Para decidir la profundidad proporcionada de los cimientos en un edificio de gran altura, se debe decidir matemáticamente qué cimiento sería adecuado para las cargas dadas en el edificio, tipo de suelo, etc. En general, se prefieren dos tipos de cimientos para edificios de altura entre 35 y 100 metros:
- Fundación Balsa
- Fundación de la pila
Los cimientos de balsa se usan ampliamente en áreas con suelo sensible (por ejemplo, suelo de algodón negro). Aunque los cimientos de balsa demuestran ser muy económicos para edificios de gran altura, no se permite el asentamiento de los componentes estructurales que siguen a lo largo de los años. Las grietas en las uniones de viga-columna, paredes, etc. en las primeras décadas son demasiado grandes para permitir que el edificio sea seguro.
Técnicamente, la profundidad de la base de la balsa se calcularía igualando las fuerzas descendentes de las cargas muertas y vivas de la superestructura con la capacidad de carga del suelo junto con las fuerzas de carga del suelo debajo. En el caso de los edificios de gran altura, generalmente la profundidad es muy alta, lo que aumenta las posibilidades de asentamiento de todo el edificio.
Aunque los cimientos de pilotes resuelven el problema de los asentamientos peligrosos en la estructura con la distribución de la carga en una capa de suelo más fuerte (en el caso de pilotes de soporte final) o a lo largo de la capa de suelo penetrada (pilotes de fricción), resultan ser muy caros para un Todo un edificio de gran altura.
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Su profundidad depende del tipo de base de pilotes que se utiliza en el sitio. Las pilas de soporte final se colocan bastante profundas, y la profundidad depende de la brecha entre el nivel superior del suelo y los estratos más duros debajo. Las pilas de fricción son relativamente menos profundas, dado que distribuyen la carga a lo largo del suelo circundante. Su profundidad también depende del equilibrio de la carga de la superestructura y el orificio de presión por la base en un área particular de la parcela de construcción.
Se ha experimentado un punto intermedio y (casi) se ha implementado con éxito para la colocación de los cimientos de un edificio alto, y consta de las buenas características de los cimientos de balsa y pilotes, a saber, ‘Fundación combinada de pilotes-balsa’ (CPRF). Mientras que la base del pilote transfiere la carga a través del método de apoyo / fricción, la base de la balsa hace lo mismo a través de la presión de contacto / apoyo con el suelo debajo.
Se ha encontrado que el CPRF es económico y es mucho más seguro que cualquiera de los dos métodos individuales. Se han construido varios edificios de gran altura populares utilizando CPRF como método de base, que incluyen:
- Torre principal, Frankfurt
- Torre QIPCO, Doha
Los cimientos en tales edificios son poco profundos (como se calcula para los cimientos de la balsa), con pilas colocadas en puntos fijos que van más profundo según sea necesario para mantener el edificio seguro, manteniendo las grietas de deflexión y el costo final bajo control.
Así es gráficamente un CPRF:
Junto con la superestructura:
Espero que esto ayude.