Los pilotes están hechos de hormigón, hormigón armado, metal y son varillas huecas o sólidas, que se colocan de forma oblicua o vertical en el suelo. Los elementos se instalan debajo de la estructura y transfieren cargas de compresión, torsión y cortante al suelo desde la parte del suelo. La capacidad portante del pilote depende del material de fabricación y del tipo de suelo.
Dependencia de los materiales de apoyo y los tipos de suelo.
El pilote está en contacto con las capas de tierra, por lo que su capacidad para soportar cargas depende de la categoría del suelo. El número requerido de elementos de pilotes se calcula en función de las características del material y el suelo.
En la construcción de casas particulares, los tipos de cimientos se han generalizado:
- sobre pilotes hincados;
- sobre soportes de tornillos;
- con carcasas aburridas.
La capacidad de carga del suelo se tiene en cuenta al determinar el tipo de cimentación de pilotes. Caracteriza la presión que puede soportar el área condicional de la capa. Este valor es menor que la característica similar de la barra de pilote y depende del tipo de formación, su saturación con agua y densidad. Se realizan levantamientos geodésicos para determinar las propiedades de la capa terrestre en el campo de la construcción.
Los pilotes de hormigón armado se colocan debajo de edificios con cargas pesadas, empresas industriales. Funcionan bien en compresión y flexión, ya que tienen un marco de metal en el interior. Los elementos de acero resisten el cizallamiento, el impacto dinámico y la torsión, por lo que se utilizan debajo de edificios con cargas similares. Las varillas de madera se utilizan en suelos estables y absorben la presión de pequeños edificios privados.
Determinación de la capacidad portante de la cimentación.
La masa de la casa se compone del peso de los elementos:
- barreras verticales (paredes, tabiques);
- techos entre pisos y sótanos;
- vigas, truss y sistemas de techado;
- molduras exteriores con capas de aislamiento;
- equipos, comunicaciones, tecnología, personas;
- presión de nieve y viento;
- Fundación.
Todos los componentes se calculan cuidadosamente, luego se agregan, se aplica el factor de resistencia y se obtiene la carga total en la base. Si se asumen extensiones a lo largo del tiempo, la presión de ellas también se tiene en cuenta al encontrar la capacidad de carga.
Si el valor obtenido es menor al calculado, se acepta la opción y la construcción se realiza según el plan. De lo contrario, se utiliza el método de ensanchar la base del pilote o aumentar el número de elementos de varilla. La expansión de la parte de soporte es mejor para las pilas de tornillos, cuando es posible aumentar significativamente el diámetro de las cuchillas.
Para elementos de hormigón armado, use el método de perforación con un taladro expansor o haga pilas de camuflaje. El método de inyección de suelo maximiza las propiedades de carga cuando se introduce una solución de arena y cemento en el espacio entre las varillas de pilotes 1,5 - 2,0 metros por debajo del soporte del pilar.
Métodos de cálculo
Los proyectiles se someten a varias pruebas en el sitio de construcción.El número de estudios de control es elegido por el autor del proyecto, teniendo en cuenta las condiciones del campo, la estructura del edificio, la capacidad de diseño de los pilotes de acuerdo con las recomendaciones del GOST de construcción para el levantamiento de suelos. Las pruebas de revisión se realizan al comienzo de la inmersión para no desperdiciar concreto y metal y para utilizar completamente la resistencia del diseño.
Las encuestas de control se llevan a cabo por métodos:
- presión estática sobre la pila;
- acción dinámica;
- estudiar el suelo al sumergir la varilla de referencia;
- el estudio del suelo con una sonda estática.
El 1% de la cantidad de pilotes en el sitio se somete a pruebas estáticas, el resultado depende de la complejidad del suelo, el formato de las cargas y la cantidad de tipos de soportes verticales. El 2% del número de varillas está sujeto a carga dinámica, pero no menos de 6 a 9, según la clase de estructura.
Las características portantes del pilote y del suelo se pueden calcular utilizando las fórmulas de forma teórica, dinámica y de prueba.
Teórico
El resultado cualitativo del cálculo de la interacción de las pilas y el suelo se obtiene teniendo en cuenta la plasticidad de la capa de suelo, la compresibilidad de la varilla de cimentación. Se determinan las áreas locales de tensión última y la redistribución de cargas tangenciales. La distancia mínima entre los elementos de tornillo se toma en la cantidad de diámetro de doble hoja, y la máxima se selecciona de acuerdo con la capacidad de la rejilla y el soporte para resistir la presión.
El tramo entre los pilares se considera como una viga rígidamente fija desde dos extremos, la carga se determina para que no se produzcan deformaciones y la deflexión central no supera los estándares.
Teóricamente, el cálculo de la capacidad portante del pilote se expresa mediante la fórmula W = H / ddónde:
- H - diseño característico del cojinete de la barra;
- D - coeficiente de resistencia, teniendo en cuenta el margen de resistencia a la presión.
La cantidad H se determina multiplicando el área del soporte o por la resistencia calculada del suelo donde se coloca en el suelo. Para las capas de suelo comunes, dichos indicadores se dan en tablas de construcción, siempre que la profundidad sea superior a 1,5 metros. Cuando se sumerge, la tierra pierde su densidad, las características iniciales tardan mucho en recuperarse. Se supone que la distancia máxima entre los soportes es de tres metros. Si el cálculo da como resultado espacios grandes, agregue varias barras para reducir el espacio.
Dinámica
La tecnología del método dinámico consiste en el hecho de que cuando se profundiza la columna, aumenta la resistencia de la capa de suelo. Se tiene en cuenta la relación entre la fuerza de impacto durante la inmersión y la característica de apoyo del elemento. La conducción revela los puntos débiles del campo de pilotes y las cáscaras para calcular el diámetro y la longitud del pilar de soporte.
Los levantamientos dinámicos no requieren equipos costosos y altos costos, son adecuados para probar diferentes tamaños estándar. La desventaja es el hecho de que la carga cambiante a veces sobreestima el indicador de fuerza y aparece una inexactitud en el cálculo. Las pruebas dinámicas son realizadas por técnicos experimentados; los sustratos inestables o sueltos no son adecuados para este método.
El tipo de pilas se selecciona de acuerdo con las propiedades de la capa, que se encuentra debajo de la punta de la varilla. Los pilotes en rack se montan si se utilizan suelos rocosos de baja compresión. En otras versiones, se colocan pilas de fricción (pellizcadas en el suelo). La longitud se elige teniendo en cuenta el hecho de que la varilla está incrustada en el cuerpo de la rejilla de 5 a 10 cm con una carga vertical.
Juicio
El proceso de profundización de prueba se acompaña de documentos técnicos, donde se fijan el tamaño, tipo y carga de diseño en el pilote. Para llevarlo a cabo, se requiere un plano detallado de la cimentación con los pozos de sondeo dados, que fueron investigados por geólogos.Se indica el paso de cables eléctricos y de comunicaciones.
La prueba de conducción se lleva a cabo en el caso de:
- la presencia de suelos débiles, parcelas de relleno artificiales;
- el número de pilas es más de 2 mil;
- construcción de rascacielos de cinco pisos;
- si existen dudas sobre la corrección de la parte teórica del cálculo.
La inmersión va acompañada de documentos técnicos que indican las cargas de diseño, el tipo de conchas. Los resultados de la prueba se registran en un registro, que describe el daño recibido, la categoría del martillo y el número de golpes antes de la inmersión final.
Cálculo de la capacidad portante de pilotes en condiciones específicas.
Las propiedades de soporte de las varillas de hormigón armado impulsadas se calculan como la suma de la resistencia del suelo bajo la obstrucción lateral y la planta F = y (Fd + Fr)dónde:
- Fd = u Σ y Fl Hl;
- tu - el perímetro exterior del puesto;
- y - coeficiente de funcionamiento;
- Florida - resistencia lateral de la tierra;
- Hl - el espesor de las capas de suelo en el área de contacto;
- Fr = y R S;
- R - resistencia del suelo debajo de la punta según la norma;
- S - zona de apoyo en la parte inferior.
El cálculo también se realiza para carcasas perforadas. Para tales pilotes, la capacidad de carga se calcula mediante la fórmula F = R S + u ∫ y Fl Hldónde:
- R - resistencia del suelo debajo de la punta según la norma;
- S - zona de apoyo en la parte inferior;
- tu - el perímetro exterior del puesto;
- y - coeficiente de funcionamiento;
- Florida - resistencia lateral de la tierra;
- Hl - el espesor de las capas de suelo en la zona de contacto.
La fórmula para calcular el indicador para una pila de tornillos difiere de las expresiones anteriores, ya que se requieren otras características: F = yc ((a1 c1 + a2 y1 h1) D + u G (h - d))dónde:
- yc - coeficiente de funcionamiento;
- a1 y a2 - coeficientes tabulares;
- c1 - coeficiente de linealidad del suelo para arena o cohesión específica para arcilla;
- y1 - la gravedad específica de la tierra por encima de la pala;
- h1 - la cantidad de profundización;
- D es el diámetro de las palas menos el diámetro del propio pilote;
- u - perímetro de la base del pilote;
- GRAMO - resistencia lateral del suelo;
- h - la longitud de la pila;
- D Es el diámetro del tornillo de soporte.
La capacidad de carga después de la investigación y el palpado dinámicos y estáticos se verifica calculando las cargas y acciones de la resistencia del material. Si uno de los tipos de prueba no confirma los indicadores calculados, no se permite instalar tales pilas.
