Introducción
Franki Africa ha dominado la industria geotécnica en la plétora de importantes desarrollos que han tenido lugar en Sandton en el pasado reciente. Dos de sus contratos más recientes incluyen el sótano de 170 000 m³ para las nuevas instalaciones en Sandton del gigante petroquímico Sasol, y el sótano de 60 000 m³ para la nueva oficina central de la firma legal Webber Wentzel. Un tercer proyecto de sótano, quizás el más grande jamás realizado en Sudáfrica, la gigantesca excavación de 550 000 m³ y
15 300 m² de sótano de apoyo lateral para la nueva oficina central de Discovery ha sido un excelente ejemplo no solo de la capacidad de Franki para trabajar bajo presión, sino también para encontrar la solución adecuada frente a condiciones geológicas desafiantes.
Discovery Basement: una excavación gigantesca
“Si bien este es sin duda uno de los sótanos más grandes en la historia de este país, definitivamente es el más grande para Franki”, dice Gavin Byrne de Franki. “La gran escala del proyecto se pone en una perspectiva clara al darse cuenta de que esto habrá requerido 110 000 X 10 m³ de viajes en camión (ida y vuelta) para desechar el suelo. Dado que el sitio se encuentra en una de las áreas de tráfico más concurridas de toda África, no es de extrañar que este elemento del contrato fuera crucial en su "ruta crítica" general.
El desarrollo está a cargo de Growthpoint Properties y Zenprop Property Holdings, quienes adjudicaron el contrato a la empresa conjunta de Diesel Power y Zero Azania, con Franki Africa como subcontratista designado. El límite oeste del sitio, donde la excavación es más profunda (32 m) está en Rivonia Road, el límite norte en Katherine Street, el nuevo desarrollo de IBM está en el límite sur, mientras que en el lado este hay una serie de bloques de oficinas. .
Byrne dice que la información geotécnica disponible mostró que el sitio estaba sustentado por un lecho rocoso de granito a una profundidad promedio de unos 15 m por debajo del nivel natural del suelo, similar a varios sitios en las inmediaciones de Discovery. “Decidimos una solución bien establecida para esta situación: pilotes soldados perforados hasta el lecho rocoso con anclajes de suelo sobre los aproximadamente 15 m superiores y pernos de roca y hormigón proyectado por debajo del nivel de la punta del pilote dentro de la zona de excavación del lecho rocoso granítico”, dijo Byrne.
El frente de la excavación comprendía una superficie plana de gunita que sobresalía de la línea de pilotes soldados para permitir que la gunita fuera el acabado final del estacionamiento subterráneo de varios niveles. “Esto, una desviación de la solución más tradicional de arco de gunita y pilote soldado que ha estado en uso durante los últimos 20 a 30 años, da como resultado una superficie excepcionalmente suave y estéticamente agradable”, dijo Byrne.
El proyecto comenzó en febrero de 2014 con la instalación de 216 (núm.) pilotes soldados de 600 mm de diámetro hasta el lecho rocoso de aproximadamente 15 a 18 m de profundidad. La excavación siguió en alturas de banco de aproximadamente 2 m alrededor del perímetro con los anclajes al suelo y la cara de gunita instaladas desde los bancos.
Desafíos imprevistos y la revelación de Diabase Dyke
Se utilizó equipo normal de movimiento de tierras para la excavación hasta el nivel del lecho rocoso, pero el lecho rocoso de granito duro tuvo que ser removido usando técnicas de voladuras controladas. “El lecho rocoso menos profundo se encontró en la esquina noroeste del sitio y la voladura comenzó desde aproximadamente 6 metros por debajo del nivel de la superficie.
Agrega que también se observó en ese momento que los niveles de roca en la parte sureste del sitio eran mucho más profundos de lo que se había anticipado a partir de las investigaciones geotécnicas iniciales. “Este perfil de suelo significativamente más profundo también estuvo acompañado por una condición de nivel freático localizado mucho más alta que resultó en un movimiento sustancial del sistema de soporte lateral”, dijo Byrne.
Estas complejas condiciones geológicas significaron que era necesario realizar una investigación geotécnica adicional del sitio. “Las condiciones geotécnicas resaltadas por la perforación de investigación adicional realizada por Franki revelaron un dique Diabase muy complejo a lo largo de la mayor parte del límite de Rivonia Road. También descubrimos que había una erosión más profunda del lecho rocoso de granito en el área que rodeaba la intrusión”, dice Byrne. Esto resultó en la provisión de una fuerza de anclaje adicional a la que se había planeado inicialmente, con la correspondiente reducción en los requisitos de excavación y voladura de rocas.
El equipo de Discovery utilizó la experiencia de Peter Day, un ingeniero geotécnico muy conocido y reconocido, y todas las partes apreciaron mucho su revisión de la evaluación y el diseño de Franki para las condiciones complejas encontradas.
Nuevos requisitos, nuevos desafíos
Byrne dice que quizás los mayores desafíos para Franki fueron duplicar las fuerzas de anclaje requeridas para proporcionar una estabilidad satisfactoria al frente de excavación y limitar los movimientos del sitio que rodea el frente de excavación. “Este proceso requirió cálculos sofisticados y complejos de elementos finitos para modelar el comportamiento de la excavación a medida que avanzaba la construcción”, dice Byrne.
Agregó que las difíciles condiciones encontradas también requerían un monitoreo extenso y frecuente del movimiento de la excavación y sus alrededores. “El análisis complejo, así como el programa de monitoreo detallado, permitieron el uso de un enfoque de diseño observacional e interactivo para adaptarse a las condiciones altamente variables del sitio”, dijo Byrne.
El contrato comenzó en febrero de 2014 y finalizó el 17 de febrero de 2015.
Trabajo en equipo.
Paulo Alves de Franki dice que todo el trabajo reciente del sótano de Sandton no podría haberse llevado a cabo sin un trabajo en equipo excepcional. “Ha sido un privilegio trabajar en equipo con Zero Azania, Diesel Power y Pro-Frag Blasting en este trabajo. A menos que haya armonía y trabajo en equipo entre todos los jugadores en sitios geotécnicos complejos, toda la pericia y la experiencia del mundo pueden significar muy poco y el contrato Discovery es un excelente ejemplo de cómo la ingeniería y los equipos relacionados pueden trabajar juntos para producir resultados de clase mundial. dice Alves.
Para todos estos trabajos, Franki Africa utilizó hasta siete equipos de apoyo lateral y tres equipos de perforación Soilmec SR 30, que demostraron ser invaluables en la perforación e instalación rápidas y eficientes de los pilotes soldados. “El equilibrio entre la calidad y el tiempo es siempre el problema en los proyectos con plazos ajustados y estas máquinas, como de costumbre, demostraron ser importantes para mantener este equilibrio”, concluye Alves.
