Blog

May 31, 2023

Nach 15 Jahren wurde die Siedlung im Millennium Tower in San Francisco festgenommen

Der synchrone Vortrieb von 18 neuen Randpfählen zur Entlastung des ursprünglichen Mattenfundaments des 645 Fuß hohen Gebäudes verlief reibungslos, sagt der Ingenieur. Foto von Ronald O. Hamburger

Der synchrone Vortrieb von 18 neuen Randpfählen zur Entlastung des ursprünglichen Mattenfundaments des 645 Fuß hohen Gebäudes verlief reibungslos, sagt der Ingenieur.

Foto von Ronald O. Hamburger

Nach der Überwindung mehrerer Hindernisse hat das Team der freiwilligen Bemühungen zur Eindämmung künftiger erheblicher Setzungen und Kippungen am 645 Fuß hohen Millennium Tower in San Francisco das Projekt für erfolgreich erklärt, da die Lasten nun vollständig auf 18 neue Randpfähle übertragen wurden, die in den Grundgestein gerammt wurden .

Doch der Sieg für das Team, das die 100-Millionen-Dollar-Fundamentmodernisierung umsetzte, war hart erkämpft und kam erst, nachdem unerwartet beschleunigte Bewegungen während der Pfahlproduktion ein Moratorium zur Änderung der Pfahlrammmethoden erzwangen, was wiederum zu einer Neukonstruktion führte, um die Reparatur wieder ins Budget zu bringen Zeitplan.

Mit Stand vom 19. Juni „zeigen Umfragedaten, dass die Siedlung tatsächlich gestoppt wurde, was das Hauptziel des Projekts war, und dass das Gebäude tatsächlich leicht aus dem Boden ragt“, sagt Ronald O. Hamburger, der namhafte Ingenieur für die Reparatur und als beratender Auftraggeber bei Simpson Gumpertz & Heger (SGH) tätig, wo er für Millennium Tower, einen Wohnungseigentümergemeinschaftsverband, arbeitet.

Darüber hinaus habe das Gebäude langsam begonnen, die über 15 Jahre erfolgte Neigung von 30 Zoll nach Nordwesten wiederherzustellen, fügt Hamburger hinzu, der seit 2014 an der freiwilligen Aufwertung des Fundaments arbeitet, die künftige bedeutende Siedlungen verhindern soll.

Das unabhängige Ingenieurteam der Stadt, das die Reparatur seit Beginn des Entwurfs überwacht, stimmt mit Hamburger überein, sagt Gregory Deierlein, Vorsitzender des Engineering Design Review Teams (EDRT) der Abteilung für Bauinspektion. „Jetzt, wo das Fundament steht und die Pfähle belastet sind, werden wir meiner Meinung nach feststellen, dass der Grundentwurf der Nachrüstung gut durchdacht war“, sagt Deierlein, der am 19. Juni vor Ort war, um die letzte Phase des Pfahlvortriebs für den Transfer durchzuführen Lasten auf die neuen Pfähle. „Wir gehen davon aus, dass sich die Belastung im Laufe der Zeit auf die Abwicklung und den Tilt auswirken wird“, fügt er hinzu.

Es gab weder seitens der Stadt noch des Hamburger-Teams Bedenken hinsichtlich der Sicherheit des 58-stöckigen Gebäudes, das während der gesamten Sanierung, die im Herbst 2020 begann, bewohnt blieb. Basierend auf frühen Studien von SGH, überprüft vom EDRT , um die Leistung des Gebäudes während eines Erdbebens zu beurteilen, „gab es nie Zweifel an der strukturellen Integrität des Gebäudes“, sagt Deierlein.

Die überarbeitete Modernisierung umfasste die schrittweise Übertragung eines Teils des Gebäudegewichts – über 18 neue, im Grundgestein verankerte Randpfähle – vom bestehenden Fundamentsystem – einer Stahlbetonmatte mit zentralem Kern, die auf Pfählen ruht, die nicht im Grundgestein verankert sind. Im ursprünglichen Reparaturplan waren 52 neue Pfähle vorgesehen.

Die Neugestaltung war eine Folge zusätzlicher Turmsetzungen, die durch die ersten Rammarbeiten ausgelöst wurden, die von Legacy Foundations, einem Geschäftsbereich von Shimmick Construction Co. Inc., dem Hauptauftragnehmer, durchgeführt wurden.

Die feste Setzung und die gesamte Setzung, die während der Bauarbeiten im Jahr 2008 begann, werden auf die Verdichtung des Marine/Colma-Sands unterhalb des Turms zurückgeführt, sagt Hamburger.

Von den 30 Zoll Neigung nach Norden und Westen, horizontal gemessen am Dach, entstanden 7 Zoll während der Pfahlverbesserungsarbeiten, sagt Hamburger.

„Wir haben nicht damit gerechnet, dass die Pfahlinstallation zusätzliche Bewegung verursachen würde, aber wir gingen proaktiv vor“, sagt Hamburger, der die Reparaturen im August 2021 freiwillig stoppte, damit das Team eine überarbeitete Pfahlrammmethode entwickeln konnte, die nicht zu einer Beschleunigung führte Siedlung.

Die gelösten Stapelproduktionsprobleme hätten dennoch „einen erheblichen Termin- und Kostenaufwand verursacht“, sagt Hamburger. „Die Hausbesitzer haben uns gebeten, die Modernisierung zu reduzieren“, um wieder auf den richtigen Weg zu kommen, fügt er hinzu.

Der Ingenieur untersuchte nur sechs und sogar 52 Pfähle und entschied sich für 18, wodurch die Projektziele erreicht wurden und die Arbeiten innerhalb des verfügbaren Zeitfensters abgeschlossen werden konnten, erklärt Hamburger.

Im vergangenen August erteilte die Bauaufsichtsbehörde von San Francisco nach mehr als sechsmonatiger Prüfung eine überarbeitete Baugenehmigung für das 18-Pfahl-Projekt.

Die Reparatur, vergleichbar mit dem Anbringen eines Wagenhebers neben einem platten Reifen, beruhte auf dem Bohren und Aufbocken der 18 Randpfähle – die mehr als 30 Fuß in den Fels gebohrt wurden, der 220 Fuß unter dem Gefälle beginnt – unter den Gehwegen entlang der Straßen Mission und Fremont. Die Pfähle, sechs entlang der Mission auf der Nordseite des Turms und zwölf entlang der Fremont auf der Westseite, tragen eine neue Mattenverlängerung, einen sogenannten Kragen, der mit der ursprünglichen Matte verbunden wird.

Im Januar, nachdem Shimmick's Legacy den Kragen entlang der Mission geworfen hatte, begann er mit der schrittweisen Lastübertragung, indem er die sechs Pfähle entlang der Mission synchron auf jeweils 500 Kips anhob. Der Zweck bestand darin, das Gebäude zu stabilisieren, während die Teams entlang von Fremont Aushubarbeiten durchführten, um die Mattenverlängerung zu gießen.

Am Samstag, dem 3. Juni, warfen die Teams die beiden Fremont-Verlängerungsmatten, eine am nördlichen Ende des Turms und die andere am südlichen Ende.

Am Samstag, dem 10. Juni, leitete Shimmick die zweite Phase des Lasttransfers ein, die darin bestand, die 12 Pfähle mit jeweils bis zu 500 Kips entlang Fremont zu transportieren. Das Tempo betrug fünf Tage lang 100 Kips pro Tag, sagt Hamburger.

Am Donnerstag, dem 15. Juni, begann Shimmick's Legacy mit der letzten Phase der Lastübertragung, die darin bestand, alle 18 Pfähle auf jeweils 1.000 Kips anzuheben, also wiederum 100 Kips pro Tag.

Unmittelbar vor und nach der Anwendung des Vortriebs führte das Projektteam eine Gebäudevermessung durch, einschließlich der Aufzeichnung der Höhen wichtiger Standorte auf den bestehenden und neuen Baumatten, der horizontalen Durchbiegungsdaten von an der Fassade montierten Prismen und der Höhen der Pfahlköpfe.

„Ich habe diese Daten täglich überprüft, bevor ich die nächste Lasterhöhung genehmigt habe“, sagt Hamburger.

Shimmick's Legacy habe den Ladungstransfer am Montag, dem 19. Juni, ohne Zwischenfälle abgeschlossen, sagt Hamburger. „Wir gehen davon aus, dass sich diese Erholung langsam über viele Jahre hinweg fortsetzen wird“, fügt er hinzu.

Das Team geht davon aus, dass die gesamte Operation Ende August oder Anfang September abgeschlossen sein wird. Zu den verbleibenden Arbeiten gehört das Gießen von Betongewölben rund um die Pfahlköpfe – das bereits im Gange ist, wobei die Schalung und der Bewehrungsstahl bereits vorhanden sind; Verfüllung rund um die Gewölbe; und Wiederherstellung des Straßenbildes und der Versorgungseinrichtungen.

Rückblickend sagt Hamburger, dass das Fundamentsanierungsteam, zu dem der Hausbesitzerverband, der Bauunternehmer und die Planer gehörten, „immer zusammenarbeiten konnte“, um den besten Weg für die Zukunft zu finden.

„Von Klagen war nie die Rede“, fügt er hinzu. „Es hat alles gut geklappt“, am Ende.

Nadine M. Post, ENR-Chefredakteurin für die Planung und den Bau von Gebäuden, ist eine preisgekrönte Journalistin mit mehr als 40 Jahren Erfahrung in der Berichterstattung über gebäudebezogene Trends, Probleme, Innovationen und herausfordernde Projekte. Post hat über viele Branchenriesen geschrieben, darunter neun Gewinner des ENR Award of Excellence. Und sie hat über Katastrophen, Misserfolge und Angriffe berichtet, darunter den Bombenanschlag von 1993 und die Zerstörung des World Trade Centers im Jahr 2001. Eine Auswahl der Projektgeschichten von Post umfasst die Sanierung des World Trade Centers; der 828 Meter hohe Burj Khalifa; Disney Concert Hall in Los Angeles; und Seattles Experience Music Project, Central Library, Bullitt Center und Rainier Square Tower. 1985 schrieb Post McGraw-Hills Buch Restoring the Statue of Liberty (1986) für die Architekten der Restaurierung – Richard S. Hayden und Thierry W. Despont.