Calculadora de cimientos de pilotes

El cálculo de la base de la pila es una etapa muy importante en la creación del proyecto de la futura casa. Si comete el más mínimo error, la vida del edificio se reducirá en veinte años en el mejor de los casos. En las circunstancias menos favorables, puede ocurrir una catástrofe incluso durante la construcción..

Si en el sitio de construcción hay suelos inestables en los que hay mucha humedad, o algunos relieves complejos, entonces, en este caso, la única solución óptima sería un cálculo competente de la base del pilote. La principal ventaja de este diseño es la fiabilidad extremadamente alta de la fijación incluso en suelos relativamente débiles debido al hecho de que los soportes están sumergidos a una profundidad suficientemente grande. Dichas estructuras son mucho más confiables y duraderas, y su implementación no requiere mucho concreto, pero debe comprender que el proceso de cálculo y construcción es bastante lento..

Las razones para el cálculo de la base del pilote se pueden encontrar más que suficientes. En primer lugar, un diseño modelado correctamente es altamente estable. En segundo lugar, conducir pilas es mucho más barato que levantar una estructura de cinta o baldosa. En tercer lugar, con una pequeña capacidad de carga del suelo: la base de pilotes es la única opción.

Si el sitio tiene una capacidad de carga baja, luego de haber realizado el cálculo correcto, no tendrá que cavar pilas de cimientos profundos de la base de pilotes para hacer una base confiable. Para esto, se utilizan pilotes de tornillo. Pero las fórmulas de cálculo al usar tales materiales son mucho más complicadas.

Tipos de cimientos con rejilla ↑

La rejilla representa la parte superior de la base, con la ayuda de la cual las cabezas de pilotes se combinan en una sola unidad, y es la rejilla la que representa el soporte para el futuro edificio. La combinación de rejas y pilotes se realiza mediante soldadura especializada o mediante vertido de hormigón estándar..

Según el método de instalación, las rejillas se pueden dividir en varias categorías:

• Cinta: solo se combinan pilas adyacentes;
• Mosaico: cada cabeza individual está conectada.

Por tipo de materiales:

• De hormigón con accesorios. Las pilas se instalan debajo de los muros de carga, y las zanjas de pequeña profundidad penetran hasta la profundidad y el ancho de la rejilla;
• Colgante de hormigón. Es similar a la versión anterior, sin embargo, una característica distintiva de tal base es que la tira de concreto no entra en contacto con el suelo, y el dispositivo de separación de compensación al mismo tiempo brinda la oportunidad de evitar la ruptura de los soportes cuando ocurre una vibración significativa del suelo;
• Concreto reforzado. La fabricación de una base de este tipo implica el uso de una viga en I o un canal de metal ancho, mientras que el canal 30 está montado debajo de las paredes de soporte, mientras que los soportes restantes están conectados utilizando el canal 15-20;
• Hecho de madera. Una opción extremadamente rara, que recientemente no se ha utilizado prácticamente;
• Conjunto. Aquí no solo se utilizan elementos metálicos de soporte, sino también hormigón.

¿Qué son las pilas de tornillo ↑

Para realizar el cálculo correcto de la base del pilote, es necesario aprender lo más posible sobre el material principal. Esto le permitirá elaborar un proyecto con mayor precisión según las características de las construcciones de pilotes, así como sus propiedades.

Todas las pilas de arriba están unidas por una rejilla. Se puede hacer con vigas de madera y metal. También puede tomar una losa de hormigón armado sólido. Pero esto agregará mucho peso a la estructura principal.

Las construcciones de pila para calcular la base se pueden hacer de forma independiente y se pueden pedir en la fábrica. Cuando se fabrica directamente en el sitio de construcción, su base se hace mejor plana.

Para hacer el cálculo correcto de la base del pilote, conocer solo el área de la estructura no es suficiente. Es necesario tener en cuenta la fuerza de fricción que se produce entre la superficie lateral de la barra y el suelo..

Anteriormente, las pilas de tornillos a menudo eran utilizadas por ingenieros militares en la construcción de fortificaciones. Esto se debió al hecho de que permiten que la estructura resista cargas crecientes en condiciones extremas..

La parte principal de la pila es el tronco. Su diámetro es de 80 a 130 mm. El final tiene la forma de un cono afilado. Una cuchilla está soldada sobre ella. Esto le permite atornillar rápida y eficientemente estructuras de pilotes al suelo..

Algunas pilas van sin cabeza. En este caso, hay un agujero al final del barril. Se inserta una palanca en él, lo que le permite girar la pila a la velocidad deseada. Esta característica permite alargar el cañón si es necesario. Esta opción es extremadamente necesaria cuando el trabajo se realiza en suelos inestables..

Las ventajas de las construcciones de pilotes incluyen:

1. Tecnología de instalación segura, que le permite construir rápidamente los cimientos de la casa.
2. Posibilidad de uso en cualquier suelo. La única excepción son las formaciones rocosas..
3. Cuando las pilas se atornillan, no se forma una carga de impacto. Gracias a esta característica, se pueden construir cimientos de pilotes incluso en lugares de desarrollo denso, sin temor a la seguridad de las casas cercanas..
4. Una vez que los elementos de tornillo están instalados, las rejillas se pueden montar de inmediato. Por supuesto, esta característica se tiene en cuenta en los cálculos..
5. El cálculo de la base del pilote se puede hacer tanto para terreno montañoso como para áreas irregulares.
6. La instalación se lleva a cabo en casi cualquier condición climática. No importa cuántos grados afuera de la ventana. Esto no afectará la calidad de la base..
7. La posibilidad de reurbanización. Ningún otro tipo de base da tanto margen para cambios estructurales como la pila. Si es necesario, el perno de acero se puede desenroscar y atornillar en otro lugar.

Conociendo las ventajas y características de la base de pilotes, es posible realizar los cálculos más precisos, teniendo en cuenta todas las características de diseño..

Calculamos la distancia entre pilas y la profundidad de su instalación ↑

El cálculo de una base de tornillo de pilote con una rejilla incluye una gran cantidad de puntos, pero antes que nada, se determina la profundidad del pilote, que depende del tipo y la complejidad del suelo. En primer lugar, debe determinar la profundidad estándar de congelación del suelo en su región de residencia y luego medirla por debajo de 20-25 cm; esta será la profundidad de la acumulación.

Después de realizar el trabajo de prospección, será necesario determinar el nivel de ubicación del agua subterránea, así como la posibilidad de sus fluctuaciones en las diferentes estaciones y las características cualitativas del suelo en el sitio. Lo mejor de todo, si un especialista calificado diseñará la base del pilote y la equipará.

Al calcular el número de pilotes de tornillo para la base en cada caso individual, se deben tener en cuenta las siguientes características:

• Cuán duradero es el material y la rejilla utilizados;
• ¿Cuál es la capacidad de carga cerca del suelo, teniendo en cuenta también la compactación durante la instalación del soporte?
• Si hay cambios significativos en el relieve, entonces en este caso se determina y se tiene en cuenta la capacidad de carga de la base de soporte;
• Cuánto se encogerán las pilas bajo la influencia de la carga vertical;
• ¿Qué peso tiene la estructura con el contenido interno?
• ¿Cuáles son las cargas estacionales, dinámicas y eólicas?.

Además, es imprescindible tener en cuenta el asentamiento de los cimientos de pilotes. La base del pilote debe hacerse de acuerdo con el plan de trabajo, por lo que es mejor que un arquitecto profesional se encargue de ello..

Los datos para las fórmulas computacionales en este caso se seleccionarán según la calidad del suelo y su tipo. Vale la pena señalar que el cálculo de la base del pilote por contracción y deformación requiere la mayor precisión posible de los indicadores de salida.

Cómo sentar las bases sobre la base de cálculos ↑

Para construir los cálculos correctos, es necesario realizar estudios geodésicos en el sitio de construcción. En primer lugar, es necesario determinar la profundidad de la capa debajo de los suelos blandos que pueden soportar el peso del edificio..

Para saber a qué profundidad es necesario atornillar las pilas, se lleva a cabo una perforación preliminar. Esto le permite determinar dónde ocurre el agua subterránea. También debe considerar cuánto se congela el suelo en invierno.

Todo el proceso de construcción se divide condicionalmente en las siguientes etapas:

1. Primero, se realiza el marcado y la alineación. Se determinan los lugares donde se instalarán las pilas principales. Después de eso, puede montar elementos secundarios. La distancia entre ellos debe estar en el rango de dos a tres metros. Los pernos de acero deben estar debajo de todas las paredes de la casa.
2. El atornillado comienza con las pilas de esquina. La chatarra se pasa al orificio superior del perno de acero. Para extender la palanca en chatarra se colocan tubos de metal. Al atornillar, la desviación de la vertical no puede exceder los dos grados. El ángulo de inclinación durante el funcionamiento está controlado por el nivel magnético..
3. El cálculo de la base de pilotes en pilotes de esquina se realiza utilizando el nivel de la manguera. Luego se ponen las marcas. Definen el plano horizontal y el borde inferior de la rejilla..
4. Las pilas restantes están atornilladas.
5. La profundidad de atornillado debe ser tal que de arriba a abajo sea de 20 cm..
6. La superficie de apoyo se corta a los niveles indicados..
7. El mortero de cemento está mezclado. Una parte de cemento por cuatro partes de arena. Las pilas están llenas de eso..

Los cálculos realizados correctamente al nivel de planificación de la base del pilote le permiten crear una estructura sólida y confiable..

Ejemplos de cálculo ↑

El cálculo de la fuerza de un elemento le permite determinar cuánto, en general, se necesitarán pilas para la base. Como constante, tomamos la distancia entre los postes en dos metros. Además, según las tendencias arquitectónicas modernas, los soportes deben tener una parrilla común.

Ejemplo uno ↑

El diámetro de un perno de metal es de 30 centímetros. La masa estimada del edificio es de cien toneladas. En la fórmula para calcular la base del pilote, la capacidad de soporte del suelo juega un papel especial. Tome la figura más común de cuatro kilogramos por centímetro cuadrado.

El indicador de la fuerza que actuará sobre cada pila en la base se indica como Fsv. El cálculo del parámetro se realiza de acuerdo con la siguiente fórmula:

(πd2 / 4) * R

Aclaramos los valores de todas las variables:

• π – un valor constante, un número infinito, que por simplicidad de los cálculos matemáticos generalmente se denota como 3.14.
• d es el diámetro del perno de metal (30 cm).
• R es el radio, en este caso cuatro kilogramos.

Traigámoslo todo en una fórmula:

Fsv = (πd2 / 4)? R = 707.7? 4 = 2826 kg.

Es este peso el que puede soportar una pila de cimientos en este suelo. En base a estos datos, continuamos el cálculo.

El peso total del edificio es exactamente de 100 toneladas. Esta cifra fue tomada para facilitar el cálculo. Antes de realizar un cálculo adicional de la base del pilote, es necesario llevar los indicadores a un sistema métrico. Convierta toneladas a kilogramos y obtenga el valor N (número de soportes).

N = 100000/2826 = 35,4.

Por supuesto, nadie montará treinta y cinco soportes y medio. Por lo tanto, redondeamos. Resulta que para construir una casa que pese cien toneladas en suelos con una capacidad de carga de 4 kg / m² necesita al menos 36 soportes.

Ejemplo dos ↑

Para comprender el algoritmo para calcular la base de la pila, arreglamos el material y cambiamos ligeramente los indicadores básicos. Expandimos la base a 50 centímetros. Esto aumentará la practicidad de toda la estructura. Los indicadores restantes permanecerán sin cambios..

Fsv = 1962.5? 4 = 7850 kg

Calculemos la base del pilote y obtengamos 13 muelles. Como puede ver, la expansión de la base puede ahorrar significativamente en el número de pilas, logrando buenos indicadores de estabilidad estructural..

Ejemplo tres ↑

El cálculo de la base de la pila, un ejemplo que verá más adelante, se puede usar tanto para casas de campo ligeras como para cabañas masivas, solo en el primer caso se usan pilas de tornillo estándar, mientras que en la construcción de cabañas se necesitarán pilas aburridas masivas, que pueden resistir lo suficiente cargas serias.

Para simplificar el ejemplo, el cálculo de la base del pilote se realiza sobre soportes de tornillo. Vale la pena señalar que para pilas tan pequeñas, el proceso de cálculo no tiene en cuenta la fricción lateral, que se determina durante la construcción de edificios pesados ​​que tienen un efecto significativo en las pilas.

En este caso, se considerará un cálculo detallado del número total de pilotes, así como el paso de su instalación para una casa de un piso, cuyo tamaño es de 7×7 m:

• Inicialmente, se determina la masa total de consumibles. Supongamos que el peso total del techo, madera y revestimiento será de 27526 kg, teniendo en cuenta la carga de nieve;
• El tamaño de la carga útil es 7x7x150 = 7350;
• La carga de nieve es 7x7x180 = 8820;
• Por lo tanto, la masa aproximada de la carga en la base será 27526 + 7350 + 8820 = 43696 kg;
• Ahora, el peso resultante deberá multiplicarse por un factor de seguridad de 43696×1.1 = 48065.6 kg;
• Supongamos que se proporciona la instalación de soportes de tornillo, cuyo tamaño es 86x250x2500. Para calcular su número, será necesario distribuir la carga total resultante a la carga que se aplica a cada pila. 48065.6 / 2000 = 24.03, redondee la cantidad resultante a 24 y obtenga el número exacto de la cantidad de pilas que necesitamos;
• Para instalar 24 soportes, deberá utilizar el paso de instalación de 1,2 metros. Para formar retrasos sexuales, necesitará usar dos pilas adicionales, que ya estarán ubicadas directamente dentro de la casa.

Por lo tanto, de acuerdo con la tecnología anterior, puede calcular la cantidad de pilas que necesita para cualquier hogar, independientemente de sus características.

En el siguiente video, puede ver cómo los especialistas realizan el cálculo de la base del pilote:

Resumen ↑

La base de pilotes es una forma económica y rápida de crear una base para la construcción. Le permite trabajar en todas las condiciones climáticas y también le permite erigir estructuras incluso en los suelos más problemáticos..

El cálculo de la base de la pila le permite determinar de antemano cuántas pilas se necesitan para una casa de cierta masa. Usando las fórmulas descritas en el artículo, los cálculos pueden llevarse a cabo de forma rápida y precisa..