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EL EDIFICIO DE HORMIGÓN ARMADO MÁS ALTO DEL MUNDO
CONCLUIDO EN TIEMPO RECORD
Revista Cemento Año I, Nº 3
El edificio de hormigón armado más alto del mundo, denominado “Central
Plaza”, fue ejecutado sobre la ribera norte de la isla de Hong Kong, en el
tiempo récord de construcción de cuatro años.
Anteriormente se creía que las estructuras de hormigón armado no podían
superar los 300 m de altura. No obstante, este escalón fue superado utilizando
hormigón cuya resistencia es casi el doble de la normal.
El Central Plaza es un bloque de oficinas, de planta triangular y de 374,3 m de
altura, ubicado en la Harbour Road. Fue diseñado por la firma de arquitectos
Ng Chun Man y Asociados, actuando como ingenieros consultores la empresa
británica Ove Arup & Partners, quienes nos cedieron las ilustraciones para
desarrollar este artículo.
EL PROYECTO
Las instrucciones para el arquitecto estipulaban que su proyecto aprovechase
al máximo posible las oportunidades de tener vistas hacia el puerto (el 70% de
las oficinas del Central Plaza las tiene) y que el edificio fuese singularmente
identificable con relación a los otros bloques vecinos.
Las tres esquinas del edificio se cercenaron a efectos de lograr una eficiencia
del 81% con respecto a la superficie del piso útil en total. Dicha acción también
se adoptó para no ofender a los ocupantes de edificios próximos.
Estéticamente, los recortes del triángulo, su imaginativo revestimiento con
vidrios coloreados aislantes y el granito verde que recubre el bloque de la
plataforma, contribuyen a la delgadez y elegancia formal del Central Plaza, con
sus 173.000 m3 de masa constructiva.
La torre de oficinas, 78 pisos, se alza encima de un subsuelo en tres niveles
donde se encuentra la maquinaria correspondiente a los diversos servicios del
edificio y donde se estacionan los automóviles.
Un bloque adyacente a la plataforma, de 30,5 m de altura y subdividido en
cuatro pisos, alberga negocios y restaurantes. En el piso superior de este
sector funciona un club exclusivo para los ocupantes del Central Plaza, con una
piscina en uno de los ángulos.
CIRCULACIÓN VERTICAL
El edificio tiene capacidad para 8.000 personas. Su circulación vertical
dictaminó el diseño del núcleo determinando a su vez por la eficacia de los
ascensores, las áreas útiles de cada piso y la integración de la estructura con
los distintos servicios.
Los pisos destinados a oficinas cuentan con siete zonas de ascensores cada
una con cuatro equipos de elevación. Los ascensores de lanzadera
correspondientes al sector más bajo, suben y bajan a una velocidad de 8 m/s,
y circulan desde el vestíbulo de la entrada principal, en el segundo piso. Los
ascensores del sector más alto parten desde el vestíbulo abierto en el piso 46,
que se encuentra a 146 m sobre el nivel del suelo. Esta disposición permite
que la mayoría de los demás ascensores circulen a velocidades entre 1,75 y
3,5 m/s. El vestíbulo abierto y el diseño del núcleo ofrecen espacios extras,
arrendables para oficinas una vez separados los ascensores del sector más
bajo.
LA ESTRUCTURA
Los cimientos, que se empezaron a construir en abril de 1989, se concibieron
para que soportasen un edificio de 90 pisos y un muro de diafragma que
sostuviera cuatro niveles de subsuelo, empleando el método constructivo de
arriba hacia abajo. Este muro que circunda el perímetro, y que fue construido
hacia abajo y cementado al fondo de roca, se concluyó en el curso de la
primera semana posterior a la adquisición del solar.
La construcción de arriba hacia abajo exige la presencia de un muro de
diafragma alrededor del terreno, para configurar los costados del subsuelo. El
sistema facilita realizar simultáneamente la construcción en ambos sentidos:
hacia arriba y hacia abajo. Se excavaron cajones de aire comprimido hasta el
nivel de las cimentaciones, vertiéndose el hormigón hasta el nivel del subsuelo
más bajo. Las columnas se erigieron adentro de los pozos huecos hasta el nivel
de la planta baja (cota cero), formada también mediante losas de hormigón.
Las excavaciones correspondientes a los niveles del subsuelo continuaron
mientras progresaban las obras de la superestructura.
En definitiva, el Central Plaza tuvo sólo tres niveles de subsuelo, construidos a
la vez que se elevaba la superestructura, el método demostró ser
economizador de tiempo. Las losas permanentes de los pisos del subsuelo
estabilizaron al muro de diafragma, creándose de este modo una caja estanca
y permitiendo la excavación manual y mecánica de cajones de aire comprimido
tradicionales hasta alcanzar el fondo de roca, bajo condiciones controladas. El
diámetro de los cajones fue de 7,4 m.
En agosto de 1989 una revisión financiera del proyecto exigió poner en vigor
economías ulteriores. Se redujo la altura de la superestructura, autorizando el
incremento de las losas del piso de 1.672 m2 a 2.228 m2.
Se pudo establecer que la duración de los ciclos empleando estructura de acero
no sería significativamente menor que si se utilizaba hormigón armado,
siempre y cuando se perfeccionase un método acelerado de construcción. Esto
también redundaría en un ahorro de u$s 30 millones. Mediante la adopción del
hormigón armado de alta resistencia se hacía posible también limitar las
dimensiones de los elementos estructurales a medidas aceptables. El proyecto
revisado eliminó los arriostramientos y las grandes columnas esquineras
exigidas anteriormente en los espacios interiores, dentro del edificio.
La Empresa Ove Arup ya había realizado numerosas investigaciones
relacionadas con las resistencias del hormigón, y recomendó la ejecución de un
plan que resultó ser perfecto para el Central Plaza.
La base de la torre se compone de muros interiores, vigas y losas de hormigón
armado, para los cuales se utilizaron encofrados tradicionales y columnas
perimetrales con una estructura de transferencia de 5,5 m de espesor. Todo el
andamiaje de madera se dejaba in situ hasta concluir la estructura de
transferencia, con el objeto de ahorrar tiempo.
Se utilizaron encofrados de acero (Paschal Trapezoidal Girder Forwork System)
para moldear las columnas circulares de 2,6 m a 2,8 m de diámetro,
instalándose un sistema de refrigeración por agua antes de volcar el hormigón.
LA EJECUCIÓN
El ciclo de cuatro días se logró mediante el bombeo en una sola etapa del
hormigón hacia todos los niveles, utilizando un encofrado estático
autotrepador, a un ritmo de tres días por piso. El bombeo estuvo al servicio de
la altura total de la torre y fue la primera vez que las autoridades de Hong
Kong aprobaban el uso de hormigón de alta resistencia (60 MPa) en una obra
del sector privado.
Se mantenía un flujo continuo de agua durante 36 horas, como mínimo,
después del llenado, para suprimir el exceso de calor originado en la mezcla.
Este sistema se aplicó asimismo para las columnas del subsuelo, la plataforma
y la torre, con el fin de obtener rápidamente un acabado de alta calidad.
En total, se utilizaron en la construcción 128.000 m3 de hormigón, variando la
mezcla según la altura del edificio. En los niveles más bajos se empleó un
hormigón de 60 MPa de resistencia a la compresión en cubos de ensayo a los
28 días (490 kg/cm2 en cilindros), con ceniza volante como sustituto parcial del
cemento, para evitar la necesidad de refrigerar el hormigón. En los niveles
superiores de la torre, así como en las demás partes, se empleó hormigón de
40 MPa de resistencia cúbica (325 kg/cm2 cilíndrica) a la compresión.
Una característica singular del sistema distribuidor del hormigón consistió en el
bombeo de la mezcla hasta una altura de 308 m, la mayor del mundo, según
se cree. La obra disponía de tres equipos de bombas estacionarias Schiwing &
Putzmeister (dos funcionando y uno de reserva), conductos y brazos de
distribución marca Schwing y Elba Secheele.
Los conductos a presión súper alta alimentaban tres equipos de brazos
distribuidores del hormigón por gravedad, ubicados estratégicamente de modo
que cubriesen toda la superficie de la estructura. Se hallaban dotados de
dispositivos trepadores, para que pudiesen ir elevándose a medida que se
moldeaban las losas de los pisos inferiores. Con el objeto de conseguir
establecer un ciclo de cuatro días (el tiempo entre el llenado del hormigón
sobre un piso y el llenado sobre el piso siguiente) fue necesario contar con un
sistema de encofrado flexible, capaz de amoldarse a cambios en la disposición
estructural, en las dimensiones transversales y vigas perimetrales, a tres
muros interiores de núcleo, escaleras, losas y vigas. Se prestó gran atención a
la calidad de los acabados, así como a los tiempos de endurecimiento. El
sistema, tan eficazmente ideado, permitió izar los encofrados y reutilizarlos en
los niveles más altos, una vez endurecido el hormigón.
La construcción de los pisos tipo del Central Plaza empezó a partir del quinto
hacia arriba, con una altura entre las losas de 3,6 m, exceptuando los pisos 5,
44 y 45, cuya altura entre losas es de 4,3 m. Cada uno de los 60 pisos tipo
tiene 2.214 m2 de superficie. Para los muros interiores del núcleo se utilizaron
tres equipos autotrepadores, exigiendo cada operación alrededor de dos horas.
En la construcción de las columnas perimetrales se emplearon tableros IFS con
pernos de Paschal para efectuar conexiones, utilizándose un sistema de
encofrado en tablero, para hacer frente a los cambios de distribución en
planta.
EL EMPLAZAMIENTO
El Central Plaza fue construido sobre un terreno recientemente ganado al mar,
cuyo lecho sólido de roca yace entre 25 y 40 m por debajo de la cota cero.
Sobre este lecho hay material rocoso en descomposición y sedimentos
marinos, y los 10 m a 15 m superiores están constituidos por material de
relleno. Sobre el lecho de roca se autorizó ejercer una presión máxima de
apoyo de 51 kg/cm2. El nivel freático máximo asciende hasta alrededor de 2m
bajo la cota cero. El rápido programa de construcción permitió que se
concediese, para 27 pisos, un permiso de ocupación transitoria en octubre de
1991, haciéndose cargo los primeros inquilinos de sus oficinas en enero de
1992. En una segunda etapa se ocuparon 45 pisos, quedando el edificio
completo funcionando en agosto de ese mismo año. N. de la R.
Una vez más se demuestran las ventajas del hormigón cuando existe la
necesidad de ejecutar una gran obra en tiempos críticos. En este caso se
utilizaron las modernas herramientas que nos brinda la tecnología de este
material que son: el hormigón de alta resistencia y el bombeo hasta una altura
superior a los 300 metros, entre otras ventajas.
Extracto del artículo de Jim Kelsey, aparecido en el Boletín Nº 63 del Instituto
Colombiano de Productores de Cemento.