Instalación de cimientos: cálculo e instalación de pilotes de tornillo.

El contenido del artículo

• Capacidad de apoyo del pilote
• Cálculo de carga
• Por que necesitas perforar agujeros
• Atornillar en pilas
• Instalación de tapones y rejilla

La instalación de pilotes de tornillos es un proceso complejo, pero se debe principalmente al esfuerzo físico durante la instalación. El trabajo principal, el cálculo de los parámetros y el número de pilas, se puede realizar en una silla cómoda. Hoy le daremos una guía sobre el cálculo de la carga y el uso práctico de los pilotes roscados: atornillar con una herramienta manual..

Capacidad de apoyo del pilote

Si tiene la intención de realizar un cálculo independiente de la base de la pila para la elaboración de un proyecto, será extremadamente difícil hacerlo sin comprender la mecánica de la pila de tornillos. A diferencia de los cimientos de tiras y los pilotes de hormigón, los productos considerados en esta revisión tienen una estructura bastante específica, que se expresa en un principio más complejo de distribución de cargas en la capa de suelo portante..

Comencemos con la hoja de pilote como principal elemento de soporte. A pesar de su posición casi perpendicular con respecto al vector de carga principal, la inclinación de la plataforma de soporte juega un papel importante. Según el código de SP 50-101-2004, el plano inclinado del soporte debe compensarse con un factor de corrección por analogía con la compensación por el rollo de una base de hormigón armado..

Dado que todavía no existe un estándar único para la producción de pilotes helicoidales, uno debe contentarse con los valores aproximados del coeficiente en el rango de 0,85 a 0,95. Un valor más preciso depende no solo del ángulo de ataque de la hoja, sino también del tipo de suelo sobre el que descansa. En el caso más simple, el área de apoyo se puede calcular a partir de la sección de las palas en una proyección horizontal sin aplicar un factor de corrección..

La capacidad de carga de diseño de la cimentación de pilotes se determina por analogía con todos los demás tipos de cimentaciones, por dos tipos de estados límite. El primero está determinado únicamente por las características del suelo, el segundo, por la capacidad de deformación de la pila. En el primer caso, todo es bastante simple y complicado al mismo tiempo. Aquí necesita un informe pericial sobre una sección geológica, que determina la capacidad de carga del suelo en kg / m², zona de apoyo a la profundidad de cada una de las palas.

Aplicando un factor de corrección para compensar un apoyo inclinado, es necesario determinar el área máxima de apoyo para un tipo específico de pilote y, en base al valor obtenido, calcular el número mínimo requerido de ellos según el peso en vacío instalado del edificio. Si las pilas tienen dos o más palas en diferentes niveles, su área de apoyo no se puede calcular simplemente como la suma de sus componentes. Además del hecho de que las palas superiores ejercen presión sobre las capas de suelo ya cargadas, la capacidad de carga de estas últimas a diferentes profundidades puede diferir significativamente. Es mejor confiar este tipo de cálculo al fabricante de la pila, debe tener en cuenta las características de la forma del producto, la diferencia de alturas y los datos de la sección geológica..

Cálculo de carga

El peso en vacío de un edificio se define como la suma de tres componentes. El primero y principal es la masa de estructuras de construcción. Para cimentaciones sobre pilotes roscados, no se tiene en cuenta su propio peso, ya que el cálculo de la capacidad portante no incluye las fuerzas de fricción que inciden indirectamente en el pilote. Las estructuras de los edificios son rejas, muros, tabiques semicubiertos, materiales de acabado, acristalamientos, techos y cubiertas..

El segundo componente es la carga operativa (carga útil). Se calcula para cada piso individualmente. Según SNiP 2.01.07-85, el valor promedio para edificios residenciales se toma como 150 kg / m², para industrial – 200 kg / m² y más alto. No es la superficie útil la que se tiene en cuenta, sino la superficie total del edificio en la sección horizontal sin tener en cuenta los muros de carga. Esto se debe al hecho de que la configuración de las particiones sin capacidad de carga puede cambiar con el tiempo..

La tercera parte del peso en vacío son las cargas de nieve. Se determinan de acuerdo con la tabla regional del conjunto anterior de SNiP. El clima ruso se caracteriza por cargas de 120 a 200 kg / m² secciones de techo en proyección horizontal.

Cuando estos tres tipos de cargas se combinan en la masa total del edificio, se aplica un factor de seguridad al resultado. Se determina individualmente, pero para edificios residenciales no puede ser inferior a 1,2. Los valores de este coeficiente cercanos a 3–3,5 generalmente se toman para regiones con alta actividad sísmica o en suelos débiles saturados de agua..

Por que necesitas perforar agujeros

Pasemos a describir el proceso de instalación. El primer paso necesario, que a menudo se descuida, es perforar agujeros. En primer lugar, es una excelente herramienta de marcado que le permite colocar con precisión los pilotes y lograr una distribución uniforme de la carga sobre la rejilla. Pero los agujeros también brindan otros beneficios..

Al apretar pilas, especialmente a mano, la tarea más difícil es mantener su posición vertical. Incluso con una pequeña deflexión, se puede perder una gran proporción de la carga de apoyo, generalmente debido al riesgo de deformación de la columna del pilote..

Los agujeros se pueden perforar con un taladro de jardín ordinario. Su diámetro no tiene que corresponder al ancho de las palas, pero no debe ser menor que el grosor del pilote. Es necesario perforar a una profundidad que exceda el espesor de la capa de suelo aluvial superior (chernozem) en 25-30 cm. Tal profundización en una capa de suelo más densa será suficiente para atornillar con confianza y mantener la dirección para una mayor inmersión.

Atornillar en pilas

La tecnología proporciona dos métodos para atornillar pilas de tornillos. El más confiable y productivo: utilizando mecanización a pequeña escala. Pueden ser tanto máquinas especialmente equipadas como instalaciones accionadas por el eje de toma de fuerza de un tractor o un tractor a pie. La ventaja del método es que el cliente no tiene que participar directamente en el proceso, basta con controlar la corrección del trabajo y monitorear la correcta disposición espacial de las pilas..

El método de atornillado manual requiere más tiempo. Implica el uso de un cabezal, que se fija mediante engaste con tornillos y se gira mediante varias palancas ajustables largas. Si hay agujeros, no es necesario aplicar fuerza axial adicional, de lo contrario, la abrazadera se realiza por el propio peso de los trabajadores. Recientemente, se utiliza cada vez más cabezal motorizado, que no requiere la transferencia de fuerza de rotación por parte de los trabajadores. Solo necesitan estar soportados por dos o tres varillas alargadas, estableciendo la dirección de torsión..

Hay situaciones en las que las pilas solo se pueden atornillar manualmente. Esto suele ocurrir durante la construcción de edificios adjuntos cuando el equipo no puede acercarse a la pared. En este caso, la palanca se lanza constantemente solo hacia un lado. La desventaja del método es que durante el atornillado normal, los trabajadores se agarran a los extremos opuestos de la palanca, equilibrándose entre sí y sosteniendo el pilote en posición vertical..

La corrección de la instalación se verifica con una plomada, que se ata al cabezal cada 5 a 8 vueltas, hasta que la pila tome la dirección con confianza. Para nivelar el pilote cuando está bloqueado, basta con que los trabajadores proporcionen una ventaja en la dirección opuesta al bloqueo. Se recomienda preliminarmente desenroscar la pila en 3-5 vueltas. Para facilitar el atornillado debajo de la tubería, puede agregar agua.

Instalación de tapones y rejilla

Se utilizan una serie de productos especiales para conectar de manera confiable las pilas al resto del edificio. Las más comunes son las cabezas de bridas planas, que proporcionan una plataforma de acero cuadrada o redonda. También hay formas especiales de plataformas, por ejemplo, remotas y reforzadas. A veces, la cabeza tiene la forma de dos cuernos con orificios diseñados para colocar una rejilla desde una viga de canal, fijada con un pasador de acero macizo.

Independientemente de la forma de la cabeza, solo existe una técnica para arreglarla. En la parte inferior de la cabeza hay un manguito de carcasa con un perno de sujeción. Está torcido, logrando una fijación temporal confiable y cuidadosamente nivelado con un nivel de rejilla.

La unión principal de la cabeza al pilote se realiza mediante soldadura por arco. Primero, debe hacer agarraderas en cuatro puntos diametralmente opuestos y verificar si la posición del sitio no se pierde. Como resultado, se aplica una soldadura de una pieza, se desprende la escoria y se aplica una capa protectora, por ejemplo, esmalte alquídico. Una vez completada la instalación de todos los cabezales, se instala una rejilla.

Hay dos tipos principales de rejillas para pilotes de tornillos. Para edificios de armazón y cabañas de troncos, la rejilla está dispuesta con un tronco de corona de sección transversal rectangular o en forma de obapola. Los troncos se colocan planos sobre las plataformas de la cabeza, se empalman con un corte y luego se fijan rígidamente a las pilas a través de orificios en las placas de acero. Para la fijación, se pueden utilizar pernos o espárragos, pasadores largos o muletas irregulares.

El segundo tipo de rejilla es el hormigón armado. Para su dispositivo, se requiere la instalación de un encofrado de un tipo bastante complejo. Suele disponerse sobre un terraplén sin pavimentar alineado en el plano de las plataformas de cabecera. Las partes laterales están dispuestas según el principio de encofrado de paneles de tableros u OSB. El plano inferior del encofrado se puede formar sin tirar el suelo; en esta versión, se ata un tablero ancho con alambre laminado en caliente a las plataformas a través de los agujeros. Para esta versión del dispositivo, el paso de los pilotes debe ser bastante frecuente; también se pueden instalar soportes intermedios hechos de ladrillos o calzos.