Capítulo 5 Sección 2 Cimentación de pilotes

Sección 2 Cimentación de pilotes

Los estratos poco profundos en el área de Shanghai son débiles y tienen poca capacidad de carga. La cimentación natural se deforma mucho y soporta cargas pesadas. Para edificios con estrictos requisitos de deformación, se utilizan ampliamente cimientos de pilotes (pilones de fricción). Antes de la fundación de la República Popular China, la mayoría de las casas de más de cinco pisos se construían con pilotes de madera, cuya longitud variaba desde unos pocos metros hasta decenas de metros. La pila de madera de pino debajo del Hotel Internacional tiene 39,8 metros de largo. Algunos edificios utilizan pilotes compuestos debajo de los cimientos. Los pilotes generalmente se hincan por debajo del nivel del agua subterránea y una sección de pilotes de concreto moldeados in situ se conecta a la parte superior, como el Hotel Hengshan, el Edificio de la Oficina de Energía Eléctrica, los Apartamentos del Río Yangtze, la Estación A de la Planta de Energía de Zhabei, etc. También hay casas con pilotes individuales colados bajo sus cimientos. Después de la fundación de la República Popular China, el suministro de madera era escaso. En la década de 1950, se utilizaban ampliamente pilotes moldeados in situ de un solo fregadero. Debido al efecto de compresión del suelo causado por el hundimiento continuo de los pilotes durante el proceso de construcción, los pilotes adyacentes que no cumplen con los requisitos de resistencia son comprimidos, desplazados y rotos. O debido a una mala gestión de la construcción, el cuerpo del pilote puede sufrir estricciones. Por lo tanto, este tipo de pilotes fue básicamente abandonado en la década de 1970.

Durante mucho tiempo, los pilotes prefabricados de hormigón armado han sido la principal cimentación de pilotes en Shanghai. Los pilotes prefabricados tienen las ventajas de un bajo costo, un control de calidad confiable y un período de construcción corto. Todavía se usaban ampliamente en varios tipos de pilotes hasta las décadas de 1980 y 1990. Debido a la construcción de rascacielos, grandes fábricas, altos hornos, puentes, etc. , que ha impuesto requisitos más altos para la capacidad de carga de los cimientos de pilotes y la deformación de los cimientos, por lo que se han introducido pilotes de tubos de acero en muchos proyectos y los pilotes de hormigón pretensado también se han utilizado ampliamente. Una serie de problemas causados ​​por la hinca de pilotes en edificios urbanos densos han llamado mucho la atención sobre los pilotes perforados. En 1985, después de que la planta de prefabricados de Sanhang Bureau introdujera una línea de producción de pilotes de tubos de hormigón pretensado (pilotes PHC) de alta resistencia desde Japón, la planta de prefabricados de Twenty Metallurgical Company diseñó una línea de producción similar por su cuenta. Este tipo de pilote puede reemplazar parcialmente los pilotes de tubos de acero y se ha utilizado en proyectos como el Gran Teatro de Shanghai y se ha suministrado a Hong Kong y Macao. En cuanto a la selección de la capa de soporte de la base de pilotes, antes de la década de 1980, debido a la limitación de la energía de martilleo, el suelo arcilloso de color verde oscuro se utilizaba a menudo como la capa de soporte ideal de la base de pilotes. Después de la década de 1980, el uso generalizado de martillos hincadores de pilotes diésel proporciona un mayor espacio para la selección de las capas portantes de cimentación de pilotes. Ha habido muchos proyectos que utilizan arena limosa No. 7 y arena No. 9 como capa de soporte de cimientos de pilotes.

1. Pilotes prefabricados de hormigón armado

Desde la década de 1950 hasta 1977, los pilotes prefabricados de hormigón armado fueron la principal forma de cimentación de pilotes. En las décadas de 1950 y 1960, a excepción de los pilotes de 43 m de largo utilizados en el taller de fundición por prensa hidráulica de 10.000 toneladas de la fábrica de maquinaria pesada de Shanghai, la mayoría de los pilotes tenían entre 24 y 26 m de largo. La capa de soporte está hecha de suelo arcilloso de color verde oscuro, con una capacidad de carga de pilote único diseñada de 600-800 kN (60-80 t). Desde finales de la década de 1970, se han construido continuamente varios edificios de gran altura en Shanghai, y los pilotes prefabricados también se han desarrollado enormemente. Desde 1980, el Shanghai Hotel comenzó a utilizar pilotes de hormigón armado de 45 m de largo, seguido por Telecom Building y Huating Hotel. El limo o limo No. 7 sirve como capa de soporte de los cimientos de pilotes, lo que aumenta la capacidad de soporte del pilote único, reduce el asentamiento del edificio y logra importantes beneficios sociales y económicos, llevando el desarrollo de los cimientos de pilotes de Shanghai a un nuevo nivel. En áreas donde la capa de suelo arcilloso de color verde oscuro o la primera capa de arena falta o es delgada, o la capa subyacente es débil, construya edificios de gran altura con más de 30 pisos. Para controlar los asentamientos, también se utilizan pilotes más largos, como los del Hotel Hongqiao y el Edificio de Oficinas Lujiazhai Shanghai (Union Building) diseñados por la Universidad de Donghua, con pilotes de 60 metros de longitud. Desde la década de 1990, la exploración de edificios de gran altura por encima de los 100 metros debe alcanzar una cierta profundidad dentro de la primera capa de arena fina y limosa (la segunda capa de arena en Shanghai. Esto es para estudiar la segunda capa de arena como pila). capa de soporte de cimentación. La base de la posibilidad.

Los pilotes cuadrados prefabricados utilizados en Shanghai tienen una sección transversal de 20-50 cm, unos lados de 60 cm y una longitud de 5-60 metros. Conveniente para la prefabricación, transporte y apilamiento en la fábrica o en el sitio de construcción. Dado que la calidad del cuerpo del pilote es fácil de garantizar, tiene una alta capacidad de carga y buena durabilidad. La maquinaria de hundimiento de pilotes existente tiene una gama completa de modelos, es fácil de construir, tiene un período de construcción corto y tiene un costo menor que otros tipos de pilotes, especialmente después de años de práctica.

La tecnología de fabricación de pilotes prefabricados ha mejorado mucho con el paso de los años, y el consumo inicial de madera y mano de obra es elevado. En 1956, por primera vez, en el proyecto de grada de 10.000 toneladas del Astillero Jiangnan, se utilizó el método de junta traslapada para el vertido de múltiples nervaduras, lo que redujo el tiempo de construcción de pilotes, ahorró moldes de madera y mano de obra, y aumentó la velocidad de construcción de pilotes. . Esta tecnología de formación de pilotes se ha promovido en todo el país y ha logrado resultados notables.

Los pilotes prefabricados se pueden fabricar y construir en secciones, y el método de soldadura de cabezales de pilotes de acero se utilizó originalmente para la conexión de pilotes. En 1972, gracias a la cooperación de las unidades de diseño y construcción pertinentes, se adoptó con éxito el método de anclaje con cemento de azufre.

Después de años de práctica de ingeniería, esta tecnología puede resistir de manera segura el estrés de los martillazos en la construcción y al mismo tiempo garantizar estrictamente la calidad del trabajo. Desde 1975, se ha utilizado en proyectos de pilotes prefabricados de secciones múltiples, ahorrando alrededor del 70 % del costo en comparación con la soldadura. Desde finales de la década de 1980, este tipo de junta se ha utilizado raramente debido a las mejoras en la capacidad portante de los cimientos de pilotes y al control de calidad del cemento de azufre.

En términos de equipos de pilotes, antes de la fundación de la Nueva China, los equipos de construcción de cimientos de pilotes estaban muy atrasados. Solo hay dos martillos de vapor de 7 toneladas en la ciudad, la mayoría de los cuales son martillos de vapor o eléctricos, e incluso los martillos de piedra en bruto o de hierro fundido se utilizan para levantar y desacoplar manualmente los pilotes. A partir de 1958, las tareas de cimentación con pilotes aumentaron, por lo que se procesó y fabricó un lote de máquinas de pilotaje a vapor, con martillos de 10 toneladas. Antes de 1977, los martillos de vapor se utilizaban básicamente para pilotar. Después de que Baosteel comenzara la construcción en 1978, introdujo martillos diésel y martinetes sobre orugas de 3 a 7,2 toneladas. Más tarde, se desarrolló en martillos diésel más avanzados, como el martillo de 8 toneladas de Japón y los D60 y D62 de energía de impacto ajustables de la Alemania Federal. Shanghai Engineering Machinery Factory ha podido producir martillos diésel de la serie D basándose en la introducción de tecnología alemana. Desde la década de 1980, se han eliminado los martillos de vapor y se han utilizado ampliamente los martillos diésel. En la década de 1990, la Tercera Oficina de Ingeniería de Navegación de Shanghai introdujo martillos hidráulicos de alta energía (ZHA-30) del Reino Unido y los aplicó en el proyecto de la Torre Jinmao.

Durante la reconstrucción de la zona portuaria se utilizó por primera vez la construcción de pilotes en 1965, con capacidades de equipos de 150 toneladas y 80 toneladas. En la década de 1990, esta cifra había aumentado de 300 a 500 toneladas. Desde 1972, muchos proyectos de construcción industrial y civil han adoptado pilotes prensados, con pilotes de unos 20 metros de largo. En 1986, la pila de presión estática de 71 metros de largo construida por el Instituto de Estudios de Shanghai en la planta de cemento Jinshan alcanzó entre 1.000 y 1.200 toneladas. En los últimos años, un martinete de 500 toneladas puede hincar pilotes de hasta 38 metros en suelo limoso No. 7 y se ha utilizado en dos edificios residenciales de 24 pisos en el Jardín Hailong Huaxinlong de Shanghai. La construcción de pilotes tiene las ventajas de no producir ruido ni vibraciones y tener poco impacto en el entorno. Sin embargo, debido a las limitaciones en las capacidades del equipo, no puede penetrar suelos arenosos o limosos gruesos.