Fonaments de pila-grillage: característiques de disseny i tecnologia d'instal·lació

Per a la construcció d'edificis residencials i industrials, s'utilitzen diversos tipus de fonaments, però l'estructura de graella de pila mereix una atenció especial. S'acostuma a triar en els casos en què hi ha caigudes pronunciades en el relleu, enfonsament i sòl feble a la terra. Aquest tipus de fonamentació també és adequat per a edificis en zones situades a la zona de permafrost.

La base de graella de pila és una base de formigó armat, fusta o acer, abocada amb formigó, en la qual tots els elements estan connectats en una única estructura. El seu dispositiu pot ser amb un tipus de marcador monolític (cobert amb una llosa) o construït amb una graella penjant. La base penjant es caracteritza per un buit obert entre la superfície del sòl i la graella; s'ha d'aïllar addicionalment i cobrir amb impermeabilització. Pel que fa a la versió monolítica, està formada a partir d'un marc de formigó, en el qual l'alçada de les plataformes està anivellada per piles de diferents longituds.

Atès que durant la col·locació de la base s'utilitzen piles, enterrades a terra entre la capa de suport i el nivell inferior de congelació, és difícil distribuir la càrrega de l'edifici entre elles. Per tant, la base de graella de pila sovint està prefabricada a partir d'un canal i una barra. Tots els suports d'aquest disseny s'uneixen al conjunt mitjançant cintes especials i formigó. Val la pena assenyalar que la combinació de graella i piles proporciona fiabilitat i estabilitat a la base de càrrega.

Segons el tipus de fonamentació que s'estigui posant (de fusta, metall, formigó o formigó armat), la base per a la construcció adquireix característiques tècniques diferents. D'acord amb els requisits de SNiP, es permet construir estructures amb reixetes baixes i altes, que es troben sobre el nivell del sòl. Normalment es fabriquen amb grans canonades metàl·liques o formigó. Al mateix temps, fer graelles de formigó és molt més difícil, ja que cal calcular amb precisió el lloc d'abocament de la cinta del sòl.

A diferència d'altres tipus de fonaments, la base de graella de pila distribueix de manera ideal les càrregues de suport dels edificis al terra, de manera que escollint-la, podeu estar segur que el nou edifici servirà de manera fiable durant més d'una dotzena d'anys i estarà protegit no només de canvis bruscos de temperatura, però també de l'activitat sísmica. Aquestes estructures s'utilitzen àmpliament tant per a la construcció pública com individual. Especialment indicat per a zones situades en un pendent amb sòls de permafrost i terreny difícil.

A més, es recomanen aquestes bases:

• per construir una casa de maó;
• en construcció de marcs;
• per a estructures fetes de blocs de silicat de gas;
• en sòls amb alta densitat;
• amb una alta distribució de les aigües subterrànies;
• en sòl inestable amb sorres movedisses.

L'estructura de pila-grillage també permet col·locar els sòls directament sobre el terra sense realitzar una anivellació addicional de la superfície i abocar una cinta profunda, ja que les piles instal·lades a diferents altures compensen tots els desnivells, eliminant la diferència d'alçada. Aquesta base també es pot utilitzar en la construcció d'edificis amb un pes superior a 350 tones; resultarà molt més fiable i econòmica que una base de tira o llosa. Però en aquest cas, el projecte haurà d'incloure un factor de seguretat augmentat, que no hauria de ser 1,2, com és habitual, sinó 1,4.

La base de graella de pila és un sistema únic format per una graella i suports.

A causa de la presència d'una base de formigó a l'estructura, reforçada amb elements reforçats, la base actua com a suport fiable per als edificis i té alguns avantatges.

• Alt benefici econòmic. La instal·lació no requereix grans costos financers, ja que el treball del terreny es minimitza.
• Estabilitat. L'alta capacitat de càrrega permet aixecar edificis de diverses plantes utilitzant materials de construcció pesants en la seva decoració.
• Cobertura de construcció ampliada. En comparació amb altres tipus de fonamentació, la urbanització del sòl es pot dur a terme en qualsevol tipus de sòl no apte per a la cimentació tradicional. La difícil geometria del paisatge, els pendents i els pendents no són un obstacle per al treball.
• Possibilitat de formar piles batejades per separat de la graella. Gràcies a aquest matís, la barreja de formigó s'estalvia significativament. A més, podeu utilitzar solucions fetes i autopreparades.

• Ubicació convenient de piles amb línies de cable i canonades subterrànies. Això simplifica la creació del projecte i no trenca la funcionalitat de la configuració.
• Alta resistència. L'enllaç monolític de la graella i els suports protegeix l'estructura de la contracció del sòl, de manera que l'estructura no es trenca ni es deforma durant el funcionament.
• Falta de treball preparatori. Per establir la base de la graella de pila, no cal formar una fossa, cosa que simplifica el procés de construcció.
• Bon aïllament tèrmic. A causa de l'augment de la disposició de la graella, l'espai entre el terra i la base no permet que els corrents d'aire fred passin, això redueix les pèrdues de calor i fa que l'edifici sigui calent.
• Sense risc d'inundació. Les estructures de pilotes, elevades fins a dos metres sobre el terra, protegeixen l'estructura de possibles inundacions.
• Fàcil d'instal·lar. Amb les habilitats de construcció mínimes, és molt possible aixecar aquesta base amb les vostres pròpies mans, sense recórrer a l'ajuda de mestres i sense utilitzar dispositius de moviment de terres.
• Temps curts de treball.

A més dels avantatges, aquest tipus de base també té desavantatges:

• Impossibilitat de construir en sòl rocós: les roques minerals dures fan impossible la instal·lació de piles.
• Instal·lació problemàtica en zones amb desplaçament horitzontal. No es recomana fer treballs en sòls que es puguin enfonsar, en cas contrari l'estabilitat dels suports es veurà alterada i el sòl caurà.
• Per als edificis previstos per a la construcció en regions climàtiques dures amb temperatures baixes, s'hauran de prendre mesures addicionals per instal·lar un aïllament tèrmic d'alta qualitat.
• Aquests terrenys no estan previstos per a la realització de projectes d'habitatges amb soterrani i planta baixa.
• La complexitat de calcular la capacitat portant dels suports. És difícil calcular aquest indicador pel vostre compte. En el cas de les més petites inexactituds, la base es pot inclinar i, com a resultat, canviarà la geometria de tota l'estructura.

Malgrat les deficiències, la base de graella de pila s'ha demostrat bé entre els constructors i només ha rebut comentaris positius dels propietaris.

Els suports que s'utilitzen en la construcció de la base de la graella de pila es seleccionen d'acord amb la càrrega de l'edifici, el tipus de sòl i les condicions climàtiques. Es poden fer tant de metall, formigó, fusta, com de materials combinats.

Per tant, segons les característiques de les piles i el mètode de la seva instal·lació, es distingeixen alguns tipus de fonamentació.

• Cargol. Està fet de tubs metàl·lics buits amb un extrem obert. Els treballs es realitzen manualment o amb l'ajuda d'equips especials. Per fer que l'estructura sobre suports de cargol sigui forta i les canonades protegides de l'oxidació, la seva part buida s'aboca amb una solució.
• Avorrit. Es forma sobre una parcel·la abocant formigó en un pou armat prèviament preparat situat sobre pilotes clavats. La base de batuda és molt duradora.
• Formigó armat. La instal·lació es realitza mitjançant suports de formigó armat preparats disposats al pou.
• Martell. Com a regla general, aquestes bases es trien per a la construcció d'objectes grans. Els suports es martellen amb un equip especial, després del qual s'aboca una solució de formigó.

A més, la base pot diferir en la profunditat de la graella i succeeix:

• enterrat;
• terrestre;
• elevada sobre el terra a una alçada de 30 a 40 cm.

La graella encastada s'utilitza generalment quan s'instal·len piles destinades a estructures pesades fetes de formigó cel·lular o maó. En aquest cas, es realitza un fleixament addicional amb una llosa i la base pot servir com a soterrani de l'edifici. Pel que fa a la construcció d'estructures de fusta, una base amb una graella elevada és ideal per a ells: això estalvia diners en material de construcció i l'edifici elevat protegirà contra l'enfonsament del sòl.

Un punt important abans de posar les bases és el seu càlcul precís. Per a això es crea un projecte i un pla del futur edifici. A continuació, es dibuixa un dibuix de la base i s'ha d'indicar l'esquema de les pestanyes de pila, tenint en compte la seva ubicació a les interseccions amb els pilars i a les cantonades. Cal preveure que l'amplada entre les piles sigui d'almenys 3 m. Si la distància a la vora és de més de tres metres, es necessitaran suports addicionals. A més, s'ha de calcular l'àrea de les piles; per a això, primer es determina el seu nombre, es selecciona l'alçada i el gruix mínims.

Per fer càlculs correctes, també cal conèixer alguns altres indicadors:

• la massa del futur edifici: cal calcular no només tots els materials d'acabat, sinó també el pes aproximat del "ompliment" intern;
• àrea de suport: utilitzant el pes conegut de l'estructura i el factor de seguretat, la càrrega sobre els suports es determina fàcilment;
• dimensions i àrea de secció transversal de piles: a causa del nombre conegut de suports, el seu nombre es pot multiplicar per l'àrea seleccionada i obtenir el valor desitjat.

Tots els resultats s'han de comparar amb l'àrea de referència prèviament determinada. En alguns casos, cal reduir o augmentar la superfície dels suports, ja que la seva capacitat portant dependrà del diàmetre i del tipus de sòl.

La base de piles i graella és una estructura complexa, però és molt possible fer-la tu mateix. Per tal que aquesta base serveixi de manera fiable, durant el treball, s'han d'utilitzar una tecnologia especial TISE i instruccions d'instal·lació pas a pas.

La construcció d'una base de graella de pila preveu els treballs següents:

• càlcul de la base i creació del projecte;
• preparació i senyalització de l'obra;
• perforar pous i excavar rases;
• formació d'encofrat;
• reforç;
• abocat amb formigó i segellat rígid de juntes.

Cadascun dels punts anteriors és important, per tant, en cada etapa de la construcció, s'ha de comprovar el control de qualitat, ja que el més mínim error o inexactitud afectarà negativament el funcionament de l'edifici.

Abans de començar la construcció, el lloc de treball està curosament preparat. Per fer-ho, en primer lloc, es neteja el lloc d'obstacles mecànics en forma de pedres, arrels i arbres. A continuació, el sòl s'anivella bé i s'elimina la capa fèrtil. Després d'això, s'apliquen marques que indiquen la ubicació de les piles. El treball es realitza amb un cordó i estaques de fusta.

Les marques s'han d'instal·lar estrictament en diagonal. S'estiren els cordons per marcar l'interior i l'exterior de les parets. Si es fa una inexactitud, es produiran desviacions del projecte i la base es pot doblegar durant el funcionament.

En el cas que s'observin petites diferències de cota al lloc, el marcatge és fàcil de realitzar. Per a zones amb terreny difícil, necessitareu l'ajuda d'artesans experimentats. També s'ha de prestar una atenció especial a les cantonades de l'edifici: haurien d'estar en un angle de 90 graus.

Un cop determinats els límits de la fundació, es poden iniciar els treballs d'excavació. Primer, s'excava una rasa sota la graella, després es foren forats en els quals posteriorment s'instal·laran piles. El treball es realitza normalment amb eines manuals com ara palanques, pala i trepant. Si les capacitats financeres ho permeten, podeu demanar equips especialitzats.

Depenent de la finalitat del futur edifici i del tipus de sòl, s'escull l'amplada òptima de la graella. Per a objectes domèstics, 0,25 m es considera un indicador acceptable, per a mòbils - 0,5 m, i per a edificis residencials aquesta xifra augmenta a 0,8 m. Pel que fa a la profunditat, la graella pot situar-se a 0,7 m.

En una rasa excavada, cal comprovar la uniformitat del fons i de les parets; un nivell làser ajudarà amb això. Després d'això, un coixí de sorra es posa a la part inferior de la rasa, la sorra es selecciona com a fracció gruixuda. Després de col·locar-lo, la superfície s'humiteja amb aigua i es compacta amb cura. El coixinet de sorra no pot ser inferior a 0,2 m La següent etapa d'excavació serà la preparació de forats per a piles verticals: els forats es foren a una profunditat de 0,2-0,3 m.

A continuació, s'instal·len canonades a les fosses acabades, que faran el paper d'encofrat, i la part inferior es cobreix amb material impermeabilitzant, això protegirà l'estructura de la humitat.

Un punt important en la construcció és la instal·lació de la graella. Molt sovint, s'escull un element metàl·lic per treballar, que es solda fàcilment als caps de pila. Perquè l'estructura transfereixi les càrregues de manera uniforme, s'ha de col·locar estrictament horitzontalment. En el cas que la construcció de la base segons el projecte prevegi l'ús d'una graella baixa de formigó armat, a més, s'omplen amb pedra triturada de la fracció mitjana. La pedra triturada s'aboca en diverses capes de 5 cm i es compacta bé.

L'encofrat es col·loca sobre la base preparada. L'amplada de la seva cinta ha de superar l'amplada de les parets i l'alçada es compta d'acord amb els indicadors del soterrani. La instal·lació de topes i el muntatge d'escuts s'assembla en molts aspectes a la tecnologia de treball per a una base de cinta.

Pel que fa al reforç, en la majoria dels casos, de manera similar a la construcció de la cinta, es fan dos cinturons de reforç acanalat des de baix i des de dalt. Estan lligats amb piles. Els extrems del reforç que surten de les piles estan doblegats: una fila està lligada al cinturó superior i l'altra a la inferior.

Les sortides de reforç no han d'estar a menys de 50 mm dels diàmetres de les varetes. Per exemple, si utilitzeu un reforç amb una secció transversal de 12 mm, es recomana doblegar-lo 60 mm.

Un cop finalitzada tota la feina de fabricació del marc, cal pensar en la col·locació dels sistemes de comunicació. Per a això es col·loquen caixes i canonades per on passarà el clavegueram, l'electricitat, el subministrament d'aigua i la calefacció.Tampoc hem d'oblidar la col·locació de canonades per a sistemes d'enginyeria i ventilacions. Si aquesta etapa no es completa, després de la construcció dels treballs d'instal·lació, s'haurà de picar formigó, cosa que pot violar la seva integritat i danyar l'edifici.

L'etapa final de la instal·lació de la base és l'abocament de morter de formigó. Per al formigonat s'acostuma a utilitzar ciment de la marca M300, pedra picada i sorra. La barreja es prepara en una proporció d'1: 5: 3. Al mateix temps, la solució no només s'aboca, sinó que també es fa vibrar. Gràcies a això, la superfície és duradora i homogènia.

En primer lloc, els forats destinats a les piles s'aboquen amb formigó i després l'encofrat. És recomanable completar el flux de treball d'una vegada. Si es formi formigó per etapes, poden aparèixer irregularitats i bombolles d'aire. Es considera que la temperatura òptima per a l'abocament és de + 20 °C; amb aquest indicador, l'encofrat es pot treure després de quatre dies. Durant aquest període de temps, el formigó adquirirà força i estarà preparat per a treballs de construcció posteriors.

La base de graella de pila s'ha de muntar correctament, adherint-se a totes les tecnologies de construcció; això ajudarà a augmentar les seves característiques tècniques i operatives.

Si els treballs de construcció els duen a terme artesans novells, hauran de tenir en compte algunes de les recomanacions d'especialistes experimentats.

• La instal·lació hauria de començar amb càlculs. Per a això, es determina el tipus de sòl i la profunditat de la graella. Si la profunditat del suport és insuficient, l'edifici pot reduir-se i trencar-se, i fins i tot col·lapsar-se.
• L'estudi del sòl té un paper important, del qual depèn la capacitat portant de l'estructura. Els indicadors més alts es troben a les roques i sòls pedregosos. Si la composició del sòl es determina incorrectament, això comportarà errors en el càlcul de la càrrega de l'estructura, com a resultat de la qual cosa s'enfonsarà al sòl.
• Hi ha d'haver una bona connexió entre les piles i la graella, ja que l'estructura inestable pot col·lapsar-se sota la influència de la pressió del sòl.
• Independentment del tipus de base, és imprescindible col·locar un coixí de sorra a la profunditat de congelació, això és especialment cert per al funcionament de la base a l'hivern. El sòl congelat pot expandir-se i fer que la graella es trenqui.

• La graella no ha de tocar la superfície del sòl ni quedar-hi enterrada. Cal eliminar una petita capa de terra al voltant de tot el perímetre del lloc, després instal·lar l'encofrat, omplir sorra i abocar formigó.
• El pas entre les piles s'ha de calcular amb precisió. Aquest indicador es determina d'acord amb la càrrega de la base, el diàmetre i el nombre de reforç.
• Durant el reforç, val la pena proporcionar la quantitat necessària de conductes de ventilació. Tots els compartiments interns han d'estar connectats a les sortides exteriors.
• L'aïllament i la impermeabilització tenen un paper important en la construcció de la base. S'han de col·locar abans que la base s'aboqui amb formigó.
• El fons de la fossa o rasa s'ha d'aixafar i no afluixar. No s'ha de permetre que la terra de les parets s'esfondrés a la base. A més, l'aigua sedimentària ha de fluir lluny de la rasa o fossa de la fundació, en cas contrari, el fons es mullarà i no serà apte per omplir amb una solució. L'excés de pendent del pendent també és inacceptable a les trinxeres.
• El sòl feble requereix reforç amb piles i un bon farciment.

• La sorra que s'utilitza per omplir el coixí d'aire s'ha d'humitejar i el coixí s'ha de distribuir sota el contorn fins a la vora en un angle de 45 graus.
• L'encofrat s'ha de subjectar de manera segura, ja que quan s'aboca amb formigó, pot no suportar la càrrega i col·lapsar-se. No es permet la desviació de l'encofrat de la vertical en més de 5 mm.
• L'alçada de la fonamentació es fa amb un petit marge de 5-7 cm de l'altura indicada en el projecte.
• Quan es reforça el marc, es recomana utilitzar barres amb una àrea de secció transversal total d'almenys el 0,1% de l'àrea de l'element de formigó. En aquest cas, el millor és triar accessoris llisos que no tinguin restes d'òxid, brutícia i pintura.
• No és desitjable subjectar el reforç mitjançant soldadura, això pot violar la seva resistència a les articulacions.
• El grau de formigó per abocar s'ha de triar en funció de la construcció de la base i de les condicions climàtiques de la regió.

Per obtenir informació sobre les característiques de disseny de la base de graella de pila, vegeu el vídeo següent: