Фундаменты самых высоких небоскребов играют ключевую роль в обеспечении их устойчивости и безопасности. Обычно такие здания требуют глубокой закладки фундамента, чтобы эффективно распределить нагрузку на грунт и противостоять внешним воздействиям, таким как ветер и сейсмические активности. Для этого используются различные технологии, включая заливку бетонных свай и создание подземных помещений, что позволяет справляться с весом и высотой зданий.
Одним из примеров является фундамент небоскрёба Бурдж Халифа в Дубае, который глубоко заглублен и выполнен с использованием специального бетона, способного выдерживать огромные нагрузки. Это подчеркивает, что успех возведения высоких зданий во многом зависит от эффективного проектирования и строительства фундамента, что требует значительных инженерных знаний и высоких технологий.
Достать до облаков. Как строили небоскреб «Бурдж Халифа»
Несмотря на то, что сегодня в мире возводят здания больше километра, самым высоким в мире сооружением остается открытая десять лет назад в Объединенных Арабских Эмиратах башня «Бурдж Халифа». Это единственный на планете 828-метровый и 163-этажный небоскреб с самым длинным в мире 180-метровым шпилем.
Во время строительства здание называли коротко и ясно — «Бурдж Дубай» («Дубайская Башня») — по месту ее расположения. Однако к моменту открытия небоскреб переименовали в честь президента ОАЭ, одного из самых богатых людей в мире, Халифа ибн Заида Аль Нахайяна.
Идею возведения высочайшей в мире башни предложил в начале 2000 годов дубайский шейх Мохаммед ибн Рашид Аль Мактум. Он решил сделать свой эмират привлекательным для туристов и экспатов, а для этого — открыть пляжные отели, проводить в Дубае всевозможные международные мероприятия и воплощать в жизнь удивительные архитектурные проекты. Одним из пунктов его плана было строительство в эмирате района Dubai Downtown с прекрасными фонтанами, небоскребами и самым большим в мире торговым моллом. Центром района должно было стать высочайшее на планете здание, причем изначально его точная проектная высота держалась в тайне: это было сделано на тот случай, если где-то в мире начнется строительство небоскреба-«конкурента».
В 2003 году конкурс на лучший проект здания выиграл американский архитектор Адриан Смит, уже построивший к тому времени знаменитый небоскреб «Дзинь Мао» в центре Шанхая. В 2004-м строительство «Бурдж Халифы» начала компания Emaar Properties, владевшая землями, где строился Dubai Downtown. Предполагалось, что цены на недвижимость вокруг башни многократно вырастут.
Так и произошло: кому не захочется иметь офис или квартиру в престижном районе с видом на величественный небоскреб? Emaar по сей день активно вкладывается в амбициозные проекты. Компания может это себе позволить: ее активы компании оцениваются в $92 млрд.
Строительство башни длилось шесть лет и велось со скоростью один-два этажа в неделю. Ежедневно на строительстве было задействовано до 12000 рабочих. На создание небоскреба ушло около 60000 тонн стальной арматуры и 320000 кубометров бетона особой марки, разработанной специально для «Бурдж-Халифа»: этот стройматериал мог выдерживать температуру свыше +50 градусов C. Особенность строительства состояла в том, что бетонную смесь укладывали только ночью, а в раствор добавляли лед – иначе жара не позволила бы бетону набрать необходимую прочность при застывании. Кроме того, приходилось учитывать специфику местных песчаных почв. И если фундаменты, например, нью-йоркских небоскребов прочно закреплены в скальном грунте, то в Дубае пришлось применить 200 висячих свай длиной 45 м и диаметром 1,5 м. Очертания котлована напоминали цветок, но сделано это было не для красоты, а потому, что только такая форма фундамента была способна удержать здание высотой 828 метров.
Форму здания архитектор задумал ассиметричной, напоминающей сталагмит. И это тоже не только оригинальное дизайнерское решение, но результат инженерных расчетов: благодаря своей форме здание меньше раскачивается от ветра. Работая над проектом «Бурдж Халифа», Адриан Смит применял наработки, созданные им еще при строительстве «Тауэр-Палас III» в Сеуле: например, обе башни имеют три опоры. Поскольку «Башня Халифа» должна была быть устойчива не только к ветру и пыли, но и к солнечным лучам, для ее строительства использовали 26000 специальных двусторонних панелей, внешняя сторона которых – металлическая, отражающая ультрафиолетовые лучи, — изнутри покрыта тонким слоем серебра, защищающим от инфракрасных лучей.
Воздух для системы кондиционирования башни забирают на верхних этажах: здесь он чище и прохладнее. Конденсат используют для полива растений вокруг здания: так экономят огромное количество пресной воды. «Бурдж Халифа» имеет автономное энергетическое снабжение. Оно обеспечено 15000 кв.м солнечных батарей, которые работают в тандеме с 61-метровой ветровой турбиной.
Надо сказать, что к моменту строительства «Бурдж Халифы» в мире существовали лифты, позволявшие подниматься не выше 450 м. Однако сегодня наш небоскреб упомянут в Книге рекордов Гиннеса как здание с самыми «высокими» в мире лифтами: всего в «Башне Халифа» — 58 лифтов. К тому же они и самые быстрые: они двигаются со скоростью 18 м/с, хотя официальный сайт небоскреба и сайт компании-производителя лифтов, установленных в «Бурдж Халифе» сообщают о скорости 10 м/с.
Сегодня в «Бурдж Халифе» располагаются торговые центры, ночные клубы, кафе, почти 900 жилых квартир. Есть и мечеть. Пространство с первого по 39 этажи занимает отель Armani Dubai: дизайном 304 его номеров занимался сам Джорджио Армани.
Сотый этаж полностью принадлежит эмиратскому миллиардеру индийского происхождения Бавагуту Рагхураму Шетти: здесь располагается трое его апартаментов, средняя площадь каждого из них составляет 500 кв.м. 122-й этаж небоскреба занимает ресторан «Атмосфера», способный принять 80 посетителей: он расположен на высоте 442 м и считается самым высотным на планете. Такой же статус получила смотровая площадка на 148 этаже на уровне 555 м над землей. Последние ярусы небоскреба отведены под телекоммуникационную технику.
«Бурдж Халифа» стала символом Дубая и одной из главных достопримечательностей Объединенных Арабских Эмиратов. Здание открыло новые возможности высотной архитектуры. Приемы, впервые использованные при его строительстве, применяют сегодня при возведении самых крупных «высоток» мира.
Архитектору Андриану Смиту уже исполнилось 76 лет, он основал в Чикаго архитектурно-дизайнерскую фирму Adrian Smith + Gordon Gill Architecture (AS+GG) и продолжает строить величайшие «высотки» мира. Так, именно Смит получил заказ на проектирование 1007-метрового «Кингдом-тауэр» в Саудовской Аравии. При этом сам архитектор живет в небольшом доме «на земле», а его жена страшно боится высоты. Если она попадает в здание выше пяти этажей, то предпочитает не подходить к окнам.
Особенности проектирования и строительства уникальных фундаментов высотного здания «Бурдж Халифа» Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Варибрус Д. С., Абакумов Р. Г
В статье рассматривается зарубежный опыт проектирования и строительства уникальных фундаментов высотного здания «Бурдж Халифа».
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Варибрус Д. С., Абакумов Р. Г
Целесообразность строительства небоскребов и особенности их строительства
Применение энергоэффективных технологий при строительстве небоскрёбов
К вопросу о развитии и целесообразности строительства высотных и сверхвысотных зданий в России
Фундаменты высотных зданий
Инженерно-геологические изыскания для высотного строительства: зарубежный опыт и его применение в условиях г. Москвы
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Текст научной работы на тему «Особенности проектирования и строительства уникальных фундаментов высотного здания «Бурдж Халифа»»
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-3/2016 ISSN 2410-6070
студент Р.Г. Абакумов
к.э.н., доцент БГТУ им. В. Г. Шухова г. Белгород, Российская Федерация
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА УНИКАЛЬНЫХ ФУНДАМЕНТОВ
ВЫСОТНОГО ЗДАНИЯ «БУРДЖ ХАЛИФА»
В статье рассматривается зарубежный опыт проектирования и строительства уникальных фундаментов высотного здания «Бурдж Халифа».
Проектирование, фундаменты, надежность.
«Бурдж Халифа» считается самым высоким зданием в настоящее время. Высота здания 828 метров. Для такого высокого сооружения требуются мощные уникальные фундаменты, которые будут воспринимать на себя все нагрузки. Мы попытаемся углубиться в особенности процесса проектирования фундаментов для самого высокого здания в мире.
Основой для «Бурдж Халифа» служит массивная система из мощных свай и толстой монолитной фундаментной плиты. 192 буронабивных сваи, диаметр которых около 1,5 метров, заглублены примерно на 47,75 метров в толщу грунта. Мощная фундаментная плита, толщиной 3,7 метров опирается на вершины свай под всей площадью здания и находится на глубине -7,55м от уровня верхнего слоя грунта. Это было наиболее целесообразное решение для такого здания.
Минимальное расстояние от центра до центра сваи для башни в 2,5 раза больше диаметра сваи. Поэтому многочисленные испытания проводилась с целью обеспечения того, чтобы основание башни было стабильно и устойчиво, как по вертикали, так и в боковом направлении при условии, что основание действует как одна общая система, включающая сваи и грунты. Грунт, на который передаются нагрузки от фундаментов и всего здания в целом, как правило, состоит из средних плотных песков, залегающих до скальных грунтов. Дубай расположен к восточному краю геолочески-стабильной арабской плиты и отделён от неустойчивого иранского пояса на севере Персидского залива.
Рисунок 1 — Схема фундаментов Бурдж Халифа
Проводились многочисленные лабораторные испытания для выявления точных геотехнических характеристик грунтов. Условно можно разделить испытания на два класса: обычные испытания,
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-3/2016 ISSN 2410-6070
Перед проектированием здания и фундаментов под него, были проведены многочисленные геотехнические исследования грунтов. В ходе исследований было пробурено примерно 33 скважины. При этом использовались разные методы бурения. В дополнение к этому, было проведено около 60 испытаний на сжатие, а также сейсмические и ветровые исследования.
Статические испытания на нагрузку были проведены двумя способами: были испытаны 7 пробных свай до строительства фундамента; были испытаны 8 свай на этапе строительства фундамента. Кроме того, были проведены испытания на динамические нагрузки, в них участвовали 10 свай здания и 31 свая монолитной фундаментной плиты, т.е. около 5% общего количества свай здания. Испытания были произведены SOM и составила 8 случаев нагрузки, включая четыре случая ветровых нагрузок и четыре сейсмических нагрузок.
Грунтовые воды в зоне проектируемого здания находились на уровне -2,5 м от уровня верхнего слоя грунта. Грунт на участке строительства здания имеет довольно сложный горизонтально-слоистый профиль, геотехнические свойства которого сильно варьируются с глубиной. Это и являлось основным фактором в определении размеров фундамента. Несущая способность свай достигается в основном из-за сил трения поверхности бетонной сваи о песчаные и скальные породы.
Различные программные вычислительные комплексы на основе метода конечных элементов были использованы для анализа всей системы фундаментов.
