Base de tira. Parte 1: tipos, suelos, diseño, costo

El contenido del artículo

• Tipos de cimientos de tiras
• Cálculo de la base de la tira.
• Cómo determinar de forma independiente el tipo de suelo.
• Contamos las cargas del edificio
• Cálculo de cinturón de refuerzo
• ¿Cuánto cuesta una base monolítica de tira?

En este artículo, discutiremos las características de los principales tipos de cimientos de tiras, consideraremos sus desventajas y ventajas. Hoy aprenderemos a determinar de forma independiente los tipos de suelos en el sitio, calcular la carga específica sobre la base natural del edificio; en otras palabras, diseñar cimientos simples. También hablaremos de cómo se forma su valor..

• Cómo drenar el sitio
• Que tipo de base elegir
• Base de tira. Parte 2: preparación, señalización, movimiento de tierras, encofrado, refuerzo
• Base de tira. Parte 3: hormigonado, operaciones finales
• Base de tira. Parte 4: montaje de estructuras de bloques de hormigón
• Fundación de columna
• Fundación de pila
• Fundación de losa

La base de tira es el tipo de base más versátil y más común para la construcción de una casa privada. Es el diseño de la cinta lo que primero le viene a la mente a la mayoría de las personas cuando se trata de cimientos..

Los cimientos de tiras son una tira continua – «cinta», que se encuentra debajo de todas las paredes internas y externas de carga, o debajo de las filas de columnas de soporte. En toda su longitud, la estructura de «muro en el suelo» tiene la misma forma y sección transversal. La mayoría de las veces, se usa una sección rectangular, pero si es necesario reducir la presión sobre un suelo débil y fácilmente deformable, es decir, opciones con forma trapezoidal (base ancha, paredes inclinadas) o una letra «T» invertida.

Al ser un todo único, la base de la tira redistribuye bien las cargas de la casa, por lo que se puede utilizar a cualquier profundidad de congelación, en casi cualquier suelo, con cualquier edificio en términos de masa y configuración. La base de tira no se puede llamar simple y barata, no siempre está justificada económicamente y, en algunos casos, se puede utilizar una base de columna económica y menos laboriosa. Sin embargo, en la mayoría de los casos no hay alternativa..

La base de la tira es insustituible en los siguientes casos:

• al erigir casas pesadas (piedra, hormigón, ladrillo) con pisos de losa maciza;
• si el edificio tendrá locales enterrados (sótano, garaje, sótano);
• cuando se encuentra un lecho de suelo desigual debajo del edificio;
• en un área donde hay un alto nivel de agua subterránea;
• el sitio tiene una pendiente significativa.

Tipos de cimientos de tiras

Según el método de construcción, la cinta, como cualquier otra cimentación, se divide en prefabricada y monolítica. Una base monolítica se realiza directamente en el sitio de construcción vertiendo hormigón en un encofrado especial, en el que se coloca un cinturón de refuerzo. Los cimientos prefabricados están hechos de elementos de pieza. Estos no son necesariamente bloques de hormigón y almohadas como FBS y FL, la base se puede ensamblar a partir de ladrillo, piedra de escombros, bloques pequeños de 200x200x400 mm.

La cimentación monolítica de hormigón armado o de mampostería es preferible a los prefabricados, si es necesario proteger el edificio de las aguas subterráneas altas, ya que no tiene juntas vulnerables. La estructura monolítica no tiene restricciones espaciales, se puede utilizar para una casa de cualquier configuración, mientras que, por ejemplo, los bloques FDS son difíciles de aplicar en redondeos y esquinas oblicuas, y la altura de la base es cíclica a las dimensiones de los elementos de la pieza. Al preparar hormigón directamente en el sitio, a menudo es posible prescindir del uso de tecnología; es muy posible limitarnos a hormigoneras eléctricas y otros medios de pequeña mecanización. Además, una cimentación monolítica es más barata que una cimentación prefabricada, aunque tarda más en erigirse, es más complicada (trabajos de refuerzo, instalación de encofrados) y consume más tiempo. La vida útil de las correas de hormigón armado es de aproximadamente 150 años, mientras que las cimentaciones de bloques de fábrica funcionan hasta 75 años..

Los cimientos de tiras prefabricadas se utilizan prácticamente solo en el espacio postsoviético, los diseñadores occidentales prefieren los monolitos, confiando en la integridad de la estructura y las ventajas de costos. En nuestro país, los cimientos prefabricados hechos de FBS no son menos populares que los monolíticos, y la razón de esto es el bajo nivel de cultura de la construcción: los trabajadores de refuerzo, los trabajadores del hormigón, el personal técnico y de ingeniería no tienen las calificaciones suficientes, casi no se utilizan medios técnicos para mover y compactar el hormigón, no todos los equipos están equipados con encofrados de alta calidad. Todos estos problemas vienen acompañados de una gran cantidad de trabajos ocultos muy importantes, por lo que nuestro desarrollador está dispuesto a pagar de más por la industrialización. En el próximo artículo sobre la instalación de cimientos de tiras, definitivamente consideraremos bases prefabricadas a partir de bloques..

Las cimentaciones de ripio rara vez se usan, ya que consumen mucho tiempo, todo debe hacerse manualmente, además, dichas estructuras no se usan en suelos arcillosos y heterogéneos. Pero en cimientos rocosos y arenosos, si se están desarrollando rocas en su área, un cimiento de escombros puede reducir significativamente el costo de construcción. Los cimientos de escombros secos (en capas) se ensamblan a partir de escombros planos de hasta 30 cm de ancho, después de lo cual todos los espacios entre los elementos de la pieza se rellenan con mortero de cemento. Otra forma es hundir las piedras en el mortero colocado. Los espacios grandes se llenan con pequeños guijarros (astillados).

Los cimientos de ladrillo también son huéspedes poco frecuentes en nuestros sitios de construcción, ya que el ladrillo absorbe fuertemente la humedad y puede colapsar cuando se congela. Solo se pueden utilizar ladrillos de arcilla bien cocidos. La parte subterránea de la base de ladrillo está necesariamente cubierta con una capa de impermeabilización, pero a menudo este material de construcción se usa solo para la parte sobre el suelo, en conjunto con otras estructuras más prácticas, por ejemplo, «ladrillo sobre buta», «ladrillo sobre hormigón». La vida útil de las cimentaciones de ladrillo está limitada a 30-50 años..

Por la naturaleza de la ubicación en relación con el nivel del suelo, la base de la tira se puede enterrar o enterrar a poca profundidad. Esta o aquella opción, en primer lugar, se elige según la naturaleza de las cargas. Por lo tanto, una gran casa de piedra debe construirse solo sobre una base enterrada con una alta capacidad de carga, que pueda soportar su masa, mientras que las fuerzas totales de elevación de las heladas que empujan el edificio no excederán la gravedad. La segunda indicación para la elección de una base enterrada son las habitaciones subterráneas, cuyas paredes estarán formadas por el cuerpo de la base. Tal base es insustituible si existen grandes diferencias de elevación en el sitio. Los cimientos enterrados deben colocarse por debajo de la profundidad de congelación, en promedio, esta cifra es de 1.2 a 2 metros.

Los cimientos poco profundos se utilizan para la construcción de edificios ligeros hechos de madera maciza, armazón, piedra de una sola planta, en suelos estables y ligeramente agitados. Con una profundidad de aproximadamente 50 a 70 cm desde el nivel del sitio, una estructura de este tipo es mucho más barata que una enterrada, ya que se necesitan menos materiales y se reduce el volumen de movimiento de tierras. Sin embargo, este tipo de cimentación no se puede aplicar en terrenos abultados, en una pendiente o si hay sótanos. Una base de tira poco profunda tiene un área pequeña de superficies laterales, por lo que las fuerzas tangenciales de las heladas no pueden empujar un edificio ligero (ejerce cargas demasiado bajas) como si estuviera construido sobre una base profunda con una gran área de superficies laterales..

A veces, para combatir los suelos agitados, se utilizan cimientos no enterrados, que se instalan casi en la superficie del sitio, sin embargo, se colocan cojines elásticos debajo de la cinta monolítica (material: arena, escoria, piedra triturada, suelo que no se agita …), que no se congelan y no se deforman.

De hecho, esta es una versión de celosía de una base de losa, que puede reducir significativamente el consumo de hormigón y refuerzo. Por lo general, se usa para casas ligeras con un marco flexible, pero en suelos duros rocosos y gruesos, se usa una base no enterrada para la construcción de casas de piedra. Debido a la gran cantidad de trabajo asociado a la instalación del encofrado, existen opciones conocidas para el uso de islas de aislamiento de losa como elementos permanentes, entre las cuales se forma una cinta de hormigón armado..

Cálculo de la base de la tira.

En el artículo anterior «Qué tipo de cimentación elegir» ya hemos tocado el tema del diseño profesional de cimentaciones para casas grandes y centramos su atención en la necesidad de atraer especialistas en estudios hidrogeológicos y desarrollo de estructuras de edificación. También descubrimos qué información debe proporcionar el ingeniero para crear un proyecto. Intentemos calcular de forma independiente la base de la tira para una pequeña casa de campo..

Las preguntas clave, cuyas respuestas debemos obtener son el tamaño de la cimentación (sección) y la profundidad de su colocación. Para resolver las tareas asignadas será necesario:

• determinar el tipo de suelo
• calcular la carga del edificio

Cómo determinar de forma independiente el tipo de suelo.

La profundidad de la cimentación y el área de la base, la parte inferior, que descansa sobre el suelo, dependerán de las características de la cimentación natural (en primer lugar, su capacidad de carga). Es mejor ordenar la exploración geológica del sitio de una organización especializada, pero si el edificio es relativamente pequeño, casi todos los suelos pueden soportar su peso y pueden examinarse de forma independiente. Las únicas excepciones son, quizás, solo suelos orgánicos débiles: limosos, turberas; así como suelos con propiedades especiales: salino, hinchazón.

Para determinar el tipo de suelo en el sitio de construcción, debe cavar varios pozos de hasta dos metros de profundidad (al menos en el área de las esquinas de la casa y en el centro). Pasando cada medio metro de profundidad, es necesario tomar muestras de suelo, que investigaremos.

Lo más importante para el desarrollador es no perder de vista la concentración de arcilla en el suelo, ya que es esta la que provoca fuertes heladas. También vale la pena prestar especial atención a los suelos arenosos limosos débiles (arenas movedizas). La inspección y la investigación táctil del suelo es la forma más rápida y eficaz de determinar el tipo de suelo. Limpiamos las muestras de los escombros y las trituramos. Estudiaremos los suelos secos y húmedos, enrollando un cordón con un diámetro de 1 cm al mínimo posible. Tratando de exprimir la bola en un pastel:

1. Suelo arenoso: las partículas de arena son claramente visibles con una lupa, la muestra seca fluye libremente, un bulto humedecido no se convierte en una salchicha y no es de plástico.
2. Franco arenoso: predominan los granos grandes de arena, pero hay inclusiones de partículas de arcilla. El bulto se desintegra fácilmente, no se enrolla en una salchicha (ni se desintegra en trozos de hasta 5 mm de tamaño), no es plástico cuando se humedece.
3. Franco arenoso limoso: se desmenuza con un predominio de polvo, hay una sensación de masa pulverulenta, cuando se humedece, aparece «suciedad», la bola se convierte fácilmente en una torta, no se enrolla en un cordón.
4. Franco ligero: en partículas polvorientas, las inclusiones de arcilla y arena son visibles, los grumos se trituran fácilmente. Hay una ligera pegajosidad cuando se humedece, la plasticidad es moderada: un cordón largo no funciona.
5. Franco limoso: el polvo es visible en el contexto de partículas de arena y arcilla. La muestra es plástica y pegajosa, pero la salchicha se rompe en trozos pequeños cuando se dobla.
6. La marga es pesada: entre las partículas de arena hay grumos duros que no se pueden triturar con la mano, la adherencia y la plasticidad son buenas, puede enrollar un cable largo con un diámetro de hasta 2 mm. La bola se agrieta en los bordes cuando se aprieta.
7. Suelo arcilloso: la arena no se siente y no se ve, los grumos prácticamente no se aplastan con las manos. La estructura es homogénea con partículas de hasta 0,25 mm de diámetro. Cuando se humedece, la masa es muy pegajosa, se enrolla en un cordón de hasta 1 mm de diámetro. La bola aplastada no se agrieta.

Otra opción de investigación es más larga. Se coloca una muestra de suelo en un frasco de vidrio (por? Volumen) y se llena con agua hasta? volumen. Se agrega una cucharadita de líquido para lavar platos al recipiente. El frasco se cierra y se mezcla bien durante 8-12 minutos, después de lo cual se coloca durante un tiempo para estratificar la masa. La arena se asienta en aproximadamente un minuto, en dos o tres horas se asentará una capa de limo (esto es polvo), se necesitarán varios días para que se forme un sedimento de arcilla (la señal principal es que el agua se volverá transparente). Medimos el espesor de las capas de arena, polvo y arcilla, y calculamos su porcentaje. Además, utilizando el Triángulo de Hurón, podemos determinar el tipo de suelo en el sitio.

Si logramos lidiar con los suelos en el sitio por nuestra cuenta, entonces podemos obtener fácilmente datos sobre la resistencia de la base natural a las cargas transmitidas desde el edificio. Aquí tenemos en cuenta el peso (masa) que actúa sobre un centímetro cuadrado de suelo..

Para suelos arenosos, es importante tener en cuenta el grado de densidad y humedad:

• arena gruesa – 4,5 kg / cm² (denso) y 3,5 kg / cm² (densidad media)
• arena media – 3.5 y 2.5
• arena fina de baja humedad – 3.0 y 2.0
• arena fina saturada de agua – 2.0 y 2.5
• arena limosa de baja humedad – 3.0 y 2.5
• arena limosa saturada de agua – 1.0 y 1.0

La resistencia de los suelos limosos-arcillosos está influenciada por su porosidad (simplificado – densidad / holgura) y fluidez (simplificado – plasticidad y pegajosidad):

• Franco arenoso denso – 3 kg / cm² (no plástico) y 3 kg / cm² (el plastico)
• franco arenoso poroso – 2.5 y 2.0
• margas densas – 3 y 2.5
• margas porosas – 2.0 y 1.0
• arcilla densa – 6.0 y 4.0
• arcilla de densidad media – 3.0 y 2.5
• arcilla porosa – 2.5 y 1.0

Los indicadores de resistencia para piedra triturada, guijarros, grava, suelos gruesos prácticamente no cambian por factores externos, son de aproximadamente 5-6 kg / cm².

Contamos las cargas del edificio

La condición principal que debe cumplir la base (más precisamente, el área de su base): la presión de la base no debe exceder la resistencia nominal del suelo de la base. Por lo tanto, nos queda determinar la carga que tiene el edificio sobre el suelo. Es necesario tener en cuenta:

1. La masa de todas las estructuras del edificio (paredes, techos, elementos de cubierta, carpintería, materiales de acabado, aislamiento, comunicaciones …). No te olvides de la base en sí, por ahora tomamos la versión promedio, ya que solo buscamos sus características. Tenga en cuenta que el ancho de la base de la tira no es inferior a 300 mm, y su altura depende directamente de la profundidad del entierro (para suelos no porosos con una profundidad de congelación de hasta 1 metro – no menos de 50 cm; 1,5 m – 75 cm; hasta 2,5 m – 100 cm y más).
2. Cargas operativas (peso de muebles, equipos, personas).
3. Peso de la capa de nieve.

Para determinar el peso de una casa, deberá calcular por separado el área de todos sus elementos estructurales. Para hacer esto, necesita obtener el volumen de cada objeto multiplicando su largo, ancho y alto. La gravedad específica de los principales materiales de construcción se puede encontrar en tablas disponibles públicamente para estimadores..

Para calcular la carga de nieve, es necesario multiplicar el área del techo por la masa de la capa de nieve para un área en particular. Entonces, para Rusia en la zona media, es de aproximadamente 100 kg / m², para el norte – 190 kg / m², para el sur – 50 kg / m².

La carga útil operativa (muebles, personas, equipos) se acepta con un cierto margen, a razón de 150-180 kg / m².

Ahora todas las cargas (nieve, todas las estructuras de la casa, carga útil) deben resumirse y aplicarse a la huella total de los cimientos. La cifra resultante (kg / cm²) debe ser menor que la resistencia del suelo, y es mejor si hay un margen de seguridad de hasta el 15%. Si la presión específica es demasiado alta, entonces es necesario aumentar el área de la suela (no olvide volver a calcular la masa de la base, aumentará).

Cálculo de cinturón de refuerzo

Para edificios privados de poca altura erigidos sobre cimientos de tiras, el refuerzo con una sección transversal de 10 a 14 mm se usa con mayor frecuencia. En cuanto a la cantidad de varillas, debe tenerse en cuenta que para una cinta monolítica de hasta 40 cm de ancho, se utilizan al menos cuatro «hilos», que son varillas ubicadas horizontalmente, dos en el nivel superior e inferior. Se colocan en las esquinas, a cinco centímetros de las paredes exteriores de la cimentación. Para cimientos empotrados altos, agregue otro: el nivel medio, luego el número total de varillas en el corte será seis. Al calcular el moldeado requerido de varillas, tenga en cuenta que la conexión longitudinal del refuerzo se realiza con una superposición de 250-300 mm.

Los elementos verticales y transversales cortos de la jaula de refuerzo se utilizan para estabilizar la posición espacial del metal en el hormigón. No participan directamente en la lucha contra las deformaciones transversales, por lo tanto, pueden ser de una sección mucho más pequeña, incluidas las lisas. Los «cortos» y los «bastidores» se encuentran aproximadamente a una distancia de 30-50 cm entre sí. En ocasiones se cosechan siguiendo un patrón en forma de rectángulo, dentro del cual, en las esquinas, pasan los hilos principales.

Se puede encontrar información más detallada sobre el diseño de los cimientos en SNiP 2.02.01–83, o TSN MF-97 MO (para cimientos superficiales de edificios). Si tiene alguna duda sobre la composición del suelo o no puede calcular las cargas, póngase en contacto con los especialistas para obtener ayuda. Los errores en las cimentaciones pueden ser muy costosos.

¿Cuánto cuesta una base monolítica de tira?

El costo de cualquier cimentación consistirá en costos de materiales y costos laborales. En algunos casos, el alquiler de equipos es un elemento de costo separado..

Teniendo un proyecto a mano, incluso uno primitivo, desarrollado por usted mismo, siempre puede calcular con mayor o menor precisión la cantidad de materiales necesarios:

1. El hormigón de fábrica de alta calidad costará alrededor de $ 50-70 por metro cúbico, dependiendo de la distancia de la unidad de mezcla. Calculamos el volumen multiplicando el área de la sección transversal de la base por su longitud total..
2. Una tonelada de refuerzo se ajustará en $ 600-900. Ya sabemos cuántos hilos horizontales se necesitan para una cimentación monolítica; también agrega racks verticales, así como elementos transversales cortos. La masa de un metro lineal de refuerzo de un diámetro específico se puede especificar en libros de referencia especializados. No te olvides del hilo de tejer.
3. Se necesita arena (río) para organizar las almohadas. Dependiendo del espesor de la capa, ancho y largo de la cimentación, obtenemos el volumen de arena requerido. Una tonelada de este material cuesta en promedio alrededor de $ 10-15, aquí mucho depende de la distancia del objeto..
4. Un metro cuadrado de encofrado (por ejemplo, tablero con bordes u OSB) con espaciadores y sujetadores costará alrededor de $ 5-7. El encofrado se coloca en toda la altura de la cimentación, en ambos lados..
5. Al erigir una base prefabricada, el precio consiste en los costos de compra de bloques y losas FBS, el costo de entrega e instalación (alquiler de grúas), el precio del mortero de cemento. A menudo es necesario calcular el costo de un cinturón monolítico, esto se hace de manera similar al cálculo del precio de una base monolítica..

En cuanto al trabajo de cimentación, los constructores invitados pueden solicitar una tarifa por los siguientes conceptos:

• cavar zanjas, limpiar pendientes después del equipo, compactar la base;
• dispositivo de cojín de arena;
• montaje, instalación, desmontaje de encofrados;
• encuadernación e instalación de la jaula de refuerzo;
• vertido, nivelación, compactación de hormigón;
• descarga y montaje de bloques;
• preparación de mortero / hormigón.

En el próximo artículo, hablaremos sobre la tecnología para la construcción de cimientos de tiras monolíticas y prefabricadas (de FBS), intentaremos prestar atención a todos los matices principales de la instalación. Planeamos proporcionarle material práctico recopilado sobre la base de la experiencia de constructores profesionales. Queremos que, si lo desea, pueda construir de forma independiente una base duradera y que funcione correctamente, o controlar de manera competente el trabajo de los contratistas..