Más de 600 mil toneladas en un área de cimentación de 5700 metros cuadrados ... Es poco probable que encuentre análogos de los parámetros del Centro Lakhta de San Petersburgo en el mundo. Las pilas ayudan a mantener el supertoll y el peso pesado. No es facil No se apoyan, cuelgan.
¿Te sientes incómodo? No se apresure a recorrer el sitio de construcción con un radio de 500 metros. Averigüemos cómo puede obtener un soporte confiable de lo que está en la posición de "suspensión".
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No fue por casualidad que recordé este pasaje de una vieja película soviética. Qué equivocados están aquellos que creen que la pila es una especie de "pilar", simple y sin arte, como un tubérculo de papa.
Las pilas de hoy están infinitamente lejos de los bisabuelos: troncos de madera. Pueden ser hormigón, acero, hormigón armado, combinados, según los materiales. Impulsados, prensados, atornillados, perforados, rellenos, aburridos, en la forma en que entran en el suelo. Se pueden hacer de antemano y cargar en la mina o directamente en ella. Según el método de trabajo, la pila puede ser colgante o resistente al soporte. Una pila moderna es una estructura de ingeniería hábil en sí misma.
Y aún puedes hacer eso. 1988. Un método experimental para entregar pilas al suelo es "disparar", en este ejemplo, a través del agua. Arma del ejército rediseñada para fines de construcción. La profundidad de conducción aumenta de 2 a 2.5 veces por disparo en "en comparación con otro uso de la misma energía".
FuenteY ahora vamos a complicar la tarea: las pilas trabajan en un grupo, un campo de pilas. Los parámetros de la pila pueden variar dentro del campo. La prescripción de campo es prescrita por geotécnicos, los suyos, en cada caso individual. En el caso de la torre del Centro Lakhta, una estructura única en las condiciones del terreno de la tercera categoría más difícil, esta receta fue compuesta magistralmente.
Niebla sobre el campo de pila "Centro Lakhta". Año 2013¿Necesitas pilas?
Con toda la evidencia de la respuesta, no es obvia. Los edificios altos, en principio, pueden prescindir de ellos. Si bien el fallido rascacielos de la Torre Ingria de San Petersburgo (165 m), que se erigirá en la Colina Poklonnaya, el proyecto no tiene pilas, solo una losa. Por supuesto, no de una buena vida: subterráneo en este lugar pasa la zona de influencia de los túneles del metro. Sin embargo, los cálculos de la compañía confirmaron la confiabilidad del diseño, y posteriormente la decisión fue aprobada por Glavgosexpertiza.
El proyecto de construcción no recibió la aprobación de Gosstroynadzor. No por las pilas. La razón es la falta de coincidencia entre el Plan de la Ciudad y el piso subterráneo "extra". Los autores del proyecto son "Tsaritsyn Architectural Studio". Fuente de la fotoTal vez en el "Centro Lakhta" prescindir de pilas? ¿Solo hacer que la estufa sea más potente y profunda?
Lo primero que hacen los geotécnicos, después de haber recibido los resultados de los estudios subterráneos, responde a esta pregunta. El veredicto es inequívoco: es imposible construir sobre una base natural para el Centro Lakhta. Las capas de soporte son arcillas vendianas ubicadas demasiado profundas. Cómo no profundizar la losa de cimentación, todavía están muy lejos.
Incluso si la capa de soporte estaba cerca, no se podía prescindir de las pilas. Hay una razón para eso.
¿A qué le teme la geotecnia?
Cualquier edificio da un borrador. La mecánica del proceso es fácil de imaginar: te sientas en el sofá y empujas la almohada.
Construcción y trabajos de tierra tambiénEl borrador en sí no es una amenaza. Los problemas comienzan solo cuando van de manera desigual. El terrible sueño de cualquier geotécnico es un giro o desviación de la base a un estado supercrítico.
En el caso del supertoll, las apuestas están aumentando. No solo por la altura de la torre.
En el Centro Lakhta, como en la mayoría de los rascacielos modernos, el elemento central del sistema de estabilidad es el núcleo.
En la torre de San Petersburgo es de hormigón armado, muy macizo: el grosor de la pared es de 2.5 a 0.8 metros con adelgazamiento a medida que sube. El diámetro también disminuye, el radio máximo es de 26 metros en la base de la torre.
La mayor parte de la carga en los cimientos debe caer en esta sección particular de 26 metros.
El núcleo del Centro Lakhta está en el nivel básico. Año 2015Platillo, plato hondo o vaso
La mayor presión sobre la base está en el centro, la menor, en los bordes. Una losa de cimentación sólida se doblará. Por supuesto, no se convertirá en un "vaso": se producirá un estado supercrítico incluso en la etapa del "plato de sopa".
Puede hacer que la placa sea más resistente: más refuerzo, más hormigón armado, más resistencia. Según los cálculos, la rigidez requerida se puede lograr en una losa de 8 metros de espesor.
No existen tales placas monolíticas en el mundo. El rascacielos Messe Torhaus (Frankfurt) tiene secciones de 6 metros en los cimientos. Nadie más repitió tal hazaña.
Messe Torhaus, 117 m. Fuente de la fotoHay una razón por la cual nadie hará una losa de concreto de 8 metros de espesor. Paradójicamente, simplemente no será duradero. Esto ocurrirá debido a la aparición de grietas durante el enfriamiento de la mezcla de concreto. Difícilmente es posible controlar el proceso de exotermia en un monolito de tal espesor.
Foto del Instagram de la planta de mezcla de concreto de Saratov. (La ilustración no es una demostración de la calidad de los productos de la planta; vea Instagram)Messe se construyó en 1983-84, ahora hay una solución técnica más efectiva: la base de caja. Para no alejarnos del tema de la pila, por ahora, simplemente lo tomamos como un hecho: bajo la torre del Centro Lakhta, como resultado, la base es simplemente como una caja. Cómo funciona para una distribución uniforme de cargas, lo diremos en una publicación separada.
La base en forma de caja no permitirá que la estufa se convierta en un plato de sopa. Pero para lograr idealmente la misma presión sobre toda el área de la base, todavía no puede hacerlo. Para evitar el efecto del "platillo", un campo de pila entra en la batalla.
SINCRONIZACIÓN DE SEDIMENTOS
Lo primero que debe saber para crear un borrador uniforme es cómo se cargan las diferentes secciones debajo de la base.
Miremos el diagrama.
Tres zonas de cargaLa primera sorpresa es que gracias a la base de la caja, ahora debajo del centro habrá pilas ligeramente cargadas.
La zona de mayor atención, la segunda, entre el centro y la periferia, una carga significativa desde debajo del tronco del edificio pasó a esta zona. Además, más allá del contorno del edificio, en la periferia, la presión disminuye.
Ahora debemos asegurarnos de que todas las áreas se asienten simultáneamente. La orquesta será dirigida por geotécnicos.
Hay tres opciones de apilamiento que se pueden ajustar.
El primero es la longitud. Aumenta la capacidad de carga de las pilas y ralentiza la tasa de malestar. Más allá del contorno del edificio: pilas de 55 metros. Interior: diez metros más largo.
El segundo parámetro es la frecuencia de paso de pila. Debajo del núcleo y en la periferia, es de 5 metros. En la zona de concentración de la carga "acelera" hasta 3-4 metros.
Campo de pila debajo de la torre. Las pilas de 65 m de largo están marcadas con un icono oscuro, 55 m de largo con una luz.
El tercero es el ancho de la pila. No cambia: el diámetro de todas las estructuras es de 2 metros. Estas son las pilas más anchas del mundo.
Preparación de pilas de armokarkasEl ancho aumenta la capacidad de carga. Según los cálculos, la carga promedio en las pilas es de 2.545 Tc con un doble margen de capacidad de carga y resistencia.
Entonces, ¿qué es una pila colgante?
Muchas personas piensan que una pila es un análogo de "patas": un edificio descansa sobre las "extremidades" de la pila como una persona descansa sobre las patas. Esta comparación es en parte cierta. En el caso de un pedestal, el soporte va al final de la estructura. Incluso se llama anatómica y cariñosamente - "talón". Para casos simples, el talón es suficiente.
En San Petersburgo, las pilas a menudo tienen una longitud de no más de 20 metros. Están contiguos por el quinto en la capa de morrena, que es un grupo de fragmentos de roca. Resulta bien, y la pila descansaba firmemente, y no es necesario perforar y quitar las rocas.
La pila se cuelga cuando la capacidad de carga principal no es proporcionada por la quinta, sino por los lados debido al hecho de que se produce fricción entre la superficie lateral de las pilas y el suelo. En el Centro Lakhta, el 85% de la carga es proporcionada precisamente por las superficies laterales de las pilas.
Esquema de transferencia de carga por pilotes al suelo de la base.
Fuente¿Qué es más confiable: un estante o una pila colgante?
La mayoría de los edificios únicos con cimientos profundos se alzan sobre pilotes colgantes. Puede apostar, si tiene un rascacielos y un suelo no rocoso frente a usted, la probabilidad de colgar pilas es cercana al 100%.
Pero esto no significa que las pilas no sean confiables. El tipo de pilas está determinado por las características del edificio y el suelo. Cada tipo es bueno en su lugar.
Parámetros de resumen
Según los resultados del cálculo, el calado mínimo será de 84.8 mm, el máximo - 121.9 mm para todo el período. La uniformidad se puede juzgar por la siguiente figura: el rollo de cimentación, teniendo en cuenta la carga de viento: 0.00016. Dieciséis centésimas: esta no es una técnica que puedas arreglar.
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En la siguiente publicación, lea sobre cómo hacer pilas para el Centro Lakhta: ¿cómo no perder la dirección al perforar? ¿Qué hacer con las rocas? ¿Dónde y por qué pusieron los sensores en pilas? ¿Cómo disparaste a 82 metros de profundidad y qué disparar allí?
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Consultor
V.M. Lukin - Gerente de Proyecto para Estructuras de Hormigón Armado "Centro Lakhta", Ph.D.