CM-118-13

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internacional
Algunas cimentaciones
que han hecho historia
Presentamos en esta edición especial de Noticreto dedicada a la tecnología de cimentaciones
un recuento sobre los cimientos de algunas obras que han representado, en Colombia o en el
mundo, aportes significativos a la tecnología de construcción en este tipo de estructuras.
© James Cridland
TORRE DE SMEATON
Devon, Inglaterra (1759)
Las rocas Eddystone forman parte
de un arrecife de granito rojo. Durante la marea alta quedan cubiertas
por el agua y constituyen un peligro
LA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN
para la navegación, ante lo cual fue
necesario construir un faro 14 km al
sur de Plymouth Sound, Inglaterra.
El nombre del faro rinde un homenaje a su constructor, John Smeaton.
Antes de esta torre, Smeaton ya había construido dos faros de madera
que no duraron en pie mucho tiempo, ante lo cual decidió emplear
la piedra por sus ventajas de gran
peso, resistencia a las fuerzas del
viento, del agua y del fuego. Para
© Hadarmen
anclar las piedras a la base rocosa
talló 6 plataformas en la roca que se
llenaron con sillares de granito con
forma de cola de milano para asegurar la unión. Empleó un mortero
producido con cal calcinada para
formar una construcción monolítica utilizando pernos de roble y tacos de mármol. Componen la torre
1.493 bloques de piedra y el interior
se hizo en piedra caliza llevada de la
isla de Portland. La torre estuvo en
servicio durante más de un siglo, fue
desmontada hasta su base y vuelta
a erigir en Plymouth, donde se encuentra hoy. Sus cimientos todavía
© Rotatebot
permanecen en su sitio después de
más de 200 años de construcción.
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EDIFICIO EMPIRE STATE
Nueva York, Estados Unidos
(1930)
El emblemático edificio neoyorquino
fue durante 40 años el edificio más
alto del mundo. Esta estructura, con
un peso aproximado de 350.000 ton,
está cimentada a únicamente 16,7 m
de profundidad dado que es allí donde se encuentra el estrato portante
de Manhattan. Su cimentación está
compuesta por un bastidor en acero,
el cual tiene paneles de piedra caliza. El interior de esta cimentación
es de concreto reforzado. Esta obra
fue realizada por Starret Bros. And
Eken.
TORRE LATINOAMERICANA
México DF, México (1956)
El suelo en que se asienta esta torre presenta arcillas húmedas en su
estrato más superficial. A 33 m de
profundidad se encuentra un estrato de arena sobre el cual se apoyan
los 361 pilotes de concreto usados
para la cimentación del edificio. Su
estructura está concebida como una
cimentación flotante, la cual ha sido
sometida a duras pruebas de la naturaleza en dos ocasiones: los sismos
de 1957 y de 1985, de 7,7 y 8,1 en
la escala de Richter, respectivamente.
internacional
Cortesía Camilo Arboleda
Pedro Felipe Restrepo Acosta ©
Cortesía Jorge Julián Restrepo A.
ESTADIO NEMESIO CAMACHO
”EL CAMPÍN”
Bogotá, Colombia (1965)
Debido a la necesidad de aumentar la
capacidad de espectadores del Campín
y ante la dificultad de las condiciones
del terreno y de la estructura existente,
Guillermo González Zuleta ideó una
cimentación aligerada para realizar la
ampliación. Esta consistió en el hincado, a profundidades de entre 30 y 40
metros, de tubos de asbesto-cemento
de 16 pulgadas de diámetro, utilizados
normalmente como tubería a presión,
logrando así una cimentación liviana
con esbeltos elementos exteriores.
Cortesía Carlos Bell Lemus
EDIFICIO AVIANCA
Bogotá, Colombia (1969)
El suelo de fundación, la estabilidad de
las estructuras vecinas y la necesidad
de construir cuatro niveles de sótanos
llevaron a utilizar caissons por primera vez en el país. Estos tenían forma
circular, se ubicaron en la periferia y
alcanzaron profundidades de 35 m. Se
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levantaron columnas estructurales que
permitieron fundir anillos de concreto
como parte de las placas de sótano que
fueron fundidas desde niveles superiores hasta los inferiores utilizando el terreno como formaleta, lo cual permitió
alcanzar equilibrio mecánico entre el
volumen de tierra excavada y el peso
de la estructura. Esta cimentación se
conoce como flotante. Al llegar la construcción al piso 26, simultáneamente
se construyó la placa postensada de
Cortesía Bill Wrigley
fundación con 2,0 m de altura.
EDIFICIO COLTEJER
Medellín, Colombia (1972)
El edificio más alto de Medellín, con
175 m, 36 pisos y 3 sótanos, se encuentra sobre un terreno conformado
por diversas capas muy blandas en su
superficie, pero después de los 6 m
de profundidad aparece un conglomerado de serpentina y anfibolita en
una matriz de arcilla, fuertemente cementado. Este suelo permitió definir
la cimentación a utilizar, compuesta
por una placa completa de 2 m de espesor a una profundidad de 13,6 m,
con lo cual se logra una disminución
de asentamientos diferenciales. Para la
excavación por debajo de los 6 m de
profundidad se utilizó dinamita pese a
que el estudio de suelos realizado para
esta edificación no encontró la roca basal. La torre fue diseñada para soportar
un sismo de 7,5 en la escala de Richter.
Archivo Asocreto
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PUENTE PUMAREJO
Barranquilla, Colombia (1974)
El puente sobre el río Magdalena en
Barranquilla tiene 1.500 m longitud
de orilla a orilla y 12,5 m de ancho.
La estructura se soporta en 28 pilas
y 2 estribos en concreto reforzado.
Debido al diseño, cada pila está
compuesta por 2 columnas, para un
total de 56 columnas. Las pilas, en
la luz principal de 140 m, alcanzan
profundidades de hasta 30 m sobre
el lecho del río; son cilíndricas con
un diámetro de 5 m apoyadas sobre
una zapata de 1,8 m de diámetro.
Las pilas de las luces menores tienen
diámetro de 2,5 m y están hechas en
concreto postensado.
TORRE CN
Toronto, Canadá (1976)
Durante más de tres décadas fue la
estructura autoportante más alta del
mundo gracias a su altura de 550 m.
El pilar de la torre está compuesto
por tres brazos que forman 120 grados entre ellos. Los primeros 457 m
de la torre están hechos en concreto
postensado colado con cimbras autodeslizantes, para los cuales se necesitaron más de 7.500 m3 de concreto.
Para la cimentación fue necesario
remover 62.000 toneladas de tierra
en una superficie triangular donde se
ubicó la losa de 6,71 m de espesor
que sostiene la estructura. Para evitar
problemas con la generación de calor
se utilizaron mezclas de cemento tipo
IV con cemento tipo I.
TORRE PROPAGANDA
DE SANCHO
Bogotá, Colombia (1987)
El suelo blando (cohesión entre
1,50 y 2,75 T/m2 y ángulos de fricción interna entre 0 y 6°) sobre el
que se asienta este edificio de 3 sótanos, 11 pisos, altillo y helipuerto, permitió usar por primera vez
el sistema de cajón controlado que
descendió 6,2 m. El sistema de cajón controlado consiste en construir
la estructura a un nivel más alto
para hincarla hasta el nivel proyectado, evitando la falla de fondo y
sosteniendo las paredes de la excavación. Una vez construido el cajón,
fueron necesarias 5.000 toneladas
de fuerza para hincar la estructura.
Estas fuerzas fueron aumentando
gradualmente hasta alcanzar 6.500
toneladas, lo que permitió llegar a
posición final del cajón.
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internacional
Archivo ASOCRETO
© Kim Rötzel
Flickr - Poco a poco
PUENTE DOMÉNICO PARMA
Une los municipios de Chinchiná
y Manizales, Colombia (1993)
El tipo de roca encontrada en el
suelo de fundación dificultó su cimentación debido a la cantidad de
explosivos que fue necesario utilizar. Este puente consta de una pila
central cuya base es de 40 x 40 m
de área hasta una profundidad de
9 m desde donde se construyeron
9 caissons que alcanzaron el estrato
portante entre 10 y 13 m de profundidad. La construcción de los caissons
se realizó de forma simultánea.
Flickr - Juan José González
PUENTE DE AKASHI KAIKYO
Estrecho de Akashi, Japón (1998)
Es el puente en suspensión más
alto y largo del mundo. Se localiza
en una ruta de tifones que alcanzan velocidades de hasta 290 km/h.
Adicionalmente, se asienta en una
zona con alta influencia tectónica y
por debajo de su estructura cruzan a
diario cientos de barcos. Su cimenLA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN
tación consistió en dos moldes prefabricados de acero de 70 m de alto
y 80 m de ancho que se rellenaron
con concreto, el cual fue diseñado
para que endureciera con el agua de
mar circundante. Cada torre se rellenó con 265 m3 de concreto.
TORRES PETRONAS
Kuala Lumpur, Malasia (1998)
Son dos torres gemelas de 450 m
de alto y 88 pisos. Antes de iniciar
la construcción hubo que desplazar
el proyecto 60 m buscando un suelo sobre el cual se pudieran fundar
los pilotes de 120 m de profundidad
para alcanzar roca firme que permitiera crear una placa de concreto
que simulara roca sana. Esta fundición tuvo problemas con la lluvia
incesante, ante lo cual fue necesario
cubrir la zona con una gran carpa
como una “sombrilla” equivalente a
57 carpas de circo.
AMPLIACIÓN DEL HOTEL
CARTAGENA HILTON
Cartagena de Indias, Colombia
(1996)
Para ampliar sus instalaciones, el
Hotel Cartagena Hilton decidió construir un salón de convenciones y un
sótano destinado a parqueo. El hotel
se encuentra sobre una península artificial producto de relleno hidráulico. Para la ampliación se mejoraron
los suelos portantes con columnas
de grava de 1,1 m de diámetro. Además, perimetralmente se construyó
un sistema de pantallas permeables
compuestas por pilotes de 40 cm de
diámetro. La losa de cimentación de
1,55 m de altura es aligerada. El proyecto requirió excavaciones de 3,0 a
4,0 m de arenas saturadas con áreas
relativamente grandes a 2,5 m bajo el
nivel freático.
Cortesía AngMoKio
TAIPEI 101
Taipei, Taiwán (2004)
Este edificio de 101 pisos y 5 sótanos tiene 509 m de altura, fue el más
alto del mundo hasta el año 2010
cuando fue superado por el Burj
Khalifa. Está soportado sobre 8 megacolumnas de concreto y acero con
sección de 2,4 x 3,0 m en la base.
Las megacolumnas descansan sobre
una placa maciza cuyo espesor varía
entre 3,0 y 4,7 m con un volumen
total de 28.100 m3 de concreto de
6.000 psi. La alta sismicidad de la
zona donde se erige este edificio y su
gran altura llevaron a desarrollar una
cimentación constituida por 380 pilotes de 80 m de profundidad cada
uno. La estructura ya soportó un
sismo de 6,8 en la escala de Richter.
Archivo ASOCRETO
VIADUCTO PIPIRAL
Vía Bogotá-Villavicencio,
Colombia (2002)
Está localizado sobre la vía que comunica el centro del país con los Llanos
orientales. La topografía agreste, la
zona de vulnerabilidad sísmica y las
características geológicas hacen que
este proyecto esté soportado sobre 4
pilas centrales y 2 extremas, con alturas variables desde 4 hasta 82 m. Las
pilas centrales se apoyan sobre zapatas
cuadradas de concreto reforzado de
18 m de lado y 4,0 m de altura, las
extremas sobre zapatas de 10,5 m
de lado y 2,5 m de altura. Todas las
zapatas a su vez descansan sobre pilotes con diámetros que varían entre
3,70 y 2,50 m y longitudes variables
entre 33 y 44 m.
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internacional
Cortesía Martin Mercado
Cortesía Adam R. Gimpert
© David Liff.
TORRE MAYOR
México DF, México (2003)
La torre de 55 pisos, 4 sótanos subterráneos y 230 m de altura está en
el límite de las zonas determinadas
por el Gobierno Federal como de
más alta sismicidad. Su cimentación
tiene una combinación de losas y
252 pilotes de concreto reforzado
de hasta 1,50 metros de diámetro a
40 metros de profundidad. Cuenta
con un sistema de 98 amortiguadores sísmicos que disipan la energía
y reducen las fuerzas sísmicas que
puedan afectarla. La estructura se
diseñó para soportar un sismo de
9,0 en la escala de Richter.
Cortesía Texaner
PUENTE RION-ANTIRION
Une a las ciudades de Rio y
Antirio, Grecia (2004)
La cimentación de esta estructura
requería de contacto submarino en
un medio débil como era el terreno
presente bajo el agua en esta región,
por lo cual se necesitaron bases con
LA REVISTA DE LA TÉCNICA Y LA CONSTRUCCIÓN
65 m de profundidad y 90 m de diámetro. La zona donde se cimentó
la estructura presenta considerable
actividad sísmica, lo que hizo neCortesía Väsk
cesario reforzar el lecho marino con
pilotes de 2 m de diámetro y 30 m
de profundidad, separados cada 7 m.
Donde se ubicó cada base se hincaron 200 pilotes y se niveló la zona
con grava.
TORRE AGBAR
Barcelona, España (2005)
El peso muerto de esta estructura,
de 145 m de altura, 34 pisos y 4 sótanos, es mucho menor que la presión ascendente que lo solicita; por
esto se diseñó una losa de subpresión anclada al terreno mediante
módulos de pantallas que trabajan
por fricción negativa y que buscan
equilibrar la subpresión. La losa usada tiene un espesor de 80 cm. Esta
losa descansa sobre un lecho de gravas drenantes de 40 cm de espesor
que facilitan el drenaje hasta 4 pozos
que tienen como función, ante un
incremento del nivel freático, evitar
el aumento de la subpresión por encima de los valores admisibles para
la cimentación. La losa fue diseñada
para un valor de presión ascendente
de 8 t/m2.
Flickr – Jack Zalium
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VIADUCTO DE MILLAU
Millau, Francia (2004)
Respetando la orografía del lugar, el
viaducto está soportado en 7 grandes
pilas de concreto huecas con espesores entre 50 y 60 cm, con alturas que
van desde 78 hasta 245 m separadas
entre sí a una distancia de 342 m. Esta
estructura posee unas de las pilas más
altas del mundo. Bajo cada una de
ellas se encuentran pozos de cimentación con diámetros entre 4 y 5 m, y
profundidades entre 9 y 18 m.
TURNING TORSO
Malmoe, Suecia (2005)
Este edificio, inspirado en el torso
humano, tiene una altura de 190 m,
cuenta con 54 niveles destinados a uso
mixto, residencias y oficinas. Su cimentación se realizó directamente sobre un
estrato de roca caliza. Para el procedimiento se realizó el hincado de pilotes
metálicos a los cuales se les inyectó
concreto a una profundidad de 15 m
de suelo cohesivo y 3 m más adentro
de la roca, este procedimiento se realizó en la zona perimetral. Estos pilotes
se unen a una losa de cimentación que
consiste en una caja cilíndrica de 30 m
de diámetro y 15 m de profundidad.
BURJ KHALIFA
Dubai, Emiratos Árabes Unidos
(2010)
Es en la actualidad el rascacielos más
alto del mundo, con una altura de
828 m. Los 586 m iniciales están
construidos de concreto reforzado y
la altura restante está hecha en acero. Se soporta sobre 192 pilotes de
1,5 m de diámetro cada uno a 50 m
de profundidad, los cuales están distribuidos en forma de Y que se unen
a una enorme placa de concreto de
3,7 m que pesan 110.000 toneladas.
(Si desea conocer más información
sobre la cimentación de este edificio,
consulte el artículo dedicado a él en la
presente edición de Noticreto.)
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internacional
Cortesía Cédric Converset
EDIFICIO CUSEZAR
Bogotá, Colombia (2009)
Este edificio cuenta con cinco sótanos,
un semisótano y 16 pisos de altura. El
último sótano se encuentra a profundidad de 16,9 m. En su sistema de cimentación se destaca, entre otros, que
tiene barretes y pilotes circulares preexcavados y fundidos en sitio a 57 m
de profundidad apoyados en arenas,
penetrándolas 3 m. Para esta estructura fue necesario bajar la presión del
agua en el acuífero existente a 20 m de
profundidad, evitando que la presión
hidráulica levantara el fondo de la excavación y generara fugas de arena.
Cortesía Centro Comercial Gran Estación
CENTRO EMPRESARIAL
GRAN ESTACIÓN
Bogotá, Colombia (2009)
Su cimentación cuenta con 473 pilotes pre-excavados, 607 pilotes prefabricados hincados y 596 módulos
de pantallas prefabricadas hincadas
de 12,1 m de longitud con sección
transversal de 60 cm x 25 cm. Adicionalmente cuenta con otros 161
módulos de 8,10 m de altura y la
misma sección transversal. El uso
de estas pantallas prefabricadas hincadas es una novedad para el sector
debido a sus grandes dimensiones.
Bibliografía
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