Las cimentaciones realizadas con pilotes de tornillo se utilizan para la construcción de casas particulares y estructuras de puentes, para la construcción de estructuras de pequeño tamaño como miradores e invernaderos. Los elementos de paletas que compactan el suelo debajo contribuyen a la mayor resistencia de la base. Para que la estructura sea duradera, es necesario realizar correctamente los trabajos preparatorios y el cálculo de las pilas de tornillos.
Estudio de las características del suelo
Para calcular la cantidad de pilas de tornillos, debe determinar el tipo de suelo en el que se planea el trabajo de construcción. Para averiguar su fuerza, puede perforarlo manualmente medio metro más profundo de lo que se ubicará la base. El cálculo de la base del pilote requiere el conocimiento de las características y coeficientes que afectan la resistencia del edificio. Necesitas averiguarlo:
- Tipo de suelo: franco, franco arenoso, suelo arenoso, etc.
- Coeficiente que muestra la relación entre las partículas del suelo y los vacíos.
- El tipo de consistencia y el coeficiente de resistencia correspondiente. Para suelos arcillosos, se utilizan 2 valores, uno de los cuales caracteriza el área a lo largo de la pila, el otro en el área de su fondo. El suelo puede ser duro, semiduro o plástico (se amasa con facilidad o con fuerza).
Para determinar el tipo de suelo, debe utilizar la información del apéndice del estándar estatal “Suelos. Clasificación". Este documento proporciona las características en las que basarse. También necesita tablas que den los valores de resistencia de suelos que tienen cierta composición y consistencia. El coeficiente depende de la dureza y composición del suelo. Al considerar el indicador de suelos arcillosos a lo largo de la pila, puede ver: cuanto mayor es la profundidad, mayor es el valor. La resistencia de los suelos de arena fina, que ya es pequeña, disminuye con la humedad.
No puede construir una casa en suelo polvoriento: debe reemplazarla con arena gruesa o elegir un lugar más adecuado.
Recolección de cargas de cimentación de pilotes
Al calcular una cimentación de pilotes y tornillos, se requiere encontrar la suma de las cargas que actúan sobre ella en unidades de masa (para edificios grandes, estas son toneladas). Se pueden dividir en constantes y temporales. La última categoría incluye:
- A largo plazo: equipo estacionario con su relleno, cercas temporales.
- A corto plazo: factores climáticos (nieve, etc.), equipos móviles, transporte, efectos de los seres vivos.
- Específico: la acción de incendios, explosiones, daños a la base (que afectan la estructura interna del suelo), factor sísmico. Su valor puede ser negativo.
El cálculo de la carga total sobre la base se realiza simplemente sumando los valores de las cargas para todas las categorías dadas. Para averiguar la cantidad de influencias constantes, debe determinar la proporción de materiales gastados en trabajos de construcción. La información requerida puede ser proporcionada por su proveedor. Conociendo el material, su espesor y tipo de construcción, puede utilizar el valor tabular del parámetro. El hormigón armado tiene el mayor peso específico por metro cuadrado. Esto se aplica a las estructuras de paredes y suelos. Se debe tener en cuenta el peso del techo.
Cuando el cálculo de las pilas y la base se realiza con sus propias manos, debe tener en cuenta que el indicador de carga se determina como un parámetro estándar multiplicado por el factor de confiabilidad. γf... El último valor depende del material de construcción y su densidad y generalmente está en el rango de 1.05-1.3.
Por ejemplo, el perímetro PAG paredes internas y externas de una casa de madera es de 50 m, altura h - 5 m, y el indicador específico de materias primas - 70 kg / m2. Entonces la carga se calculará mediante la fórmula P * h * gravedad específica = 50 m * 5 m * 70 kg / m² = 17500 kg = 17,5 toneladas. Se calculan indicadores similares para el techo y los pisos. En el primer caso, la gravedad específica del material se multiplica por el área. En el segundo, se agrega un factor más: el número de elementos superpuestos. Estos tres valores, para estructuras de armazón, techos y losas, se suman. El resultado, multiplicado por el factor de seguridad (para un edificio de madera, es 1,1), será el valor de carga constante.
Dado que en la etapa de diseño es imposible conocer con precisión la masa total de muebles, equipos y seres vivos que actúan en los pisos, para los cálculos utilizan el indicador de una carga distribuida uniformemente por metro cuadrado aceptado en las normas (Pt). En las viviendas su valor se considera igual a 150 kg / m². La fórmula de cálculo se ve así: S * Pt * ndónde norte - el número de plantas utilizadas.
Además, durante la construcción, se tiene en cuenta la carga de nieve sobre el edificio, que es característica de esta región. En la parte central de la ETR, el indicador calculado se considera igual a 180 kgf / m². En algunos lugares, este número es mucho mayor; en algunas regiones de Siberia, puede alcanzar los 400 kgf / m². Puede averiguar el valor deseado mirando el mapa de regiones nevadas. La fórmula de carga consta de tres factores: área del techo, valor de diseño y factor de pendiente. El último parámetro para los recubrimientos más típicos con una pendiente de 30-45 grados se considera igual a 0,7.
El factor de carga de viento a menudo se expresa como un número negativo (lo que significa una disminución en el peso total). Debido a esto, cuando se construyen estructuras masivas, a menudo se descuida. Para estructuras de velas pequeñas, por el contrario, es muy importante, ya que durante su construcción es necesario imaginar el efecto de tracción y otras acciones sobre los pilotes. Determine la presión del viento mediante la fórmula: Ancho = 0,7 * k (z) * c * gdónde k (z) - coeficiente de altura z (que se encuentra en la tabla para tipos de terreno), de - índice aerodinámico (depende de la pendiente del techo y de dónde sopla el viento con más frecuencia, hacia el frontón o hacia la pendiente), gramo - factor de seguridad igual a 1,4. Para calcular la carga total del techo, el número resultante W multiplique por el área del techo.
Las dimensiones de la reja y su refuerzo.
Antes de calcular el número de pilotes para la base del pilote, debe averiguar qué dimensiones tendrá la rejilla. Según SNiP 52-01, la profundidad de empotramiento del pilote debe corresponder a las dimensiones del anclaje de refuerzo. Así, en el cálculo de la rejilla, se selecciona la altura más pequeña de acuerdo con el nivel de empotramiento de la liberación de los elementos de refuerzo a instalar. Como indicador estándar en edificios de poca altura, se utiliza un valor de 30 a 40 cm, pero a menudo se pueden encontrar desviaciones en una dirección u otra.
El indicador de altura está influenciado por varios factores:
- la masa del edificio: determina el nivel de carga en el suelo;
- material de cimentación y disposición, método de instalación de pilotes;
- características del suelo, según la región y el clima.
Si tiene que trabajar en suelos exigentes o climas específicos, se tienen en cuenta todos los factores anteriores. En general, se acepta generalmente que la altura de la pieza de mosaico es igual a H + 25 cm, donde H - Profundidad de instalación del elemento de pilote en la reja. Al realizar cálculos, se tienen en cuenta las normas de SNiP.
El cálculo del refuerzo de la rejilla no es tan difícil como en el caso de las cimentaciones de tiras, debido a la previsibilidad de las tensiones resultantes. La ventaja en esta situación son las cualidades confiables de soporte de los pilotes, lo cual es especialmente importante para suelos inestables (a granel, pantanosos, etc.), que en tales casos reduce los costos varias veces. La configuración de la barra de refuerzo ayuda a compensar el estiramiento. Debe disponerse de varillas y varillas de acero. Los primeros tienen una sección periódica, los segundos son suaves.
No se recomienda el uso de armaduras mixtas para estructuras de hormigón debido a su alta tendencia a la tracción, lo que conlleva la apertura de fisuras.
Al igual que en las estructuras de tiras, las abrazaderas se utilizan para el refuerzo longitudinal para organizar la geometría espacial. Además de ellos, se instalan elementos de barra vertical para áreas de estiramiento y otras áreas exigentes. Si el refuerzo está marcado con la letra C, las juntas a tope se conectan mediante soldadura, en otros casos, se realiza flejado de alambre. Si no es posible invitar a especialistas para los cálculos, se pueden realizar en el programa Scad Office (herramienta Arbat). El marco formado se coloca en el encofrado en el revestimiento de hormigón del suelo y se montan varillas de refuerzo verticales.
Las recomendaciones para el correcto refuerzo de las juntas se pueden estudiar en SP 63. 13330.
Cálculo del número de pilas de tornillos.
El cálculo del número de pilotes para una base requiere el conocimiento de dos parámetros: la carga total sobre la base, obtenida de la suma de indicadores permanentes y temporales, y la capacidad de carga de un pilote. Al dividir el primer número por el segundo y redondear el resultado hacia arriba, puede obtener la cantidad deseada. Por ejemplo, si la cantidad de carga del edificio es de 60 toneladas y la capacidad de carga de un elemento es de 3.8 toneladas, se requerirán 60 / 3.8 = 15.8 → 16 pilotes. Sin embargo, a menudo sucede que en la práctica se necesitan varios más, especialmente en suelos "incómodos".
Es importante calcular correctamente las pilas para la base y organizarlas alrededor del perímetro. Se coloca un elemento en cada esquina interior y exterior, así como en todos los puntos de intersección y conexión de las partes envolventes. El resto de las pilas están espaciadas uniformemente en secciones rectas. La distancia entre soportes adyacentes no debe ser superior a 3 m.
Para calcular la capacidad portante de un solo elemento, la fórmula se puede representar de la siguiente manera: W = (S * R) / kdónde W - capacidad de carga, S - el área de la sección transversal de la hoja, R - la resistencia del suelo calculada en el área de la profundización (valor tabular), k Es el factor del margen operacional. El último parámetro depende de la precisión de la identificación de la estructura del suelo. Dado que su estudio profesional en laboratorios es un proceso costoso y rara vez se usa en la construcción de casas privadas, el coeficiente generalmente se considera grande, igual a 1.5-1.7 (mientras que cuando se conectan los servicios de especialistas, es 1.2-1.3) . Por lo tanto, los ahorros en este aspecto se pagan aumentando el número de pilas involucradas.
Errores comunes al diseñar una base de pilotes
Un error común es realizar un cálculo general para una vivienda y edificios relacionados (cobertizos, terrazas, etc.). Esto no se puede hacer, ya que estas habitaciones luminosas tienen un nivel de estrés completamente diferente. Para ellos, el proyecto se compila por separado. Lo mismo se aplica a los objetos internos masivos: calderas de hierro fundido, estufas. En este caso, también se prepara un proyecto separado y se lleva a cabo un fortalecimiento adicional del sitio.
Además, no puede desenroscar el elemento de pilote. A veces, usando esta manipulación, intentan ajustar la altura. La acción es perjudicial porque al mismo tiempo se afloja el suelo, disminuye la capacidad de carga y existe peligro de hundimiento del soporte.
Al doblar trabajos en la rejilla, no caliente el refuerzo.Para conectar los elementos entre sí, se utilizan mandriles, dobladores de tubos y equipos similares. Las esquinas están reforzadas de acuerdo con esquemas especialmente preparados. No descuidar la capa protectora y permitir que los componentes de refuerzo entren en contacto con el encofrado.
Las pilas deben ser estrictamente verticales. Si, en el proceso de profundización, se desvió incluso un poco, descansando contra una roca dura, no se puede torcer más. Esto conduce a una pérdida de propiedades de soporte. No es necesario cavar un agujero por adelantado en el sitio de instalación. Para que la pila conserve sus características funcionales, debe atornillarse al suelo. Es peligroso instalar el soporte con poca profundidad. También los descuidos comunes incluyen el descuido del tratamiento anticorrosión y el análisis geológico del suelo.
Antes del trabajo de instalación, debe calcular correctamente la carga total en la base. Los errores en el diseño y la instalación conducen a la necesidad de reparaciones que son más caras que la correcta instalación de los cimientos.
