Los pilares, que se utilizan como cimientos, se encuentran con bastante frecuencia en la construcción individual de casas de campo de tipo urbano o suburbano, casas de campo, otros edificios considerados ligeros. En este artículo, hablaremos sobre la base columnar de sus características y analizaremos todo el proceso paso a paso.
¿Cuál puede ser la diferencia entre las bases sobre los pilares?
El propósito del uso es reducir el costo de construcción al reducir el volumen de movimientos de tierras, así como ahorrar en la instalación de cimientos pesados e intensivos en materiales. Además, esto puede reducir significativamente el tiempo de construcción de la estructura y acelerar su puesta en marcha.
Los cimientos de este tipo consisten en piezas de rodamiento vertical (columnar) y rostwerk horizontal (viga).
Una columna, que puede estar en el plan tanto rectangular (cuadrada) como redonda, y a veces incluso en configuraciones en forma de cruz o en forma de estrella, está dispuesta en un pozo especialmente abierto para ella. El material para la fabricación de pilares es:
- Hormigón monolítico o prefabricado;
- Ladrillo cocido de arcilla roja;
- Bloques de piedra (pero) de rocas sedimentarias o volcánicas, con la misma forma (aserrada) o arbitraria (astillada).
Los soportes verticales están conectados entre sí por una estructura de viga horizontal (rostwerk). Puede consistir en un conjunto de vigas individuales ubicadas en dos soportes adyacentes, y en algunos casos las vigas pueden ensamblarse en una estructura de marco horizontal rígido. Dependiendo del propósito y el peso de las estructuras superpuestas (etiqueta, pisos, techo), están hechas de:
- Metal laminado (ángulo, canal, viga en I, tuberías de paredes gruesas);
- Principalmente madera de coníferas (alerce, pino, abeto);
- Hormigón armado prefabricado o monolítico en forma de vigas, purlins o barras transversales.
Tradicionalmente, los cimientos columnares se utilizan para habitaciones sin puertas. Las cabezas de los pilares y, en consecuencia, las vigas rostwerk que descansan sobre ellos están dispuestas de acuerdo con el proyecto y las características del sitio de construcción. Esto, por ejemplo, puede deberse a la probabilidad de inundaciones por inundaciones o aguas subterráneas, carga lateral del viento, derivas de nieve y otros impactos. De acuerdo con lo que pueden estar por debajo de la marca cero del suelo, a su nivel o ubicados a una altura de hasta 60 centímetros de la superficie de la tierra.
Variedades de bases sobre soportes.
En la construcción moderna, además de la construcción columnar, se utilizan otros tipos de cimientos ligeros con soportes independientes. Puede ser:
- Pilas:
- Puntuado;
- Pile-rostwerk;
- Aburrido;
- Tornillo;
- Combinados;
- Otros tipos de cimentaciones con propiedades similares.
Anteriormente escribimos un artículo detallado sobre la base monolítica y de pilotes, ¡por favor lea!
En el caso de los cimientos columnares, después de la apertura manual de los pozos para soportes verticales, se utilizará lo siguiente:
Monolito
Esto se conoce comúnmente como hormigón armado monolítico sobre cemento Portland. Este material puede ser tanto del tipo comercial (comprado), entregado al sueño de la construcción en camiones de volteo o en mezcladores en la carretera, como de autopreparación en hormigoneras eléctricas de tornillo o tipo rotativo. Suponiendo que los postes están cargados centralmente, se refuerzan con un marco espacial apropiado de barras de refuerzo y alambre con una salida al exterior. Cuando se utilizan para vigas metálicas horizontales, sus extremos para la rigidez se pueden conectar a las salidas de refuerzo de los marcos de la columna mediante soldadura de arco o acetileno de gas. También es posible hacer con vigas de hormigón armado vinculando el refuerzo de trabajo a los postes.
Ladrillo
Los ladrillos rojos de arcilla cocida ordinaria se usaban a menudo para hacer postes en el período anterior a 1917. Los ladrillos de esa época, hechos exprimiendo una masa de arcilla adecuadamente mezclada y equilibrada, así como la cocción bien organizada en los hornos de anillo Hoffmann, tenían características de alta densidad, ductilidad y resistencia (después de desmontar edificios antiguos, los ladrillos se encuentran con una resistencia que excede las marcas comunes de concreto, es decir, por encima de 200 kg / cm²), mientras que el ladrillo prensado moderno mal horneado con una estructura interna heterogénea en su la masa apenas alcanza una resistencia de 75 kg/cm².
De ello se deduce que no debe recomendarse sustituir el hormigón armado por ladrillo rojo moderno para cimentaciones columnares.
Bloques
Antes del advenimiento del hormigón armado (patente de Monnier, 1867, Francia, uso regular en la construcción – principios del siglo XX), los cimientos columnares hechos de bloques de piedra eran los más comunes. Ahora los bloques se distinguen en:
- Artificial, fabricado con el mismo cemento Portland con agregados en forma de cenizas, escorias y otros productos de desecho de los procesos de producción;
- Natural;
- Sedimentarios (piedra caliza, concha, dolomita, toba y otros);
- Volcánico (granito, labradorita, gabro).
Parámetros técnicos de los materiales
En la fabricación de cimientos columnares, las propiedades de los materiales y componentes de construcción, así como la exactitud de su uso, son de no poca importancia.
Las marcas más populares de cemento para la fabricación de hormigón son M400 y M500. Dependiendo de la receta y GOST 26633-2015, dan resistencia al hormigón desde la clase B15 (grado M200) hasta la clase 22.5 (grado M300), la más adecuada para la fabricación de columnas y vigas asadas.
Se utiliza acero redondo laminado en caliente de las clases A-I, A-II, A-III (GOST 5781-82) para el refuerzo.
La piedra triturada (residuos de la producción de piedra de cantera molidos y tamizados hasta la fracción deseada) deben tener una estructura, color y densidad uniformes. Esto se aplica a todas las especies. Se permite usar grava – mar o guijarros enrollados en el río.
La mejor arena de cuarzo para hormigón es arena de mar o de río lavada.
Importante: Antes de utilizar arena de cantera, se debe comprobar el contenido de inclusiones solubles en minerales que son perjudiciales para el hormigón.
Los productos metálicos: accesorios, metal laminado, no deben tener rastros de corrosión, curvatura de dimensiones geométricas y otros tipos de defectos. Antes de su uso, deben someterse a un tratamiento de agtycorrosion.
Accesorios de cimentación
La madera de coníferas para vigas de carga horizontales en forma de troncos o vigas calibradas no debe verse afectada por hongos, podredumbre, moho, estar infectada con insectos leñosos. Además, no debe tener defectos, como oblicuidad o aumento de anudamiento. Antes de su uso, debe someterse a un tratamiento biológico con antisépticos, así como retardantes de llama que eviten la ignición rápida y apoyen la combustión cuando se expone a una llama abierta.
Receso de la base columnar
La base columnar más duradera se obtendrá si la marca de su colocación es inferior a la profundidad de congelación del suelo. Para determinar este valor, para una región en particular hay mapas y tablas, incluso como parte del SNiPa correspondiente. Para Rusia central, esto es un promedio de 1.5 … 2,0 metros.
La congelación y descongelación estacional del suelo provoca una fuerza denominada hinchazón helada del suelo, que causa cargas laterales en los cimientos asociadas con sus curvaturas y deformaciones, si su suela no tiene una conexión fiable con una base de suelo fuerte no deformable.
Como resultado de un hundimiento desigual en el plano del edificio, aparecen grietas y distorsiones en las paredes y el techo del edificio. Esto, a su vez, puede conducir a un colapso de emergencia de partes individuales o edificios en su conjunto.
Actualmente, los cimientos poco profundos se utilizan para la construcción privada de casas ligeras y cabañas. En este caso, las estructuras verticales y horizontales de los cimientos deben estar muy rígidamente interconectadas y la marca de su punto superior debe estar por encima del nivel del suelo. En este caso, las deformaciones menores del edificio instalado sobre tal base no afectarán la tasa de accidentes de la estructura y la calidad de vida de las personas en ella.
Cálculo del proyecto
Ninguna construcción puede iniciarse sin un proyecto que incluya las siguientes secciones:
- Encuesta;
- Arquitectura y planificación;
- Estructural y de construcción;
- Ingeniería y comunicación;
- Económico;
- Construcción y organización;
- Un conjunto de permisos de construcción.
No es aconsejable ordenar todas estas partes usted mismo, y luego recogerlas en un solo documento que da derecho a comenzar la construcción.
Para llevar a cabo todos los procedimientos exigidos por la ley, suele ser necesario recurrir a organizaciones especializadas con un personal de diseñadores, arquitectos, diseñadores, topógrafos, estimadores, personas (a menudo con educación jurídica) que interactúan con las autoridades públicas y la supervisión de la construcción para una resolución rápida y acelerada de los problemas y problemas emergentes.
Es bueno que esta organización tenga equipos de producción directamente involucrados en la construcción en el sitio. Luego, si hay un descuento significativo, el propietario de la parcela tendrá que ordenar el trabajo "llave en mano" y esperar con calma hasta que se le pida que acepte la casa terminada de acuerdo con los términos del contrato concluido.
¿Qué dimensiones deben tener los pilares?
El tamaño o la sección transversal horizontal de los pilares deberán cumplir las condiciones de resistencia que serán superiores a la carga de las estructuras superpuestas que los soportan.
Si partimos del tamaño (grosor) de las paredes, entonces para las exteriores se toman al menos dos ladrillos, es decir, 50 cm, y para las internas 1,5 ladrillos (38 cm). Por lo tanto, las columnas ubicadas a lo largo de los ejes del perímetro exterior no deben tener una sección transversal de menos de 50 x 50 centímetros, y las columnas para muros de carga capiteles internos no deben tener 38 x 38 centímetros.
Estas dimensiones mínimas deben respetarse para todos los tipos comunes de pilares, hechos de hormigón armado monolítico, ladrillo y piedra de bloque.
Si los diseñadores ofrecen columnas de una configuración diferente: redondas, en forma de cruz (esto puede deberse a las delicias del diseño), deben presentar un diseño adecuado y un cálculo económico.
Base columnar con tus propias manos – en etapas
Para los edificios ligeros auxiliares y económicos, la construcción de una base columnar no será particularmente difícil. Sí, para esto necesitas tener algo de experiencia en movimientos de tierras, albañilería (para poder trabajar con ladrillo y piedra), soldado, hormigón. Pero para obtener ayuda, puede invitar a familiares, amigos, vecinos o colegas que estén bien versados en ciertas obras de construcción.
Diseño
Para el marcado, es necesario transferir correctamente los ejes de la futura estructura a la escala deseada desde el proyecto hasta el lugar del emplazamiento preparado con respecto a los ángulos rectos. Los ejes son una cuadrícula alfanumérica, coordenadas peculiares de dónde se ubicará esta o aquella parte de la estructura.
Se requiere la instalación de columnas en los siguientes lugares:
- Intersecciones de ejes de letras y numéricos:
- Esquinas interiores o exteriores:
- Límites de ventanas o puertas:
- A una distancia no superior a 4,5 metros entre sí a lo largo de los largos ejes de las paredes exteriores e interiores de la casa.
La partición requerirá:
- Cuerda o cordel kapron (no estirable) de construcción;
- Clavijas de madera de hasta 40 cm de largo, sección transversal de 30 x 30 mm con un extremo afilado debajo de la punta;
- Cinta métrica metálica o telémetro láser;
- Teodolito geodésico: un medio para batir ángulos rectos (en ausencia de un teodolito, puede usar un triángulo de construcción grande hecho en casa de cordón o listones, el método de su fabricación se describirá a continuación);
- Cuchillo de construcción;
- Plomada;
- Niveles – burbuja y agua:
- Un martillo o un mazo pequeño.
Un triángulo grande para marcar ángulos rectos estará hecho de un cordón o de listones de madera o metal suficientemente largos, sin enterrar, de la longitud requerida. El teorema de Pitágoras establece que la suma de los cuadrados de los catetes (los lados del triángulo que forman un ángulo recto) es igual al cuadrado de la hipotenusa (el lado opuesto más largo). Para no unirse a números fraccionarios, hay una solución simple y elegante: estos son catetos con una longitud de 3 y 4 y una hipotenusa – 5. De hecho, 3² + 4² = 5² (9 + 16 = 25). Las cantidades se pueden medir con cualquier segmento arbitrario, el del cordón, el de los rieles, medido, cortado y obtenido un triángulo con un ángulo recto ideal de 90°.
Otra forma es el método diagonal. Debe preparar un cable largo con un tamaño correspondiente al perímetro y los nodos en los puntos de esquina. Los puntos angulares están conectados por segmentos con dimensiones en forma de valores calculados (o medidos gráficamente) de las diagonales del edificio. Estirando los puntos de esquina del perímetro sobre las clavijas donde convergen con las diagonales, y martillando en el suelo, obtenemos una marca axial de los ejes exteriores.
Excavación de agujeros para postes
Los pozos o fosas debajo de los pilares se arrancan hasta la marca de diseño, teniendo en cuenta la alineación horizontal de su fondo, el relleno de una capa de arena y grava amortiguadora y un cojín de hormigón ensanchado.
Los movimientos de tierras pueden realizarse tanto manual como mecánicamente. Para no causar daños a los trabajadores con suelo desmoronado, las paredes de los pozos se inclinan con un ángulo de al menos 75 … 80° desde el nivel del suelo hasta el fondo del pozo.
Dispositivo de cojín de arena y grava
Se requiere un cojín de amortiguación arena-grava o arena-grava para nivelar el fondo del pozo al plano horizontal. Por lo general, su grosor no supera los 15 centímetros. Para preparar la mezcla, se toman tres partes de piedra triturada (grava) y dos partes de arena de cuarzo, se mezclan a fondo y se bajan en forma seca, nivelando capa tras capa con apisonamiento.
Dispositivo de talón
El dispositivo del cojín de distribución, independientemente del material de la columna, está hecho de hormigón armado de una ley no inferior a M100. Su grosor habitual es de 15-20 centímetros con consolas que sobresalen más allá de los límites de la columna con un ancho de 5-10 centímetros. El cojín está reforzado en una malla estirada (inferior) de varillas de refuerzo con un diámetro de al menos 14 milímetros.
Construcción de pilares
Después del ajuste inicial y el comienzo del conjunto de resistencia del cojín de distribución de hormigón, comienza la fabricación de los propios postes.
Si son de ladrillo, se dispone un simple ladrillo con un apósito ordinario. Cada 4 filas, se introduce una malla de refuerzo de alambre con un diámetro de 5-6 milímetros.
El hormigonado de postes se realiza en encofrado de inventario o casero después de la instalación y desabrochado de los marcos de alambrón de refuerzo prefabricados. Después de ganar fuerza de diseño (28º día después del hormigonado, los postes se pueden cargar con una carga vertical.
Al fijar el hormigón (y el encofrado se puede retirar tan pronto como el día 6 o 7), el hormigón fresco requiere dos semanas de cuidado, que consiste en el riego regular con agua y el envoltorio con envoltura de plástico.
Dispositivo Rostwerk
Las vigas Rostwerk pueden ser de hormigón armado, metal laminado o madera (para edificios muy ligeros, a veces del tipo marco-escudo). Las secciones transversales del haz se calculan para la resistencia y la flexibilidad. Antes de la instalación, están protegidos por resistencia al fuego, resistencia a la contaminación biológica y otros efectos adversos.
La longitud de la plataforma de apoyo de la viga por columna no será inferior a 15 centímetros.
A menudo, el rostwerk entre vigas adyacentes consiste en un grupo de vigas individuales en la cantidad de hasta 5 piezas, instaladas con un espacio de al menos 10 milímetros, interconectadas por bofetadas de hormigón o mortero en la zona de soporte.
A veces, las vigas de metal rostwerk se atan en un solo marco, que se instala en su totalidad o en parte en los postes mediante soldadura.
Impermeabilización
Para la impermeabilización de cimentaciones columnares, que no pueden ser otras que la externa, antes del cierre de hoyos y fosas, utilice un recubrimiento de masilla bituminosa-polímero de tipo caliente o frío, aplicada con cepillos de clavo.
En algunos casos, se puede aplicar una impermeabilización por pulverización más costosa, creando una película duradera, elástica y duradera con alta adhesión a la superficie de la estructura protegida.
Extensiones y sus fundamentos
Si es necesario, los edificios sobre cimientos columnares se pueden unir a edificios existentes desde hace mucho tiempo en cualquier base, desde la franja hasta la losa. Lo principal es compensar los movimientos desiguales con la ayuda de juntas de deformación elástica para que no afecten partes individuales de los edificios y estén aisladas de su influencia.
Cómo cerrar las brechas entre los pilares
Será necesario cerrar los espacios entre los pilares cuando la viga rostwerk se eleve por encima del suelo. Esto es necesario para proteger contra la penetración en el subsuelo de animales callejeros y domésticos, roedores, aves.
Por lo general, estos espacios están cubiertos con paneles de plástico artificial estampados, sin embargo, instalados de tal manera que no interfieran con la ventilación y el intercambio con el aire atmosférico.
Para evitar la entrada de agua, las ranuras de drenaje llenas de escombros se disponen alrededor de la casa a lo largo de los límites de la persiana.
Conclusión
Muchos clientes que utilizan cimientos columnares en la construcción de sus casas están satisfechos con su elección. Esto se debe al hecho de que a partir del comienzo de la temporada de construcción, al final de la temporada ya puede evaluar su elección y aprovechar todas las ventajas que brindan los bienes raíces suburbanos.