Burj Khalifa | Los secretos de sus cimientos increíblemente fuertes
Summary
TLDREl Burj Khalifa, el rascacielos más alto del mundo, enfrenta desafíos únicos como fuertes tormentas de arena y el suelo arenoso de Dubái. Sus cimientos, equivalentes a la altura de un edificio de 10 plantas, están diseñados con pilotes de concreto armado que generan fricción para soportar el peso del edificio. Los ingenieros enfrentaron retos como el asentamiento del suelo y la corrosión por agua salada, resolviendo estos con técnicas innovadoras como la electrólise para proteger las barras de refuerzo. El diseño y construcción del Burj Khalifa demuestran la habilidad de los ingenieros para superar obstáculos y crear un monumento a la ingeniería.
Takeaways
- 🏙️ El Burj Khalifa es capaz de resistir fuertes tormentas de arena de hasta 100 km/h gracias a su diseño y construcción meticulosos.
- 🔋 La electricidad continua en los cimientos es esencial para prevenir la corrosión de las barras de acero por la infiltración de agua salada del mar de Persia.
- 🏗️ Los cimientos del Burj Khalifa tienen una profundidad equivalente a la altura de un edificio de 10 pisos, lo que contribuye a su estabilidad y resistencia.
- 👷♂️ La construcción de la balsa de cimientos implicó el uso de grandes volúmenes de concreto y barras de acero, y se llevó a cabo durante la noche para evitar los altos temperaturas.
- ❄️ Se utilizaron cubitos de hielo en el concreto para mitigar el efecto del calor extremo durante la construcción de los cimientos.
- 📐 Los ingenieros enfrentaron el desafío del asentamiento del suelo en arena suelta, lo que llevó a la implementación de una solución innovadora con pilotes de concreto armado.
- 🔩 La técnica de los pilotes de concreto armado se utilizó para aumentar la fuerza de fricción y soportar el peso del edificio, evitando así un asentamiento excesivo.
- 🌪️ El diseño del Burj Khalifa también tiene en cuenta la resistencia a las fuertes tormentas de arena, con medidas que incluyen el uso de pegamento en la placa base o en los bordes para mejorar la estabilidad.
- 🛠️ La construcción de los pilotes se enfrentó a desafíos, como el colapso de la perforación debido a las aguas subterráneas, lo que requirió soluciones ingeniosas como el uso de fluidos de perforación.
- 💡 La elección del concreto SCC 60, que fluye como un líquido, facilitó el hormigonado en perforaciones profundas sin la necesidad de vibradores de concreto.
- 🔬 Se realizaron pruebas de carga de pilotes rigurosas durante más de seis meses en 23 puntos para optimizar la colocación de los pilotes y garantizar la estabilidad del edificio.
Q & A
¿Cuál es la velocidad del viento que el Burj Khalifa puede resistir?
-El Burj Khalifa está diseñado para resistir velocidades de viento de hasta 240 kilómetros por hora.
¿Por qué es importante mantener la electricidad en los cimientos del Burj Khalifa?
-La electricidad es necesaria para prevenir la corrosión de las barras de refuerzo debido a la infiltración de agua salada del mar de Persia.
¿Qué técnica se utilizó para construir los cimientos del Burj Khalifa en suelo de arena?
-Se utilizaron pilotes de cemento armado que equivalen a la altura de un edificio de 10 pisos para generar fuerza de fricción contra el peso del edificio.
¿Cómo se abordó el problema del asentamiento del suelo durante la construcción del Burj Khalifa?
-Los ingenieros utilizaron la fuerza de fricción del suelo y la fuerza de compresión para asegurar que la cimentación de pilotes de balsa alcanzara un asentamiento seguro.
¿Cuál fue el desafío principal que enfrentaron los ingenieros durante la construcción de los pilotes?
-El problema de las aguas subterráneas de Dubai, que podrían hacer colapsar la perforación con la maquinaria pesada.
¿Cómo se solucionó el problema de las aguas subterráneas durante la perforación de los pilotes?
-Se vertió un fluido de perforación simultáneamente a medida que se excavaba la tierra, lo que creaba una lechada que ejercía presión hidrostática y evitaba el hundimiento del suelo.
¿Qué tipo de concreto se utilizó para la construcción de los pilotes y por qué?
-Se utilizó el SCC 60, un tipo de concreto que fluye como un líquido, ya que los vibradores de concreto no eran prácticos para perforaciones tan profundas.
¿Cuánto tiempo tomó construir los cimientos del Burj Khalifa?
-La construcción de los cimientos del Burj Khalifa tomó dos años.
¿Qué es la electrólisis y cómo se relaciona con la prevención de la corrosión en los cimientos del Burj Khalifa?
-La electrólisis se utiliza para hacer que las barras de refuerzo sean cátodicas, y se usa una malla de titanio como ánodo de sacrificio, lo que previene la corrosión al depositar electrones en las barras de refuerzo.
¿Por qué es necesario un suministro preciso de electricidad en los cimientos del Burj Khalifa?
-Un suministro preciso de electricidad es necesario para evitar tanto la corrosión como la fragilidad por hidrógeno, que hace que las barras sean frágiles y se agrieten rápidamente.
Outlines
🏙️ La resistencia del Burj Khalifa a los desafíos de su construcción
El Burj Khalifa es capaz de resistir tormentas de arena a velocidades de 100 km/h gracias a su diseño y construcción meticulosos. Los cimientos del edificio tienen una profundidad equivalente a la altura de un edificio de 10 pisos y están diseñados para mantener la electricidad 24/7 para prevenir la corrosión de las barras de refuerzo. La construcción de la balsa fue un desafío debido a la temperatura y la necesidad de usar hielo en el concreto para evitar el derretido. Los ingenieros enfrentaron el problema del asentamiento del suelo en arena suelta, resolviendolo con pilotes de cemento armado que generan fuerza de fricción para estabilizar el edificio.
🛠️ Innovaciones en la construcción de los cimientos del Burj Khalifa
La construcción de los cimientos del Burj Khalifa tomó dos años y requirió una ingeniería avanzada para adaptarse a las condiciones del suelo de Dubai. Se usaron perforaciones con fluido de perforación para prevenir el colapso de la tierra y el agua salada. El concreto SCC C 60, de fluidez alta, fue vertido con un tubo tremia para compactar sin vibradores. Los ingenieros también realizaron pruebas de carga de pilotes para asegurar la estabilidad del edificio en condiciones de tormenta de arena. La electricidad continua en los cimientos es necesaria para prevenir la corrosión mediante la electrólisis, utilizando barras de refuerzo como cátodos y una malla de titanio como ánodo de sacrificio, manteniendo así la integridad del estructura.
Mindmap
Keywords
💡Burj Khalifa
💡Tormenta de arena
💡Cimientos
💡Electricidad 24/7
💡Pilotes de cimentación
💡Asentamiento del suelo
💡Estrato duro
💡Concreto con cubitos de hielo
💡Corrosión
💡Protección catódica
💡SCC 60
Highlights
El Burj Khalifa resiste fuertes tormentas de arena de 100 km/h gracias a su diseño y estructura de cimientos.
El suministro de electricidad constante en los cimientos es crucial para prevenir el colapso del edificio.
La profundidad de los cimientos es equivalente a la altura de un edificio de 10 pisos.
La balsa de los cimientos es tan gruesa como dos personas humanas.
La construcción de la balsa fue un desafío debido al uso de grandes volúmenes de concreto en un solo lugar.
Los ingenieros mezclaron hielo en el concreto para evitar su coagulación rápida en los 40 grados de Dubai.
El hormigonado de la balsa se realizó en cuatro etapas de 24 horas cada una.
El asentamiento del suelo es un gran desafío en la construcción de grandes estructuras.
El suelo de Dubai, compuesto principalmente de arena suelta y roca sedimentaria débil, no ofrece un estrato duro para el asentamiento.
Bill Baker, el ingeniero jefe, encontró una solución al problema del asentamiento usando la fuerza de fricción del suelo.
Se utilizaron pilotes de cemento armado para aumentar la fuerza de fricción y soportar el peso del edificio.
El asentamiento del Burj Khalifa al final de la construcción fue de solo unos cinco centímetros.
La construcción de los pilotes enfrentó desafíos, como el colapso de la perforación debido a las aguas subterráneas.
Se usó un fluido de perforación para estabilizar las paredes de la perforación y prevenir el hundimiento del suelo.
El concreto SCC 60, que fluye como un líquido, se utilizó para llenar las perforaciones profundas sin necesidad de vibradores.
La construcción de los cimientos del Burj Khalifa tomó dos años y se ilustra en una secuencia detallada.
El diseño de la balsa apilada fue desarrollado para resistir las fuertes tormentas de arena de Dubai.
Se realizaron pruebas de carga de pilotes rigurosas para determinar la óptima colocación de los pilotes.
La electricidad en los cimientos previene la corrosión de las barras de refuerzo por el agua salada del mar de Persia.
Se usó una técnica de electrólisis para proteger las barras de refuerzo y un ánodo de titanio como sacrificio.
El sistema de protección catódica debe ser preciso para evitar tanto la corrosión como la fragilidad por hidrógeno.
Transcripts
el magnífico Burj Khalifa resiste una
fuerte tormenta de arena de 100
kilómetros por hora
te sorprenderías al saber que los
cimientos de este edificio tienen que
mantener electricidad 24 por 7 cualquier
pequeño problema con el suministro de
Electricidad puede llevar al colapso de
todo el edificio en un día con mucho
viento el Burj Khalifa tiene una altura
magnífica sin embargo Si das una vuelta
por debajo de sus hermosos pétalos
descubrirás el secreto de la increíble
fuerza del Burj Khalifa su cimientos una
estructura con una profundidad
equivalente a la altura de un edificio
de 10 pisos
curiosamente la balsa es tan gruesa como
dos seres humanos
Aunque la balsa parece una estructura
sencilla su construcción Fue una gran
tarea esto principalmente se debe a que
una enorme cantidad de concreto se
vertió en un solo volumen la
construcción de esta balsa comenzó con
la colocación de barras de acero
el siguiente paso fue verter el concreto
lo que no fue nada fácil con los 40
grados de calor de Dubai es por esto que
los ingenieros ejecutaron este trabajo
durante la noche
también mezclaron el concreto con
cubitos de hielo mientras lo vertían
este proceso de hormigonado de toda la
balsa se hizo en cuatro partes separadas
cada una de ellas durante un período de
24 horas
Bill Baker el ingeniero de diseño del
Burj Khalifa y sus ingenieros de
proyecto tuvieron que superar muchos
retos de ingeniería antes de adentrarnos
en esos desafíos Debemos entender
primero el mayor de estos desafíos al
que se enfrentan todos los ingenieros de
diseño de edificios el asentamiento del
suelo
Esto es lo que ocurriría si sus cálculos
de diseño para el asentamiento salieran
mal en la construcción normal de
edificios los ingenieros siempre se
encuentran con algo llamado estrato duro
el suelo duro donde el edificio puede
descansar durante la fase de
construcción el peso de un edificio
aumenta y es normal que este se asiente
unos centímetros
observemos el asentamiento del edificio
una vez más Durante este asentamiento el
suelo bajo los cimientos es comprimido
el suelo comprimido actúa como un
resorte una vez que la fuerza de
compresión proporcionada por el suelo
equilibra el peso del edificio este deja
de hundirse Sin embargo este
asentamiento debe estar dentro de un
límite seguro
ahora tomemos una sección transversal
del suelo de Dubai es solo arena suelta
y roca sedimentaria débil incluso
después de cavar a 140 metros de
profundidad los ingenieros no lograron
encontrar estratos duros y fuertes si
los ingenieros del Burj Khalifa hubieran
construido una cimentación normal de
balsa en este lugar se asentaría mucho y
una catástrofe Inevitable habría
ocurrido
el ingeniero jefe Bill Baker y de una
solución sencilla para un problema tan
grande la fuerza de fricción del suelo
circundante aquí Bill Baker intenta
atravesar la arena usando una varilla
afilada y Fina es una observación común
que incluso después de una distancia a
la varilla no baja
Esto se debe al aumento de la fuerza de
fricción que proporciona la arena
circundante a medida que la varilla
desciende para generar fuerza de
fricción añadió una serie de pilotes
debajo de los cimientos de la balsa la
profundidad de estos pilotes de cemento
armado equivale a 10 pisos del Burj
Khalifa
ahora sumerge la cimentación en el suelo
y toma una sección transversal de la
misma pongamos a prueba esta cimentación
estos pilotes generan una fuerza de
fricción contra el peso del edificio
con la ayuda de la fuerza de compresión
del suelo y la fuerza de fricción
adicional la cimentación de pilotes de
balsa alcanzaría el asentamiento mucho
antes y dentro de límites de
asentamiento seguros
cuando la construcción del Bruce califa
se completó tenía un asentamiento de
solo unos cinco centímetros que es
bastante seguro el siguiente gran reto
es como construir estos pilotes a la
perfección para la construcción de los
pilotes primero empezaron por perforar
un agujero con un excavadora de barrena
Las cuchillas de este aparato remueven
el suelo perfectamente sin embargo el
señor Baker se enfrentó a un problema
las aguas subterráneas de Dubai debido a
la maquinaria pesada que había la
perforación colapsaría y se llenaría de
agua salada subterránea la solución era
bastante Clara a medida que se excavaba
la tierra se vertía simultáneamente un
fluido de perforación a través del eje
de la barrena esto crea una lechada la
lechada que es más densa que el agua
ejerce una presión hidrostática sobre
las paredes de la perforación así
resiste el hundimiento del suelo
ahora que la perforación está lista los
trabajadores colocaron un cilindro de
acero hueco provisional para mantener el
suelo intacto para el hormigonado luego
colocaron estas barras de refuerzo de
acero soldadas como un cilindro largo
en el hormigonado normal los obreros
deben utilizar vibradores de concreto
para que este se compacte el uso de
estas máquinas es imposible en
perforaciones tan profundas es por esto
que se utiliza el scc c 60 un tipo
especial de concreto que fluye como un
líquido el concreto se vertió con la
ayuda de un tubo tremia
solo la construcción de los cimientos
tomó dos años
la secuencia completa de la construcción
de Los cimientos del Burj Khalifa se
ilustra aquí
ya hemos conseguido un buen diseño de
cimentación para sostener el edificio
más alto del mundo en el suelo suelto de
Dubai aunque esta balsa apilada resiste
la atracción gravitatoria las fuertes
tormentas de arena de Dubai son otra
prueba más el diseño de balsa apilada
que hemos desarrollado fallará durante
una fuerte tormenta de arena se te
ocurre alguna sugerencia de diseño para
superar este problema
si quieres reforzar esta Torre para
prevenir que se caiga añadirías
pegamento en el centro de la placa base
o en los bordes cuando el Burj Khalifa
está pegado en el centro se cae por la
fuerza del viento
cuando el edificio está pegado en los
bordes se mantiene firme
en el diseño original del Burj Khalifa
también podemos aplicar una técnica
similar al diseño de los pilotes tan
solo aumentar el número de pilotes en la
zona del ala debido a este ingenioso
cambio de diseño el Burj Khalifa es
capaz de soportar velocidades de viento
de hasta 240 kilómetros por hora
curiosamente para analizar esta
colocación óptima de los pilotes los
ingenieros Se realizaron pruebas de
carga de pilotes rigurosas que
consistían en aplicar una fuerte carga
sobre un pilote de prueba Temporal y
estudiar el asentamiento
estas pruebas duraron más de seis meses
y Se realizaron en 23 puntos el Burj
Khalifa
ahora la respuesta que todos estaban
esperando por qué los cimientos del Burj
Khalifa tienen que tener electricidad
continuamente
de no hacerlo de esta forma el agua
salada que se filtra desde el mar de
Persia corroerá las barras de refuerzo
del interior de los pilotes para superar
este problema utilizaron la física
detrás de las baterías la electrólisis
hicieron de estas barras de refuerzo un
cátodo y utilizaron una malla de titanio
como ánodo de sacrificio cuando la
corriente continua de los rectificadores
Se imprime entre ellos los electrones se
depositan en el cátodo esto previene la
corrosión de las barras de refuerzo pero
corroía demasiado el metal del ánodo
al cabo de los años ella nodo tendría
que ser sustituido algo que queda claro
hasta ahora es que para prevenir la
corrosión completamente debemos
suministrar la cantidad óptima de flujo
de corriente sin embargo Qué pasa si
suministramos un exceso de corriente
esto llevaría un fenómeno conocido como
fragilidad por hidrógeno este fenómeno
hace que las barras sean frágiles y se
agrieten rápidamente
es por esto que el sistema de protección
católica que han desarrollado debe ser
preciso sin exceso ni falta de
suministro de electricidad
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