Lakhta Terra Incognita: a batalha pela sustentabilidade de um arranha-céu
Para um arranha-céu crescer, você deve primeiro descer. Quanto mais alto o edifício, mais profunda a descida. Para a construção do Centro de Lakhta, com 462 m de altura, 40 km de poços tiveram que ser escavados, incluindo até 150 metros de profundidade. O post de hoje é sobre viajar para o centro da terra.
Petersburg, 2011 Antes do início da construção do edifício mais alto da Europa, o arranha-céu Lakhta Center - três anos. Em frente aos construtores, há um local em Lakhta, no istmo do Golfo da Finlândia e no derramamento de Lakhtinsky. E de pé aqui neste momento é um pouco assustador.O site é uma antiga base de areia, a fronteira da cidade e a área do resort.
Sob os pés - catorze hectares de areia, cortados da baía por uma faixa de blocos de granito.
No ar - areia, sal e umidade. Diante dos meus olhos - o horizonte do mar. Ao sul, São Petersburgo, ao norte, Sestroretsk, nada é visível a oeste, mas há um caminho para a Escandinávia: você passará por Kotlin, entre Kotka e Narva, entre Helsinque e Tallinn e esbarra diretamente em Estocolmo.
Mas ficar de pé e olhar para ele é assustador, porque ainda não está claro se é possível construir um arranha-céu aqui, se há surpresas no subsolo sob a forma de abismo sob solo ou cavidades cársticas ou uma camada cultural particularmente rica. É bom encontrar o último, mas não está em sua própria área ...
Formações cársticas na região de Leningrado. Rozhdestveno VillageOs pesquisadores devem responder a todas as perguntas. Eles vão se estabelecer primeiro em Lakhta e passar três anos aqui. A saída do local é feita através do plano: o que é subterrâneo, o que e como se apoiar na torre.Descobridores
Em 2011, muitos pesquisadores trabalharam em Lakhta. Em um local mais próximo da baía, há um ponto de observação para observadores de pássaros. Eles reescreveram a composição quantitativa e qualitativa e as rotas dos “migrantes de aves” - para prever o impacto do desenvolvimento no comportamento das aves e desenvolver recomendações para a prevenção de “acidentes aéreos”. Os ambientalistas mediram o ruído, a composição da água e do ar - parâmetros de referência para avaliar o impacto subsequente da construção e operação de um arranha-céu. Os meteorologistas esclareceram os dados sobre o microclima - então serão necessários para construções de projeto, testes de aerodinâmica e medidas anti-gelo. Arqueólogos ... desta vez sem descobertas.Hoje, estamos interessados em engenheiros de busca - os descobridores do subsolo de Lakhta.
Seu trabalho abrangeu engenharia de campo e laboratório e pesquisa geológica. Então os geotécnicos se conectaram. Atrás deles, estão os cálculos dos projetos de fundação do complexo. Em várias etapas, 13 empresas participaram, incluindo as "estrelas" mundiais.Levantamentos de engenharia e cálculos geotécnicos foram realizados por:
Departamento de Construção Nº 299, VNIIG com o nome de B.E. Vedeneeva, IPF com o nome de O.Yu. Universidade Mineira de Mineração, NIIOSP-los. N.M. Gersevanova (testes laboratoriais de solos), PCB "Inforsproekt" sob a supervisão científica do acadêmico V.I. Travush, laboratório da Universidade Estadual de Moscou M.V. Lomonosov. Verificação de cálculos e decisões de projeto - ARUP.
Solo não cultivado
Primeiro, trataremos da camada cultural, na qual às vezes são descobertos obstáculos.O século XX é o momento da ofensiva revolucionária do homem à natureza, cujo símbolo pode ser considerado o projeto de retorno dos rios. Lakhti não passou por atividade econômica. A partir dos anos 30, a turfa foi extraída aqui, os pântanos foram drenados e a partir dos anos 60 começaram a mudar completamente o litoral.
Aluvião. Areia - do fundo do vazamento de Lakhtinsky (Foto daqui )Novas terras - para novos bairros. Nos planos da cidade de Leningrado 1966-1986, a 2 km do centro de Lakhta, um parque "dominante" e um foram planejados, e ao redor (no local de Lakhta-Olgino) - 20 quartos de empreendimentos residenciais.
Um modelo da parte noroeste do distrito de Primorsky, 1975. Foto do livro de N. Mikhailov "Lahti: cinco séculos de história",Superintendente trimestral )Dominante planejada (seta verde) e o atual local de construção do Lakhta Center (seta azul): uma
tela do Google
Então pretendíamos implementar a idéia da “Fachada do Mar”, fazendo de Leningrado “uma bela cidade litorânea, abraçando o Golfo da Finlândia em uma ampla frente” (citação aqui )***Nem bairros nem dominantes foram construídos no final. Mas em 1980 eles começaram a construir uma barragem, cuja rota passava por Sestroretsk e Coltin, ao sul.
Foto do álbum 1 “Proteção de São Petersburgo contra enchentes. Fotos, eventos, fatos, pessoas "A curiosidade histórica é que o canteiro de super arranha-céus também contribuiu para o megaprojeto com uma barragem. Aqui, a areia era armazenada e condicionada para a construção de estruturas de proteção. As montanhas de areia subiram a uma altura de 30 metros - em pé de igualdade com os edifícios de dez andares do outro lado do porto de Lakhtinsky.
Obviamente, quando o pé do primeiro garimpeiro do Centro de Lakhta pisou aqui, as “dunas” foram retiradas. Eles deixaram a “camada tecnogênica” - areia, com uma espessura de cerca de um metro. Essa base cultural, é claro, não representa valor histórico.***Curiosamente, antes que a areia fosse retirada, alguém conseguiu fazer isso:
Abaixo!
A pesquisa de solo pode ser dividida em três blocos: campo, laboratório e cálculos, baseados nos resultados dos dois primeiros.Como dissemos aqui , o solo é uma espécie de "bolo de massa folhada". A principal tarefa é descobrir em que marcas estão as diferentes camadas e esclarecer suas propriedades - realizar testes em campo e em laboratório. Para fazer isso, perfure os poços. A probabilidade de "surpresas" durante a construção depende diretamente da profundidade e frequência da perfuração.
Ao longo de um ano, mais de 200 poços foram perfurados no local do Centro de Lakhta, ao longo de um comprimento total de mais de 40 km. A grade de poços é de 20 * 20 metros. Essa é a grade mais densa, usada apenas em casos especiais - edifícios exclusivos construídos em condições difíceis de solo.
Padrão de poçoProfundidade de perfuração - até menos de 150 metros. Eles não alcançaram a fundação cristalina - em Lakhta, começa em profundidades de menos 187 a menos 211 metros.Por que a perfuração foi interrompida a menos de 150 m?
Para entender por onde parar, os SNiPs ajudam os construtores. Ir para o escudo ou plataforma não é necessário. A profundidade da perfuração depende do tamanho da espessura compressível do solo. A sola da pilha é retirada (já está no projeto naquele momento) e 20 metros abaixo são contadas. Isso é o suficiente. A quinta pilha mais profunda abaixo da torre do centro de Lakhta está a menos de 82 m. Para confirmar a estrutura da espessura do solo calculada por métodos geofísicos, dois poços foram perfurados a uma profundidade de menos de 150 metros.
Chão com conchas
Os poços são perfurados para conduzir diferentes séries de ensaios. Aprenda sobre alguns.Carimbo de parafuso
É assim:
Esquema:
Simplificado, um carimbo é um pistão cujo cilindro é pressionado no chão. O prospector mede a profundidade do carimbo e que esforços foram feitos para isso. Os estudos de selos mostram a força do solo.O projeto típico é adequado para trabalhar em profundidades de menos de 20 M. Especialmente para os testes de Lakhta, um “projétil de alcance duplo” foi desenvolvido - com um pistão reforçado. Eles conseguiram submergir a profundidades de menos de 40 m - apesar do fato de que o "teto dos depósitos do Alto Kotlin do Alto Vendiano" está localizado no local a uma profundidade de cerca de menos de 20 m, o que significa que as argilas de consistência sólida começam em menos de 20 m. O nome da consistência não é uma formalidade. Já com menos de 40 m, o barro é tão duro que não há pistões que possam pressionar um selo nele.
Eles não pressionam essa argila densa, eles a perfuram - com brocas tão sérias. Ou algo assim - com facas retráteis para decapagem do fundo do poço: as
duas brocas são empilhadas e falaremos mais sobre elas.Menos 40 - a profundidade recorde dos carimbos e, de acordo com os cálculos dos geotécnicos, o limite.Testes pressiométricos
Abaixo de menos de 40 metros, foi utilizado equipamento pressiométrico.O princípio de seu trabalho é esse. Prepare o poço com antecedência. Em seguida, uma câmara elástica é abaixada nela. A pressão é aplicada à câmara, ela aumenta e pressiona o solo, após o que a deformação da espessura do impacto é medida. E aqui há uma discrepância. A câmera pressiona o chão horizontalmente e o edifício futuro pressiona verticalmente. Parece que não há muita diferença, mas não é assim. Se você voltar à analogia com um bolo de camadas, será fácil entender isso. Pressione por cima - haverá uma deformação e, se estiver do lado - outra, porque você pressionará uma camada específica: o creme comprimirá de uma maneira e o biscoito de outra.
(Foto daqui )Para obter dados confiáveis de testes pressiométricos, são introduzidos fatores de correção e os valores são verificados por métodos adicionais - por exemplo, por som estático. O restante do teste é universal e adequado para trabalhos em qualquer profundidade. Em Lakhta, foi utilizado em elevações de menos de 25 a menos de 130,5 M.O resultado do teste - o valor padrão do módulo de deformação era de pelo menos 100 MPa a partir de uma profundidade de 30 me abaixo.
Filmagem no poço a cerca de 80 m.Pilhas de teste
Outro método de campo é o teste de solo com pilhas. Foi realizado usando a tecnologia Osterberg Cell (O-Cell). Durante o teste, a pilha é instalada no chão e depois é exposta a macacos hidráulicos - pressionada por cima e ao longo das superfícies laterais. Isso mostra como a pilha funciona no chão sob uma carga pelo menos igual à que o edifício terá. O teste é considerado concluído quando um dos três "participantes" falha: é atingido o limite de atrito da superfície da pilha no chão (ou seja, sua capacidade de suporte não é suficiente), a pilha é deformada ou a potência máxima do equipamento é atingida.Havia quatro pilhas de teste em Lakhta, e o processo de teste se arrastou por muitos meses. Os engenheiros esperaram pacientemente que a pilha desse folga sob a carga crescente. Como resultado, o valete foi o primeiro a deixar a corrida.Então foi revelado que uma pilha suporta 4,5 mil toneladas. Talvez mais, mas não há equipamento para verificar. Sim, de fato, não é necessário - para uma pilha sob a torre, você terá que "apenas" 2,5 mil toneladas de peso.O processo de teste em si se parece com isso. Um cano perturbador, desse tamanho: vai
para a mina:
lá existe uma
armação de armadura com sensores e tomadas: concreta:
esperamos até que congele. Nós pressionamos macacos.?
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O solo está ganhando densidade com profundidade. Sob a areia "cultural", os mais fracos começam - os depósitos glaciais do mar e do lago. São leves, empoeirados, viscosos e dúcteis. Imagine um pântano "denso" - e você verá essa camada. Vai para a marca de menos de 14 m.Atrás dela, uma morena mais durável, com uma espessura de 3 a 8 metros. Composto por detritos, de pedrinhas a pedregulhos. O tamanho das potenciais "surpresas" pode ser representado pelo tamanho da pedra do trovão.
No século 18, o pedestal do Cavaleiro de Bronze foi revistado em toda a Rússia, mas encontrado em Lakhta. O peso inicial é de 2 mil toneladas, dimensões - 13m * 8m * 6m. A pintura "Vista do início do processamento da pedra do trovão". Artista Jacob van de Schlei, década de 1770Camada de suporte
Na marca de menos 18,9 m, começam as argilas duras com pequenos intercalares. Eles vão para menos 102,9 m. Essa espessura, com cerca de 85 m. - E essa é a camada base, o objetivo de pesquisas e estudos. Antes de seu "telhado" - menos de 20 metros. Nada mal! Não em Manhattan, mas temos algo para comparar.. black_semargl – « — », . , , 40 ., – !
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O que está sob a camada de suporte? Abaixo de menos 102,9 m, os arenitos começam. Esta é uma rocha sólida, sua força é superior à da argila.
Arenito - rochaEsses rios não fluem para lugar nenhum
Finalmente - uma história de horror com exposição. Nos meios de comunicação de São Petersburgo, vagueia a seguinte história:“A cidade é banhada por rios subterrâneos ... perto de São Petersburgo, fluem dois enormes rios subterrâneos, quase 50 grandes e muitos pequenos. O maior e mais longo rio corre sob o fundo do Golfo da Finlândia. Ela vira para Sestroretsk e depois segue para o subsolo ao longo da costa, atravessa Petersburgo e segue para Vsevolozhsk ... ”
Os cidadãos estão assustados - se existe um rio enorme perto de Lakhta (ao longo do caminho), como construí-lo? Você pode construí-lo - os pesquisadores não encontraram nem o rio grande nem o pequeno, e não esperavam. Inundações com rios subterrâneos também não estão ameaçando Petersburgo.
Princesa Tarakanova. 1864 Hood. Konstantin FlavitskyProvavelmente, a base da história foram as informações peculiarmente compreendidas sobre os paleo-vales enterrados - ou seja, os leitos dos antigos rios que desembocavam no Golfo da Finlândia durante o derretimento das geleiras após o final da Grande Glaciação. Agora não há curso de água neles.
Paleodolina. São Petersburgo é muito menor e - sob a espessura do solo.No norte de São Petersburgo, o canal enterrado é um objeto geológico complexo, de 1,5 a 2 km de largura e 25 km de comprimento, com uma seção heterogênea e, como conseqüência da friabilidade das rochas, um alto nível de água subterrânea - algo que dificilmente pode surpreender os construtores de São Petersburgo desde Petra. Será levado em consideração, mas não tenha medo.
Esquema de Paleodolina. Os dados do FSUE "Mineral" do artigo de T.N. Nikolaeva, L.P. Exploração “Condições de engenharia e geológicas para construção na região do vale do paleo no noroeste de São Petersburgo”O local do Centro Lakhta (seta vermelha) do vale do vale ignora completamente, embora seja relativamente próximo.-A dependência de uma camada de argila dura tem suas próprias táticas. Ele leva em consideração que um arranha-céu de 600 mil toneladas pressionará o chão com uma pequena área: cada uma das três lajes de fundação no total - 5700 m². A maioria das cargas verticais é percebida pelo núcleo, cuja área na base é de cerca de 500 metros quadrados. m) Como redistribuir as cargas do centro do edifício e maximizar o uso da capacidade de suporte do solo? Leia sobre isso nas próximas postagens.-Consultores:V.M. Lukin - gerente de projetos de estruturas de concreto armado "Lakhta Center", Ph.D .; R.V. Inamov - Especialista Chefe de Design do Lakhta Center, Ph.D. Source: https://habr.com/ru/post/pt401085/
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