Base

La cimentación ( lat.  fundamentum ) es una estructura portante de un edificio , parte de un edificio , una estructura que recibe todas las cargas de las estructuras superpuestas y las distribuye sobre la base [1] [2] [3] .

La cimentación suele ser de hormigón o de hormigón armado , así como de piedra , acero o madera ( pilotes de acero o de madera ).

En regiones con inviernos severos, los cimientos generalmente se colocan debajo de la profundidad de congelación del suelo para evitar el pandeo . Los cimientos poco profundos se utilizan generalmente en la construcción de edificios ligeros.

Para la construcción de edificios , se utilizan cimientos en tiras , columnares independientes, pilotes y losas o combinados. Los hay prefabricados (monolíticos macizos o tipo vidrio), monolíticos y prefabricados-monolíticos. La elección de los cimientos depende de la sismicidad del área, los suelos subyacentes y las soluciones arquitectónicas .

Los cimientos de hormigón se pueden realizar a temperaturas superiores a 5 °C, lo que impone importantes restricciones a la estacionalidad de los trabajos de construcción. Es posible trabajar a temperaturas más bajas con el uso de tecnología de calefacción eléctrica .

Clasificación de la fundación

Según la profundidad Con cita Por materia Por tipo de construcción

En la práctica de la ingeniería, se han generalizado varios tipos principales de cimentaciones [4] :

Una cimentación continua es una cimentación muy voluminosa, grande, con mayor frecuencia cercana a la forma de un círculo o cuadrado, que no puede considerarse como una cimentación separada de columnas, losas, tiras o pilotes. Suelen ser estos: soportes de puentes , silos, búnkeres, etc. (Véase también caer bien ).

Deformación y destrucción de cimientos y terrenos

Tipos de deformaciones y destrucción de cimientos y terrenos

Hay dos tipos principales de destrucción de cimientos: mecánica y corrosión. El daño mecánico a los cimientos toma la forma de grietas y fracturas. El daño por corrosión, según el momento y la fuente, puede provocar una disminución de su resistencia o la destrucción total.

  1. sesgo  : la diferencia entre los asentamientos de dos cimientos adyacentes, relacionada con la distancia entre ellos (típico de los edificios del sistema de marco);
  2. rollo  - la diferencia entre el asentamiento de los dos puntos extremos de la cimentación, referida a la distancia entre estos puntos; característica de estructuras absolutamente rígidas de forma compacta en planta;
  3. deflexión o flexión relativa de los cimientos  : la relación entre la flecha de deflexión y la longitud de la parte curva del edificio o estructura.
  4. torsión  : rotación de la base alrededor de su eje.
  5. cortante  - desplazamiento horizontal de sísmica y otras cargas.

Las deformaciones verticales de los cimientos de edificios y estructuras se dividen en dos tipos:

  1. precipitación  : deformaciones de la compactación del suelo bajo carga, no acompañadas de un cambio fundamental en la composición del suelo;
    1. liquidación absoluta de una fundación separada;
    2. el asentamiento promedio de un edificio o estructura, determinado por los asentamientos absolutos de al menos tres de sus cimientos separados o tres secciones de un cimiento común;
    3. sedimentos adicionales por humedecer los suelos de los cimientos con lluvia y agua derretida, una disminución en su capacidad de carga, falta de planificación del territorio adyacente, mal funcionamiento del área ciega, congelación de los cimientos con una profundidad de cimientos insuficiente, presencia de viejos, rellenados sin cuidado trabajos bajo los cimientos, deslizamientos y fenómenos kársticos, aumento de la presión sobre el suelo en caso de carga adicional de cimientos (instalación de equipos más pesados, superestructura de edificios, etc.), efectos dinámicos de equipos de choque o vibración en cimientos y bases en agua- suelos arenosos saturados, mal funcionamiento de las redes de suministro de agua, alcantarillado, sistemas de calefacción, fugas de agua de ellos y, como resultado, humedad excesiva o erosión del suelo base, fugas debajo de los cimientos de aguas residuales industriales agresivas de redes de alcantarillado defectuosas y otros factores.
  2. hundimiento  : deformaciones de carácter de falla causadas por un cambio fundamental en la composición del suelo (compactación de suelos similares al loess [6] durante su remojo, compactación de suelos arenosos de composición suelta bajo influencias dinámicas, descongelación de suelos congelados, etc. ).

Causas de destrucción y daño

errores de diseño operación insatisfactoria errores de diseño

Cálculo de cimentaciones

Teorías de cálculo de asentamientos de cimentaciones

Para calcular el asentamiento de diseño de los cimientos de edificios y estructuras, el esquema de cálculo de los cimientos se selecciona en función de la naturaleza de la estratificación de los suelos, las características de diseño de la estructura y las dimensiones de los cimientos. Hay dos tipos principales de cálculo de cimientos: según la capacidad de carga y según las deformaciones últimas de la base . Existen más de doscientos métodos (teorías) para el cálculo de deformaciones de cimentaciones, todos ellos tienen sus ventajas y desventajas, a continuación se mencionan algunos de ellos:

  1. método de semiespacio linealmente deformable con una limitación condicional de la profundidad del espesor comprimible H con ;
  2. el método de una capa linealmente deformable de espesor finito (Egorova K. E.) , se utiliza en los siguientes casos:
    1. si dentro del espesor compresible H c , definido como para un semiespacio linealmente deformable, existe una capa de suelo con un módulo de deformación E 1 ≥ 100 MPa y un espesor h 1 ≥ H c (1 - ( E 2 / E 1 ) ^1/3), donde Е 2  es el módulo de deformación de la capa de suelo subyacente con el módulo Е 1 (cláusulas 7, 8 [4]);
    2. el ancho (diámetro) de la cimentación b ≥ 10 my el módulo de deformación del suelo de la base E 1 ≥ 10 MPa.
    Nota. De acuerdo con el esquema de un espacio deformado linealmente, el asentamiento de la base también se puede determinar mediante el método de capa equivalente según N. A. Tsytovich . De acuerdo con los documentos reglamentarios, la deformación no debe exceder ciertos valores, según el tipo de estructuras.
  3. método de capa de suelo equivalente (N. A. Tsytovich)
  4. método de suma capa por capa  : la precisión del pronóstico de asentamiento disminuye con un aumento en el área de los cimientos y la profundidad del pozo excavado.

Teorías generales

El cálculo de cimientos para edificios y estructuras comienza con la elección del tipo de cimientos. En primer lugar, se requiere determinar la geometría (dimensiones) de las cimentaciones, en base a su estabilidad y la resistencia de los materiales utilizados, para ello se deben cumplir las siguientes condiciones:

  1. profundidad estimada de congelación del suelo;
  2. soluciones tecnológicas;
  3. soluciones constructivas (características de diseño de la parte subterránea de la estructura: la presencia o ausencia de un sótano ; cimientos separados para columnas , cimientos de tiras para paredes o una losa monolítica sólida para toda la estructura; cimientos monolíticos o prefabricados, etc.);
  4. estudios geológicos (características del lecho y condición de los suelos : hundimiento, levantamiento, etc.);
  5. estudios hidrogeológicos (nivel de agua subterránea - GWL);
  6. la masividad del edificio en construcción (dos plantas o veinte);
  7. condiciones especiales del sitio de construcción: la sismicidad del área (en áreas sísmicas, se acostumbra enterrar hasta el 10% de todo el edificio en promedio según la experiencia de diseño y las regulaciones estatales);
  8. la presencia de edificios y estructuras construidos en las cercanías, servicios públicos subterráneos , etc.;
  9. Terreno (terreno montañoso o llanura de suave pendiente).

nota _ La profundidad mínima de los cimientos es de 0,5 m desde el nivel de planificación, en el elemento geológico de ingeniería de soporte - EGE - 0,2 m Es deseable instalar cimientos por encima del GWL, si es posible, a la misma altura, especialmente en áreas sísmicamente peligrosas , y en el mismo EGE.

  1. recoger cargas en los cimientos y en la base debajo de ellos - N (carga vertical), M (momento de vuelco), Q (fuerza de corte);
  2. tome el área preliminar de la base de la cimentación A y sus dimensiones en el plano ( b × l ) con base en el valor aceptado R 0 (ver cláusula 5.6.7 de SP 22.13330.2011), determinando la presión a lo largo de la base de la cimentación ρ ( p = N / A ) y comparándolo con el valor real de R 0 para las dimensiones de cimentación seleccionadas;
  1. realizar un cálculo de cimientos para punzonado (calcular el grosor del cojín de cimentación);
  1. cálculo de un cojín de arena (para una base artificial);
  2. cálculo de compactación profunda, etc.;
  3. verificar la resistencia de la subbase débil, si así lo requieren los resultados de la evaluación de las condiciones geológicas de ingeniería;
  1. calcular el valor del asentamiento final s de la cimentación (y compararlo con el valor máximo permisible del asentamiento absoluto s maxU );
  2. cálculo del asentamiento de dos cimentaciones estrechamente espaciadas.
  3. cálculo de sedimento absoluto;
  4. cálculo del calado medio;
  5. cálculo del calado relativo.

nota _ Comparación de los asentamientos obtenidos por cálculo con los límites dados en SNiP , y decidir si es necesario instalar juntas de asentamiento, o cambiar el tipo y diseño de cimentaciones.

  1. cálculo de cimentaciones por volcamiento (se suele permitir la separación de la base de la cimentación no más de 1/4 del área, depende de cada caso específico, por ejemplo, para las cimentaciones de pasos superiores, la separación de la base de la cimentación es No permitido);
  2. cálculo de cimentaciones a cortante;
  3. cálculo de cimentaciones por la diferencia relativa de asentamiento, deflexión relativa, flexión, escora de la cimentación o estructura, torsión.

Véase también

Notas

  1. ↑ SP 50-101-2004. Diseño y arreglo de bases y cimientos de edificios y estructuras . Consultado el 30 de enero de 2022. Archivado desde el original el 21 de enero de 2022.
  2. ↑ SP 22.13330.2016 Fundaciones de edificios y estructuras . Consultado el 30 de enero de 2022. Archivado desde el original el 30 de enero de 2022.
  3. ↑ Shvetsov, 1991 , pág. 87.
  4. ↑ Sección 2.1 "Tipos de cimientos" // "Diseño de los cimientos de edificios y estructuras subterráneas" / B. I. Dalmatov. - 2do. - M., San Petersburgo: SPbGASU , 2001. - S.  26 . — 440 s. — ISBN 5-93093-008-2 .
  5. ↑ Olga Skibina. Los científicos de Tyumen han desarrollado un modelo mejorado de una base de membrana de tira . www.scientificrussia.ru _ "Rusia científica" (16 de noviembre de 2021). Consultado el 24 de febrero de 2022. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2022.
  6. ↑ Abelev Yu. M., Levchenko A. P. Foundation, fundaciones y mecánica de suelos "No. 6. - 2001. Archivado el 16 de agosto de 2016.

Literatura

Literatura normativa

proyecto conjunto GOST TSN MGSN Guías, recomendaciones, guías y manuales Literatura relacionada

Literatura Técnica

Enlaces

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