En la etapa de diseño del edificio, se tienen en cuenta las influencias externas. Uno de los fenómenos peligrosos es el levantamiento del suelo por las heladas. El suelo que se expande de manera desigual ejerce presión sobre la base de la casa. La deformación de los cimientos provoca daños en las paredes y el techo.
- ¿Qué es el levantamiento helado del suelo?
- ¿Qué tipo de suelo se agita?
- ¿Por qué el levantamiento del suelo es peligroso para la base?
- Formas de proteger la base de las heladas del suelo.
- Drenaje y drenaje
- Reemplazo de suelo
- Instalación de zona ciega aislada
- Métodos constructivos y estructurales
- Construcción de una cimentación de pilotes
- Profundidad de colocación correcta
- Procesamiento de construcción
¿Qué es el levantamiento helado del suelo?
El aumento desigual y el aumento en el volumen de los suelos debido a la congelación de la humedad en ellos se llama levantamiento de escarcha. El proceso es típico para suelos húmedos que contienen partículas finas. Con el inicio de la ola de frío estacional, cuando la temperatura desciende por debajo de 0 ° C, el agua se convierte en hielo. En este caso, su masa no cambia, pero su densidad disminuye. El volumen aumenta de acuerdo con la ley de la física. Los expertos estiman la posible expansión del suelo, más un 9% del valor original.
La presión del agua congelada hace que la formación sea expulsada verticalmente. Parte del suelo sobresale y se eleva por encima del nivel del suelo. Durante el deshielo y el deshielo en primavera, se producen procesos inversos: el agua se convierte en un estado líquido, se produce un hundimiento. Dichos movimientos del suelo son los más peligrosos para los edificios, causan la deformación de los cimientos.
Los principales factores que contribuyen al movimiento del suelo son:
- Humedad alta: saturación del suelo con agua debido a una presencia cercana de agua subterránea o una gran cantidad de precipitación.
- Temperatura y duración del período frío: cuanto más fuerte y prolongada es la helada, mayor es el volumen de la tierra encadenado en la masa móvil total.
- Tipo y estructura del suelo: dispersión o forma y tamaño de las partículas minerales, las fracciones finas se unen al agua, son más propensas a hincharse.
El proceso de hinchazón se caracteriza por irregularidades. Esto se debe a la heterogeneidad del suelo, las diferentes cantidades de humedad, la presencia de revestimientos aislantes del calor (plantas, ventisqueros) y la actividad solar.
¿Qué tipo de suelo se agita?
El mecanismo de levantamiento está relacionado con la cantidad de agua contenida en el suelo. Este indicador está influenciado por la entrada de líquido de las capas subterráneas y la composición granulométrica del suelo. En la estructura del suelo o roca se distinguen partículas de diferentes diámetros o fracciones. Una gran cantidad de partículas de polvo provoca un aumento en el grado de levantamiento del suelo. Dichos suelos se denominan peligrosos para las heladas o agitados. Según el grado de arcadas, se dividen en varias categorías:
- potencialmente agitado;
- ligeramente hinchado
- medio poroso;
- fuertemente abultado;
- excesivamente agitado.
Los siguientes tipos de suelo son propensos a agitarse en la estación fría:
- arcilla de densidad media y plástica;
- marga;
- franco arenoso con un contenido de partículas de roca del 30%;
- arenisca limosa con un alto nivel de agua subterránea.
Los suelos no rocosos incluyen:
- formaciones rocosas;
- arenas de grava;
- arcilla dura.
Si el sitio contiene rocas gruesas y rocosas, arena de una fracción gruesa y media, puede organizar cualquier base. Tales capas hacen pasar el agua bien hacia las profundidades y la humedad restante tiene espacio para expandirse cuando se congela.
¿Por qué el levantamiento del suelo es peligroso para la base?
Al diseñar edificios, es necesario tener en cuenta la magnitud y la intensidad del levantamiento. Estos factores son importantes para las regiones donde la capa de congelación alcanza una profundidad considerable. Para calcular la base de la casa y elegir el tipo apropiado de cimentación, es necesario realizar un estudio geológico de ingeniería del sitio. Para el estudio, se cava un hoyo y se toma tierra. Se evalúa la composición del suelo, sus propiedades y capacidad de carga.
El suelo congelado está firmemente adherido a la base de la casa. Su efecto en el lado de la base se llama fuerza de levantamiento tangencial. Un aumento en el tamaño de la superficie de contacto y el crecimiento de una capa congelada pueden provocar el movimiento de la base junto con el suelo. La presión lateral da como resultado un cizallamiento horizontal.
La fuerza vertical hace que la estructura se eleve. Después de descongelar, el movimiento se reanuda en la dirección opuesta. Si la cimentación se construye sin tener en cuenta estos factores, durante varias temporadas las paredes están cubiertas de grietas, los pisos se deforman, el techo se deforma. La casa está en mal estado.
Están en riesgo los edificios de madera clara y paneles de marco. Su carga es inferior a las fuerzas de levantamiento naturales aplicadas. El efecto destructivo se nota claramente al construir cimentaciones de tiras monolíticas y cimentaciones de columnas sin refuerzo. La cinta puede agrietarse, romperse y los pilares pueden doblarse. En suelos agitados, los expertos aconsejan asegurarse de colocar un marco de refuerzo que refuerce la base.
Formas de proteger la base de las heladas del suelo.
Drenaje y drenaje
La disminución de la humedad se produce con la ayuda de medidas de ingeniería y recuperación. En la etapa de construcción de los cimientos, se está trabajando en la disposición de alcantarillas pluviales, drenaje y bandejas de drenaje. La precipitación atmosférica, el agua de deshielo y el agua subterránea se eliminan del sitio a través de un sistema de zanjas o tuberías de drenaje. Se cavan zanjas con pendiente, se colocan en ellas tuberías perforadas envueltas en geotextiles. La piedra triturada sirve como relleno.
Un área ciega impermeable con una pendiente de 3-5 ° está dispuesta a lo largo del perímetro del edificio. La humedad se descarga en el sistema de alcantarillado centralizado, el cuerpo de agua más cercano o fuera del sitio. Para evitar la reposición de los acuíferos cerca de la casa, es imposible excavar depósitos, las fuentes de humedad deben ser de al menos 20 m.
Reemplazo de suelo
La creación de un cojín de materiales no porosos y el relleno de fosas ayuda a minimizar el impacto negativo. Después de la excavación de la tierra, al cavar zanjas y pozos, se vierte una capa de arena limpia o una mezcla con escombros sobre el fondo plano. Se extrae arena de fracción media y gruesa, sin impurezas arcillosas. El tamaño de la almohada es de 20-30 cm. La capa se compacta cuidadosamente para darle fuerza.
El relleno asegura una distribución uniforme de la carga en la base. Al construir una base de pilotes, se perfora un pozo más grande, el espacio libre se llena con arena. A lo largo de los años de funcionamiento, la arena o la piedra triturada se acumula con partículas de arcilla. Se colocan geotextiles para evitar la contaminación.
Instalación de zona ciega aislada
Tecnología de zona ciega blanda:
- se cava una zanja con una pendiente desde la casa;
- se vierte una capa de arena de 15 cm;
- se cubre el geotextil, se coloca un borde en la base, el segundo en la zanja de drenaje;
- se vierte una capa de piedra triturada, arcilla expandida o grava;
- Los adoquines dan un aspecto decorativo, se instala un bordillo para sostener la estructura.
Zona ciega rígida:
- se vierte piedra triturada en el fondo de la zanja, luego una capa de arena para nivelar la base;
- la arena está cubierta con una lámina impermeabilizante;
- se instala el encofrado;
- se coloca aislamiento (penoplex o poliestireno);
- se montan los contornos de refuerzo;
- se vierte hormigón;
- Se realiza el acabado con baldosas o piedra.
El aislamiento de placas es la mejor opción al instalar un área ciega. El material es impermeable, duradero y tiene altas características de aislamiento térmico. El espesor de las losas es de 80-100 mm.
Puede aislar temporalmente el suelo con la ayuda de materiales a mano: paja, aserrín, hojas, turba seca, escoria o grava. El espesor de la capa depende de las condiciones climáticas. El aislamiento térmico se realiza antes del inicio del clima frío. Otra simple medida temporal es la salazón del suelo. Esto requerirá sal de mesa o cloruro de potasio. Consumo de producto 30 kg por metro cúbico. m, profundidad de salazón 50-100 cm.
Métodos constructivos y estructurales
La hinchazón se puede tratar adaptando la estructura de la base a condiciones difíciles. Tales medidas están justificadas cuando es imposible o muy costoso hacer frente al efecto de levantamiento de otras formas.
Construcción de una cimentación de pilotes
Una base de pilotes es una opción común para suelos peligrosos para las heladas. Los elementos de soporte para él son metal, hormigón y hormigón armado. Por el método de instalación, se dividen en:
- tornillo;
- martillado
- relleno.
Las pilas se instalan a una profundidad por debajo del punto de congelación, lo que elimina el efecto de hinchamiento vertical. Los más extendidos son los elementos de tornillo, que se diferencian por su coste asequible y su velocidad de instalación.
Profundidad de colocación correcta
Procesamiento de construcción
La superficie lateral de la base columnar y las paredes del sótano está cubierta con un compuesto especial que reduce la congelación del suelo. Puede ser masilla bituminosa, sustancias que forman una película de polímero, material para techos. Una superficie lisa sin rugosidad es menos propensa a adherirse al suelo. El procedimiento le permite reducir el efecto tangencial de las fuerzas de levantamiento.
La hinchazón por heladas afecta negativamente las partes estructurales de los edificios, provocando deformaciones y daños. Para reducir los costos de reparación, es necesario tomar medidas con anticipación para proteger la base del suelo agitado.
