Edificio La Jirafa - Oviedo

SUSTITUCIÓN Y REFUERZO DE LA ESTRUCTURA Y CIMENTACIÓN

Antecedentes:
En este artículo se describe el proceso de sustitución y refuerzo de la estructura y cimentación del edificio conocido como L a Jirafa, que ocupa totalmente la manzana limitada por las calles de Pelayo, 19 de Julio y de Alonso Quintanilla, todas ellas peatonales, en el centro de Oviedo.
El conjunto data de finales de los años 50 y consta de dos edificios adosado separados por una junta de dilación, una torre con 22 niveles, ubicada entre las calles de Pelayo y 19 de Julio, objeto de este artículo, y un cuerpo con planta en forma de “U” de 8 niveles que cierra la manzana.
La torre albergaba locales comerciales en los niveles de acceso desde ambas calles, existe una diferencia de un nivel de la una a la otra, oficinas hasta llegar al arranque de la torre y hotel en el resto del fuste, mientras que el otro cuerpo se halla ocupado en una gran parte por la oficina central de Correos.

EL PROYECTO
De acuerdo con el proyecto de Ejecución, las diferentes actuaciones que se realizaron no modificaron ni el volumen ni las superficies construidas del edificio.
Se dotó al edificio de las características y elementos necesarios para su uso como viviendas, lo que conllevó la reconstrucción de la totalidad de la distribución interior, la incorporación de unos nuevos sistemas de instalaciones y la garantía de que la estructura se adecuara a los nuevos requisitos en condiciones de seguridad y habitabilidad durante un plazo de servicio razonable.
La revisión del diseño  y su adecuación a la normativa técnica vigente exigió la sustitución de las comunicaciones verticales, escaleras y ascensores.

LA ESTRUCTURA EXISTENTE
La torre sensiblemente simétrica con respecto de la bisectriz del ángulo que forman las dos calles que la limitan y su estructura , como la del edificio adosado, estaba formada por un entramado de pilares, vigas y forjados de hormigón armado ejecutada íntegramente “in situ”.
Su diseño presentaba la particularidad de que en gran parte de cada planta, generalmente a lo largo delas fachadas a las calles, existía un retranqueo entre los pilares y la fábrica de fachada de unos 80 cm.
El apoyo de la fachada se efectuaba a través de varias vigas que partían de cada pilar interior, cruzando el pilar adyacente de la fachada hasta alcanzar la viga corrida sobre la que apoya directamente la fábrica de ladrillo.
En la cimentación se encontraron zapatas cuadradas aisladas tronco-piramidales, vertidas sobre pozos de hormigón en masa que alcanzaban el sustrato rocoso.
Las dimensiones de los pilares, cuadrado o rectangulares muy similares y también algunos circulares en los tramos inferiores, decrecían desde un máximo de 75 cm. En el primer tramos hasta 25 cm. En los últimos.
Las vigas descolgaban entre 25 y 45 cm. Con anchos comprendidos entre 20 y 30 cm. Y cantos totales entre 40 y 60 cm. Y los forjados se hallaban constituidos por viguetas de hormigón armado vertido “in situ” con forma de T y bovedillas cerámicas sin losa superior continua, 15 cm de canto y entre eje de 55 cm.
El edificio se encontraba en buenas condiciones y no se observaban fisuras que anunciasen ni problemas estructurales ni asientos diferenciales.
Se realizaron diversos ensayos sobre el hormigón de los diferentes elementos estructurales y se descubrieron en algunos puntos las armaduras de acero, todas ellas  constituidas por barras lisas.
Los valores de la resistencia del hormigón se situaban en torno a 14N/mm2
Se había iniciado un proceso de corrosión por carbonatación que aún no había generado problemas importantes, sólo un 10% de los pilares necesitaban refuerzo y se recomendaba reforzar el 60% de las vigas.
Las mayores dudas se centraban en el deficiente estado y en la configuración de los forjados, la razón más probable de que no se hubieran presentado problemas derivados de su falta de resistencia y rigidez pudiera ser el que el pavimento generalmente de unos 10 cm. De espesor, constituido por mármol grueso recibido sobre un relleno de arena de cemento estuviera comportándose como capa de compresión.

EVOLUCIÓN DE LA SOLUCIÓN ESTRUCTURAL
El estudio de la obra comenzó a mediados del años 2001, desde entonces la estrategia de actuación sufrió una continua evolución desde aquella primera idea de ascender forrando la estructura vertical y sustituyendo los forjados, a medida que se avanzaba en el conocimiento de la  estructura existente y se agravaban las dudas sobre la efectividad y homogeneidad de un tratamiento global contra la carbonatación.
La propuesta final dotó al edificio de una nueva estructura en su práctica totalidad, un cinturón perimetral metálico y un amplio núcleo central de hormigón que incluye dos pantallas en toda su altura como garantía de la estabilidad y la rigidez del conjunto frente a la acción del viento.
La simetría, la forma de la torre y la manera en que la estructura existente resolvía su sustentación facilitaron la gestación del proceso que se desarrolló y que se resumen en los siguientes puntos:

Comprendió todos los trabajos que se podían realizar sin afectar sensiblemente al funcionamiento de la estructura existente, a saber:

Forrado desde el nivel de cimentación hasta por encima del nivel 17 de los pilares      definitivos y provisionales con 4 LPN empresillados.

Montaje de las triangulaciones verticales en varias alineaciones desde el nivel 1      hasta el 17, es decir, la rigidización del entramado existente-

Refuerzo de las zapatas perimetrales actuales, mediante tramos de zanjas de      hormigón armado en masa que unen varias de ellas, conectando zapatas y      zanja con barras corrugadas recibidas con morteros adhesivos.

Prolongación de los pilares interiores provisionales y definitivos para crear una nuevo nivel de sótano, lo que implicó la ejecución de las cimentaciones provisionales, zapatas aisladas o micropilotes, el montaje de los elementos de apeo de los pilares existentes, la conexión entre el elemento     de apeo y el hormigón del pilar existente con resinas, la puesta en carga de cada apeo con gatos hidráulicos y , una vez fraguada la resina, el corte, la demolición de la zapata y del pozo actuales, la excavación hasta el nuevo nivel, el vertido de la nueva zapata provisional o definitiva, el montaje del nuevo tramo de pilar y, por último, el desguace de los elementos de apeo.

 

Se realizó la demolición integral del edificio desde la cotas superior del nivel 18, en donde existían una serie de desdoblamientos y retranqueos de pilares que hubieran dificultado en gran medida el proceso.

Los valores de las cargasen los pilares a apear alcanzaban las 220 Toneladas.

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APERTURA DEL GRAN PARTE DEL NUECO DEL NUCLEO CENTRAL

Proceso descendente y secuencial de demolición y montaje de forjados.
Para cada nivel se demuelen, por un lado, la totalidad de la estructura actual interior a un perímetro determinado, manteniendo aquellas vigas principales que recogen en su voladizo la carga de las vigas voladas sobre las que apoya la fachada.

Antes de continuar con el proceso de demolición, se forja la crujía perimetral con viguería metálica que se apoya en los forros ya montados, se vierte la losa de hormigón sobre chapa colaborante y se montan los arriostramientos horizontales de cada nivel, según el esquema previsto.

CONSTRUCCIÓN DEL NUEVO NUCLEO CENTRAL

Alcanzado el nivel de cimentación actual se excavó el nuevo nivel adicional de sótano, se vertió la losa de cimentación del núcleo central y a partir de este punto se inició un proceso ascendente y secuencial de demolición, nivel a nivel, del resto de la estructura horizontal interior y de construcción de la nueva estructura, que,  dada la diferencia tipo de altura entre plantas consecutivas, 3,07 m, y la necesidad de proveer un “plénum” que albergue los conductos de ventilación de aseos, está constituida por pilares y losas reticulares de hormigón armado de 35 cm de canto máximo que, en la dase definitiva, soportará por sí sola el empuje de viento sobre el volumen total del edificio.

A medida que avanza la construcción del núcleo se van desguazando los arriostramientos verticales y horizontales, dejando siempre varios niveles de solape entre el último nivel vertido del núcleo y el nivel del cinturón perimetral donde se efectúa el desguace.
Varios de los pilares que siguen, durante esta fase ascendente, soportando las cargas de los niveles superiores al nivel bajo, interfieren con la nueva estructura.

RECUPERACIÓN DEL VOLUMEN, REMATE DE PLANTAS INFERIORES

Una vez alcanzado el nivel 17 el proceso se desdobla, por un lado, en uno ascendente convencional de construcción de forjado, previa demolición del nivel 18 que hasta este momento ha funcionado como cubierta provisional, hasta alcanzar de nuevo el nivel 22, y por otro lado, en uno descendente de demolición de pilares, tapado de huecos y prolongación de las vigas actuales que recogen la carga de la fachada hasta el núcleo central.
Terminadas las actuaciones mencionadas, la ejecución de los trabajos se transforman en una obra tradicional en altura, con las complicaciones lógicas de los transportes y acarreos verticales.

UNA OBRA SINGULAR

Resulta sorprendente que una estructura contemporánea necesite de una intervención de sustitución integral, más propia de edificios con cincuenta o sesenta años más a sus espaldas con estructura de muros de carga y forjados de madera generalmente afectados por una gran cantidad de patologías.
De esta manera, el análisis del edificio tanto en su estado actual como en fase provisional con el hueco central abierto y varios pórticos triangulados se comenzó bastante antes de alcanzar un conocimiento completo de su configuración real, los  que requirió la elaboración de hasta cuarenta modelos tridimensionales de cálculo que se iban actualizando con los datos tomados en obra, aproximándose cada vez más a la situación real del edificio.
Las pequeñas desviaciones con respecto de la simetría considerada en los sucesivos modelos de análisis se han obviado, ya que se ha utilizado esta simetría para comprobar la bondad en la introducción de datos, cualquier pequeño error resultaba en valores diferentes de las reacciones o de los desplazamientos en nudos simétricos, lo que en modelos con más de 2000 elementos y más de 8000 variables resulta imprescindible.
La singularidad de la intervención ha necesitado de la aplicación de normas más exigentes que las habituales, como las recomendaciones para obras marítimas a la hora de estimar la acción del viento, norma ROM 0.4-95, sugerencia de la OCT para el estudio del comportamiento de los modelos de cálculo en fase provisional.