Uno de los temas importantes en la etapa de diseño de una casa es el cálculo de los cimientos. La durabilidad y confiabilidad del edificio dependerán de qué tan bien esté hecho. Al calcularlo, tienen en cuenta el tipo de construcción, el material de la futura casa, las características del suelo y las condiciones climáticas.
Lo más seguro es confiar el cálculo de los cimientos (para una casa de tres plantas) a una empresa de diseño. Sin embargo, si el edificio está planeado para no más de dos pisos, entonces es muy posible que haga el proyecto usted mismo.
¿Cómo elegir los cimientos adecuados para tu hogar?
Hay varios tipos de cimientos que se utilizan en la construcción privada. Dependen del material del que estará hecha la casa, así como del tipo de suelo de la zona. El material de un edificio determina su peso. Cuanto más grande sea, más fuerte debe ser la base.
Además del peso de la casa, la capacidad de carga del suelo es el factor decisivo. Cuanto mayor sea su densidad, mayor será la carga que puede soportar sin deformarse. Por lo tanto, determinar el tipo de suelo ayudará a abordar correctamente la elección del diseño y el material de base. ENel cálculo también tiene en cuenta las propiedades del suelo, como la granularidad, la movilidad y la humedad.
El tercer factor que influirá en el tipo de cimentación serán las condiciones climáticas. Están asociados con las cargas estacionales de la nieve en el techo, que aumentan la masa de la casa, así como la profundidad de congelación. Este último determina qué diseño, así como la cantidad de penetración, se debe aplicar.
¿Cómo dependen los cimientos del suelo?
Antes de iniciar el cálculo de los cimientos de la casa, se realiza un estudio del suelo. Su propósito es determinar la carga máxima que se puede aplicar a una unidad de área. También se considera el grado de agitación. Este indicador indica cuánto se empujará la base del suelo a medida que el suelo se congela. Además, cuanto más alto sea este indicador, se producirá una contracción más prolongada. Algunos tipos de cimientos no se pueden usar en suelos en movimiento. La elección equivocada conducirá a la destrucción de la casa.
Tipos de suelo
Existen los siguientes tipos de suelos:
- Suelos rocosos y pedregosos. Estas variedades son las más duraderas. Son capaces de soportar cualquier carga con una contracción mínima y no están sujetos a levantamientos, debido a la f alta de agua en ellos. Ideal para cualquier tipo de base.
- Suelos cartilaginosos. Consisten en una combinación de roca de arena, piedras y arcilla. El agua tampoco permanece en este tipo de suelo, por lo que no se producen levantamientos en invierno.
- Suelos arenosos. Muy adecuado para la construcción. No acumule exceso de humedad, perocongelar en invierno a una profundidad de 1 metro, dependiendo de la región.
- Arcilla. Acumula humedad y se libera mal de ella. Por lo tanto, se congela mucho en invierno. Al calcular el costo de los cimientos, debe incluir costos adicionales para un colchón de arena debajo de los cimientos. El exceso de agua drenará a través de él. Si esto no se hace, el fondo de la base se mojará y, cuando se congele, el concreto comenzará a colapsar. La congelación de los suelos arcillosos alcanza los 1,5 metros.
- Férgamo y franco arenoso. Esta es una especie de mezcla de arena y arcilla. Dependiendo de la proporción de arcilla a arena, el suelo puede retener la humedad en el interior y pasarla a través de sí mismo. Por lo tanto, qué tan fuerte será la agitación en este caso, debe observar la proporción, así como qué tan fríos son los inviernos en esta zona climática.
- Turberas y suelos pantanosos. El cálculo de cimentaciones para esta categoría comienza con un estudio geodésico obligatorio. Dichos suelos se caracterizan por una presencia cercana de agua y tienen una baja capacidad de carga. Además, tienen heterogeneidad, lo que aumenta los riesgos de la construcción. Durante la construcción de los cimientos, se lleva a cabo una gran cantidad de trabajo adicional en forma de compactación del suelo con reemplazo parcial de turba con relleno de arena, disposición de ranuras de drenaje. Lo más justificado en tales suelos es la construcción de cimientos monolíticos de tejas y pilotes.
Pilotes de cimentación
Este tipo de base se utiliza para diversos fines. Los pilotes se utilizan para la construcción de casas de estructura ligera. No hay una carga pesada sobre la base, por lo quea lo largo del perímetro de la futura casa y en lugar de tabiques de pared, se atornillan postes en el suelo, que servirán de base.
Otra opción en la que se utilizan pilotes es la construcción sobre suelos en movimiento. Por ejemplo, en suelos pantanosos. Aquí se utilizan pilotes de hormigón armado que, al hincarlos o vibrarlos, se hunden en el suelo en capas más estables y duraderas.
¿Cómo calcular la base del pilote?
Al calcular una base de pilotes, se determina la sección de los pilotes, el paso entre ellos, su longitud. De estos tres componentes, solo se conoce de antemano la sección transversal. Los indicadores restantes se calculan en base a los siguientes parámetros:
- Cargar en asador. Este parámetro incluye el peso total de todas las cargas posibles, incluido el peso de la casa, los muebles, el equipo, la carga de nieve y las personas vivas.
- Cargar en una sola pila. Dependerá de la capacidad de carga de un elemento sin destruirlo.
El peso que recaerá sobre un elemento de la base de pilotes se puede encontrar mediante la fórmula:
P=(0, 7 • R • S) + (u • 0, 8 • fin • li), donde:
- P - carga permitida que caerá sobre una pila;
- R - resistencia del suelo, que se determina después de un estudio geodésico;
- S - área de la sección transversal de la parte de la pila con la que descansa sobre el suelo;
- u - el perímetro de la pila en sí (encontrado por la fórmula de la circunferencia);
- fin - fuerza de fricción que ocurre desde el lado de las paredes del pilote (tomado de datos tabulares);
- li -el espesor de la capa de suelo sobre la que se torcerá el pilote (seleccionado de la tabla, dependiendo de la capacidad portante del suelo);
- 0, 8 es la razón.
Después de calcular la carga posible en un pilote, sabiendo el peso total de la casa, puede determinar el número requerido de pilotes y el paso entre ellos: l=P/Q, donde Q es el peso del edificio por metro de cimentación.
¿Cómo determinar el peso de una casa?
Antes de hacer un cálculo de los cimientos de cualquier tipo, se determina el peso total de la casa. Conociendo su diseño y los materiales que lo componen, puedes calcular la masa utilizando la siguiente tabla.
| Elemento de construcción y material de fabricación | Gravedad específica (kg/m2) |
| 1 espesor de pared de ladrillo | 684 |
| Pared de ladrillos de 1,5 ladrillos de espesor | 918 |
| Pared de madera 200mm | 100 |
| Pared de madera 300mm | 150 |
| Pared de una casa de madera con espesor de aislamiento de hasta 150 mm | 30-50 |
| paredes de pladur de 80 mm | 27, 2 |
| Paredes de yeso aisladas 80 mm | 33, 4 |
| Techos de madera aislados | 100-150 |
| Hormigón armadolosas de 220 mm de espesor | 500 |
| Roof cake cubierto con los siguientes materiales | Gravedad específica (kg/m2) |
| Cuadrado y baldosas metálicas | 60 |
| Tejas bituminosas | 70 |
| Baldosas de cerámica | 120 |
| Cargas de equipos, muebles y personas | 150 |
| Carga de nieve | Depende de la geometría del techo, el material y la región. |
Pilar base de hormigón
El material principal para la construcción de los cimientos es el hormigón. Te permite hacer bases en forma de pilares empotrados en el suelo. Antes de verter, se perfora un agujero en el suelo. Luego se instala un marco de refuerzo de acero y se vierte con hormigón. El encofrado de la altura requerida se realiza sobre el nivel del suelo. Debajo del edificio, se instalan varios pilares similares en incrementos de 1,5 a 2 metros. Tal base se usa en suelos estables que no están sujetos a levantamiento.
Base de tiras
Esta variedad, a su vez, se divide en bases profundas y superficiales. La diferencia entre ellos es que el primero se usa para casas pesadas, así como en regiones frías, donde hay una gran profundidad de congelación del suelo. La versión poco profunda se puede utilizar para edificios de baja altura, así como ensuelos de alta resistencia. No se recomienda su uso sobre areniscas y margas. Puede agrietarse debido a una contracción desigual. El cálculo de la base de la tira se lleva a cabo en función de su aparición. El poco profundo se encuentra a una profundidad de 0,5 a 0,7 metros. La banda profunda está por debajo de la profundidad de congelación.
Base monolítica
Esta base se hace en forma de losa maciza, que se vierte sobre un colchón de arena. Esta variedad puede ser la única opción para construir sobre suelos inestables. Además, el monolito no está sujeto a levantamiento. Lo único que hay que observar es una superficie perfectamente nivelada sobre la que se vierte la base de arena. Si esto no se hace, con el tiempo, la almohada comenzará a deslizarse hacia abajo junto con la casa.
Cálculo de los cimientos de la casa: instrucciones paso a paso
En primer lugar, debe averiguar qué parámetros necesita calcular. En primer lugar, es el ancho (para una base de tiras), el número de pilotes (para una base de pilotes). En segundo lugar, la cantidad de hormigón necesaria para el vertido.
Por ejemplo, tomemos el cálculo de los cimientos de la tira y determinemos: ¿el ancho planificado de la tira permitirá que soporte el peso de la casa? Para esto necesitas:
- Encuentra el perímetro de los cimientos. Doble todos los lados de la casa y agregue la longitud de los muros de carga internos.
- Calculamos el hormigón de la cimentación: multiplicamos el valor resultante por el ancho y el alto. Así es como encontramos el volumen requerido.
- Multiplicamos el volumen por 2500 (gravedad específica del hormigón). ENel resultado es el peso de la estructura de hormigón.
- Realizamos el cálculo de refuerzo para la cimentación y sumamos el resultado al anterior.
- Al valor resultante se le suma el peso de la casa, luego se divide el resultado por el área de los cimientos. Esta es la presión que ejercerá el edificio por unidad de área.
- Luego, se compara con la tabla con características si su tipo de suelo puede soportar tal carga. De lo contrario, el ancho aumenta y el cálculo de la base se vuelve a realizar.
Después de determinar el volumen requerido de concreto, se calcula el costo del trabajo y los materiales. El cálculo del costo de la cimentación depende del precio de mercado de la marca de concreto requerida para la construcción, de la cantidad requerida de refuerzo, así como de los costos de transporte para la entrega de materiales al sitio de construcción.
Cuánto refuerzo se necesita para la base
Las estructuras de hormigón aumentan considerablemente su resistencia a la flexión si se utiliza un marco de metal en el interior. Dependiendo del tipo de cimentación, se utilizan barras de diferentes diámetros. Al calcular el refuerzo de los cimientos, se tiene en cuenta el peso de la casa. Los suelos densos reducen la deformación del concreto bajo el peso de la estructura, lo que afecta la reducción en la cantidad de refuerzo.
Para la base de la tira, se utilizan barras con un diámetro de 10–16 mm. Se colocan en el encofrado en incrementos de 10-15 cm y están interconectados por barras transversales, que se sujetan con un alambre de tejer. Como experimenta la fundacióncarga transversal, entonces el impacto principal cae sobre las barras longitudinales del refuerzo. En este sentido, se puede utilizar refuerzo transversal con un diámetro menor.
Para una base de baldosas monolíticas, se utiliza un refuerzo delgado de 10 mm o una malla de refuerzo. Si la placa está hecha en un terreno inestable o el peso de la casa es grande, entonces aumenta el diámetro de las barras. Caracas está hecho en forma de rejilla con un paso de 20 cm. Si no se requiere una placa de alta resistencia, las barras de refuerzo se pueden reemplazar con una rejilla.
