8. Anexo de Macizos de Anclaje

Proyecto de Mejora del Abastecimiento de Agua Potable en Alta a Morn de la Frontera

ANEJO N8.- MACIZOS DE ANCLAJE

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INDICE

1. MACIZOS DE ANCLAJE PARACODOS HORIZONTALES...3

1.1. Geometra del macizo....... ............3

1.2. Empujes de Clculo.. ....4

1.3. Hiptesis de clculo .....4

2. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS VERTICALES. ......................................................... 7

3. ARMADO ............................................................................................................................ 7

4. CONCLUSIN ..................................................................................................................... 8

APENDICE 1: TABLAS CLCULOS Y COMPROBACIONES



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1. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS HORIZONTALES

1.1. GEOMETRA DEL MACIZO

Se considera que el diseo ms prctico y eficaz para los macizos de anclaje es de forma

paralepipdica. El dimensionamiento se realiza a partir de macizos de base cuadrada, L=2H, siendo

H la altura del mismo.

En cuanto a los elementos de anclaje de la tubera al macizo, se realizar mediante dado excntrico

de hormign armado. En este caso habr que colocar un elemento de sujecin entre el elemento a

anclar y el dado de anclaje, como pueden ser unas horquillas de acero.

Los dados de hormign a los que se anclar la conduccin, tendrn forma de paraleleppedo recto

de altura s y base d x p, siendo sus dimensiones mnimas en metros las siguientes:

Estas dimensiones de los dados debern ser compatibles con las necesarias para alojar la totalidad

de las armaduras.

El empuje acta a una distancia h de la cara superior del macizo.

De este modo, las dimensiones mnimas de los dados de hormign armado en funcin del

dimetro de la conduccin, sern las siguientes:

Dimensiones dado h(m) p(m) s(m)

ID 500 mm 0.55 0.6 0.95



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1.2. EMPUJES DE CLCULO

Siendo Pcal el valor de la presin de clculo, el empuje hidrulico para los distintos componentes se

obtiene aplicando la siguiente frmula:

1.3. HIPTESIS DE CLCULO

El procedimiento de clculo utilizado consiste en realizar un predimensionamiento del macizo

imponiendo unos coeficientes de seguridad frente a deslizamiento y vuelco determinados, y

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

hiptesis de clculo adoptadas son las siguientes:

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

deslizamiento es 1,5, conforme a las prescripciones del Cdigo Tcnico de la Edificacin. Seguridad

Estructural. Cimientos (CTE-SE-C).

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

es 1,8, conforme a las prescripciones del Cdigo Tcnico de la Edificacin CTE-SE-C.

- Caractersticas de los materiales empleados en el diseo (EHE):

- Peso especfico del hormign = 2.300 kg/m3

- Peso especfico del acero = 7.850 kg/m3

- Lmite elstico del acero: fy 400 N/mm2

- Resistencia del hormign: fc 25 N/mm2

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

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

- - ngulo de rozamiento interno: = 30

- - Tensin admisible del terreno no inferior a 10 t/m2

- La conduccin se encuentra enterrada de tal forma que sobre la generatriz superior de la tubera

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

se dispondr por debajo del componente a anclar, excavando el fondo de la zanja de la conduccin

y hormigonando contra el terreno siempre que lo permitan las condiciones geotcnicas del mismo.

En caso contrario, se proceder al encofrado del macizo de anclaje y posterior relleno con suelo

seleccionado (artculo 330 del PG-3) compactado al 95% Prctor.

- Se considera una cierta colaboracin del terreno en la pared lateral delantera del macizo en la

direccin del empuje. El valor lmite de esta colaboracin sera el correspondiente al empuje pasivo

del terreno, cuya total movilizacin provocara unos movimientos que podran ser incompatibles

con el juego axial permisible por las juntas.



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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 sera ms correcto). El valor del

coeficiente de empuje activo KA definido en el Cdigo Tcnico de la Edificacin CTE-SE-C es el

siguiente:

i y ngulos definidos en la figura anterior

ngulo de rozamiento entre la cara lateral del macizo y el terreno

ngulo de rozamiento interno del terreno o relleno del trasds

En los clculos realizados se ha considerado i=0, =90 y simplificadamente =0.

De este modo la resultante del empuje activo, EA, es una fuerza horizontal cuya posicin depende

de la profundidad de excavacin, de las dimensiones del macizo y del peso especfico del terreno.

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

direccin 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 sera ms correcto).

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

las superficies perimetrales del macizo.

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

como:

Siendo:

: Coeficiente de rozamiento; = tan

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

T: Peso del relleno que gravita sobre el macizo (simplificadamente); T = hTLL

hT :Altura de tierras sobre el macizo

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

- No se considera la posible colaboracin de la tipologa de unin entre componentes en la

compensacin de esfuerzos.



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- El esquema general de las fuerzas actuando en el macizo, y la formulacin bsica de partida es la

siguiente:

Coeficiente seguridad frente al deslizamiento:

Coeficiente seguridad frente al vuelco:

Sern objeto de estudio detallado las hiptesis siguientes:

- Tuberas de dimetro superior a 1.000 mm.

- Presiones hidrulicas superiores a 2,5 MPa.

- Empujes cuyo valor supere las 100 t.

- Situaciones en las que existan 2 o ms tuberas en paralelo.

- Cuando en el terreno exista presencia de agua o se est por debajo del nivel fretico, habr que

considerar el cambio de parmetros 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 ser necesaria ninguna

comprobacin adicional.

Una vez dimensionado el macizo de acuerdo con el apartado anterior y garantizado su

comportamiento frente a deslizamiento y vuelco, se comprobar que el terreno admite las

presiones resultantes. Es decir, se calcularn las tensiones transmitidas comprobndose que en

ningn caso superan las admisibles por el terreno, que en nuestro caso, considerando el terreno de

consistencia media es de 10 t/m2:

[Los pertinentes clculos y comprobaciones quedan recogidos en el Apndice 1 ]



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2. MACIZOS DE ANCLAJE PARA CODOS VERTICALES

El volumen mnimo de hormign requerido ser tal que, sumado al peso del relleno dispuesto sobre

el macizo (con espesor de al menos 1 m sobre la generatriz de la tubera, 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 equilibrara mediante la fuerza

de rozamiento movilizado en la base del macizo y la colaboracin del empuje lateral del terreno.

Una vez obtenido el volumen mnimo de hormign se comprobarn los mismos condicionantes que

en el resto de los anclajes, es decir: deslizamiento y vuelco Debe disponerse una armadura de

anclaje de cuanta suficiente para transmitir el empuje generado en el codo al macizo.

Para los macizos de anclaje as diseados, se exige un volumen de hormign Vg, tal que:

Siendo:

Ty :Componente vertical del empuje.

Sf :Coeficiente de seguridad de valor 1,5.

c :Densidad del hormign.

Dado que como la geometra y el diseo de estos elementos se realizar de acuerdo con las bases

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

las prescripciones de la norma CYII mencionada y nuestros resultados de clculo anteriores se

correspondan con los recomendados por esta norma, adoptaremos para los anclajes verticales los

recomendados por la misma.

3. ARMADO

Las prescripciones a tener en cuenta son las siguientes:

- Se emplearn recubrimientos mnimos de 70 mm, tal y como corresponde a piezas hormigonadas

contra el terreno. Aunque se disponga un hormign de limpieza, tanto las paredes laterales como la

cara superior del macizo quedarn en contacto directo con el terreno (EHE-08. Art. 37.2.4).

Nosotros particularmente usaremos recubrimientos mnimos de 15 cm para estar ms del lado de la

seguridad.

- Se recomienda emplear armaduras de dimetro mnimo 12 mm (EHE-08. Art. 58.8.2).

- 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,

deben ajustarse a las prescripciones dadas en el artculo 69.5.



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- La armadura horizontal, S2, y vertical S1, del dado deben cumplir las cuantas geomtricas mnimas

respecto a la seccin total del hormign establecidas en el artculo 42.3.5. de la EHE-08. Las

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

- Cuanta mnima armadura horizontal S2: 2,0

- Cuanta mnima armadura vertical S1: 1,2

- Cuanta mnima recomendada por la Gua Tcnica del CEDEX: 15 kg acero/m3 hormign.

Nosotros comprobaremos que se cumplen ambas restricciones.

- Todas las armaduras cumplirn tanto separaciones mnimas como mximas indicadas en la EHE-

08:

- Distancia libre mnima (artculo 69.4.1.1):

- Distancia libre 20 mm.

- Distancia libre dimetro de la barra mayor.

- Distancia libre 1,25 veces el tamao mximo del rido.

- Separacin mxima entre barras (artculo 42.3.1): s 30 cm.

- Con objeto de minimizar la fisuracin superficial del macizo, recomendamos armar todas sus

caras mediante un mallazo formado por redondos de 12 mm a 10 cm, #12/10. Se recomienda

emplear armaduras de dimetro mnimo 12 mm (EHE-08. Art. 58.8.2).

4. CONCLUSIN

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

11, 22, 45 y 90 . 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 hormign de

los mismos (tanto las cuantas de hormign como de acero son superiores a las mnimas

exigidas por la Gua Tcnica del Cedex). De igual forma hemos determinado la armadura de las

arquetas de ventosas y vlvulas, superando su volumen de hormign al mnimo exigido por

cuestiones de espacio, etc. (Para el dimensionado de las arquetas de desages y ventosas se han

seguido criterios lgicos en cuanto al espaciado para futuras reparaciones, etc.).

Con todos estos condicionantes los resultados obtenidos son:

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

empujes).

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

- Las losas superiores sern prefabricadas.



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

CODOS VERTICALES PK

11 15+100

11 15+200

11 15+300

11 15+400

11 19+100

Codo normalizado h(t) E(t) H(m) L(m) Vol.(m3) S1(cm2) S2(cm2)

CODOS HORIZONTALES Dimetro 500 y presin de

trabajo 1.6 MPa

Codo 11 0.55 6.28 0.9 1.8 2.92 4barras16(8.04) 5barras16(10.05)


Codo 45 0.55 24.53 1.5 3 13.5 6barras16(12.06) 5barras16(10.05)


Codo normalizado h(t) E(t) H(m) L(m) Vol.(m3) S1(cm2) S2(cm2)

CODOS VERTICALES Dimetro 500 y presin de

trabajo 1.6 MPa





Dimensiones del dado h(m) p(m) s(m)

ID 500 mm 0.55 0.6 0.95



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CODOS HORIZONTALES PK

CODOS HORIZONTALES PK

45 0+000 11 15+690

11 0+120 11 15+720

11 0+220 11 16+030

11 0+300 11 17+170

11 0+340 11 17+210

22 0+440 90 17+250

11 0+500 90 17+500

11 0+600 45 17+530

22 0+880 22 17+560

11 1+260 90 17+650

11 1+320 90 17+700

22 1+520 90 17+720

22 1+640 45 17+830

11 1+700 45 17+850

11 8+530 90 17+900

11 8+640 45 18+100

11 8+950 22 18+150

11 9+060 45 18+180

11 10+270 45 18+200

11 11+270 45 18+240

11 11+320 22 18+300

11 14+110 22 18+320

11 14+210 11 18+360

11 14+230 11 18+380

11 14+600 11 18+430

90 14+750 11 18+450

90 15+230 45 18+520

11 15+450 90 18+710

11 15+510 45 18+950



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APNDICE 1

8. Anexo de Macizos de Anclaje

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