Un complex multifuncţional de clădiri de o anvergură nemaiîntâlnită în România având 6 niveluri de subsol general, parter şi 4 etaje, incluzând şi două turnuri de 35 respectiv 28 etaje, totalizând circa 650.000 m² suprafaţă desfăşurată, se află în faza de proiectare şi execuţie în centrul Bucureştiului, ca o extindere şi o alipire la construcţia existentă „Casa Radio”. După ştiinţa autorilor complexul va deţine cea mai înaltă clădire de birouri din acest moment în România şi cea mai mare parcare subterană din Europa pe circa 300.000 m². Se prezintă rezolvări ale unor probleme apărute până în acest stadiu în proiectarea geotehnică a pereţilor de susţinere a excavaţiei adânci, aflată în desfăşurare. Atât datorită dimensiunilor excepţionale şi complexităţii construcţiilor cât şi condiţiilor geotehnice dificile, proprii zonei de luncă de câmpie joasă a râului Dâmboviţa, ansamblul implică o proiectare geotehnică şi o execuţie a lucrărilor de fundaţii speciale cu un înalt nivel de dificultate.

În centrul oraşului Bucureşti, pe un teren având o suprafaţă totală de cca. 95.000 m², se găseşte o construcţie a cărei execuţie a fost sistată în anul 1989, moment în care structura de rezistenţă era realizată într-o proporţie importantă. Construcţia avea destinaţia de „Muzeu Naţional de Istorie”, iar mai târziu a fost cunoscută sub denumirea de „Casa Radio”.

Noul proprietar al ansamblului Casa Radio, grupul Dâmboviţa Center, intenţionează dezvoltarea unui mare ansamblu de construcţii, cu caracter comercial, socio-cultural, de locuinţe, care urmează să adăpostească spaţii comerciale, săli de conferinţe, hoteluri, birouri, zone de recreere, spaţii, rezidenţiale etc., totalizând cca. 65.0000 m². Este de remarcat anvergura de excepție a acestei investiții, fiind cu siguranță construcția cu cea mai mare suprafață desfășurată din Bucureşti, care depășește de aproape două ori suprafața Palatului Parlamentului, construcție considerată până nu de mult clădirea cea mai mare din Europa și a doua din lume din punct de vedere al suprafeței construite. Se estimează că lucrările vor dura cinci ani și vor totaliza o valoare de cca. 800 milioane Euro.

Ansamblul de construcţii va consta într-un grup de corpuri de construcţie de caracteristici şi dimensiuni din cele mai diverse, la care se va adăuga o zonă de cca. 50% din construcţia veche, care urmează să se demoleze parţial, să se consolideze, supraînalţe şi să se refuncţionalizeze. Noul ansamblu implică proiectarea şi execuţia unor construcţii ale căror lucrări de fundaţii speciale comportă un nivel ridicat de dificultate, rezultat din dimensiunile importante şi din complexitatea rezolvărilor.

Proiectarea se află în curs de desfășurare, o largă echipă internațională fiind implicată în lucrare. Dintre acestea să amintim companiile Chapman Taylor (Marea Britanie), Ylan Eldar Architects (Israel) care realizează proiectul de arhitectură, Popp & Asociații (România) și I. David Eng. LTD (Israel), proiectanții de structură, Popp & Asociaţii- Inginerie Geotehnică (Ro.) proiectantul lucrărilor geotehnice, Arup Facade Engineering (Marea Britanie), proiectantul luminatoarelor etc. De asemenea un număr important de experți și consultanți de renume asigură suportul tehnic.

O serie întreagă de studii, teste și cercetări asupra construcției existente dar și a terenului pe care se vor construi noile structuri au fost efectuate de către Universitatea Tehnică de Construcții București şi ISPIF- studiul geotehnic, hidrogeologic și studiul de hazard seismic, TERRASOND şi FUGRO GERMANIA- foraje geotehnice şi penetrări CPT, ALDI M-A. S.A. şi G. Smeyers N.V. din Olanda, studiul lucrărilor de drenaj din Bucureşti şi  INCERC și Ultratest – încercări, teste și măsurători asupra construcției existente și a celor din vecinătate, Politehnica din Milano – Studiul în tunelul de vânt etc.

De câteva luni au fost demarate lucrările de execuție a incintei de pereți mulați (HBM – Ungaria).

Investigarea terenului de fundare a fost începută cu foraje geotehnice de 30…60 m adâncime, dintre care unele au fost echipate ca foraje hidrogeologice de studiu.

În urma „închiderii” straturilor acvifere s-au determinat nivelurile piezometrice ale apei subterane cantonate în cele două orizonturi acvifere principale şi permeabilitatea acestora.

Investigaţiile geotehnice au fost detaliate prin foraje cu adâncimea maximă de 70 m şi prin sondaje de penetrare („statică”) cu con – CPT, realizate până la adâncimi corespunzătoare cotei +19,00 RMN (utilizând tehnica preforării şi a executării penetrărilor în baza forajelor, pe intervale de adâncimi).

În figura 4 se prezintă un profil geotehnic caracteristic, în care se remarcă stratificaţia neuniformă proprie zonei de luncă a râului Dâmboviţa, şi parametrii de rezistenţă relativ coborâţi (a se vedea diagrama de variaţie a rezistenţei unitare pe con – q_c) ai straturilor din adâncime, în care apar frecvente orizonturi prăfoase.

Pe această bază s-a trecut la proiectarea incintei pentru excavaţia generală şi a sistemului de fundare pentru diferitele obiecte ale complexului, aşa cum se arată în paragrafele următoare.

Înainte de anul 1989 a început execuţia (rămasă nefinalizată) a proiectatului „Muzeu Naţional”, mai târziu „Casa Radio”. Această construcţie, care ocupă o suprafaţă în plan de cca. 120×180 m a fost alcătuită din mai multe corpuri de clădire: Corpurile A1, A2, A3, A6, A7, B şi C a căror structură a fost executată integral, având regim de înălţime 2S+P+5E, o adâncime totală a infrastructurii de 10,45 m şi o înălţime totală a suprastructurii de cca. 31 m; corpurile A4 şi A5 din care au fost executate cele două subsoluri şi parţial parterul; corpul D, din care s-au executat numai subsolurile. Dintre acestea, au fost demolate corpurile A1, A4, A5 şi D.

Peste corpurile A2, A3, A6, A7, B şi C urmează a se realiza patru noi niveluri parţiale, ridicând astfel înălţimea la cornişă la cca. 45 m. Aceste corpuri vor adăposti birouri, spaţii de recreere, hotel, apat hotel, Spa-uri etc. O soluţie îndrăzneaţă şi spectaculoasă o reprezintă supraînălţarea cu cele patru etaje în sistem pod, cu deschiderea de cca. 70 m, rezemarea făcându-se pe nucleele din beton armat cu armătură rigidă din extremităţile construcţiilor existente, neexistând conexiune directă între stâlpii din zona de dedesubt (existentă) şi cei din zona de deasupra care constituie supraînălţarea propriu-zisă. De asemenea, în zona existentă, nivelele care au fost realizate cu o înălţime de 8 m (muzeu) se demolează, în timp ce se adaugă planşee noi, la alte cote, rezultând astfel înălţimi de etaj de 6 m si 4 m, proprii funcţiunilor preconizate.

Cota relativă +/- 0.00 m a construcţiei nou proiectate, egală cu cea a corpului vechi de clădire, reprezintă cota absolută +78.00 RMN.

Radierul existent are grosimea de cca. 1,20 m şi este aşezat pe o egalizare de beton simplu de 25 cm grosime, astfel încât cota inferioară a vechii construcţii a fost +67,10 m. Deşi radierul existent cu grosimea de circa 1,20 m este rigidizat de pereţii deşi din subsolul 2,  groşi de circa 1 m şi de planşeul de la cota -5,70 cu grosimea de 40 cm, calculul acestuia considerând modelul Winkler şi suprasarcina datorată supraetajării în gruparea specială a condus la momente încovoietoare care depăşesc capacitatea structurii existente. Pentru o proiectare optimă a consolidării necesare a terenului de fundare sub nucleele existente încărcate suplimentar s-a impus detalierea investigaţiilor geotehnice sub acestea. Ţinând cont de caracterul pronunţat heterogen al amplasamentului situat în lunca râului Dâmboviţa, pus în evidenţă de toate stadiile efectuate anterior s-a cerut câte o penetrare CPT până la adâncimea de 30 m (depăşind limita zonei active) în zona fiecărui nucleu. Preliminar, până la recepţionarea rezultatelor penetrărilor suplimentare, s-a predimensionat îmbunătăţirea pământului prin tehnologia injectării cu înaltă presiune „jet-grouting” pe o adâncime de circa 10-20 m, pătrunzând cel puţin 1,5 m în stratul de nisip aflat sub cota +59 RMN.

Fig. 5 Ranforsarea nucleului structural existent cu coloane „jet-grouting”

Pentru o soluţie economică s-a ales în locul unui bloc compact injectat o reţea de coloane primare continue de 100 cm, dispuse ca în figura 5, completate de o reţea de coloane secundare scurte care unesc coloanele principale în baza acestora. Coloanele se vor executa prin găuri cu diametrul de 150÷200 mm efectuate prin carotaj rotativ în radierul existent. Astfel radierul va rezema în contact direct pe o reţea discontinuă de coloane jet-grouting care reazemă la rândul ei în adâncime pe suprafaţa aferentă continuă, ca în cazul unui bloc injectat, însă necesitând cantităţi substanţial reduse de suspensie injectată.

Pentru a nu afecta structura existentă în timpul lucrărilor de jet-grouting s-a propus utilizarea unui sistem de monitorizare „on-line” a tasărilor radierului existent.

Ansamblul de construcţii nou proiectat ce urmează a se realiza ca o extindere şi alipit de „Casa Radio”, pe terenul delimitat de aceasta şi de Splaiul Independenţei şi imobilele de locuinţe situate pe str. Constantin Noica şi Calea Plevnei din Bucureşti este prevăzut cu un subsol general pe 6 niveluri care necesită realizarea unei excavaţii până la cota aproximativă +57 m. Ţinând seama de nivelul actual al terenului pe conturul acestei incinte, care se situează între cotele +75…+76 m pe laturile spre Calea Plevnei şi str. Constantin Noica şi +72 m pe latura spre Splaiul Independenţei rezultă excavaţii cu adâncimi cuprinse între 15 și 19 m.

Nivelul apei subterane, determinat în studii anterioare şi în forajele executate pe amplasament în cadrul investigaţiilor pentru elaborarea prezentului proiect se situează la cota aprox. +72 m, coborând spre râul Dâmboviţa (Splaiul Independenţei) la cota aprox. +69 m, rezultând o adâncime a excavaţiei generale cuprinsă între 15 şi 12 m sub NAS.

În consecinţă, excavaţia generală, prevăzută pentru execuţia noilor corpuri de clădire, excavaţie având o suprafaţa de cca 50000 m², trebuie susţinută cu un perete mulat etanş perimetral având lungimea desfăşurată de peste 1000 m.

Cu aproximativ 6500 locuri de parcare, 6 niveluri subterane şi o suprafaţă pe nivel de circa 50000 m², după ştiinţa autorilor, parcarea subterană care urmează a se executa va fi cea mai mare din Europa.

Din cauza adâncimii mari a excavaţiei şi a nivelului ridicat al apei subterane (la circa 2-3 m sub CTN) rezultă împingeri mari pe pereţii mulaţi de susţinere. Întrucât utilizarea pereţilor mulaţi în consolă (autoportanţi) s-a dovedit imposibilă, s-au analizat celelalte posibilităţi de sprijinire a pereţilor mulaţi în plan orizontal.

O primă posibilitate, foarte frecvent folosită cu succes în afara României ar fi fost utilizarea ancorajelor pretensionate. Întrucât excavaţia adâncă se întinde de la Casa Radio până foarte aproape de limita de proprietate, ancorajele ar fi pătruns în afara limitei de proprietate, sub fondul învecinat construit şi sub străzile învecinate aflate pe domeniul public. Pentru a evita avizele necesare care în ultimii ani se obţin foarte greu şi ţinând seama de experienţa negativă la o lucrare din Bucureşti, la care au apărut avarii la construcţiile învecinate ca urmare a execuţiei necorespunzătoare a ancorajelor, beneficiarul a renunţat la folosirea ancorajelor în afara limitei de proprietate.

Din cauza întinderii excepţionale a incintei soluţia utilizării şpraiţurilor metalice nu a putut fi luată în considerare. De menţionat, că după o perioadă îndelungată de studii şi analize s-a luat decizia ca aceste niveluri subterane să fie executate în sistem top-down, concomitent urmând a se realiza construcţiile supraterane ale turnurilor de birouri, ale mall-ului, precum şi clădirile rezidenţiale.

Pentru asigurarea accesului utilajelor de excavare şi de transport sub planşeele de subsol (realizate „de sus în jos”) a fost elaborată de către proiectant o soluţie deosebită, prin utilizarea unor rampe metalice mobile , aşa cum se arată în figura 6.

Calculul pereţilor de incintă susţinuţi de planşeele de subsol, betonate pe măsura adâncirii excavaţiei s-a realizat cu ajutorul programului PLAXIS v 8.5 cu metoda elementului finit, utilizând pentru straturile de pământ modelul elasto-plastic „hardening-soil”.

În cele mai multe secţiuni caracteristice, adâncimea pereţilor mulaţi a fost aleasă din condiţia de „închidere” a incintei într-un orizont mai puţin permeabil (prăfos-argilos) în vederea reducerii debitului epuismentelor din excavaţie. Această alegere a influenţat şi mărimea eforturilor care dimensionează panourile din beton armat ale incintei.

În figura 7 sunt reprezentate deplasările verticale antecalculate în masivul de pământ care conlucrează cu incinta, rezultând şi mărimea tasărilor pe care le pot suferi construcţiile existente, situate în zona de influenţă a incintei.

Pentru coborârea nivelului pe măsura excavării pământului s-au prevăzut lucrări de epuismente prin puţuri filtre amplasate în interiorul incintei, care vor prelua debitul infiltrat pe sub incintă în zonele în care nu a fost posibilă „închiderea” acesteia (din cauza discontinuităţii orizonturilor coezive în cadrul complexului de straturi nisipoase).

De asemenea, pe latura incintei spre Calea Plevnei şi orientată perpendicular pe direcţia de curgere a apei subterane spre Dâmboviţa, s-a prevăzut un şir de puţuri exterioare auto-descărcătoare (care vor colecta şi evacua apa subterană în sistem gravitaţional) în vederea prevenirii ridicării nivelului hidrostatic în urma barării, prin incinta realizată, a curgerii apei subterane spre sistemul de drenaj existent în vecinătatea râului.

Structura subsolului general pe 6 niveluri va fi constituită din stâlpi metalici introduşi în piloţi foraţi, pe care reazemă planşeele din beton armat care vor fi executate descendent, pe măsura realizării excavaţiei. După atingerea cotei finale a excavaţiei se va betona radierul general, care va conlucra cu piloţii (devenind un „radier pilotat”) în fazele finale de execuţie a structurilor.

Pentru preluarea încărcărilor axiale transmise de stâlpii subterani în faza de excavare au rezultat necesari piloţi foraţi cu diametre cuprinse între 1,50 şi 2,00 m, şi fişa activă (măsurată de la talpa radierului) de 30…35 m.

În zona mediană a noului subsol, urmează a se realiza două corpuri de clădire (să le denumim Turnul de Est G1, respectiv Turnul de Vest G2), cu destinaţia de birouri, primul urmând a avea o înălţime totală supraterană de 135 m (cca. 35 de niveluri) iar cel de al doilea 120 m (cca. 28 de niveluri). Structura acestora va fi de tip tub în tub şi va fi realizată din cadre metalice contravântuite diagonal. Contravântuirile perimetrale sunt de tip „diagrid” sau megabracings. Cele două turnuri vor avea sisteme de fundare independente, practic subsolurile lor fiind mărginite de incinte proprii de pereţi mulaţi cu baze la cota +22,00…+27,00 RMN. Fundarea elementelor structurale interioare se va realiza pe barete având aceeaşi adâncime ca şi pereţii perimetrali (figurile 9 şi 10).

Toate elementele verticale de fundare (pereţii perimetrali şi baretele) vor fi unite printr-un radier cu grosimea de circa 2,50 m (faţă de circa 1,00 m cât este grosimea radierului în celelalte zone de subsol).

În sfârşit în zona dinspre strada Constantin Noica, peste parcaje, s-a prevăzut realizarea a două corpuri ample de clădire cu destinaţia de locuinţe, urmând ca acestea să aibă un regim de înălţime suprateran alcătuit din parter şi 6 etaje. Structura acestora va fi de tip dual, alcătuită din pereţi structurali, dispuşi în sistem celular şi cadre de beton armat, fundarea structurii realizându-se pe radierul pilotat descris anterior.

Important de reţinut din conceptul acestui ansamblu este faptul că la nivelul infrastructurii, tot parcajul de 50000 mp va fi alcătuit dintr-un singur corp fără rosturi de tasare, în timp ce de la cota -6.50m în sus corpurile mai sus amintite şi în particular cel al mall-ului şi cele de locuinţe vor fi alcătuite din mai multe secţiuni, despărţite între ele prin rosturi antiseismice.

În cadrul proiectului de execuţie a infrastructurii Complexului se află în curs de definitivare programul de încercări pe teren şi de monitorizare a lucrărilor noi şi al construcţiilor existente în „zona de influenţă” a acestora.

Principalele componente ale acestui program se referă la:

• încercări pe piloţi-model (având aceeaşi fişă cu cei din lucrare şi diametrul redus cu circa 50%) instrumentaţi;
• măsurători tensometrice şi înclinometrice pentru determinarea eforturilor şi a deformaţiilor în peretele de incintă, în toate fazele de execuţie a excavaţiei şi a infrastructurii;
• măsurători privind deformarea straturilor de fundarea, atât în faza de excavare cât şi în cea de reîncărcare a terenului, cu ajutorul „tasometrelor” montate în foraje;
• măsurători topografice de precizie privind tasările construcţiilor învecinate şi ale structurilor noi;
• încărcări de probă pe piloţi din lucrare;
• măsurători în piezometre privind variaţia nivelului apei subterane;
• debitul solid extras prin pompări din sistemul de epuizment etc.

În aceste activităţi de monitorizare, proiectantul contează pe angrenarea unor echipe de specialişti cu experienţă în domeniu.