¿Cuáles son las consideraciones para impermeabilizar los primeros pisos de un edificio?

Los fundadores de mi ciudad tuvieron la miopía de situarla en la costa. Ahora, por razones misteriosas , el nivel del mar está subiendo. El gobierno municipal ha decidido que construir diques es "demasiado holandés" y quiere dejar que el agua se apodere de la ciudad, convirtiendo las calles en vías fluviales. Para ello, impermeabilizarán las primeras plantas de los edificios. Los ascensores externos entregarán mercancías desde el nivel de agua actual hasta entradas modernizadas por encima del punto de agua más alto.

Mi ciudad es densamente urbana, una mezcla de un tercio de edificios altos (más de 10 pisos), dos tercios de edificios bajos (4-9 pisos) y el raro edificio de 1-3 pisos.

¿Cuáles son los factores que deben tener en cuenta? ¿Alguno de estos es un problema, si es así, qué tan importante y cómo podrían manejarse?

  • La erosión del agua salada dañando los edificios en gran parte de hormigón
  • Agua saturando el suelo y comprometiendo cimientos, cables eléctricos, etc.
  • Edificios hundiéndose en el suelo porque ahora está mojado
  • ¿Algo más?

Suponga que la ciudad tiene todo el tiempo que necesita para impermeabilizar sus cosas y desea que la impermeabilización sea efectiva durante unos cientos de años antes de que sea necesario realizar reparaciones. El nivel de tecnología es moderno (principios del siglo XXI), pero esta no es una pregunta de ciencia dura.

Eche un vistazo a la historia de Galveston. Levantaron todos los edificios.
¿Es este un nivel tecnológico moderno, pasado o futuro?
Um, en realidad, tu ciudad se está hundiendo. Eso es lo que obtienes por construir en un área pantanosa.
Presión, si impermeabilizaras mágicamente una casa actual, tendrías que dejar que el agua entre a más de un par de pies de altura para evitar que el peso del agua golpee las paredes.
Examine qué tan masivos son los rompeolas costeros para obtener pistas sobre qué tan masivos deben ser los muros para resistir las mareas y las olas. Y tenga en cuenta que se espesan significativamente a medida que profundizan.
La gente común de la ciudad construye diques en contra de los deseos de los líderes municipales y todos los que se oponen a la gente de la ciudad son despedidos, encarcelados, revocados o ignorados. Tal vez una buena mafia de linchamiento para hacerles cambiar de opinión.
Toda la discusión (comentarios/respuestas) sobre tu ciudad, pero una ciudad no puede existir en sí misma. ¿Quién va a cultivar sus alimentos y cómo los transportarán a la ciudad en distancias ahora mucho más largas? Lo mismo ocurre con las líneas de electricidad y combustibles, agua potable, materiales de construcción, ...
Tus alcantarillas probablemente no funcionarán...

Respuestas (8)

Bueno, creo que los fundadores de la ciudad tal vez deberían respetar un poco más a los holandeses, porque no saben en lo que se están metiendo.

En primer lugar, el agua salada es increíblemente corrosiva. No existe una buena manera de proteger sus edificios de él, y cualquier solución requerirá un mantenimiento constante a lo largo del tiempo. Se van a invertir muchos recursos y mano de obra en esto .

En segundo lugar, una vez que la ciudad se inunde, el suelo se asentará mucho más que ahora. Los cimientos comenzarán a hundirse más profundamente en el lodo. Se esperan inestabilidades estructurales y tal vez colapsos totales.

En tercer lugar, y esto realmente agrava los problemas mencionados anteriormente, las olas que bañan los edificios, las mareas que entran y salen, etc. no solo corroerán los edificios, sino que también ejercerán fuerzas significativas contra esas estructuras. Unos pocos metros cúbicos de agua que se estrellan contra un edificio durante una tormenta no terminarán bien para el propietario promedio.

Podrías estar pensando: pero Andrei, Venecia está parcialmente sumergida, ¡y ha estado bien durante cientos de años!

Bueno, sí, pero inicialmente Venecia no se construyó sobre tierra firme. Se pretendía que existiera sobre el agua todo el tiempo, y no hundieron todos los primeros pisos de sus casas en los pilares de soporte mucho, solo muy fuertes que fueron tratados químicamente para resistir la descomposición.

Su caso es mucho más grave, ya que una parte importante de la estructura misma estará expuesta al agua. Por un lado, significa que un área de superficie mucho mayor del edificio se interpondrá en el camino de toda esa agua que entra y sale durante las tormentas y las mareas.

" ...las olas... también ejercerán fuerzas significativas... " No son solo fuerzas hidrodinámicas en ciertos momentos en la zona de la superficie, también son fuerzas hidrostáticas todo el tiempo . Vivo en una región propensa a inundaciones donde muchas personas intentan "impermeabilizar" sus sótanos, solo para descubrir que sus casas son MÁS propensas a derrumbarse porque el inmenso peso del agua en la tierra inundada no se equilibra con un peso similar. /presión de agua en sus sótanos. Muchas casas se han perdido de esta manera.
Error tipográfico: "...en el mucho..."
"Unas pocas toneladas cúbicas ..." - sea cual sea el líquido impío que sea, no es agua.
@Nij La unidad SI para la cantidad de Elder God Spittle, creo
@Nij Una sección de pared de 3x3 metros a unos 6 m bajo el agua debería tener unas 70 toneladas métricas de presión contra ella (suponiendo que todas las conversiones y redondeos que hice fueron correctos). Calculé a una profundidad de 25 pies, asumiendo tres pisos a 10 pies/piso. A 25', la presión del agua es de aproximadamente 10,84 psi, por lo que aproximadamente 1561 libras por pie cuadrado. Un cuadrado de 10x10 pies mide aproximadamente 3m^2. entonces 156100 lbs de presión total, alrededor de 78 toneladas, alrededor de 70 toneladas métricas de presión hidrostática cuando el agua está quieta. Las mareas serían mucho más. Y la mayoría de las paredes son >3m^2.
Nota añadida: tu segundo punto depende del tipo de tierra firme sobre la que se construya la ciudad en primer lugar. Bulldings en bedrock no debería tener ningún problema con el hundimiento de los cimientos (aunque las mareas y la presión siguen siendo problemáticas). Sin embargo, en la mayoría de los suelos, ese es un problema adicional.
Por cierto, tienes razón sobre las mareas. Cualquiera que haya visto el daño que puede causar la marejada ciclónica es consciente de esto. Vi el daño después de Katrina en Mississippi, que tuvo una marejada ciclónica de unos 30 pies. Cerca de la playa, solo quedaron los cimientos.
@ user2338816: Nij solo señala que "toneladas cúbicas" realmente no tiene sentido; "toneladas" o "metros cúbicos", claro, pero no "toneladas cúbicas". (Al menos, no en este contexto).
@ruakh Estoy de acuerdo, excepto que tiene sentido, principalmente porque 'toneladas' es mejor que 'metros' cuando se indica la masa que estaría estresando las paredes durante las mareas y/o la acción de las olas. Pero debido a que 'toneladas cúbicas' es menos común, podría ser mejor.

Esta es una idea increíblemente mala, por todas las razones que otras personas han mencionado, pero agregaré una cosa más (que se ve a menudo aquí en Missouri cuando tenemos inundaciones):

Las líneas de alcantarillado, agua y otros servicios públicos están diseñadas para estar por encima del agua. Suceden cosas malas cuando estas cosas se inundan. La mayoría de las líneas eléctricas están aseguradas y aisladas lo suficientemente bien como para soportar un poco de agua, pero la mayoría de las cajas de interruptores estarán en los pisos inferiores de los edificios, al igual que los enchufes en los primeros pisos.

Si sella los primeros pisos de sus edificios para que sean impermeables, también deberá tener mucho cuidado con la plomería. Lo más divertido que he visto es un edificio rodeado de sacos de arena que se inundaron porque no sellaron un inodoro y el nivel del agua de la inundación superó el nivel del agua del inodoro (inundando el edificio no solo con agua, sino también con agua de alcantarillado, que requieren mucho dinero en efectivo gastado en renovaciones).

Esto será costoso.

  • Aumente las líneas de la trama para entrometerse en el derecho de paso público, digamos unos dos o tres metros (10').

  • Extender préstamos sin intereses del gobierno para que los desarrolladores amplíen su estructura a esa línea de lote. Incentivar la adición de dos pisos más de inmuebles que envuelvan la base de los edificios. Esto requeriría la formación de algún tipo de consejo de desarrollo urbano.

  • Asegúrese de que haya una altura adecuada para mitigar las marejadas ciclónicas, lo que debería ser más probable en su futuro submarino.

  • Los nuevos espacios se pueden utilizar para uso residencial, comercial, lo que sea. ¡Esto ayudaría a compensar el costo de la nueva construcción, después de todo, las personas en viviendas unifamiliares comenzarán a interesarse rápidamente en nuevas viviendas!

Invadir el ámbito público (calles y aceras) no debería ser un problema, ya que no las usará de todos modos. Este es un boceto muy, muy rápido (no juzgues):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí es donde se vuelve más caro. Hay muchos precedentes de estructuras bajo el agua, desde Sea World hasta estaciones de investigación. Pero no es barato construir bajo el agua de forma segura. No hay magia para la prueba contra el agua salada, generalmente se hace con cemento y acero para plataformas petrolíferas y otras estructuras (el acero se puede proteger mediante la colocación adyacente a un metal diferente, como el zinc para protegerlo de la corrosión). Pero no es barato.

Un sistema de drenaje de aguas pluviales es una de las redes de servicios públicos más caras. El alcantarillado también está allí. En lugar de reconstruir toda la red elevada, comience a instalar estaciones de bombeo para elevar lo que normalmente se drena por gravedad en su sistema. Comenzar a construir estructuras para acceder a todos los servicios públicos subterráneos a través del nuevo sistema de agua.

Finalmente, si está ampliando cada edificio en el centro de la ciudad en un 'área útil de la planta baja' del uno al diez por ciento, asegúrese de que todos sus servicios públicos puedan manejar la nueva carga. Eso es un diez por ciento más de electricidad, agua, etc. utilizada en el centro.

Esto solo se refiere a los edificios, hay mucho más que debe considerar. Tal vez se pueda hacer un espacio de estacionamiento en la parte superior de sus extensiones, etc.

[EDITAR] Esto ni siquiera comienza a abordar sus otros problemas, como el transporte de bienes y personas, la accesibilidad, los derechos de propiedad, etc. (¿puede decir que soy un planificador urbano), pero su pregunta era específicamente sobre los edificios? , así que ahí tienes. Tal vez haya una buena pregunta de planificación urbana para que la haga además de esto.

Construir como una base de puente

Si tiene un entorno urbano moderno y no va a usar un dique de algún tipo, probablemente su mejor opción sea usar lo que equivale a un "mini-dique" para cada edificio importante que desee salvar. Digo edificio principal porque probablemente no tendrás los recursos para salvar todos los edificios.

Los puentes, algunos muelles y algunos otros proyectos importantes de ingeniería utilizan grandes masas de cemento soplado en formas submarinas. Incluso hay tipos de cemento que pueden curar bajo el agua hoy en día. La base de un puente puede tener más de 10 pies de cemento "impermeable" que rodea la torre de acero que ancla parte del puente. Para realmente impermeabilizar algo, habrá múltiples capas de diferentes materiales alrededor de cualquier cosa que pueda corroerse.

Entonces, si tomamos algo como un rascacielos, podríamos probar esto: podemos hundir pilones de soporte adicionales alrededor del rascacielos (esto será complicado debido a todas las conexiones de servicio a cosas como alcantarillado, tuberías principales de agua, conductos eléctricos e incluso túneles de transporte). al metro dependiendo de la ciudad, pero como tendremos que encontrar y sellar TODAS estas cosas de todos modos, es mejor que nos pongamos a trabajar). Esto será útil para evitar que el edificio se convierta en la torre inclinada de Pisa cuando el suelo se licue con el tiempo. En la mayoría de las ciudades, los edificios importantes, como los rascacielos, están anclados al lecho rocoso, pero no podemos contar con eso y hay muchos que están construidos sobre relleno.

A continuación, construiríamos un muro de contención de forma similar a la base de un puente alrededor del rascacielos. Esta pared probablemente tendría más de 12 pies de espesor, estaría hecha de cemento "impermeable" y tendría múltiples capas de materiales impermeables que bloquearán la filtración de agua. Ha habido ejemplos de paredes como esta que se han utilizado para crear un "túnel" seco. hasta el fondo de un puerto o bahía durante una construcción importante. Para ahorrar costos, podemos llevar el muro de contención a una altura razonable sobre donde estará pronto el nivel del agua. Podemos seguir agregando a la pared a medida que sube el nivel del agua. Este muro se puede construir como un "caparazón" de agua y como un refuerzo para sostener el edificio si es necesario.

Si todo va bien y tenemos una estructura lo suficientemente fuerte, podríamos avanzar mucho antes de tener problemas importantes. Por supuesto, los niveles inferiores del edificio se convertirán en lugares espeluznantes, oscuros, húmedos y con olor a moho en los que nadie quiere estar, y estaremos luchando constantemente contra la humedad con deshumidificadores, bombas e incluso trapeadores (la humedad será inevitable, no importa qué).

Con cualquier tipo de ciudad grande, el problema es que no hay forma de poner tanto esfuerzo y dinero en cada edificio de la ciudad. Además, los edificios más pequeños básicamente desaparecerían en el agujero seco hecho por el hombre que creamos si el nivel del agua sube demasiado. Podríamos crear áreas para preservar los vecindarios haciendo grandes muros de agua alrededor de grupos de edificios más pequeños, pero en ese caso, volvemos a un dique.

Básicamente, si quieres que dure tanto como dices, constrúyelo como la base de un puente.

todo el concreto cura bajo el agua. ¡El curado es un proceso químico, no simplemente el secado! (De hecho, el curado bajo el agua produce un concreto más fuerte porque tiene más tiempo para curarse sin deshidratarse).
@WayneWerner Eso es cemento hidráulico (generalmente cemento Portland). El cemento no hidráulico no fragua ni se seca en presencia de agua. Aunque es cierto que la mayoría (¿quizás todo?) El cemento que se usa en la construcción hoy en día es algún tipo de cemento Portland u otro cemento hidráulico.

Fibra de vidrio y resina.

Si los edificios ya están en la costa, es probable que tengan cimientos resistentes al agua salada. Pero también puedes asegurarte.

Excava los cimientos de cualquier edificio sospechoso y coloca un par de pies de resina de fibra de vidrio a su alrededor con algunos pilotes de fibra de vidrio como refuerzo. Ahora haga lo mismo alrededor de los exteriores de los edificios más allá de los primeros pisos. Rellene los pisos inferiores con concreto para que los edificios no intenten alejarse flotando .

También cubra cualquier concreto expuesto que contenga refuerzo de acero. La corrosión de las barras de refuerzo es lo primero que destruye las estructuras de hormigón en un proceso llamado descascarillado por sal .

Opcionalmente, también podría usar algo como acrílico para que la inspección sea más fácil en el futuro, esto también le permitiría dejar algunos pasajes pequeños libres de concreto en los pisos inferiores para que las ventanas existentes se puedan usar como puertos de observación bajo el agua.

Por último, construye un rompeolas . No querrás estar realmente en el océano, incluso si estás de acuerdo con estar bajo el agua.

Gran punto en el rompeolas. Esto hace que los canales sean seguros de usar y evita cualquier daño causado por las olas.

Estás pensando en una ciudad en términos de terreno llano. Los valores de las propiedades podrían verse significativamente afectados por la elevación dentro de la ciudad, y una colina de tierra seca sería inmensamente más valiosa.

Para planificar los cambios, los urbanistas deben:

  • Ignorar/demoler todos los edificios de menos de 6 pisos de altura, limitando el número de edificios EN LAS ZONAS DE INUNDACIÓN a menos del 50 %
  • Estructuras reacondicionadas para usar una estructura de pilón interconectada con una base profunda
  • Ignore la impermeabilización de los pisos inferiores y realmente trabaje para separarlos del edificio (dependiendo de los pilones para proporcionar el soporte estructural)
  • Diseñe puentes aéreos entre edificios alrededor del piso 8 al 10 (dependiendo de la elevación)
  • Todos los servicios públicos se trasladan al piso del puente aéreo.
  • Un nivel por encima del puente aéreo es la única forma oficial de transporte público... vías elevadas de tranvías eléctricos
  • Los barcos se utilizan principalmente para el transporte comercial (bienes manufacturados)

En lo que respecta a la sociedad:

  • El estado de la sociedad se basaría en qué tan lejos vive/trabaja del agua
  • A pesar de que el nivel del puente aéreo todavía está por encima del agua entre 4 y 6 pisos, ahora se considera el nivel de comercio y se reduce a Nivel 0 (con el nivel inmediatamente inferior se reduce a Nivel -1, etc.)
  • Los ricos vivirían en tierra seca
  • La clase media viviría en los niveles superiores de los edificios de gran altura.
  • La clase baja viviría varios niveles por debajo del puente aéreo
  • Los más pobres estarían obligados a vivir en comunidades flotantes esparcidas entre los pilones (fríos, oscuros y literalmente fuera de la vista)
Vaya, esperaba que el metro siguiera funcionando.
Solo redóblalo como Uberway

Como dice Andrei, vuélvete holandés.

Sus edificios existentes no se pueden modernizar de manera rentable para sobrevivir a las fuerzas involucradas. Puede construir rompientes de olas alrededor de la ciudad para eliminar las fuerzas hidrodinámicas, pero las fuerzas hidrostáticas siguen siendo más altas que cualquier cosa para la que se construyó la ciudad.

O construyes un dique alrededor de la ciudad o construyes un dique alrededor de los pisos inferiores de todos los edificios de la ciudad. Una sólida barrera de concreto de unos pocos pies de espesor, probablemente excavada al menos un piso y hasta donde esperas que suba el agua. Ahora eleva la entrada de cada edificio hasta el segundo o tercer piso. Por supuesto, esto es más alto que algunos edificios, pero eso es lo que te has inscrito.

Debe construir pasarelas elevadas en este nivel. Si también desea construir carreteras elevadas/transporte masivo, eso depende de usted, pero cualquier cosa a nivel del suelo se pierde efectivamente.

Las secciones del sistema de metro que se construyeron por debajo del nivel freático pueden sobrevivir si se bombean lo suficiente, ya que los revestimientos de los túneles podrían ser lo suficientemente buenos. Eso es mucho posiblemente, tal vez y tal vez para una oración, pero los victorianos tendían a construir muy por encima de las especificaciones requeridas. Por supuesto, tendrá que gastar una fortuna en elevar cada túnel de entrada y construir hasta el nuevo nivel de la pasarela.

Los nuevos edificios pueden construirse con las nuevas especificaciones a prueba de agua o construirse para que floten . Los edificios flotantes compensarán cualquier aumento futuro del nivel del agua si se les brinda suficiente flexibilidad en los servicios. En términos del costo de los nuevos edificios, la mayoría de las empresas probablemente optarán por construir en otro lugar. Tu ciudad probablemente morirá. Venecia consiste efectivamente solo en turistas y atracciones turísticas ahora, casi nadie vive allí.

O podrías construir un dique. Recomendaría una lesbiana.

Puede resolver el problema de la presión hidrostática al no tratar de mantener el agua afuera, per se. Es decir, deja que tus edificios también se inunden. Ahora bien, la impermeabilización se reduce a aislar cosas que realmente no se pueden mojar (electricidad, datos, etc.). Simplemente vaya a un acuario y observe qué tan grueso es el vidrio para convencerse de que construir ventanas bajo el agua es una idea terrible. Básicamente, esto convertirá los pisos submarinos de sus edificios en cimientos/pilones, y no particularmente buenos. Es una pesadilla de ingeniería, por lo que la mejor idea es renunciar por completo a los pisos sumergidos y rellenarlos con concreto, o al menos reforzarlos generosamente con pilares de concreto.

Si elige dejar las instalaciones de servicios públicos existentes en su lugar, su mantenimiento será increíblemente costoso. Tendría que sellar todos los cables eléctricos/de datos enterrados, todas las alcantarillas utilizadas para acceder a ellos e instalar costosos sistemas de escotilla para que los trabajadores de mantenimiento puedan acceder a ellos más tarde (piense: esclusa de aire submarina). Probablemente sea más barato comenzar de nuevo y reconstruir toda esa infraestructura desde cero sobre el agua.

La mayor tragedia serán los rascacielos. Muchos edificios altos (y centros comerciales) tienen garajes subterráneos. Perderá de 1 a 8 pisos de espacio de estacionamiento, porque ninguno de los garajes subterráneos que he visto tiene una salida para automóviles 3 pisos sobre el suelo (por lo general, el garaje es subterráneo o sobre el suelo, rara vez, si acaso, ambos). Si la mayoría de sus ciudadanos usan barcos para el transporte, podría estar bien. Pero tenga en cuenta que anteriormente, estaban acostumbrados a viajar en sus propios automóviles, por lo que necesitaba muchos niveles de garaje para albergarlos a todos. Nunca he visto un garaje para botes de varios niveles (pero sí, tienen almacenamiento elevado para botes a largo plazo), por lo que necesitará un buen sistema de transporte público y su gente tendrá que aceptar usarlo.

También deberá limpiar todos los semáforos, farolas, árboles urbanos, etc., que se convertirán en peligros para sus barcos de pasajeros, y/o posiblemente instalar otros nuevos para controlar el tráfico de barcos. Lo mismo puede decirse de los pasos elevados para peatones, algunas autopistas/rampas de entrada/salida, etc. Sus ciudadanos perderán la mayoría de sus parques, playas frente al mar, etc. Pero, por otro lado, los buceadores recreativos tendrán un apogeo. Toda la idea me parece bastante espeluznante.