¿Cómo calcular el número requerido de pilotes de tornillo?

La base es la base del edificio y su cálculo correcto es la base de la longevidad de todo el edificio. Para calcular el número requerido de pilas de tornillos, su ancho y otros parámetros necesarios para la construcción de la cimentación, es necesario seguir un método estandarizado verificado. Incluye un conjunto de fórmulas en las que es necesario sustituir datos geodésicos en las características específicas de un área en particular y valores de tabla que corresponden a los parámetros deseados de la fundación. Para calcular el número de pilotes de tornillo para la fundación en una casa privada, es necesario penetrar en todas las características y sutilezas de los cálculos.

La base sobre pilotes de tornillo es una excelente solución para áreas con terreno difícil, que también tiene un precio moderado.La especificidad de esta tecnología permite la instalación de soportes durante 3 días y al mismo tiempo garantiza la fiabilidad de la base durante al menos 100 años. Para obtener un resultado cualitativo, es necesario tener en cuenta todos los factores incorporados en el proceso: distribución uniforme de la carga, características del suelo, profundidad de la congelación del suelo, presencia y especificidad del agua subterránea, etc.

Como resultado de todos los cálculos, aparecen datos que responden a preguntas tales como:

• la altura requerida de las pilas de tornillo;
• diámetro de las pilas de tornillo;
• la profundidad de su instalación;
• el número requerido de pilas de tornillo;
• Costo total de los materiales.

Siempre el primer paso en cualquier trabajo es el diseño.

Para los cálculos, puede usar un método estandarizado para pilas de tornillos, descrito en SNiP 2.02.03–85. Se basa en datos de estudios geodésicos de una parcela particular de tierra.

Incluyen la siguiente información:

• descripción de la parcela;
• composición y densidad del suelo;
• nivel de agua subterránea
• profundidad de congelación del suelo;
• Precipitación estacional en la región de desarrollo.

Usando estos datos, se calcula el número de pilas de tornillos para la base (K).

Para los cálculos se necesitarán los siguientes indicadores:

• la carga total sobre la cimentación (P), que es la suma de las masas de todos los materiales utilizados;
• factor de seguridad (k), que es un indicador de corrección para la carga total en las pilas;
• capacidad portante del suelo - valor tabular;
• el área del talón de la pila, que depende directamente de su diámetro, es un valor de tabla;
• carga máxima permitida (S), el indicador para una pila es un valor de tabla.

El coeficiente de confiabilidad (k) se correlaciona con el número total de pilas y tiene los valores apropiados:

• K = 1.4, si la pila es de 11 a 22 piezas;
• k = 1.65 - de 5 a 10 piezas;
• k = 1.75 - de 1 a 5 piezas.

Cada pila tiene una carga igual a la carga total dividida por el número de apoyos. Cuanto más pequeños son, más fuerte es la carga en una pila y más rápido se vuelve inutilizable, y con ellos toda la base y la casa.

Con la ayuda de la fórmula anterior, el coeficiente para pilas de tornillos, el cálculo de cargas y la construcción adicional no son particularmente difíciles.

En los cálculos finales, es necesario distribuir la carga debajo de las estructuras de soporte y los puntos críticos con una presión excesiva sobre la cimentación, teniendo en cuenta:

• tipo de pilotes (de arrastre o bastidores);
• misas
• Valores del esfuerzo bancario.

Al calcular la base del tornillo y las cargas ejercidas sobre ella, se deben considerar los siguientes indicadores:

• La masa total de la estructura (constante), medida en kilogramos, es la suma de las masas de tales elementos:
  • muros y tabiques;
  • superposiciones
  • techos
• Cargas adicionales (temporales, variables):
  • masa de nieve en el techo;
  • la masa de todos los artículos de la casa: muebles, equipo, materiales de decoración e inquilinos (valor promedio de 350 kg / m²);
• Las cargas dinámicas a corto plazo surgen de los efectos de:
  • ráfagas de viento;
  • procesos sedimentarios;
  • fluctuaciones de temperatura

Dependiendo de la estructura (forma) de una pila de tornillo, los detalles de su uso varían.

Hay tales tipos comunes:

• shirokoplastnaya con una punta fundida - usada para edificios pequeños con suelo simple;
• multicapa con varias cuchillas a diferentes niveles: se usa con carga incrementada en terrenos complejos;
• con perímetro variable - un producto estrecho para condiciones específicas;
• Capa estrecha con punta dentada fundida: se utiliza en permafrost y suelo pedregoso.

Hay varias características técnicas básicas de pilas de tornillo.

Estos incluyen:

• longitud del barril y material;
• diámetro de la pila;
• Tipo de cuchillas y su método de sujeción en el maletero.

Las pilas se realizan con dimensiones estandarizadas para la ejecución de tareas relevantes:

• 89 mm (diámetro de la cuchilla 250 mm): con una carga calculada en un soporte que no excede las 5 toneladas, son en su mayoría casas de un solo piso con marco;
• 108 mm (diámetro de la hoja 300 mm): con una carga de diseño en un soporte de no más de 7 toneladas: casas de una y dos plantas con armazón, edificios de madera y bloques de espuma;
• 133 mm (diámetro de la hoja 350 mm): con una carga calculada en un soporte de no más de 10 toneladas: casas de ladrillo y concreto aireado con elementos metálicos.

La elección de la longitud de la pila se basa en la densidad del suelo: la pila debe basarse únicamente en suelos sólidos.

Además, su longitud depende de las diferencias de altura en el sitio:

• profundidad franca inferior a 1 metro - longitud de pilote de 2,5 metros;
• con suelos sueltos o flotantes, la longitud del pilote está determinada por la profundidad del taladro a formaciones sólidas;
• En el caso de secciones desiguales, la diferencia en la longitud de la pila puede variar desde 0,5 metros o más, según el caso específico.

Los valores de tabla de la ubicación de los soportes relativos entre sí incluyen los siguientes valores:

• de 2 a 2,5 metros - para casas con marcos de madera y estructuras de bloques;
• 3 metros - para edificios de un bar o troncos.

Al organizar los pilotes de cimentación para una distribución uniforme de la carga, se deben considerar las siguientes reglas para su colocación:

• en cada rincón de la casa;
• en la intersección del muro de carga y la partición interna;
• cerca del portal de entrada;
• Dentro del perímetro del edificio con un intervalo de 2 metros;
• debajo de la chimenea al menos 2 pilas;
• debajo de la pared de soporte, en la ubicación del balcón, entrepiso o diseño similar.

Rostverk: el elemento de base necesario para la distribución uniforme de la carga representada por una estructura en la base. Para garantizar la fiabilidad de la parrilla, debe calcular varios parámetros, y el tipo de parrilla no importa.

Los cálculos incluyen:

• fuerza empujando los cimientos;
• fuerza de ruptura actuando en cada esquina por separado;
• fuerza de flexión.

Si se usa una rejilla alta, toda la carga actúa sobre las pilas. La carga vertical actúa desde abajo, la carga deformante es lateral. Tales cálculos son muy complejos y requieren conocimiento profesional. Para los cálculos es necesario utilizar los estándares de construcción individual.

Definen los siguientes estándares:

• Los soportes se pueden conectar con el grillage de dos maneras: rígido y libre;
• la profundidad de la entrada de la cabeza de pilote en la parrilla es de al menos 10 cm;
• la distancia entre el suelo y la parrilla es de al menos 20 cm;
• el grosor de la parrilla no puede ser menor que el grosor de las paredes y es de al menos 40 cm;
• la parrilla debe tener una altura de más de 30 cm;
• El enrejado está reforzado por refuerzo longitudinal y transversal con una sección de varilla de 10 a 12 mm.

Este ejemplo sirve para mostrar en detalle el uso de fórmulas en los cálculos de la base de tornillo de pila.

Los datos de referencia para una casa con un perímetro de 10x10 son:

• La casa, construida con tecnología de marco, el techo está cubierto de pizarra, hay un porche;
• Las dimensiones de la cimentación son 10x10, la altura del edificio es de 3 metros;
• Dentro hay dos particiones que, entrecruzadas, dividen la habitación en 3 habitaciones;
• pendiente del techo - 60 grados;
• el marco está hecho de madera con una sección de 150x150;
• la parrilla está hecha de madera con una sección de 200x200;
• Las paredes están hechas de paneles CIP.

Se realizan más cálculos sobre los siguientes elementos estructurales:

• área de la pared:
  • transportistas: 10 * 3 * 4 = 120 metros cuadrados. m;
  • Particiones: 10 * 3 + 5 * 3 = 45 metros cuadrados. m;
• masa de las paredes (la masa de 1 metro cuadrado de pared de una barra y una partición se toma de la tabla de valores promedio):
  • rodamiento: 50 kg * 120 = 6000 kg;
  • particiones: 30 kg * 45 = 1350 kg;
  • total: 6000 + 1350 = 7350 kg;
• La masa de pisos por 100 metros cuadrados. m .:
  • planta baja: 150 kg * 100 = 15000 kg;
  • ático: 100 kg * 100 = 10,000 kg;
  • techo: 50 kg * 100 = 5000 kg;
  • total: 15,000 * 10,000 + 5,000 = 30,000 kg;
• La masa de elementos adicionales (relleno interno de la casa, el tipo de electrodomésticos, acabados, el número de inquilinos, etc.), toma el promedio tabular de 1 metro cuadrado. m 350 kg:
  • 350 * 100 = 35,000 kg .;
• Masa total de la estructura:
  • 35000 + 30000 + 7350 = 72350 kg;
• por ejemplo, se toma un factor de seguridad de 1.4;
• La carga máxima en el talón de la pila con un diámetro de 300 mm es de 2600 kg, siempre que la resistencia del suelo sea de 3 kg / cu. cm (suelo con densidad media, agua profunda y nivel de congelación no más de 1 metro);
• calcule el número de pilas según la fórmula K = P * K / S: K = 72350 * 1.4 / 2600 = 39 pilas.

En el proceso de calcular el número de pilotes y su distribución en toda el área de la fundación, hay muchas características pequeñas, cada una de las cuales afecta de alguna manera la mejora del resultado final:

• cuando se instala la base de pilotes de tornillo en un suelo complejo e inestable para reforzar la estructura de soporte, se usa tubería con el uso de un ángulo o canal de metal al nivel del zócalo;
• en ausencia de datos geodésicos para los cálculos, es mejor usar los parámetros correspondientes a la carga de diseño mínima, es decir, para crear el factor de seguridad máximo;
• para mejorar la calidad de los cálculos, excepto para fórmulas y datos tabulares, vale la pena utilizar un programa para el diseño: recalculará todos los parámetros y refutará o confirmará el cálculo manual;
• las pilas menos duraderas tienen tubos de sutura con cuchillas soldadas;
• de acuerdo con las normas, la base no debe elevarse más de 60 cm sobre el suelo, mientras que el stock de pilotes en longitud debe ser de 20 a 30 cm.

Cuando instale pilas en un área irregular, es recomendable dejar un margen de longitud en la región de 20 a 50 cm. En el futuro, el exceso se puede cortar o sacar. Pero con una escasez - tendrá que martillar una nueva pila.

Para saber cómo calcular el número de pilas de tornillos, vea el video a continuación.