U624 Desulfuradora Informe Final Completo

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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

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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

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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.

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La planta con la situación de las instalaciones corresponde al Plano nº S-C10A-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-P3C10-0001A0-0613-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.

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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

624K-001A/B y 624K-0X1 A/B (futuros) Compresores

1

PESO (Kg) -

624F-001

Horno

-

624C-002

Reactor

814.557

624C-003

Reactor

521.977

624C-005

Columna

52.975

624E-003

Intercambiadores

22.340

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.

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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.

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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

LONGITUD

Z

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

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COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM PROSPECCIÓN

X

Y

LONGITUD

Z

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.

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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.

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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.

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A continuación pueden verse los valores de NSPT 2 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. VALORES DE N (S.P.T.) 28 27 26 25

Cota urbanización (+24,0 m)

24

COTAS EN METROS

23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95 100

N (S.P.T.)

S-624/1

2

S-624/2

S-624/3

S-624/4

S-624/5

S-624/6

S-624/7

NSPT: nº de golpes necesarios para la hinca de los 30 cm centrales del tomamuestras S.P.T.

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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”

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SONDEO

COTA SUBSTRATO ROCOSO (m)

LITOLOGÍA Dolomía y caliza brechoide con niveles

S-624/1

+16,5

S-624/2

+15,5

Dolomía muy fracturada

S-624/3

+14,0

Dolomía muy fracturada

S-624/6

≈+15,0

Arcilla margosa

margosos

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 meteorizada 4 (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”

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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.

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TAMIZ 40 UNE

TAMIZ 2 UNE

TAMIZ 0,4 UNE

TAMIZ 0,08 UNE

L. ATTERBERG

WL

S-624/1 5,10-5,70

ARCILLA LIMOSA

CL

25

100

100

84

73

60,3

38

19

19

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

10

100

100

86

74

61,7

30

16

14

S-624/5 5,00-5,60

ARENA CON GRAVA Y ARCILLA ARENA ARCILLOSA

SC

12,5

100

100

56

33

22,7

25

16

9

47,1

29

19

10

S-624/5 9,00-9,45

LITOLOGÍA

S-624/6 3,00-3,60 ARENA CON BASTANTE GRAVA Y ARCILLA S-624/6 5,00-5,60 ARENA Y GRAVA S-624/2

11,0011,60

ARCILLA LIMOSA

7,29

1,75

SC

11,85 1,65

SC

3,37

SC CL

WP

IP

25

100

100

62

44

25,2

25

18

7

25

100

100

43

23

15,2

27

16

11

56,9

42

21

21

%SO42-)(mg/kg)

GRANULOMETRÍA POR TAMIZADO (%) DIÁMETRO MÁXIMO (mm) TAMIZ 60 UNE

DENSIDAD SECA (gr/cm3)

% HUMEDAD

CLASIFICACIÓN DE CASAGRANDE

PROFUNDIDAD (m)

SONDEOS

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139

164

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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:

GRÁFICO DE PLASTICIDAD 40

ÍNDICE DE PLASTICIDAD

35

30 CH 25 CL 20

15

MH-OH

10 CL-ML

5

ML-OL 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

LÍMITE LÍQUIDO

La fracción ensayada corresponde a arcillas de baja plasticidad, tipo CL según la clasificación de Casagrande.

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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”.

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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.

Zona de Estudio

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

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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.

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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

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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.

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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).

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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.

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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 C10. En este Informe se describen con mayor detalle las características del terreno detectado y se proponen una recomendaciones para su mejor aprovechamiento.

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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

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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:

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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:

G = 70 ⋅ K 2 (σ'm )1 / 2 Tn / m 2 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 Kz =

G βZ 4cd 1 −ν

- movimiento horizontal K x = 4(1 + ν )Gβx cd - movimiento oscilante Kψ =

G βψ 8cd 2 1 −ν

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- movimiento de torsión Kϕ =

16 3 Gro 3

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

MÓDULO DIMEN. DINÁMICO DE LA

DE CORTE

LOSA (m)

(G) (Tn/m2)

OSCILANTE (Tn x m) VERTICAL HORIZONTAL (Tn/m)

(Tn/m)

LADO CORTO

LADO LARGO

PARALELO EJE DE PARALELO EJE OSCILACIÓN

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

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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: q h = c N c + γ D N q + 0 , 5γ B N γ donde,

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-

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.

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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  I  Sc= q∑  Zi z  E j j=1 

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

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30

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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

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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:

4,0

ASIENTO EN CENTÍMETROS

3,5

3,0

Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm

2

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

LADO ZAPATA CUADRADA (m)

4,0

4,5

5,0

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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

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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 624C002/003 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.

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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; 3,0

ASIENTO EN CENTÍMETROS

2,5

Presión de cimentación constante = 2,5 kg/cm2

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

LADO ZAPATA CUADRADA (m)

4,0

4,5

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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: 3,0

ASIENTO EN CENTÍMETROS

2,5

Peso de la columna constante = 50 Tn

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

DIÁMETRO DE LA LOSA (m)

4,5

5,0

5,5

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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.

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3,0

ASIENTO EN CENTÍMETROS

2,5

Peso de la columna constante = 60 Tn

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0 1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

DIÁMETRO DE LA LOSA (m)

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

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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.

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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.

---.---.---.---.---.---.---.---

JOLSA

40

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Se adjuntan las siguientes Láminas que completan el presente Informe. Lámina Láminas Láminas Láminas Láminas Lámina

1 2A 3A 4A 5A 6A

Lámina Lámina

6B 6C

-

Lámina Láminas

6D 7A a 7E

-

APÉNDICE

I

-

y y a a

-

2B 3B 4N 5I

-

Plano General. Plantas de Situación. Cortes del Terreno. Registros de Sondeos. Registros de Calicatas. Clave empleada en la Descripción de Suelos. Clave de Registro de Sondeos. Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Escala de Meteorización de la Roca. Fotografías.

Expedientes de ensayos de Laboratorio. ---.---.---.---.---.---.---.---

Atentamente, JOLSA

Fco. Javier Oliden Jiménez Ingeniero de Caminos, C. y P.

José Luis López Geólogo Snr.

Barcelona, 11 de octubre de 2007 FJO/JLL/em. 094-059 DESULFURADORA U 624 Inf. Final

JOLSA Ingenieros Consultores en Geotecnia

APENDICE EXPEDIENTES DE ENSAYOS DE LABORATORIO