Proiect imobil de birouri: „UNICREDIT TIRIAC BANK” (I)

Prezentul articol descrie solutiile tehnice utilizate pentru realizarea structurii de rezistenta a imobilului de birouri „UNICREDIT TIRIAC BANK“, situat in B-dul Expozitiei, sector 1, Bucuresti.

Pe verticala cladirea este compusa din doua subsoluri, parter si cincisprezece etaje, ultimul etaj fiind retras. Inaltimea totala supraterana este de aproximativ 64,00 metri.

Pe fondul unei crize economice care se perpetueaza in interiorul tarii noastre de cativa ani buni, principalul obiectiv al oricarui dezvoltator este acela de a obtine un cost cat mai redus al investitiei lui. Pentru aceasta cladire un factor important l-a reprezentat si durata de executie, beneficiarul final impunand un termen fix, de doar 18 luni, pentru predarea imobilului. In aceste conditii, solutia structurala optima a fost cea in care scheletul metalic alcatuit din stalpi si grinzi a fost completat cu pereti si plansee din beton armat. Prin combinarea celor doua materiale s-a pus in valoare atat viteza de executie a structurii metalice, cat si pretul mai mic al elementelor din beton armat.

Tot in sensul optimizarii structurii de rezistenta s-a optat pentru o incinta realizata cu piloti secanti si cu numai un rand de spraituri dispus la nivelul grinzii de coronament. O atentie deosebita s-a acordat modului de realizare a prinderii, la nivelul infrastructurii, a atriumului dezvoltat pe inaltimea primelor sapte etaje. Implementarea conceptelor moderne in cadrul procesului de proiectare si influenta acestora asupra performantelor tehnice si economice sunt prezentate in cadrul articolului de fata.

Aportul costului structurii de rezistenta la valoarea totala a unei investitii care vizeaza realizarea unui imobil cu destinatia de birouri are o importanta insemnata, in Bucuresti in special si in zonele seismice in general.

Proiectantul trebuie ca, prin sistemele structurale alese, sa obtina o conformare si alcatuire optima a structurii de rezistenta, ajungand, astfel, la un pret minim care trebuie platit de investitor pentru aceasta componenta de baza a unui imobil, in conditiile mentinerii unui nivel de siguranta ridicat.

Numarul mare de niveluri supra­terane genereaza probleme speciale privind sistemul de fundare, mai ales in terenul aluvionar cu portanta redusa sau medie pe care este si­tuat orasul Bucuresti. Ca proiectant, esti pus in fata a doua variante de realizare a unei cladiri inalte: fie cu structura din beton armat, cu o greutate mare care trebuie transmisa terenului de fundare, fie cu o structura metalica, cu o greutate mai mica, dar cu un pret mai ridicat.

In cazul cladirii de birouri „UNICREDIT TIRIAC BANK“, situata in B-dul Expozitiei, sector 1, Bucuresti, beneficiarul impunand nu doar un cost minim dar si o durata redusa a executiei, a rezultat, ca solutie optima de realizare a structurii de rezistenta, aceea in care se combina viteza de executie a structurii meta­lice cu un cost redus al elementelor din beton armat, rezultand o structura mixta beton armat – otel laminat.

In cadrul unei structuri mixte, aportul principal la asigurarea rigi­ditatii si la preluarea fortelor seismice este asigurat de peretii din beton armat, in timp ce sarcinile gravitationale sunt preluate preponderent prin intermediul sistemelor de plansee compozite usoare si transferate stalpilor care, la randul lor, pot fi compoziti sau din otel laminat.

Proiectul pentru aceasta inves­titie a fost elaborat in perioada 2010-2011, executia lucrarilor de fundatii speciale fiind realizata in perioada noiembrie 2010 – martie 2011, iar lucrarile de executie ale structurii de rezistenta intinzandu-se pe parcursul a 9 luni, din martie 2011 pana in decembrie 2012.

In momentul de fata, imobilul de birouri este finalizat, beneficiarul urmand sa ocupe cladirea.

Proiectul structurii de rezistenta a avut la baza proiectul de arhitectura elaborat de WESTFOURTH ARCHITECTURE, arh. Vlad ARSENE si arh. Calin NEGOESCU.

Proiectarea instalatiilor a fost asigurata de MIGA AIRVENT si CONS-ENG Co. SRL.

Beneficiarul imobilului este compania SC BOG’ART OFFICES SRL.

Lucrarile de fundatii speciale au fost executate de compania AGISFOR.

Antreprenorul general si al lucrarilor din beton armat pentru aceasta investitie a fost BOG’ART SA.

Structura metalica a fost fabricata si montata de SC BOG’ART STEEL SRL.

Lucrarile aferente fatadelor, tip perete cortina, au fost proiectate de ALUDESIGN SRL si executate de catre ALUSYSTEM SRL.

Prezentarea generala

Suprafata construita a cladirii este de aproximativ 28.000 mp, din care cca. 22.000 mp in suprastructura si 6.000 mp in cadrul structurii subterane.

Infrastructura se dezvolta pe inal­timea a doua niveluri, cu o inaltime de nivel de 4,00 m pentru subsolul 1 si 3,10 m pentru subsolul 2.

In ceea ce priveste suprastructura, aceasta se dezvolta pe inal­timea a saisprezece etaje (parter si 15 etaje) din care ultimul etaj este retras perimetral.

Inaltimea de nivel a etajelor supraterane este de 5,00 m pentru parter si etajul 1 si de 3,90 m pentru etajele curente.

In imediata vecinatate nu se gasesc constructii care sa fie afectate de construirea acestui ansamblu.

Conformarea si dimensionarea structurii complexe s-au facut tinand seama de conditiile geotehnice pe amplasament si de prevederile codului de proiectare seismica P100-1:2006.

Solutia de fundare si executia excavatiilor

Prezentarea solutiei de fundare

Pe amplasamentul in care a fost edificata constructia in esenta, terenul este alcatuit, pana la adancimea de 15 m, din straturi nisipoase. La partea superioara a acestor straturi nisi­poase exista un strat de umplutura de aproximativ 120 cm si un strat prafos argilos de aproximativ 260 cm. Apa subterana a fost interceptata in doua acvifere, unul la o adancime de cca. 7,60 m fata de cota terenului natural si la 21 m adancime pentru al doilea. Referindu-ne la cel din urma, acesta are un caracter ascensional, nivelul fiind stabilizat la o adancime de aproximativ 7,60 m; din aceasta cauza, la elaborarea sistemului de fundare a fost necesara luarea in considerare a acestui aspect.

Pentru dimensionarea sistemului de fundare si al incintei perimetrale executate pentru a permite reali­zarea excavatiei de aproximativ 9,50 m adancime, datele furnizate de Studiul geotehnic (grosimile straturilor, parametrii fizici, parametrii rezistentei la forfecare si de defor­mabilitate) au fost analizate, fiind adoptate in calcul valorile prezentate in tabelul 1.

Calculul starii de eforturi si deformatii in amplasamentul incintei si in vecinatatea acesteia s-a realizat cu ajutorul programului Plaxis 2D. Pentru efectuarea calculelor prin metoda elementului finit s-a admis ipoteza comportarii elasto-plastice a pamantului dupa o lege constitutiva de tipul “hardening soil”. In vecinatatea incintei, la 2,0 m de axul peretelui, s-a considerat o supra­sarcina uniform distribuita de 10 kN/m, pe o lungime de 10,0 m, pentru a se tine seama de eventuala depozitare a unor materiale.

Alcatuirea modelului geotehnic

Pe baza litologiei considerate si a datelor privind inaltimile celor doua subsoluri ale imobilului, a fost alcatuit un model geotehnic preliminar al terenului de fundare si al incintei (fig. 2).

Cota ±0.00 a imobilului este cota 87,30 m RMN iar nivelul terenului natural amenajat este la cota -0,20 m.

Analiza sistemului de fundare

Sistemul de fundare a fost conceput ca un radier avand o grosime de 80 cm pe zona cuprinsa intre ax 8 – ax 11 si ax A si 1,80 m sub nucleele cladirii. Sistemul de fundare sub nuclee este conceput ca un radier pe piloti, grosimea radierului fiind 1,80 m iar pilotii avand diametrul de 1,20 m si lungimea de 23,00 m masurata de sub radier.

 Pilotii de fundare

Radierul este rezemat pe un grup de 97 piloti forati cu diametrul nominal de 120 cm si 90 cm. Pilotii au fost astfel dimensionati incat sa sustina si solicitari de compresiune dar si solicitari de intindere semnificative, care afecteaza, practic, toate zonele de sub radier. Nivelul de analiza utilizat este avansat, iar rezultatele obtinute din calcul, care au condus la conformarea sistemului de fundare, sunt credibile.

Trebuie sa facem mentiunea ca initial toti pilotii de fundare erau de diametru 120 cm dar in urma incercarilor de proba numai 45 piloti din totalul de 97 au fost executati cu diametrul initial, restul fiind micsorati la 90 cm diametru, cu o reducere substantiala a costurilor pentru aceste elemente.

Pilotii au fost dispusi sub nucleul din beton armat, aceasta zona de radier fiind afectata de solicitari semnificative de intindere, cat si de depasiri ale limitelor de rezistenta si deformatie ale terenului.

Tasarea medie probabila a radi­erului pilotat a rezultat prin calculul constructiei in ansamblu, cu luarea in considerare a efectelor de interac­tiune sol-structura, ca fiind cu­prinsa intre 1,5 cm si 2 cm. Tasarile dife­rentiate nu vor depasi 0,8 cm, incadrandu-se, astfel, in limi­tele cerute de norme.

Pilotii au fost forati tubat de la cota terenului natural. Pentru asigurarea transmiterii fortei taietoare de la radier la piloti, ultimii 5 cm din pilot au fost inglobati in corpul radierului.

Capacitatea portanta a pilotilor de 120 cm a fost determinata conform STAS 2561/3-90, pe baza parametrilor geotehnici ai straturilor. Aceste valori au fost confirmate prin incarcarea de proba a unor piloti instrumentati.

Pilotii de fundare au rezultat dimensionati in functie de eforturile maxime de compresiune si intindere din gruparile speciale (care contin actiunea seismica). Analiza statica a condus la un efort maxim de compresiune de aproximativ 6.800 KN si un efort maxim de intindere de aproximativ 1.800 KN, rezultand astfel piloti cu diametrul nominal de 120 cm, cu o capacitare de 7.600 KN la compresiune si 2.000 KN la intindere. Pentru verificarea continuitatii pilotilor si a capacitatii portante a acestora s-au executat incercari de proba.

Pentru verificarea capacitatii portante interne sau a continuitatii corpului din beton armat al pilotilor forati se vor efectua incercari de carotaj sonic prin metoda impe­dantei meca­nice (PET – Pile Echo Test). In urma verificarilor efectuate a fost confirmata continuitatea pilotilor executati, iar acolo unde, la partea superioara, au fost rezultate neconcludente, care semnalau pre­zenta unor posibile discontinuitati, au fost extrase carote din corpul pilotului.

Pentru confirmarea capacitatii portante estimate prin calcul (conform STAS 2561-3:1990) a pilotilor de fundare, s-au efectuat incarcari de proba pe piloti conform normativelor NP 045-2000 pentru nivelul de precizie N3.

Asa cum am precizat anterior, in sensul optimizarii solutiei de fundare am solicitat efectuarea unor incercari pe piloti inainte de inceperea lucrarilor de executie a pilotilor de fundare, aceste incercari de proba urmand a fi executate pe piloti model de un diametru redus, 620 mm, instrumentati cu marci tensiome­trice. Din conditii tehnologice, de comun acord cu executantul si beneficiarul, au fost executate teste pe piloti cu diametru 90 cm. Asa cum se poate observa din diagrama de incarcare a pilotului de 90 cm, acesta a putut fi incarcat pana la 9.576 kN, ultima treapta stabilizata, incercarea fiind oprita din cauza limi­tarii impuse de presele hidraulice utilizate. S-a obtinut, astfel, o capa­citate portanta, pe un pilot de 90 cm diametru, de 6.700 kN la compresiune, la o tasare a pilotului de 66 mm.

(Va urma)

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 88 – decembrie 2012, pag. 26

Autori:
ing. Ionel BADEA,
prof. dr. ing. Ionel BONTEA,
ing. Mihaela DUMITRASCU,
ing. Dragos MARCU,
ing. Madalin COMAN – SC Popp & Asociatii SRL
ing, Tudor SAIDEL – SC Popp & Asociatii – Inginerie Geotehnica SRL
dr. ing. Mircea GALER – verificator tehnic, colaborator SC Popp & Asociatii – Inginerie Geotehnica SRL
prof. dr. ing. Anatolie MARCU – UTCB