.) en los niveles granulares y se han extraído
muestras inalteradas de los arcillosos.
Asimismo, se han excavado con retroexcavadora diez calicatas hasta unos
tres metros de profundidad.
Todos los trabajos se han realizado bajo la supervisión continua y directa de
un geólogo de JOLSA.
Los puntos investigados han sido replanteados topográficamente en campo.
En la siguiente Tabla se pueden ver las coordenadas topográficas de los
sondeos (S-) y las calicatas (C-), así como la profundidad investigada en cada
punto.
COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM PROSPECCIÓN X Y Z
LONGITUD
INVESTIGADA (m)
S-624-1 684.054,749 4.160.927,177 26,4 15,0
S-624-2 684.076,666 4.160.922,517 26,9 15,5
JOLSAJOLSA 6 Ingenieros Consultores en Geotecnia
COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM PROSPECCIÓN X Y Z
LONGITUD
INVESTIGADA (m)
S-624-3 684.130,665 4.160.931,680 28,1 14,5
S-624-4 684.060,324 4.160.888,454 23,0 11,5
S-624-5 684.080,047 4.160.891,499 23,0 14,0
S-624-6 684.144,217 4.160.895,687 23,0 12,0
S-624-7 684.158,820 4.160.898,017 23,0 12,0
C-624-1 684.092,323 4.160.929,451 27,3 3,2
C-624-2 684.124,496 4.160.934,405 28,0 3,0
C-624-3 684.145,203 4.160.941,136 28,2 3,0
C-624-4 684.061,950 4.160.905,274 26,8 3,0
C-624-5 684.079,916 4.160.907,797 27,4 3,1
C-624-6 684.104,608 4.160.911,378 28,0 3,2
C-624-7 684.139,281 4.160.915,498 28,5 3,0
C-624-8 684.094,894 4.160.880,778 23,0 1,5
C-624-9 684.108,766 4.160.892,780 23,0 1,7
C-624-10 684.133,361 4.160.896,435 23,0 2,0
La situación en planta de todos los puntos puede verse en las Láminas 2A y
2B.
Los registros de los sondeos perforados para el presente Estudio se presentan
en las Láminas 4A a 4N y los de las calicatas en las Láminas 5A a 5I. En las
Láminas 6A a 6D se presentan unas claves con los símbolos y terminología
empleados en los registros y en las Láminas 7A a 7E se incluyen unas
fotografías de las cajas de testigo.
JOLSAJOLSA 7 Ingenieros Consultores en Geotecnia
En los niveles arcillosos se han realizado en campo ensayos de resistencia al
corte “no drenada” con el aparato TORVANE; asimismo, sobre muestras
representativas procedentes de los sondeos perforados, se ha realizado una
campaña de ensayos de laboratorio, consistente, básicamente, en ensayos d
identificación (granulometría, límites de Atterberg, humedad natural, etc) y
contenido de sulfatos.
Los resultados de los ensayos pueden verse en los registros de los sondeos,
en correspondencia con las muestras ensayadas; en el Apéndice se presentan
sus expedientes de laboratorio.
________
JOLSAJOLSA 8 Ingenieros Consultores en Geotecnia
4. CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO
La antigua calle Ronda Sur cruza la parcela por su zona intermedia; hacia el
Norte se encontraba el Poblado, actualmente desmantelado; el terreno en esta
zona presenta una topografía subhorizontal entre las cotas +26,0 a +28,0
metros.
Hacia el Sur de la calle se encuentra el cauce de un barranco cuyo fondo
alcanza aproximadamente la cota +23,0 metros; las laderas del barranco, de
pendiente relativamente suave, actualmente se encuentran recubiertas de
arbolado y son de difícil acceso.
A partir de las condiciones del subsuelo reconocidas, se han preparado dos
cortes del Terreno que se presenta, junto con sus leyendas litológicas
explicativas, en las Láminas 3A y 3B. Su situación en planta puede verse en
las Láminas 2A y 2B.
En todos los puntos investigados las condiciones del terreno detectadas son
favorables. Básicamente, se han identificado suelos cuaternarios constituidos
predominantemente por una alternancia de niveles granulares de arena y grava
con apreciable contenido de finos.
Los estratos se disponen de una forma muy irregular, formando lentejones de
difícil correlación lateral.
JOLSAJOLSA 9 Ingenieros Consultores en Geotecnia
A continuación pueden verse los valores de NSPT2 obtenidos en los 30 ensayos
S.P.T. realizados. Se les ha asignado un valor de NSPT=100 a aquellos
ensayos en los que se ha obtenido rechazo; es decir, debido a la dureza del
terreno o a la presencia de bolos, no ha sido posible la clava de los 30
centímetros centrales de la cuchara del S.P.T.
2 NSPT: nº de golpes necesarios para la hinca de los 30 cm centrales del tomamuestras S.P.T.
VALORES DE N (S.P.T.)
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
N (S.P.T.)
CO
TA
S E
N M
ETRO
S
S-624/1 S-624/2 S-624/3 S-624/4 S-624/5 S-624/6 S-624/7
Cota urbanización (+24,0 m)
JOLSAJOLSA 10 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como se puede observar, sin tener en cuenta los valores de rechazo, la mayor
parte se encuentra en un entorno de entre 30 – 50 golpes que corresponde a
suelos densos3, con escasos niveles localizados medianamente densos
(NSPT<30).
En alguna de las calicatas excavadas se ha apreciado un cierto grado de
cementación que ha impedido la continuación de la excavación. Esta
cementación es débil, prácticamente inapreciable durante la perforación de los
sondeos.
Intercalados entre la formación granular, se han detectado niveles de arcilla
formando lentejones de escasa continuidad lateral dentro de los depósitos
anteriores. Los espesores varían entre dos y cuatro metros.
Se trata de arcilla limosa de color rojizo con un apreciable, en general del
orden a superior al 40%. Durante la ejecución de los sondeos se han ido
realizando en campo ensayos de resistencia al corte “no drenada” (Cu) con el
aparato TORVANE; se trata de arcilla dura, con valores de Cu del orden de 2,0
Kg/cm2 o claramente superiores.
Por otro lado, en cuatro de los sondeos perforados se ha detectado el
substrato rocoso; en la siguiente Tabla se resume su posición y naturaleza:
3 Ver Lámina 6A “Clave empleada en la Descripción de Suelos”
JOLSAJOLSA 11 Ingenieros Consultores en Geotecnia
SONDEO COTA SUBSTRATO
ROCOSO (m) LITOLOGÍA
S-624/1 +16,5 Dolomía y caliza brechoide con niveles
margosos
S-624/2 +15,5 Dolomía muy fracturada
S-624/3 +14,0 Dolomía muy fracturada
S-624/6 ≈+15,0 Arcilla margosa
Se puede apreciar que en todos los sondeos el substrato se encuentra por
debajo de la cota de cimentación estimada (+21,50 m).
Como puede observarse, se trata de caliza y dolomía con características de
roca dura poco meteorizada4 (grado II-III), aunque bastante fracturada. Se
dispone de ensayos de resistencia a compresión simple realizados sobre
muestras procedentes de otras unidades próximas, en las que los valores
obtenidos en general se sitúan por encima de los 300 Kg/cm2.
En el sondeo S-624/6 el substrato está constituido por arcilla margosa,
asimilable a una roca blanda o a un suelo cohesivo muy consolidado.
No se ha detectado nivel freático en ninguno de los puntos investigados.
________
4 Ver Lámina 6D “Escala de Meteorización de la Roca”
JOLSAJOLSA 12 Ingenieros Consultores en Geotecnia
5. RESULTADOS ENSAYOS DE LABORATORIO
A continuación se presentan los resultados de los ensayos de laboratorio
efectuados sobre muestras seleccionadas procedentes de los sondeos; en
resumen, se han realizado los siguientes:
• 11 granulometrías.
• 11 determinaciones de los Límites de Atterberg.
• 3 ensayos de determinación de la humedad natural.
• 2 determinaciones de la densidad seca.
• 4 ensayos de resistencia al Corte “no drenada” tipo Vanetest.
• 1 determinaciones del contenido de sulfatos.
En la página siguiente puede verse un Cuadro-resumen con los resultados
obtenidos. Al final del Informe, en el Apéndice II pueden verse los expedientes
de los ensayos realizados.
JOJOLSALSA Ingenieros Consultores en Geotecnia
13
GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO (%) L. ATTERBERG
SO
ND
EOS
PRO
FUN
DID
AD
(m
)
LITOLOGÍA
CLA
SIF
ICA
CIÓ
N
DE
CA
SA
GRA
ND
E
% H
UM
EDA
D
DEN
SID
AD
SEC
A
(gr/
cm3)
DIÁ
MET
RO
M
ÁX
IMO
(m
m)
TAM
IZ 6
0 U
NE
TAM
IZ 4
0 U
NE
TAM
IZ 2
U
NE
TAM
IZ 0
,4
UN
E
TAM
IZ
0,08
UN
E
WL WP IP
%SO
42- )(
mg/
kg)
S-624/1 5,10-5,70 ARCILLA LIMOSA CL 25 100 100 84 73 60,3 38 19 19 139
S-624/1 9,00-9,60 ARCILLA LIMOSA CL 25 100 100 81 67 56,3 24 18 6
S-624/2 3,00-3,60 GRAVA Y ARENA GM/SM 25 100 100 43 23 14,8 18 15 3
S-624/2 5,00-5,60 ARCILLA LIMOSA CL 20 100 100 79 67 57 34 20 14
S-624/2 7,00-7,60 ARCILLA LIMOSA CL 12,5 100 100 85 73 59,4 28 14 14
S-624/3 1,30-1,90 ARCILLA LIMOSA CL 7,29 1,75 10 100 100 86 74 61,7 30 16 14
S-624/5 5,00-5,60 ARENA CON GRAVA Y ARCILLA
SC 12,5 100 100 56 33 22,7 25 16 9
S-624/5 9,00-9,45 ARENA ARCILLOSA SC 11,85 1,65 47,1 29 19 10
S-624/6 3,00-3,60 ARENA CON BASTANTE GRAVA Y ARCILLA
SC 3,37 25 100 100 62 44 25,2 25 18 7 164
S-624/6 5,00-5,60 ARENA Y GRAVA SC 25 100 100 43 23 15,2 27 16 11
S-624/2 11,00-
11,60 ARCILLA LIMOSA CL 56,9 42 21 21
JOLSAJOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia
14
Como se puede observar, los niveles granulares presenten un contenido de
finos relativamente elevado, entre un 15,0 hasta un 47,0%. por su parte, los
niveles arcillosos presentan un contenido elevado de finos (30 – 40%),
pudiéndose clasificar en general como arcilla arenosa.
En el siguiente gráfico se ha representado los valores de plasticidad obtenidos:
La fracción ensayada corresponde a arcillas de baja plasticidad, tipo CL según
la clasificación de Casagrande.
GRÁFICO DE PLASTICIDAD
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80
LÍMITE LÍQUIDO
ÍND
ICE
DE
PLA
STIC
IDA
D
CL
CH
ML-OL
MH-OH
CL-ML
JOLSAJOLSA 15 Ingenieros Consultores en Geotecnia
En los ensayos realizados, se observa que el contenido de humedad se
encuentra claramente por debajo del límite plástico; esto es habitual en
formaciones arcillosas de elevada consistencia.
El contenido de sulfatos obtenido (164 mg/kg) está por debajo del mínimo
previsto en la EHE, que es de 2.000 mg/kg; esta tendencia de contenidos de
sulfato muy bajos se ha comprobado en otros ensayos efectuados en los
suelos procedentes de otras unidades. El terreno puede considerarse como “no
agresivo”.
_____________
JOLSAJOLSA 16 Ingenieros Consultores en Geotecnia
6. SISMICIDAD
De acuerdo con la Norma de Construcción Sismorresistente NCSE-02, el
riesgo sísmico se define por medio del siguiente Mapa de Peligrosidad Sísmica.
En el mapa se puede ver reflejada la distribución de la aceleración sísmica
básica (ab), con relación al valor de la gravedad (g), y el coeficiente de
Zona de Estudio
JOLSAJOLSA 17 Ingenieros Consultores en Geotecnia
contribución K, que tiene en cuenta la influencia de los distintos tipos de
terremotos esperados en la peligrosidad sísmica de cada punto.
Según esta Norma, en el término municipal de Cartagena, estudiado el valor
de ab es de 0,07g. El coeficiente de contribución (K) es constante e igual a
1,0.
Para la estimación de la aceleración de cálculo es necesario un parámetro que
la Norma define como Coeficiente del Terreno (C). este valor tiene en cuenta
las condiciones del terreno en los 30 primeros metros bajo la superficie.
El emplazamiento de la Unidad está constituido por suelos predominantemente
granulares, muy consolidados, sobre un substrato que, a efectos de análisis
sísmico, se puede asimilar a suelos granulares o cohesivos duros. A efectos
prácticos, se puede considerar un único valor de C=1,30.
_____________
JOLSAJOLSA 18 Ingenieros Consultores en Geotecnia
7. CONCLUSIONES
7.1. PREPARACIÓN DE LA PARCELA
La Unidad se explanará a la cota +24,0 metros; la curva de nivel
correspondiente a esta cota se encuentra en la parte intermedia del talud del
barranco, aproximadamente un metro por encima dl fondo del cauce.
En las Láminas 2A y 2B se ha remarcado la posición de esta curva que separa
la zona Norte, en la que la Unidad quedará en desmonte, de la Sur, donde se
deberá ejecutar un relleno estructural de altura inferior a dos metros.
Para la preparación del terreno en el que se ubicará la Unidad, inicialmente
será necesario retirar algunos restos de antiguas construcciones del Poblado
que aun permanecen en la parcela, así como el pavimento de los viales,
aceras, alumbrado público etc; tampoco se descarta la presencia de antiguas
cimentaciones que se deberían sanear. Todo este material deberá ser llevado a
vertedero.
En el barranco, se deberá proceder al desbroce de la vegetación existente, la
retirada del suelo vegetal, de uno 25 a 30 centímetros de espesor, y a la
suavización de los taludes escarpados situados bajo la cota +24,0 metros.
En el momento de realizar el estudio de campo, aún existían restricciones para
el acceso de maquinaria al fondo de cauce. Es conveniente prever en obra la
excavación de algunas calicatas para identificar posibles rellenos en el fondo
JOLSAJOLSA 19 Ingenieros Consultores en Geotecnia
del barranco que sea necesario sanear; en cualquier caso, con la información
disponible no se ha detectado materiales de este tipo.
Finalizado el desbroce, la retirada del suelo vegetal y suavizados los escarpes
del barranco, se podrá iniciar el proceso de ejecución del relleno estructural.
La ejecución de este relleno se comenta en un apartado posterior.
7.2. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD
Para alcanzar la cota de urbanización será necesario rebajar la cota actual de
la parcela hasta en unos cuatro o cinco metros. Este rebaje se podrá realizar
prácticamente en su totalidad con maquinaria convencional potente; no se
puede descartar completamente la presencia de algún nivel encostrado que
requiera el empleo de martillo neumático.
La mayor parte se los cajeados de las cimentaciones se podrán ejecutar con
medios convencionales; sin embargo, las dimensiones relativamente reducidas
de estas excavaciones, pueden ser más “sensibles” a la presencia de niveles
algo cementados; por este motivo, es recomendable prever un pequeño
porcentaje de excavación con martillo neumático.
JOLSAJOLSA 20 Ingenieros Consultores en Geotecnia
7.3. TALUDES DE EXCAVACIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LOS
MATERIALES
Se pueden prever taludes 1(H)/1(V) para alturas inferiores a unos tres metros
y algo más tendidos (3(H)/2(V)) para alturas superiores.
Con excepción de los saneos indicados en el apartado 7.1. el resto de material
que se excave estará constituido principalmente por suelos arenosos con
apreciable contenido de finos, y niveles de grava arenosa o limosa.
En general presentan unas condiciones muy favorables para su empleo en la
ejecución de rellenos compactados de calidad. Para la ejecución de rellenos
estructurales en las condiciones que se detallan en el posterior apartado,
únicamente se deberá tener la precaución de separar la fracción superior a
unos 25 centímetros que, estimamos representa un porcentaje muy reducido.
7.4. EJECUCIÓN DEL RELLENO ESTRUCTURAL
En esta Unidad, el relleno estructural afectará únicamente al fondo del
barranco, con una altura inferior a dos metros. En su ejecución se podrán
emplear materiales procedentes de la excavación de la parte de la terraza
situada sobre la cota de explanación prevista o materiales procedentes de
otras unidades. Previamente, será necesario eliminar la fracción superior a
unos 2/3 del espesor de la tongada (≈25 cm).
JOLSAJOLSA 21 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Una vez efectuadas las labores de preparación de la parcela descritas en el
Apartado 7.1. se deberá recompactar el fondo, saneando, si fuese necesario,
los posibles blandones que se observen.
El relleno se deberá realizar en sucesivas tongadas de unos 35 centímetros de
espesor máximo medidos antes de compactar. La extensión de la tongada se
realizará con medios apropiados (motoniveladora, pala con cadenas, rodillo
pata de cabra etc).
Una vez nivelada la tongada, en caso necesario, se deberá regar para
aproximar su contenido de humedad al óptima que resulte en los ensayos
proctor modificado (P.M.) de referencia.
Posteriormente, la compactación se efectuará mediante rodillo liso vibrante de
al menos 15 toneladas de peso muerto. El rodillo deberá pasar el número
suficiente de veces en dos direcciones ortogonales hasta alcanzar claramente
el grado de compactación necesario.
Cada tongada se deberá compactar como mínimo al 95% P.M. Este valor se
deberá alcanzar el toda la altura y extensión de cada tongada.
Para facilitar el engarce de las tongadas con el terreno natural, los escarpes
del barranco se deberán suavizar y escalonar, debiéndose disponer de anchura
suficiente para el correcto movimiento de los equipos de compactación.
JOLSAJOLSA 22 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Para asegurar un óptimo resultado del proceso de construcción, es necesario
que todo el proceso se desarrolle bajo la supervisión a pie de obra de un
técnico con experiencia.
Complementariamente, se deberán ir realizando ensayos de control de
compactación por el método nuclear y mediante placas de carga.
Antes de proceder a la extensión de la siguiente tongada, la anterior debe ser
aprobada por la dirección de obra mediante el correspondiente protocolo. En
cualquier caso, la aprobación de una tongada debe basarse en los criterios del
técnico supervisor más que en los resultados de los ensayos que se efectúen.
Los taludes del relleno estructural no deberán sobrepasar una pendiente del
3(H)/2(V).
Se ha preparado un Informe específico relativo al aprovechamiento de los
materiales y las condiciones de excavabilidad de la nueva refinería,
considerando todo el conjunto de nuevas terrazas previstas en el Proyecto C-
10. En este Informe se describen con mayor detalle las características del
terreno detectado y se proponen una recomendaciones para su mejor
aprovechamiento.
JOLSAJOLSA 23 Ingenieros Consultores en Geotecnia
7.5. CONDICIONES DE CIMENTACIÓN
7.5.1. GENERAL
Las condiciones de la parcela para la cimentación de todos los equipos
previstos en la Unidad son claramente satisfactorias. Todos se podrán
cimentar superficialmente mediante zapatas empotradas a la profundidad
mínima requerida estructuralmente.
En las Láminas 2A y 2B se puede ver sombreada la zona aproximada que
ocupará el relleno estructural. Como se puede observar, este relleno ocupa
parcialmente el emplazamiento de los compresores (previstos y futuros), así
como el de unas pequeñas bombas (624G-016 A/B) el resto de equipos
principales se emplazará en zonas en desmonte.
A continuación se comentan las condiciones de cimentación de cada uno de
los principales equipos indicados en el Apartado 2.
7.5.2. COMPRESORES 624K-001 A/B Y 624K-0X1 A/B (FUTUROS)
En el emplazamiento de los compresores se han perforado los sondeos
denominados S-624/6 y S-624/7.
En ambos emplazamientos, el terreno natural se encuentra constituido por
suelos granulares, predominantemente arena con apreciable contenido de
finos, con valores de NSPT superiores a 30. Intercalados se encuentran algunos
JOLSAJOLSA 24 Ingenieros Consultores en Geotecnia
niveles de grava con espesores relativamente reducidos, en general, inferiores
a dos metros.
En el emplazamiento del barranco, el nivel superior arenoso puede presentar
un grado de compacidad algo menor, medianamente denso.
Como se puede observar en las Láminas 2A y 2B, parte del emplazamiento
quedará ocupado por el relleno estructural que se ejecute, que en esta zona
tendrá un espesor del orden o inferior a un metro.
Las bancadas de los compresores se podrán apoyar a la profundidad mínima
requerida estructuralmente. Considerando la profundidades de cimentación
indicadas anteriormente (entre dos y dos metros y medio), el fondo de la
cimentación quedará situado en terreno natural granular arenoso.
Como módulo de balasto vertical, se puede considerar un valor de 10,0
Kg/cm3 para las dimensiones de la placa de 30 x 30 centímetros (k30).
Se han calculado las constantes de muelle para las dimensiones de la bancada
que parecen deducirse de la planta disponible (26 x 11 metros) (ver Lámina
2B), así como para algunas variaciones métricas. En cualquier caso, estamos a
su disposición para el cálculo de las constantes para las dimensiones que
finalmente resulten.
Se ha considerado unas condiciones representativas del terreno de apoyo
caracterizadas por los siguientes parámetros:
JOLSAJOLSA 25 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Densidad (γ)= 2,0 Tn/m3
Coeficiente de Poisson (ν): 0,35
Módulo dinámico de Corte en suelos granulares (G) función de las dimensiones
de la losa según la expresión:
donde K2 es un parámetro que, en materiales granulares, depende
fundamentalmente de su densidad relativa y del grado de deformación
dinámica; para una densidad relativa estimada en los niveles superiores del
terreno del 80 %, deducida de los ensayos S.P.T. realizados, y una
deformación de 10-4 % característica del movimiento vibratorio de los
compresores, se ha considerado un K2=70
Sobre la base de estos parámetros, se han considerado las siguientes
ecuaciones:
- movimiento vertical
- movimiento horizontal
- movimiento oscilante
22/12 /)'(70 mTnKG mσ⋅=
cdG
K Zz 41
βν−
=
( ) cdGK xx βν+= 14
281
cdG
K ψψ βν−
=
JOLSAJOLSA 26 Ingenieros Consultores en Geotecnia
- movimiento de torsión
siendo:
βz, βx y βψ: coeficientes de Witman
c y d: semidimensiones de la losa
ro: radio equivalente
en estas condiciones, se han obtenido siguientes valores que se presentan en
la siguiente Tabla:
TIPO DE MOVIMIENTO
OSCILANTE (Tn x m) DIMEN.
DE LA
LOSA (m)
MÓDULO
DINÁMICO
DE CORTE
(G)
(Tn/m2)
VERTICAL
(Tn/m)
HORIZONTAL
(Tn/m) LADO CORTO
PARALELO EJE DE
OSCILACIÓN
LADO LARGO
PARALELO EJE
DE OSCILACIÓN
TORSIÓN
(Tn x m)
10 x 5 12.000 2,9 x 105 2,3 x 105 5,4 x 106 2,0 x 106 5,0 x 106
19 x 8 14.000 6,0 x 105 4,6 x 105 3,9 x 107 1,1 x 107 3,3 x 107
26 x 11 15.500 9,3 x 105 7,1 x 105 1,1 x 108 3,2 x 107 9,5 x 107
30 x 15 17.500 1,3 x 106 1,0 x 106 2,1 x 108 7,8 x 107 2,0 x 108
3
3
16oGrK =ϕ
JOLSAJOLSA 27 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como coeficientes de amortiguamiento se pueden adoptar:
Movimientos traslacionales: 0,20
Movimientos rotacionales: 0,10
7.5.3. 624F-001 HORNO.
Se ha perforado el sondeo S-624/1 hasta unos 15 metros de profundidad. Por
encima del substrato rocoso, detectado a unos diez metros de profundidad
(cota ≈+16,5 m). Entre unos cinco y siete metros de profundidad y entre
ocho y diez, se ha detectado arcilla arenosa de consistencia muy firme o dura;
intercalados, aparecen niveles granulares densos.
Para alcanzar la cota de urbanización +24,0 metros, será necesario excavar
del orden de dos metros y medio; con la profundidad de empotramiento
prevista de entre dos y dos metros y medio, estos equipos quedarán apoyados
sobre los niveles de arcilla arenosa dura.
La carga de hundimiento se ha estimado a partir de la siguiente expresión
general propuesta por Terzaghi:
0,5c qh = c + D + Bq N N N γγ γ
donde,
JOLSAJOLSA 28 Ingenieros Consultores en Geotecnia
- qh: carga de hundimiento.
- c: cohesión de terreno (Cu).
- Nc, Nq, Nγ: factores de capacidad de carga que dependen del ángulo de
rozamiento interno del terreno. En este caso, al tratarse de terrenos
cohesivos (φ=0), únicamente se considera en el cálculo el valor de Nc.
- B: anchura de la cimentación.
- γ: densidad del terreno.
- D: profundidad de cimentación.
En el cálculo se han asumido los siguientes parámetros del terreno:
Densidad (γ): 2,0 Tn/m3
Cohesión (Cu): 15 Tn/m2
Fricción (φ): 0º
Nc: 5,14
En estas condiciones, la carga de hundimiento que se obtiene es de:
qh = 5,14 x 15 Tn/m2 ≈ 77 Tn/m2
considerando un coeficiente de seguridad de tres, la carga admisible que
resulta es de:
qadm. ≈ 25 Tn/m2
Este valor se puede incrementar en un 30% para las hipótesis más
desfavorables del cálculo, como viento, sismo etc.
JOLSAJOLSA 29 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como módulo de balasto vertical para la losa apoyada en los niveles de arcilla
arenosa dura se puede considerar un valor de k30=8 Kg/cm3.
Se han estimado los asientos por el modelo elástico, a partir de la siguiente
expresión de Schmertmann: n
zc i
j=1 j
IS=q Z
E
∑
donde:
q: presión de cimentación
Zi: espesor del estrato “i”
E: módulo de elasticidad del estrato
Iz: influencia de la carga a una profundidad “z”
En el cálculo se han considerando los siguientes módulos de elasticidad
relativamente conservadores:
- Arena densa: 400 Kg/cm2
- Arcilla dura: 200 Kg/cm2
- Grava densa: 700 Kg/cm2
Desconocemos la carga máxima de este equipo; los cálculos de asientos se
han efectuado para diversos diámetros de losa de cimentación (entre seis y
nueve metros), manteniendo constante la tensión de 2,5 Kg/cm2.
El espesor de suelos entre la cota de apoyo de la cimentación y el substrato,
rocoso “incompresible” a efectos prácticos, es muy reducido, del orden de
JOLSAJOLSA 30 Ingenieros Consultores en Geotecnia
cinco metros. En estas condiciones, los resultados obtenidos para las diversas
hipótesis consideradas son muy similares; en todos los casos, el asiento
previsible es inferior a una pulgada.
Estos asientos tendrán un carácter elástico y se producirán prácticamente
durante la aplicación de las cargas.
7.5.4. 624C-002/003 REACTORES
Las cargas máximas que se nos han facilitado han sido:
- 624C-002: 815 Tn
- 624C-003: 522 Tn
Según la planta disponible, los equipos se instalarán de forma conjunta sobre
una estructura de seis pilares definiendo una malla de unos 8 x 8 metros, con
una superficie total de unos 8 x 15 metros.
Si se considera la carga máxima repartida uniformemente en el área cargada,
la tensión media que resulta es de unas 11,0 Tn/m2. Repartida entre los seis
pilares, la tensión por pilar sería del orden o inferior a 250 Tn (considerando
un porcentaje de peso propio de la estructura).
Se ha perforado en el emplazamiento el sondeo S-624/2. El terreno natural por
debajo de la cota +24,0 metros, está constituido por unos dos metros de
grava y arena medianamente densa o densa; a continuación se ha detectado
JOLSAJOLSA 31 Ingenieros Consultores en Geotecnia
un estrato arcilloso que continua hasta la cota +15,5 m a partir de la cual se
ha identificado el substrato rocoso de dolomía muy fracturada.
En estas condiciones, si la cara inferior de la cimentación se sitúa
aproximadamente a la cota +21,50 metros, quedará apoyada en los niveles
de arcilla dura.
Si la cimentación se realiza mediante zapatas aisladas, se puede adoptar una
presión admisible de 2,5 Kg/cm2 incrementada en un 30% para las hipótesis
más desfavorables del cálculo, como viento, sismo etc. Se han calculado los
asientos que se producirán para diversas dimensiones de zapatas cuadradas
aisladas; en el gráfico siguiente se pueden ver los resultados obtenidos:
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0
LADO ZAPATA CUADRADA (m)
ASIE
NTO
EN
CEN
TÍM
ETRO
S
Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm2
JOLSAJOLSA 32 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como se puede observar, para las cargas indicadas anteriormente (del orden
de 250 Tn por pilar, zapatas de unos 3 x 3 m) los asientos máximos
previsibles son del orden o inferiores a una pulgada.
Si por condicionantes estructurales, finalmente la cimentación se efectúa
mediante una losa, como valor de k30 se puede considerar 8,0 Kg/cm3. Para
una losa de 8 x 15 metros, y la carga indicada de 11 Tn/m2, el asiento
previsible sería inferior a dos centímetros.
En todos los casos, estos asientos tendrán lugar de forma prácticamente
instantánea con la aplicación de las cargas.
7.5.5. 624C-005 COLUMNA
Se trata de un equipo de unos dos metros de diámetro que transmitirá una
carga de unas 53 toneladas.
Se ha perforado en el emplazamiento el sondeo S-624/3. Por debajo de la cota
+24,0 metros, el terreno natural está constituido por arena arcillosa muy
densa, con niveles de grava. Únicamente se ha detectado un nivel de arcilla
dura entre unos nueve y diez metros desde boca de sondeo.
El substrato rocoso dolomítico se ha identificado a 14,0 metros de
profundidad (cota +14,0 m)
La estructura se puede cimentar superficialmente a la profundidad mínima
requerida estructuralmente. Como carga admisible, se puede adoptar un valor
JOLSAJOLSA 33 Ingenieros Consultores en Geotecnia
de 2,5 Kg/cm2 incrementada en un 30% para los casos más desfavorables del
cálculo.
Para el diseño de la losa de cimentación se puede considerar un valor de
K30 = 12 Kg/cm3.
Los asientos que se producirán serán inferiores a uno o dos centímetros y
tendrán lugar de forma prácticamente instantánea con la aplicación de las
cargas.
7.5.6. 624E-003 INTERCAMBIADORES
Equipo de unas 22 tonelada de peso que se instalará entre los reactores 624C-
002/003 y la columna 624C-005. Las condiciones del terreno en ambos
emplazamientos han sido descritas en los anteriores apartados.
Este equipo se podrán cimentar superficialmente a la profundidad mínima
requerida estructuralmente.
Como presión de cimentación se puede adoptar 2,5 Kg/cm2 (+ 30%). Los
asientos serán muy reducidos, inferiores a uno o dos centímetros.
JOLSAJOLSA 34 Ingenieros Consultores en Geotecnia
7.5.7. 624C-001/009 DEPÓSITOS
Se prevén dos depósitos horizontales paralelos, de unos diez y nueve metros
de longitud respectivamente y 3,5 y 2,5 m de diámetro, separados un metro y
medio. Según la planta disponible, ambos depósitos parecen instalados sobre
una única estructura con seis pilares; desconocemos las cargas máximas.
Se ha perforado el sondeo S-624/3 en las proximidades del emplazamiento;
las condiciones del terreno detectas y han sido descritas en el Apartado 7.5.5.
La cimentación de la estructura se podrá realizar a la cota prevista
estructuralmente. Como presión de cimentación se puede adoptar 2,5 Kg/cm2
incrementada en un 30% para las hipótesis más desfavorables del cálculo.
En el siguiente gráfico se pueden ver los asientos que resultan para diferentes
tamaños de zapatas cuadradas, considerando una carga de trabajo de 2,5
Kg/cm2 y las condiciones del terreno reconocidas en el sondeo S-624/3;
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5
LADO ZAPATA CUADRADA (m)
ASIE
NTO
EN
CEN
TÍM
ETRO
S
Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm2
JOLSAJOLSA 35 Ingenieros Consultores en Geotecnia
En todos los casos los asientos obtenidos son inferiores a dos centímetros.
7.5.8. 624C-007 Y 624C-015 COLUMNAS
Columnas de proceso de unas 50 toneladas de peso máximo, situadas a unos
veinte metros del sondeo S-624/6; las condiciones del terreno en este punto
han sido descritas en el Apartado 7.5.2.
Las losas se podrán apoyar a la profundidad mínima requerida
estructuralmente. Como presión de cimentación se puede considerar un valor
máximo de 2,5 Kg/cm2 (+ 30%); el valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.
Se ha efectuado un análisis de asientos para diversos diámetros de la
cimentación, manteniendo constante la carga máxima indicada de 50
toneladas. En el siguiente gráfico se observan los resultados obtenidos para
las condiciones del sondeo de referencia:
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
DIÁMETRO DE LA LOSA (m)
ASIE
NTO
EN
CEN
TÍM
ETRO
S
Peso de la columna constante = 50 Tn
JOLSAJOLSA 36 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como se puede observar, los asientos obtenidos son prácticamente
despreciables, inferiores a un centímetro.
7.5.9. 624C-010 COLUMNA
Columna de proceso de unas 60 toneladas de peso y unos tres metros de
diámetro. En el emplazamiento se ha perforado el sondeo S-624/5; por debajo
de la cota de apoyo estimada de la losa (≈+21,50 m) se encuentra un nivel de
arena muy densa (NSPT:44) y grava, de aproximadamente dos metros de
espesor; a continuación, un nivel de arcilla dura (Cu>3,0 Kg/cm2) y, por
debajo de unos diez metros de profundidad (+17,0 m), niveles de grava
arenosa con alguna intercalación de arcilla o arena arcillosa.
La losa se podrá apoyar a la profundidad mínima requerida estructuralmente.
Como presión de cimentación se puede considerar un valor máximo de 2,5
Kg/cm2 incrementada en un 30% para las hipótesis más desfavorables; el
valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.
En el siguiente gráfico se pueden ver la estimación de asientos realizada para
las condiciones del terreno en el emplazamiento de la estructura, un peso
constante de 60 toneladas y diferentes diámetros de losa.
JOLSAJOLSA 37 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Como se puede observar, los asientos que se producirán serán inferiores a un
centímetro.
7.5.10. 624C-012 COLUMNA
Columna de proceso de unas 30 toneladas de peso y diámetro similar a la
anterior.
En el emplazamiento se ha perforado el sondeo S-624/4; por debajo de la cota
de apoyo estimada de la losa (≈+21,50 m) se encuentra un nivel de arcilla
arenosa dura (Cu 2,50 - 3,0 Kg/cm2) de unos cuatro metros de potencia; a
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
DIÁMETRO DE LA LOSA (m)
ASIE
NTO
EN
CEN
TÍM
ETRO
S
Peso de la columna constante = 60 Tn
JOLSAJOLSA 38 Ingenieros Consultores en Geotecnia
continuación, predominan los niveles de arena arcillosa y grava, densas, con
alguna intercalación de arcilla dura.
La losa se podrá apoyar a la profundidad mínima requerida estructuralmente.
Como presión de cimentación se puede considerar un valor máximo de 2,5
Kg/cm2 (+ 30%); el valor de k30 es de 10,0 Kg/cm3.
Los asientos que se producirán serán prácticamente despreciables.
7.3.11. PIPE RACK
Como se ha comentado, se prevé un pipe-rack de unos 110 metros de
longitud que discurrirá con dirección aproximada Este – Oeste a lo largo de la
zona central de la Unidad.
El rack estará constituido por 19 pórticos con pilares metálicos cada seis
metros; las luces entre pilares serán de unos nueve metros y las cargas por
pilar de hasta 140 toneladas.
Las condiciones del terreno reconocidas a lo largo del trazado son favorables y
similares a las ya descritas en los apartados anteriores. Se trata de los niveles
de suelos granulares densos, con frecuentes intercalaciones de arcilla arenosa
dura.
JOLSAJOLSA 39 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Todos los pórticos se pueden cimentar superficialmente, adoptando una
tensión máxima de 2,5 Kg/cm2. Los asientos que se producirán serán
inferiores a dos centímetros y los diferenciales entre pilares inferiores a uno.
---.---.---.---.---.---.---.---
JOLSAJOLSA 40 Ingenieros Consultores en Geotecnia
Se adjuntan las siguientes Láminas que completan el presente Informe.
Lámina 1 - Plano General. Láminas 2A y 2B - Plantas de Situación. Láminas 3A y 3B - Cortes del Terreno. Láminas 4A a 4N - Registros de Sondeos. Láminas 5A a 5I - Registros de Calicatas. Lámina 6A - Clave empleada en la Descripción de
Suelos. Lámina 6B - Clave de Registro de Sondeos. Lámina 6C - Sistema Unificado de Clasificación
de Suelos. Lámina 6D - Escala de Meteorización de la Roca. Láminas 7A a 7E - Fotografías. APÉNDICE I - Expedientes de ensayos de
Laboratorio. ---.---.---.---.---.---.---.---
Atentamente, JOLSA
Fco. Javier Oliden Jiménez José Luis López Ingeniero de Caminos, C. y P. Geólogo Snr.
Barcelona, 11 de octubre de 2007
FJO/JLL/em. 094-059 DESULFURADORA U 624 Inf. Final