Mais de 600 mil toneladas em uma área de fundação de 5700 metros quadrados ... É improvável que você encontre análogos dos parâmetros do St. Petersburg Lakhta Center no mundo. As pilhas ajudam a manter o supertoll e o peso pesado. Não é fácil. Eles não se inclinam, penduram.
Sentindo-se desconfortável? Não se apresse em contornar o canteiro de obras com um raio de 500 metros. Vamos descobrir como você pode obter suporte confiável do que está na posição "pendurado".
- E o que, batatas? Você acha que as batatas são simples, cozidas e comidas? Lá estava! De batatas você sabe quantos pratos podem ser preparados? Bem, considere: batatas fritas, cozidas, purê de batatas, batatas fritas, compartilhe batatas. Tortas de batata com carne, cogumelos e assim por diante. Panquecas de batata, caçarola, batatas cozidas com ameixas, batatas cozidas com folha de louro e pimenta, batatas jovens cozidas com endro, shangi ... (C / f "Girls", 1961)
Não foi por acaso que me lembrei dessa passagem de um antigo filme soviético. Quão errados são aqueles que acreditam que a pilha é uma espécie de “pilar”, simples e sem arte, como um tubérculo de batata.
As pilhas de hoje estão infinitamente distantes dos bisavôs - troncos de madeira. Eles podem ser concreto, aço, concreto armado, combinados - de acordo com os materiais. Acionados, prensados, parafusados, perfurados, recheados, entediados - do jeito que eles caem no chão. Eles podem ser feitos com antecedência e carregados na mina ou feitos diretamente nela. De acordo com o método de trabalho, a pilha pode ser pendurada ou resistente ao suporte. Uma pilha moderna é uma estrutura de engenharia hábil em si mesma.
E você ainda pode fazer isso. 1988. Um método experimental de entrega de pilhas no chão é "atirar", neste exemplo, através da água. Arma do exército redesenhada para fins de construção. A profundidade de condução é aumentada 2 a 2,5 vezes por tiro "em comparação com outro uso da mesma energia".
FonteE agora vamos complicar a tarefa - as pilhas trabalham em grupo - um campo de pilha. Os parâmetros da pilha podem variar dentro do campo. A prescrição de campo é prescrita pelos geotécnicos - próprios, em cada caso individual. No caso da torre Lakhta Center, uma estrutura única nas condições do solo da terceira categoria mais difícil, esta receita foi composta com maestria.
Nevoeiro acima do campo de pilha "Lakhta Center". 2013 anoVocê precisa de pilhas?
Com toda a obviedade da resposta, isso não é óbvio. Prédios altos, em princípio, podem ficar sem eles. Embora o arranha-céu da Torre da Ingria de São Petersburgo (165 m), que deve ser erguido na Colina Poklonnaya, o projeto não tenha pilhas - apenas uma laje. Claro, não de uma vida boa: o subterrâneo neste local passa pela zona de influência dos túneis do metrô. No entanto, os cálculos da empresa confirmaram a confiabilidade do projeto e, posteriormente, a decisão foi aprovada pela Glavgosexpertiza.
O projeto de construção não recebeu a aprovação de Gosstroynadzor. Não por causa das pilhas. O motivo é a incompatibilidade entre o plano da cidade e o piso subterrâneo "extra". Os autores do projeto são o “Tsaritsyn Architectural Studio”. Fonte da fotoTalvez no "Lakhta Center" fique sem pilhas? Apenas faça o fogão mais poderoso e mais profundo?
A primeira coisa que os geotécnicos fazem, tendo recebido os resultados de pesquisas subterrâneas, responde a essa pergunta. O veredicto é inequívoco - a construção de uma base natural para o Centro Lakhta é impossível. As camadas de suporte são argilas vendianas localizadas muito profundas. Como não aprofundar a laje da fundação, eles ainda estão longe.
Mesmo se a camada de suporte estivesse próxima, as pilhas não poderiam ser descartadas. Há uma razão para isso.
Do que a geotecnia tem medo?
Qualquer edifício dá um rascunho. A mecânica do processo é fácil de imaginar - você se senta no sofá e empurra o travesseiro.
Construção e trabalho no solo tambémO rascunho em si não é uma ameaça. Os problemas começam apenas quando ocorrem de maneira desigual. O terrível sonho de qualquer geotécnico é uma mudança ou desvio da fundação para um estado supercrítico.
No caso do supertoll, as apostas estão aumentando. Não só por causa da altura da torre.
No Lakhta Center, como na maioria dos arranha-céus modernos, o elemento central do sistema de estabilidade é o núcleo.
Na torre de São Petersburgo, o concreto é reforçado, muito maciço - a espessura da parede varia de 2,5 a 0,8 metros com o desbaste à medida que você sobe. O diâmetro também diminui, o raio máximo é de 26 metros na base da torre.
A maior parte da carga na fundação deve recair nessa seção específica de 26 metros.
O núcleo do Lakhta Center está no nível da fundação. Ano 2015Pires, prato de sopa ou copo
A maior pressão na base está no centro, no mínimo - nas bordas. Uma laje de fundação sólida dobrará. Obviamente, ele não se transformará em um "copo" - um estado supercrítico ocorrerá mesmo no estágio de "prato de sopa".
Você pode tornar a chapa mais resistente - mais reforço, mais concreto reforçado, mais resistência! De acordo com os cálculos, a rigidez necessária é alcançável em uma laje de 8 metros de espessura.
Não existem placas monolíticas no mundo. O arranha-céu Messe Torhaus (Frankfurt) possui seções de 6 metros na fundação. Ninguém mais repetiu esse feito.
Messe Torhaus, 117 m Foto fonteHá uma razão pela qual ninguém jamais fará uma laje de concreto com 8 metros de espessura. Paradoxalmente, simplesmente não será durável. Isso ocorrerá devido ao aparecimento de rachaduras durante o resfriamento da mistura de concreto. Dificilmente é possível controlar o processo exotérmico em um monólito de tal espessura.
Foto do Instagram da usina de concreto de Saratov. (A ilustração não é uma demonstração da qualidade dos produtos da planta - veja Instagram)A Messe foi construída em 1983-84, agora existe uma solução técnica mais eficaz - a fundação da caixa. Para não nos afastarmos do assunto da pilha, por enquanto, simplesmente tomamos isso como um fato - sob a torre do Lakhta Center, como resultado, a fundação é exatamente como uma caixa. Como funciona para uma distribuição uniforme de cargas, contaremos em um post separado.
A fundação em forma de caixa não permitirá que o fogão se torne um prato de sopa. Mas para atingir idealmente a mesma pressão sobre toda a área da fundação, ele ainda não pode fazer. Para impedir o efeito do "pires", um campo de pilha entra na batalha.
SINCRONIZAÇÃO DE SEDIMENTOS
A primeira coisa que você precisa saber para criar rascunho uniforme é como as diferentes seções sob a base são carregadas.
Vamos olhar para o diagrama.
Três zonas de cargaA primeira surpresa é que, graças à fundação da caixa, agora sob o centro, haverá pilhas levemente carregadas.
A zona de maior atenção - a segunda, entre o centro e a periferia - uma carga significativa de baixo do tronco do edifício passou para esta zona. Além disso - além do contorno do edifício, na periferia, a pressão diminui.
Agora precisamos garantir que todas as áreas se estabeleçam simultaneamente. A orquestra será conduzida por geotécnicos.
Existem três opções de empilhamento que podem ser ajustadas.
O primeiro é o comprimento. Aumenta a capacidade de suporte de estacas e diminui a taxa de perturbação. Além do contorno do edifício - pilhas de 55 metros. Dentro - dez metros a mais.
O segundo parâmetro é a frequência do passo da pilha. Sob o núcleo e na periferia, são 5 metros. Na zona de concentração da carga "acelera" até 3-4 metros.
Empilhe o campo sob a torre. As estacas com 65 m de comprimento são marcadas com um ícone escuro e 55 m com uma luz.
Terceiro é a largura da pilha. Não muda - o diâmetro de todas as estruturas é de 2 metros. Estas são as pilhas mais largas do mundo.
Preparação de estacas armokarkasA largura aumenta a capacidade de carga. De acordo com os cálculos, a carga média nas estacas é de 2.545 Tc com uma margem dupla de capacidade e resistência do rolamento.
Então, o que é uma pilha pendurada
Muitas pessoas pensam que uma pilha é tão análoga a "pernas": um edifício repousa sobre "membros" da pilha, como uma pessoa repousa sobre as pernas. Essa comparação é parcialmente verdadeira. No caso de um suporte de estaca, o suporte vai para o final da estrutura. É até chamado anatomicamente e carinhosamente - "calcanhar". Para casos simples, o calcanhar é suficiente.
Em São Petersburgo, as pilhas geralmente têm um comprimento não superior a 20 metros. Eles estão confinados com o quinto na camada de morena, que é um aglomerado de fragmentos de rocha. O resultado é bom - e a pilha descansou firmemente, e os pedregulhos não precisam ser perfurados e removidos.
A estaca fica suspensa quando a capacidade principal de sustentação é fornecida não pelo quinto, mas pelos lados, devido ao fato de ocorrer atrito entre a superfície lateral das estacas e o solo. No Lakhta Center, 85% da carga é fornecida precisamente pelas superfícies laterais das estacas.
Esquema de transferência de carga por estacas para o solo da base.
FonteO que é mais confiável - um rack ou uma pilha pendurada?
A maioria dos edifícios únicos, com fundações profundas, está pendurada em pilhas. Você pode apostar - se você tiver um arranha-céu e solo não rochoso à sua frente - a probabilidade de pendurar pilhas é próxima de 100%.
Mas isso não significa que as pilhas não sejam confiáveis. O tipo de estacas é determinado pelas características do edifício e do solo. Cada tipo é bom em seu lugar.
Parâmetros de resumo
De acordo com os resultados do cálculo, o calado mínimo será de 84,8 mm, o máximo - 121,9 mm para todo o período. A uniformidade pode ser avaliada pela figura a seguir - o rolo de fundação, levando em consideração a carga do vento - 0,00016. Dezesseis centésimos - essa não é uma técnica que você possa consertar.
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No próximo post, leia sobre como fazer pilhas para o Lakhta Center: como não perder a direção ao perfurar? O que fazer com pedras? Onde e por que eles colocaram os sensores em pilhas? Como você atirou a 82 metros de profundidade e o que disparou lá?
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Consultor:
V.M. Lukin - Gerente de Projetos para Estruturas de Concreto Armado “Lakhta Center”, Ph.D.