En este artículo veremos cómo calcular la profundidad de los cimientos de una casa privada, de acuerdo con las instrucciones de la empresa conjunta "Cimientos de edificios y estructuras".
La profundidad de los cimientos depende de muchos factores, como la topografía de la superficie, las condiciones geológicas y de ingeniería del sitio de construcción, las características de diseño de la casa, la profundidad de congelación del suelo, la profundidad del agua subterránea, etc.
La importancia de los estudios geotécnicos es innegable, pero para muchos promotores privados este procedimiento resulta caro. Nuestros artículos estarán dirigidos a personas que, por alguna razón, no pueden permitirse el lujo de contratar geólogos y diseñadores, pero que quieren utilizar ejemplos ya preparados para comprender los cálculos de los cimientos, así como otros elementos de su futuro hogar.
Entonces empecemos.
Determine la profundidad de los cimientos en Moscú. Consideremos varias opciones: una casa sin calefacción; una casa con calefacción sin sótano con una temperatura ambiente de 20 o C y una casa con calefacción y sótano sin calefacción.
1. En primer lugar, debemos determinar la profundidad estándar de congelación estacional del suelo (d fn), en metros, que está determinada por la fórmula:
donde d 0 es el valor, en metros, de:
Arcillas y margas - 0,23
Arenas finas y limosas, franco arenosas - 0,28
Arenas gravadas, grandes y medianas - 0,3
Suelos gruesos - 0,34
Para una composición de suelo heterogénea, d 0 se define como el promedio ponderado dentro de la profundidad de congelación.
M t - coeficiente igual a la suma de los valores absolutos de las temperaturas negativas mensuales promedio para el invierno en un área determinada, tomados de acuerdo con la Tabla 5.1 JV "Climatología de la construcción"
Para Moscú:
Determinar el monte:
M t =7,8+7,1+1,3+1,1+5,6=22,9
Entonces, la profundidad de congelación estándar para Moscú, donde predominan las arcillas y margas, será:
dfn =0,23 √22,9= 1,1m
Si no sabe qué tipo de suelo hay en su sitio, tome un taladro manual normal, que se vende en ferreterías, y taladre 1 agujero en el centro, o mejor aún, 4 en las esquinas del futuro edificio. Básicamente, en el territorio de la Federación de Rusia se encuentran margas y arcillas agitadas. En SNiP 1962 no había ningún valor d 0, sino un valor de 23 cm, es decir 0,23 metros, por lo que no será un error garrafal si lo tomas exactamente.
2. Una vez determinada la profundidad de congelación estándar, es necesario calcular la profundidad de congelación estimada (d f).
La fórmula utilizada para esto es:
k h para cimientos externos e internos de edificios sin calefacción es igual a 1,1, excepto en áreas con temperaturas medias anuales negativas. En nuestro caso, la temperatura anual es de +5,4 o. Si tiene una temperatura anual negativa, entonces la profundidad de congelación estimada para edificios sin calefacción debe determinarse de acuerdo con SNiP "Cimientos y cimientos en suelos de permafrost".
k h para edificios con calefacción se determina a partir de la tabla:
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Características de la estructura. |
Coeficiente k h a la temperatura media diaria estimada del aire en la habitación adyacente a los cimientos externos, o C |
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20 o más |
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Sin sótano, con plantas dispuestas: |
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en el piso |
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sobre vigas en el suelo |
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en un sótano aislado |
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Con sótano o sótano técnico. |
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Nota: En edificios con calefacción y sótano frío con una temperatura media invernal negativa k h =1
Calculamos la profundidad de congelación estimada:
Un edificio sin calefacción en invierno d f = 1,1 * 1,1 = 1,21 m. Redondea y toma d f =1.25m
Edificio climatizado sin sótano, con suelos sobre suelo de sótano aislado: d f = 0,7 * 1,1 = 0,77 m. Aceptamos d f = 0,8 m
Un edificio con calefacción y sótano frío con temperatura negativa d f = 1 * 1,1 = 1,1 m. Aceptamos 1,1 m.
3. Determinamos la profundidad de la cimentación de acuerdo con las condiciones para prevenir las heladas de acuerdo con la siguiente tabla, dependiendo de la ubicación del nivel freático (GWL).
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Suelos debajo de la base de la fundación. |
Profundidad de los cimientos dependiendo de la profundidad del agua subterránea d w , m, en |
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Arenas rocosas, de grano grueso con relleno de arena, de grava, de tamaño grande y mediano. |
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A pesar de que la profundidad de la base de la tira no es el único indicador de confiabilidad y durabilidad, juega un papel muy importante en la integridad de toda la casa durante su funcionamiento. Una franja de hormigón armado de cualquier tamaño y marca de hormigón puede reventar con el tiempo si se coloca incorrectamente en el suelo, sin tener en cuenta sus características.
Para no confundirnos con todo tipo de cimientos y suelos, intentemos resolverlo todo en orden. Primero, analizaremos los tipos de tiras monolíticas y luego, específicamente para cada tipo de base de tira, determinaremos la profundidad de instalación.
Factores que influyen en la profundidad de las cimentaciones en tiras.
Probablemente valga la pena comenzar con el hecho de que las bases de tiras se dividen en tres tipos principales:
- No enterrado
- Poco profundo
- Empotrado
Cada uno de estos tipos se coloca a una determinada profundidad, que depende de varios factores principales:
- Profundidad de congelación del suelo
- Tipo de suelo
- Nivel del agua subterránea
Cabe resaltar que profundidad de la base de la tira- esta es la distancia desde la superficie del suelo hasta la base de los cimientos, y no la profundidad a la que se cava la zanja. Además de los cimientos, la zanja puede contener un colchón.
Ahora descubramos cómo estos factores afectan cada tipo de base de tira por separado.
Cimentación de tiras no enterradas
Una base de tira no enterrada se usa muy raramente en la construcción de casas privadas, porque es un soporte muy débil para la estructura futura. Como regla general, todo está ubicado en la parte superior del suelo, y en el interior solo hay un cojín de arena o arena y grava.
No escribiré mucho sobre la base de tira no enterrada, especialmente porque antes ya se le dedicó un artículo completo. Y, en general, dicha base no tiene el concepto mismo de profundidad.
Cálculo de la profundidad de colocación de cimientos de tiras poco profundas.
Esta es la base más caprichosa en términos de profundidad. En primer lugar, no es tan confiable como uno enterrado y, en segundo lugar, para que una base de tira de este tipo resista la carga de la estructura y también limite todas las fuerzas de levantamiento transmitidas desde el suelo, su cálculo debe abordarse con especial responsabilidad. .
Ya describí en detalle cómo completarlo en uno de los artículos anteriores. Por tanto, no entraremos en detalles.
Una base de tira de este tipo se coloca a una profundidad significativamente mayor que la profundidad de congelación del suelo, por lo que se la llama poco profunda. A diferencia de uno enterrado, puede verse afectado significativamente por las fuerzas de levantamiento del suelo.
Además, una diferencia importante entre las fundaciones poco profundas es que debe hacerse monolítica no solo debajo del nivel del suelo, sino también inmediatamente, después de colocar el encofrado, verter la parte aérea de la base: la base. Esto fortalecerá en gran medida toda la base de la tira.
La profundidad de una base poco profunda depende directamente de los tres factores descritos anteriormente. Para no confundirnos, veamos la tabla.
Tabla No. 1: Profundidad de colocación de una base de tira poco profunda (mínima), según el tipo y la profundidad de congelación del suelo.
| Profundidad de congelación del suelo, m | Profundidad de colocación
fundación, metro |
|
| El suelo está ligeramente agitado. | El suelo no se agita
rocas duras |
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| más de 2,5 | - | 1,5 |
| 1,5 - 2,5 | 3.0 o más | 1,0 |
| 1,0 - 1,5 | 2,0 - 3,0 | 0,8 |
| menos de 1,0 | menos de 2.0 | 0,5 |
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Nota:Para saber cuál es la profundidad de congelación del suelo en su región, consulte a continuación la tabla No. 2, que proporciona valores para algunas ciudades, teniendo en cuenta el tipo de suelo. Haga clic en la tabla para ampliar. |
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Cuadro No. 2: Profundidad de congelación del suelo en algunas regiones
Nota: Además del hecho de que la profundidad de colocación de una base de cinta está influenciada por la profundidad de congelación y el tipo de suelo, no se debe ignorar otro factor muy importante: el nivel del agua subterránea, que discutiremos más adelante.
Dependencia de la profundidad de la base de la tira del nivel freático (GWL)
Hay dos opciones para la ubicación del agua subterránea: cuando se encuentra debajo de la profundidad de congelación del suelo y cuando se encuentra arriba.
El nivel del agua subterránea está por debajo de la profundidad de congelación del suelo.
Esto puede considerarse un buen indicador y, en este caso, el agua subterránea en la mayoría de los tipos de suelo no tiene un efecto particular en la profundidad de instalación de una tira monolítica de hormigón armado.
La única limitación, en este caso, es que en suelos como margas, arcillas y similares, la cinta debe colocarse al menos a la mitad de la profundidad de congelación de dicho suelo. En otros suelos "buenos", este factor no afecta la colocación de los cimientos.
En otras palabras, si la profundidad de congelación en su región es, digamos, de 1,5 metros, entonces se debe construir una base de tira poco profunda a una profundidad de al menos 0,75 metros.
El nivel del agua subterránea está por encima de la profundidad de congelación del suelo.
Si el agua subterránea se encuentra alta, entonces la profundidad de excavación de la zanja para base de tira no depende de su nivel sólo en suelos rocosos, arena de grano grueso, grava y similares.
En cualquier otro tipo de suelo con un nivel freático alto, la cinta monolítica deberá enterrarse por debajo de la profundidad de congelación entre 10 y 20 cm (Tabla No. 2). En este caso, se convertirá en una base enterrada.
Base de tira empotrada
Una base de tira empotrada se considera la más confiable de todas las tiras. Se coloca a 10-20 cm por debajo de la profundidad de congelación del suelo, otra condición para su construcción es que el suelo debajo de su base debe ser más o menos duro.
En suelos pantanosos, turberas y similares, la base de cinta se coloca a una profundidad que se encuentra por debajo de estas capas. En algunos casos, basta con cavar una zanja en un suelo duro y luego construir un lecho de arena o arena y grava hasta un nivel justo por debajo de la profundidad de congelación del suelo de su región.
Cuando el suelo en un sitio de construcción es muy malo para colocar una base de cinta, o su instalación requiere costos enormes, puede intentar calcular otro tipo de base, por ejemplo, una losa. Quizás sea más barato y más fiable.
Cómo reducir la profundidad de una base de tira.
Después de realizar todos los cálculos sobre la profundidad de la base de la tira, a menudo sucede que, teniendo en cuenta el suelo y la región, es necesario colocarla muy profundamente. Esto plantea la cuestión de cómo reducir costos y reducir la profundidad.
Existen varias formas de reducir la profundidad de las cimentaciones de listones, todas ellas se basan en reducir la importancia de los principales factores que afectan la cimentación.
Reducir la profundidad de congelación del suelo.
Por supuesto, no podremos cambiar el clima en la región, pero sí podremos cambiar la profundidad de congelación, específicamente debajo de la base de los cimientos, aislando los cimientos y el suelo adyacente de la afuera.
De esta forma podemos reducir la profundidad de la cimentación, además de reducir costes.
Drenaje de aguas subterráneas desde cimientos de franja.
Otra forma eficaz de reducir la profundidad de una base de tira es drenar el agua.
Esto se hace instalando un buen sistema de drenaje, que eliminará una parte importante del agua de los cimientos y evitará que tenga un efecto perjudicial sobre los mismos.
Cojín de arena o arena y grava debajo de la base.
En el caso de que las capas de suelo agitadas se encuentren lo suficientemente profundas en el área, base de tira También habrá que profundizar más. Se puede reducir reemplazando el suelo agitado con un cojín de arena o arena y grava.
En otras palabras, es necesario cavar una zanja profunda hasta las rocas del suelo duro y luego colocar allí un enorme cojín de arena y grava, que distribuirá la carga de los cimientos y la casa al suelo de manera uniforme y no permitirá fuerzas de elevación. tener un efecto perjudicial sobre la base.
Es aconsejable hacer una almohada no solo debajo de la base de la base, sino también al lado de ella, como se muestra en el diagrama. 
Vale la pena señalar que el método más confiable para reducir la profundidad de una base de tira es un método combinado, es decir. y la instalación de una almohada y aislamiento, así como un dispositivo de drenaje, si es necesario.
La cuestión de la profundidad de colocación es relevante para cualquier tipo de cimientos de una casa. La elección correcta de este valor garantizará la resistencia y confiabilidad de la estructura (sujeto a la tecnología de construcción). La profundidad de la base debe establecerse en estricta conformidad con la documentación reglamentaria.
Según la cláusula 12.2 de SP 50-101-2004, la profundidad de los cimientos requeridos de cualquier casa depende de:
- el propósito del objeto, sus soluciones de diseño y cargas de los elementos superpuestos;
- profundidad de colocación en el suelo de las líneas de servicios públicos de la casa;
- terreno del sitio y marcas de planificación;
- características del suelo de cimentación;
- Características climáticas del área de construcción.
En pocas palabras, para la construcción privada, la profundidad mínima requerida para colocar la base de los cimientos en el suelo está determinada por los siguientes factores:
- tipo de cimentación;
- tipo de suelo;
- presencia o ausencia de sótano;
- nivel freático (GWL) en el suelo;
- Profundidad de congelación del suelo en invierno.
La marca de la suela en presencia de sótanos o sótanos se considera 30-50 cm por debajo de la marca del piso. Los cimientos deben enterrarse de modo que queden al menos 50 cm hasta el nivel del agua subterránea.
La profundidad de congelación del suelo se tiene en cuenta para cimientos de columnas y tiras. Las losas generalmente se colocan por encima de la marca de congelación y los pilotes descansan mucho más abajo (la longitud se calcula en función de la capacidad de carga).
Profundidad de colocación según la congelación.
La congelación del suelo es peligrosa porque si hay agua en él, se expande y se convierte en hielo. Se producen desplazamientos que pueden provocar daños en los cimientos. Si coloca la cinta o los postes sin medidas especiales sobre un suelo inestable y agitado que se deforma en invierno, las consecuencias serán desastrosas.
Antes de cavar un hoyo o una zanja, determine la profundidad estándar a la que se congela el suelo. Para la construcción de viviendas privadas, puede guiarse por el valor promedio, pero si necesita determinar el valor estándar exacto, los cálculos se realizan de acuerdo con la fórmula 5.3 SP "Cimentos de edificios y estructuras".
Si no desea calcular en detalle cuál debe ser la profundidad mínima de colocación necesaria para la base, tome los valores de congelación ya calculados de la tabla que se presenta a continuación, según la región de construcción y el tipo de suelo. Anteriormente, la profundidad de congelación también se podía determinar a partir de los mapas SNiP "Climatología y geofísica de la construcción", pero después de editar estos mapas se eliminaron de la edición actualizada (SP). SNiP se puede utilizar como referencia. La tabla se presenta para algunas ciudades rusas.
| Ciudad | Construcción en | |||
| suelo grueso | suelo arenoso (fracción media o gruesa) | suelo arenoso (limoso o fino), franco arenoso | Bases arcillosas y francas | |
| Arkhangelsk | 231cm | 204cm | 190cm | 156cm |
| Bélgorod | 159cm | 140cm | 131cm | 108cm |
| Vladivostok | 199cm | 175cm | 164cm | 134cm |
| Volgogrado | 145cm | 128cm | 119cm | 98cm |
| Vorkutá | 346cm | 305 centímetros | 285cm | 234cm |
| Ekaterimburgo | 231cm | 204cm | 191cm | 157cm |
| Ivánovo | 213 centímetros | 188cm | 175cm | 144cm |
| Irkutsk | 274cm | 241cm | 225cm | 185cm |
| Kaliningrado | 71cm | 62cm | 58cm | 48cm |
| Kémerovo | 274cm | 241cm | 225cm | 185cm |
| Krasnodar | 15cm | 13cm | 13cm | 10 centímetros |
| Lípetsk | 195cm | 172cm | 160cm | 132cm |
| Magadán | 295cm | 261 centímetros | 243cm | 200cm |
| Moscú | 163cm | 144cm | 134cm | 110cm |
| Oremburgo | 225cm | 198cm | 185cm | 152cm |
| Petrozavodsk | 196cm | 173cm | 161cm | 132cm |
| Rostov del Don | 97cm | 86cm | 80cm | 66cm |
| Sámara | 228cm | 201 centímetros | 188cm | 154cm |
| San Petersburgo | 145cm | 128cm | 120cm | 98cm |
| Ulán-Udé | 306 centímetros | 270cm | 252cm | 207 centímetros |
| Jabárovsk | 281cm | 248cm | 231cm | 190cm |
Los valores de las ciudades no incluidas en la tabla se pueden encontrar en mapas de SNiP mediante interpolación o tomando el valor del punto más cercano. El tipo de suelo se determina perforando o cavando hoyos. Primero debe familiarizarse con GOST “Suelos. Clasificación".
Profundidad estándar de congelación del suelo en la parte europea de Rusia. Anteriormente, estos mapas estaban en la documentación reglamentaria, pero ahora solo se pueden utilizar como referencia.
La profundidad de congelación estimada del suelo se calcula multiplicando la profundidad estándar por el factor de corrección indicado en la Tabla 5.2 SP “Cimentos de edificios y estructuras”.
| Solución constructiva para la casa. | Coeficiente en función de la temperatura del aire calculada en volúmenes (°C) adyacentes a la base* | ||||
| 0 | 5 | 10 | 15 | >20 | |
| Sin sótano con pisos construidos sobre el terreno | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| Sin sótano con suelos construidos sobre suelo sobre vigas | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 |
| Sin sótano con suelos construidos sobre suelo de sótano aislado | 1,0 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
| con un sótano | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
*Para sótanos sin calefacción el valor es +5 °C, para locales residenciales según GOST “Edificios residenciales y públicos” - +20 °C.
Se considera que la profundidad de los cimientos de la casa no es superior a la profundidad de congelación (en ausencia de medidas adicionales).
Dependencia de la ubicación del agua subterránea.
Antes de excavar, también es necesario determinar la profundidad del agua subterránea en el suelo, ya que esto afecta significativamente la profundidad requerida para la colocación y su dependencia de la congelación. Cuál debe ser la profundidad mínima se determina de acuerdo con la Tabla 5.3 SP “Cimentaciones y Cimentaciones”.
| Suelos sobre los que se apoya la suela. | Profundidad de la suela | |
| si el agua subterránea se encuentra a una distancia inferior a 2 m de la base de los cimientos | si el agua subterránea se encuentra a 2 o más metros por debajo de la base del soporte del edificio | |
| Rocas gruesas y rocosas, suelo arenoso (grava, fracción gruesa y media) | No depende de la congelación. | No depende de la congelación. |
| Suelo arenoso (fino y polvoriento) | Depende, se supone que no es menor que la profundidad de congelación | |
| franco arenoso | ||
| Bases arcillosas y francas, rocas clásticas gruesas con relleno limoso | Depende, se supone al menos la mitad de la profundidad de congelación | |
¡Consejo! No se recomienda construir una casa sobre una base arenosa o polvorienta poco profunda. Para evitar problemas, el suelo con malas características operativas se reemplaza por otro más duradero.
El GWL debe medirse en la primavera, cuando el suelo está más saturado de humedad. Para estudiar es mejor elegir varios puntos, uno de ellos en la parte más baja del sitio. La distancia desde la suela hasta el nivel del agua subterránea debe ser de al menos 50 cm.
Dependencia del tipo de fundación.
La profundidad de los cimientos también se determina según la solución de diseño elegida para los cimientos de la casa. Las recomendaciones se pueden resumir en una tabla.
Además, las fundaciones pueden ser:
- empotrado
Esto se aplica principalmente a bases de columnas y tiras. Pero esto también es aplicable a las losas (más a menudo las losas se hacen a poca profundidad o no se entierran).
Cimentaciones poco profundas
Este tipo de base es adecuada para su uso en los siguientes casos:
- construcción de un faro sin sótano ni zócalo;
- nivel alto de agua subterránea (pero a más de 1 metro de la superficie del suelo);
- características de resistencia bastante buenas del suelo de cimentación.
Esquema de una base de tira poco profunda aislada.
Al construir una base de este tipo, no es necesario cavar profundamente en el suelo, lo que reduce los costos de mano de obra y tiempo. El mínimo para suelos condicionalmente no agitados (arenosos, clásticos gruesos) puede ser el siguiente:
- con una profundidad de congelación de hasta 3 m - 0,5 m;
- hasta 3 m - 0,75 m;
- más de 3 m - 1,0 m.
Para evitar daños a la estructura debido a las heladas y al agua, se deben tomar las siguientes medidas:
- Impermeabilización. Como cualquier otra base, una base poco profunda requiere una protección confiable contra la humedad. La zona ciega protege la estructura de la lluvia y el agua derretida. Se aplica masilla bituminosa en la parte vertical de la base a lo largo de toda la altura o se pegan materiales impermeabilizantes en rollo (linocrom, impermeabilizante).
- Aislamiento altura de los cimientos e instalación de una zona ciega cálida. Como material aislante térmico se puede utilizar espuma de poliestireno extruido (penoplex). El espesor del aislamiento se selecciona mediante cálculos de ingeniería térmica. Para la mayoría de las regiones del país, se requerirán 100 mm de penoplex. La lana mineral no se puede utilizar como aislamiento térmico. El aislamiento se coloca en el exterior en toda la altura y debajo de la zona ciega de hormigón o asfalto.
- cojín de arena. Previene las heladas. Se coloca con arena media o gruesa con compactación capa por capa. El grosor del cojín depende de las características reales de resistencia del suelo, en promedio es de 30 a 50 cm.
- Drenaje de aguas subterráneas y de lluvia. desde el diseño. Las alcantarillas pluviales también asumen esta función. Incluso con un nivel bastante bajo de agua subterránea, estas medidas son necesarias, ya que durante el período de lluvia o nieve derretida, el suelo está muy saturado de humedad. Si permite que la base quede expuesta al agua y a bajas temperaturas al mismo tiempo, las consecuencias pueden ser irreversibles. El tipo de drenaje más común es el drenaje mural. La tubería con agujeros se coloca en una capa de grava envuelta en geotextil. La distancia máxima desde la tubería de drenaje hasta los cimientos es de 1 metro. La profundidad de colocación es de 30 a 50 cm por debajo de la base de la cimentación.
En el caso de losas de cimentación poco profundas, una solución moderna será (USP). Esta es la base que alberga el sistema de calefacción por suelo radiante y algunos servicios públicos. Para la producción se utiliza encofrado permanente de poliestireno expandido, que posteriormente desempeña la función de aislamiento.
La profundidad de la cimentación es uno de los factores decisivos que afectan la durabilidad y fiabilidad de la cimentación. Es importante tener en cuenta todos los requisitos y, si no se pueden cumplir, tomar las medidas necesarias para proteger la estructura.
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La determinación de la profundidad de la cimentación es la etapa principal en el diseño de todo tipo de cimentaciones de hormigón armado.
De este artículo aprenderá qué se debe tener en cuenta al determinar la profundidad de la base, a qué profundidad se acostumbra enterrar bases de cinta de diferentes tipos y cómo calcular de forma independiente el GZF de acuerdo con los requisitos de la actual " Códigos y normas de construcción”.
Arroz. 1.1
Qué considerar al calcular la profundidad de la base.
En la práctica de la construcción, la profundidad de colocación de cimientos de hormigón armado (banda, losa y columna) se calcula en función de tres factores determinantes:
- Condiciones geológicas en el sitio de construcción;
- Características de diseño del edificio que se está construyendo;
El cálculo de la profundidad de colocación se realiza para cada uno de los 3 factores anteriores, y se toma como profundidad de diseño el mayor de los valores GZF obtenidos.
Condiciones geológicas en el sitio de construcción.
Es necesario un análisis de las condiciones geológicas del sitio de construcción para determinar la profundidad de la capa de suelo portante sobre la que debe descansar la base.
- La base de la base debe enterrarse al menos 20 centímetros en la capa de suelo portante;
- La profundidad total de la base, bajo cualquier condición, no debe ser inferior a 50 centímetros;
También se determina el nivel del agua subterránea. Idealmente, los cimientos deberían colocarse por encima de este nivel; sin embargo, a menudo surgen situaciones en las que la profundidad de congelación del suelo y el nivel del agua subterránea son los mismos, o el agua subterránea generalmente se eleva por encima del nivel de congelación.
Arroz. 1.2
Si es imposible colocar los cimientos por encima del nivel del suelo, se instala alrededor de la base un sistema de drenaje de tuberías que rodean el perímetro de los cimientos. La presencia de un sistema de drenaje permite eliminar el agua del suelo ubicado al lado de la base, reduciendo así las fuerzas de las heladas del suelo que se producen durante la estación fría.
Profundidad de congelación del suelo
El factor clave que influye en el valor del GSF es la profundidad de congelación del suelo. Este factor adquiere especial importancia en condiciones de construcción en suelos propensos a agitarse, que incluyen:
- Suelo arenoso saturado de humedad;
- Suelo polvoriento y de arena fina;
- Suelo arcilloso altamente plástico;
- Franco arcilloso.
Arroz. 1.3
En la estación fría, cuando el suelo se congela, la humedad con la que está saturado se convierte en hielo, aumentando su volumen entre un 3 y un 9%.
Debido a la enorme densidad de las capas inferiores de suelo, el mayor volumen de suelo no puede expandirse hacia abajo y comienza a presionar hacia arriba, ejerciendo cargas de flotabilidad verticales y tangenciales sobre la base.
La consecuencia del levantamiento es la deformación de los cimientos: los cimientos de tiras y losas se deforman, las paredes se cubren de grietas y los marcos de puertas y ventanas se abultan.
Características de diseño del edificio en construcción.
La profundidad de la base se determina teniendo en cuenta las siguientes características de diseño de la estructura que se está construyendo:
- Presencia de planta baja o sótano;
- Disponibilidad de bases para equipos independientes;
- La naturaleza y fuerza de las cargas que el edificio ejercerá sobre los cimientos portantes (viento, nieve y peso de la estructura);
Arroz. 1.4
|
7.2. Para garantizar la seguridad de la zona ciega y su efecto de aislamiento térmico, se recomienda utilizar hormigón de arcilla expandida para zonas ciegas en lugar de zonas ciegas sobre almohadillas aislantes con un peso volumétrico en estado seco de 800 a 1000 kgf/ m 3 con un valor estimado del coeficiente de conductividad térmica, respectivamente, en estado seco de 0,2-0,17 y en estado saturado de agua de 0,3-0,25 kcal/m·h·°С.
La colocación de un área ciega de hormigón de arcilla expandida debe realizarse solo después de compactar y nivelar completamente el suelo cerca de los cimientos de las paredes externas.
Es aconsejable colocar la zona ciega de hormigón de arcilla expandida en la superficie del suelo con la expectativa de una menor saturación de agua. El hormigón de arcilla expandida no debe colocarse en una cubeta abierta en el suelo hasta el espesor de la zona ciega. Si, debido a las características de diseño, esto no se puede evitar, entonces es necesario proporcionar embudos de drenaje para drenar el agua de debajo del área ciega de hormigón de arcilla expandida.
El diseño del área ciega de hormigón de arcilla expandida toma la forma más simple en forma de tira, cuyas dimensiones se asignan según la profundidad estimada de congelación del suelo según la tabla. 5.
Tabla 5
Según una prueba experimental del efecto de aislamiento térmico de una zona ciega sobre un cojín de arcilla expandida de 0,2 m de espesor y 1,5 m de ancho, la profundidad de congelación del suelo cerca de la cerca de los invernaderos de invierno disminuyó 3 veces y el coeficiente de influencia térmica de un invernadero calentado. invernadero con zona ciega sobre cojín de arcilla expandida metro t obtuvo una media de 0,269.
Las dimensiones propuestas de áreas ciegas de hormigón de arcilla expandida y estructuras de cimientos de hormigón armado poco profundos y no enterrados sobre arcilla expandida para edificios temporales y estructuras de bases de construcción de centrales térmicas requieren la misma verificación experimental en los sitios de construcción.
8. Instrucciones para trabajos de construcción en ciclo cero.
8.1. Se imponen los siguientes requisitos para la realización de obras de ciclo cero: evitar la saturación excesiva de agua de los suelos agitados en la base de los cimientos, protegerlos del congelamiento durante el período de construcción y completar rápidamente los trabajos de excavación para llenar las cavidades y nivelar el sitio alrededor de la edificio en construcción.
En la práctica de la construcción, a veces se agrega tierra a las áreas bajas rellenando arena fina o limosa del fondo de un depósito. Dado que los monitores hidráulicos vierten arena junto con agua de las tuberías en el sitio (de donde el agua se escurre y el suelo se asienta), se debe proporcionar drenaje de la capa de arena para autocompactarla y reducir la saturación de agua.
Por lo general, las arenas finas y limosas lavadas se encuentran durante mucho tiempo en un estado saturado de agua, por lo que dichos suelos, cuando se congelan, resultan muy agitados y al mismo tiempo débilmente compactados.
Cuando se utilizan suelos rellenados como cimientos naturales, no se debe permitir que el suelo debajo de los cimientos se congele y los cimientos no se deben colocar sobre suelos congelados, ni siquiera en edificios de poca altura.
En los edificios ya construidos o en construcción, no se debe permitir que la tierra agitada fluya a menos de 3 m de los cimientos de las paredes exteriores.
El método de excavación mediante hidromecanización se puede utilizar de forma segura en las regiones del sur de nuestro país, donde la profundidad de congelación estándar del suelo no supera los 70-80 cm, así como en suelos no agitados en toda la URSS. Pero en áreas compuestas por suelos agitados, no se debe realizar el desarrollo del suelo mediante hidromecanización, ya que este método satura el suelo con agua, lo que viola los requisitos de los párrafos. Capítulos 3.36-3.38, 3.40 y 3.41 Recorte sobre el diseño de cimientos de edificios y estructuras sobre la protección de los suelos de la saturación excesiva de agua con aguas superficiales. En principio, no existe una prohibición categórica sobre el uso del desarrollo del suelo mediante hidromecanización, pero con este método es necesario tomar las medidas de drenaje necesarias para drenar el suelo en la base de los cimientos y proporcionar los estudios de viabilidad adecuados.
8.2. Al construir cimientos en suelos agitados, es necesario esforzarse al cavar pozos con mecanismos de movimiento de tierras para cumplir con los requisitos de los documentos reglamentarios y técnicos vigentes para la producción y aceptación de trabajos de excavación. Es necesario abrir zanjas para la colocación de cimientos monolíticos y prefabricados de tiras de pequeño ancho para que el ancho de los senos nasales pueda cubrirse con una cubierta o una pantalla impermeabilizante. Después de instalar cimientos prefabricados o colocar concreto en una base monolítica, debe rellenar inmediatamente los senos con una compactación cuidadosa del suelo y asegurar el drenaje de la acumulación de agua superficial alrededor del edificio, sin esperar a la planificación final del sitio y la colocación de la zonas ciegas.
8.3. Los pozos abiertos y las zanjas no deben dejarse durante mucho tiempo antes de instalar los cimientos en ellos, ya que un gran lapso de tiempo entre la apertura de los pozos y la colocación de los cimientos en ellos en la mayoría de los casos conduce a un fuerte deterioro del suelo en la base de los cimientos debido a la inundación periódica o constante del fondo del pozo con agua. En suelos agitados, la apertura de un pozo solo debe comenzar cuando los bloques de cimentación y todos los materiales y equipos necesarios hayan sido entregados al sitio de construcción.
Es aconsejable realizar todos los trabajos de cimentación y relleno de cavidades en verano, cuando el trabajo se puede realizar de forma rápida y de alta calidad a un coste de excavación relativamente bajo. Sería útil observar la estacionalidad del trabajo de ciclo cero en suelos agitados.
Si es necesario abrir pozos y zanjas a una profundidad de más de 1 m en invierno, cuando el suelo está congelado, a menudo es necesario recurrir a la descongelación artificial del suelo de diversas formas, lo que acelera los trabajos de excavación y no perjudica las propiedades constructivas del suelo en la base de los cimientos. No se debe utilizar la descongelación de suelos agitados liberando vapor de agua en pozos perforados, ya que esto aumenta drásticamente la humedad del suelo debido a la condensación del vapor de agua.
8.4. El relleno de los senos nasales debe realizarse después de terminar de hormigonar las bases monolíticas y después de colocar el piso del sótano para bases de bloques prefabricados. Hay que tener en cuenta que llenar los senos cerca de los cimientos con una excavadora no asegura una compactación adecuada del suelo y, como resultado, se acumula una gran cantidad de agua superficial, que satura de manera desigual los suelos cerca de los cimientos y, cuando se congela , crea condiciones favorables para la deformación de los cimientos y la estructura sobre los cimientos debido a las fuerzas tangenciales de las heladas. Ocurre aún peor cuando los senos nasales se llenan en invierno con tierra helada y sin compactación. El relleno colocado cerca de los cimientos generalmente falla después de que el suelo en las cavidades se descongela y se autocompacta.
Los senos nasales deben llenarse con la misma tierra descongelada con una cuidadosa compactación capa por capa.
El uso de mecanismos para compactar el suelo al llenar cavidades es difícil debido a la presencia de paredes de zócalo, que crean condiciones de hacinamiento para el funcionamiento de los mecanismos.
8.5. Según requerimiento del jefe. Recorte Al diseñar los cimientos de edificios y estructuras, se deben tomar medidas para evitar la congelación del suelo agitado debajo de la base de los cimientos durante el período de construcción.
En el caso de cimientos y losas colocados durante el invierno, no se debe olvidar proteger el suelo contra la congelación, especialmente cuando los cimientos se cargarán durante la colocación o instalación de las paredes del edificio hasta que el suelo debajo de la base de los cimientos se descongele. Para proteger el suelo de la congelación en la base de los cimientos, se utilizan varios métodos, desde rellenar con tierra hasta cubrir cimientos y losas con materiales aislantes del calor. Los depósitos de nieve también son un buen material aislante y pueden utilizarse como aislante térmico.
Las losas de hormigón armado con un espesor de más de 0,3 m en suelos muy agitados deben cubrirse con una profundidad de congelación estándar de más de 1,5 m con losas minerales en una capa, escoria o arcilla expandida con un peso volumétrico de 500 kgf/m 3. y un coeficiente de conductividad térmica de 0,18 capa 15 -20 cm.
Si el edificio está construido y los suelos en la base de los cimientos están congelados, se debe tener cuidado de garantizar una descongelación uniforme de los suelos debajo de la base de los cimientos colocando revestimientos aislantes térmicos en el exterior de los cimientos. y calentar los suelos dentro del edificio, para lo cual se puede utilizar electricidad o calentar el aire subterráneo con calentadores de aire y estufas de calefacción temporales.
Para garantizar un deshielo uniforme, las paredes de mampostería de invierno en el lado sur deben cubrirse con esteras, paneles, tela asfáltica, madera contrachapada o esteras de paja para protegerlas contra el colapso durante un deshielo rápido y desigual.
Como aislamiento térmico durante el período de descongelación del suelo cerca de los cimientos fuera del edificio durante 1-1,5 meses en el lado sur, se puede utilizar el almacenamiento de bloques de hormigón, ladrillos, piedra triturada, arena, arcilla expandida y otros materiales.
Debido al descongelamiento desigual del suelo debajo de los muros de carga transversales externos e internos, se forman grietas pasantes debajo y encima de las aberturas en el muro de carga transversal interno. Estas grietas suelen expandirse y, en ocasiones, alcanzar decenas de centímetros en la parte superior, mientras que las paredes longitudinales exteriores se inclinan y la parte superior se desvía del edificio. Con rollos grandes, es necesario desmantelar secciones importantes de las paredes externas e internas.
La inclinación de las paredes externas a menudo se forma durante el proceso de congelación del suelo en enero-marzo, cuando los cimientos de las paredes externas se colocan a la profundidad calculada de congelación del suelo, y debajo de los muros de carga internos los cimientos se colocan a poca profundidad (la mitad o incluso un tercio de la profundidad de congelación estándar del suelo).
Bajo la influencia de las fuerzas normales del levantamiento del suelo por las heladas, también aparecen grietas que se expanden hacia arriba a través de la base de los cimientos de los muros de carga internos, mientras que la parte superior de los muros externos se desvía notablemente de la vertical. La crema de las paredes exteriores depende de la altura de elevación del muro interior de piedra y del ancho de apertura de una o dos grietas en la parte superior del muro interior.
8.6. Cuando se detectan por primera vez incluso pequeñas grietas finas en las paredes de los edificios de piedra, es necesario establecer la causa de su aparición y tomar medidas para detener la expansión de estas grietas. Si aparecen grietas bajo la influencia de las fuerzas normales de las heladas, no se debe permitir que estas grietas se sellen con mortero de cemento. El evento principal en este caso será el deshielo del suelo dentro del edificio debajo de los cimientos de los muros de carga internos, lo que provocará el asentamiento de los cimientos y las grietas se cerrarán parcial o completamente. Se debe abstenerse de continuar con la construcción de muros o la instalación de casas prefabricadas con cimientos congelados hasta que los suelos debajo de los cimientos se hayan descongelado por completo y hasta que el asentamiento de los cimientos se haya estabilizado después de que los suelos se hayan descongelado.
8.7. En las obras de construcción, durante los trabajos, los suelos de la base se saturan localmente de agua debido a que el agua se filtra al suelo debido a una red de suministro de agua defectuosa. Esto lleva al hecho de que en algunas zonas los suelos arcillosos pasan de ser poco agitados y no agitados a muy agitados con todas las consecuencias consiguientes.
Para proteger el suelo en la base de los cimientos de la saturación de agua local durante el período de construcción, se deben colocar líneas de suministro de agua temporales a lo largo de la superficie para que sea más fácil detectar la aparición de fugas de agua y reparar oportunamente los daños a la red de suministro de agua.