La fiabilitat dels fonaments de piles i columnes depèn directament del nombre d'elements de suport. A l’hora de dissenyar i marcar el camp de fonamentació, cal determinar la distància entre les piles de manera que la càrrega de l’edifici es distribueixi uniformement entre tots els suports. Abans de començar a treballar, cal estudiar els requisits i recomanacions dels documents reguladors.
Disseny de fonaments
El principal document de govern que regula el disseny de les fundacions és el Codi de normes 24.13330.2011. "Fonaments de pila".
La secció 4 del document obliga, a l’hora de dissenyar, a tenir en compte:
- resultats de l'enquesta d'enginyeria;
- informació sobre perill sísmic a la zona de construcció;
- dades sobre la finalitat, les característiques de disseny de l'estructura i les condicions de funcionament;
- càrregues que actuen sobre la fonamentació;
- el desenvolupament existent i l’impacte de la nova construcció en ell;
- requisits ambientals;
- comparació tècnica i econòmica de possibles solucions de disseny;
- estat de les aigües subterrànies;
- especificacions tècniques emeses per organitzacions autoritzades.
Basant-se en els resultats de l'anàlisi, es prenen decisions de disseny sobre el nombre requerit de piles i el mètode de distribució.
Tipus de piles
El nombre de suports necessaris depèn del tipus i mida, mètode d'instal·lació, àrea base.
En la construcció industrial i civil s’utilitzen els següents tipus de piles:
- Empotrat, formigó armat o acer. Quan s’instal·la, el martell mecanitzat colpeja aprofundint el suport. El sòl al voltant de la pila està compactat i, posteriorment, una part de la càrrega serà absorbida per les parets laterals.
- Avorrit. Per a les piles, es realitza un forat de la profunditat i el diàmetre requerits. El marc de reforç es munta a la fossa i el forat s’aboca amb formigó. Quan es disposen forats, és possible expandir la part inferior de l'eix, augmentant així la superfície de la secció transversal. En funció d’això, la distància entre les piles forades pot ser superior a la d’altres tipus.
- Aigüeres vibromergibles sense grans càrregues de xoc. La pila rep vibració i empeny el sòl sota el seu propi pes. El mètode s’utilitza per a canonades buides de gran diàmetre, la terra que s’extreu a la cavitat interior s’elimina i s’elimina del lloc de construcció.
- Les bases de cargol s’utilitzen més sovint en la construcció d’edificis residencials de marc o de fusta, ja que la instal·lació del suport es pot dur a terme sense l’ús d’equips pesats. Les fulles es solden a la part inferior de l'estructura, cosa que augmenta significativament l'àrea de suport. Per tant, la distància entre piles de cargol pot ser major que amb altres tipus de construcció.
- El tipus push-in és adequat per a edificis petits i tanques. Per a la instal·lació, cal un equipament especial.
Com a material s’utilitzen formigó armat, metall, fusta.
Per a una distribució òptima de la càrrega, les piles es connecten amb fleixos o graelles. Un cas especial és la combinació d’un camp de piles i una base de tires.
Recopilació d'informació per al disseny
Els indicadors crítics que afecten el nombre d’elements de suport necessaris són la capacitat de suport del sòl i les càrregues que actuen sobre la fonamentació.
Càlcul teòric de piles a terra
Per a l'anàlisi, es realitzen excavacions de prospecció al lloc de construcció. Segons la clàusula 5.5. Del Codi de regles si la càrrega sobre el cúmul de piles supera els 3 Nm, el forat es perfora fins a una profunditat de 5 metres per sota de l'extrem del coixinet.
En sòls clars, massius, sorrencs, lleugerament argilosos i inflats, es realitzen perforacions a les roques denses subjacents, sobre les quals es recolzaran les piles.
No sempre és possible fer un càlcul independent del nombre de suports "sobre el terreny", per això cal tenir coneixements d'enginyeria.
La fórmula té aquest aspecte: F = Yc * (Ycr * R * A + U * ∑ Ycri * f * l).
Designacions de paràmetres:
- F - capacitat de càrrega;
- Yc, Ycr, Ycri - els coeficients de les taules del Codi de normes;
- PERUT - zona de suport;
- U - el perímetre de les parets de la pila;
- F - la força de fregament de les parets laterals;
- R - la capacitat de suport del sòl, obtinguda de la taula o com a resultat de proves de camp;
- L - longitud de la pila.
Substituint els valors requerits a la fórmula, calculen quina càrrega pot suportar un suport.
Mesura instrumental dels paràmetres del sòl
Mètode de càrrega estàtica consisteix a realitzar el següent complex d'obres:
- Al lloc de construcció, s’instal·len bastidors de fonamentació de prova, que suporten el temps per guanyar força, si la pila està avorrida.
- Apliqueu una càrrega des d'un jack escalonat al suport.
- Els instruments de mesura precisos mesuren la contracció després d’aplicar una càrrega.
- La capacitat portant es calcula mitjançant un algorisme i taules especials.
Segons l'experiència dels constructors, aquest mètode es considera el més precís.
Mètode de càrrega dinàmica proporciona càrregues de xoc a la pila de control amb la mesura simultània de la contracció de la base després de cada impacte. En funció dels resultats, s’obté el valor desitjat de la càrrega màxima possible.
Sona amb l'ajut d'una pila de prova i de sensors instal·lats, permet obtenir dades sobre la resistència de cada capa de sòl, si són inhomogènies.
Càlcul de càrrega
La càrrega total sobre la base es determina per càlcul.
Sumar:
- una massa de piles i graelles;
- pes de parets, terres, teulades;
- neu, vent i càrrega operativa.
Els pesos específics dels materials de construcció es poden obtenir a partir de llibres de referència i dades del fabricant.
La càrrega de neu es pren basant-se en els resultats d'observacions a llarg termini a la regió de construcció. Els valors es reflecteixen als manuals de construcció.
Per a les regions amb vents forts, la pressió dels corrents d’aire és significativa. És impossible descuidar-los a l’hora de calcular, sobretot per a terrats amb forts pendents.
La càrrega operativa s’entén com la massa de persones que viuen o s’allotgen temporalment a la casa. Afegiu pes a mobles i aparells elèctrics i de fontaneria domèstics.
La càrrega resultant en calcular la fonamentació s’ha d’incrementar entre un 10-15%. Sovint es presenten situacions planificades i imprevistes, per exemple, es vol embolicar la casa amb revestiments de plàstic o metall, cosa que augmentarà la càrrega de la base.
Determinació del nombre de piles
Seqüència de càlculs:
- La càrrega total en kg es divideix per la capacitat portant del sòl, mesurada en kg / cm2. Com a resultat, s’obté la superfície total requerida dels suports.
- Calculeu l'àrea d'un suport.
- En dividir l'àrea requerida de la fundació en la secció d'un suport, s'obté el nombre requerit.
Si es produeix un gran nombre de piles, és millor utilitzar suports amb una àrea de base més gran.
Distribució de la superfície
A l’hora de col·locar la parada, tingueu en compte les distàncies mínimes i màximes permeses.
La distància entre les piles impulsades no pot ser inferior a 3 diàmetres del suport, en cas contrari hi ha una influència mútua negativa.
Quan es distribueixen suports sobre el camp de fonamentació, es té en compte el requisit d’una distribució uniforme de les càrregues.
Assegureu-vos de muntar piles a les cantonades de l’edifici i a la intersecció de les parets entre si. Un nombre més gran de suports es munta sota pesats murs de capitell.
La diferència de pes entre les piles més carregades i les menys carregades no s’hauria de permetre superar el 15%. Les càrregues de suport permanent no haurien de diferir en més del 5% i les càrregues a curt termini més del 20%. Això és important, per exemple, per a la base d'un garatge integrat a la casa.
L’espaiat màxim de les piles es deu a la presència o absència d’una graella. En la majoria dels casos, les piles no han d’estar separades a més d’1,5 m.
Assigneu els mètodes d'instal·lació:
- solter;
- mata;
- cinta;
- camp sòlid.
L’elecció de l’opció depèn dels càlculs fets prèviament, de la configuració de l’edifici, dels llocs de càrrega màxima i mínima.
Les piles individuals estan dissenyades per a la instal·lació de pals d’il·luminació o estructures petites.
Els arbustos es munten a càrregues elevades per unitat de superfície, per exemple, sota les parets dels edificis de diverses plantes.
Les corretges d’una fila s’utilitzen més sovint en la construcció de murs de contenció llargs.
Per a cases privades de dos pisos i, en general, en edificis d’una àmplia superfície, s’instal·len camps de fonamentació, amb un pas de pila calculat en funció de la càrrega.
Edificis lleugers
Per a estructures de poc pes, per exemple, terrasses i coberts amb animals, s’utilitza un mètode simplificat de càlcul i instal·lació. N’hi ha prou amb instal·lar piles a les cantonades de l’edifici i fer-ne un fleix amb una barra.
Sobre aquest fonament, podeu posar estructures de marcs plenes de lloses OSB.
És millor confiar el càlcul correcte de la base en absència d’educació especial a una organització especialitzada. La força de tota l’estructura i la seguretat d’ús depenen del projecte correcte. Abans d’iniciar la construcció, és recomanable estudiar els requisits bàsics que us seran útils per controlar el contractista.
