Métodos de construcción para cimientos de edificios con estructuras de acero

La base de un edificio de estructura de acero es fundamental para su seguridad y estabilidad. El método de construcción no es singular, sino que está determinado por un análisis exhaustivo de las cargas de la superestructura, las condiciones geotécnicas, la función del edificio y la economía. Aquí hay una guía sistemática que cubre los pasos clave y los métodos principales desde el diseño hasta la construcción.

1. Principios básicos de diseño

Las principales tareas de la fundación son:

① Transferencia de carga segura: para transferir de manera segura todas las cargas de la superestructura (carga muerta, carga viva, carga de viento, carga sísmica, etc.) al suelo o lecho de roca subyacente.

② Control de asentamiento: Para garantizar un asentamiento uniforme y evitar un asentamiento diferencial que podría causar grietas o inclinaciones estructurales.

③ Adecuación Geotécnica: Seleccionar el tipo de cimentación más adecuada en base al informe de investigación geotécnica del sitio.

2. Tipos de cimientos primarios y métodos de construcción

A. Zapatas extendidas:Se utiliza para edificios de acero livianos o de un solo piso en suelos competentes.

Método:

① Excavación: Cavar pozos hasta el estrato de soporte según las dimensiones de diseño.

② Cegador de concreto magro: Vierta una capa simple de concreto para nivelar y distribuir la carga.

③ Barras de refuerzo y encofrado: instale malla de refuerzo (para resistencia a la flexión) y encofrado de cimentación.

④ Vertido e incrustación de concreto: moldee el concreto de cimentación de una sola vez, incrustando con precisión los pernos de anclaje o los pernos de cimentación. Este es el paso más crítico para la conexión de columnas de acero; El posicionamiento debe ser extremadamente preciso.

⑤ Curado y relleno: Después de que el concreto alcance la resistencia requerida, rellene y compacte el suelo.

B. Cimientos de pilotes: se utilizan para edificios de acero de varios pisos o de gran luz sobre capas de suelo débiles/gruesas o donde el control de asentamientos es crucial.

① Pilotes prefabricados (por ejemplo, pilotes de hormigón pretensado):

Método: Conduzca o gato segmentos de pilotes prefabricados de fábrica en una capa de suelo firme utilizando un martillo para pilotes o un apilador silencioso.

Ventaja: Construcción rápida, calidad constante.

② Pilotes moldeados in situ (pilas perforadas):

Método: taladre un agujero → baje una jaula de refuerzo → hormigón tremie para formar el pilote.

Construcción de encepado de pilotes: Excave alrededor de las cabezas de los pilotes, moldee un encepado de hormigón armado (viga de nivelación) para agrupar los pilotes e incruste pernos de anclaje en el encepado.

③ Pilotes de acero (pilones H, pilotes de tubería):

Método: Clavado directamente en el suelo. La columna de acero se puede soldar o atornillar directamente al pilote.

Ventaja: Muy rápido, se utiliza a menudo para estructuras temporales o en suelos muy blandos.

C. Cimientos de balsa (alfombra):Se utiliza cuando la capacidad de carga del suelo es moderada, las cargas son pesadas/uniformes o se requiere un sótano.

Método:

① Excavación masiva: Excave toda el área del edificio hasta la profundidad requerida.

② Construcción de losa gruesa: Instale una gran estera de barras de refuerzo de doble capa y moldee una losa gruesa y monolítica de hormigón armado (la balsa).

③ Empotramiento: Incruste con precisión pernos de anclaje de columna o pernos de corte dentro de la balsa.

④ Ventaja: Excelente integridad, redistribuyendo cargas de manera efectiva y minimizando el asentamiento diferencial, actuando como una "balsa" que sostiene todo el edificio.

3. Pasos clave de construcción y requisitos técnicos

① Investigación Geotécnica:

Primer paso obligatorio. Obtenga estratificación del suelo, capacidad de carga, nivel freático, etc., mediante perforación, muestreo y pruebas de laboratorio. Ésta es la única base del diseño.

② Excavación y apuntalamiento:

Utilice pilotes inclinados, de láminas o pilotes soldados según la profundidad de la excavación y las limitaciones del sitio para garantizar la seguridad de la zanja.

③ Deshidratación:

Emplee drenajes de zanjas o sistemas de puntos de pozo para mantener seca el área de construcción.

④ Refuerzo y encofrado:

Siga estrictamente los dibujos para determinar el tamaño, el espaciado y la cobertura de las barras de refuerzo. El encofrado debe ser rígido, ajustado y dimensionalmente preciso.

⑤ Incrustación de precisión de pernos de anclaje:

La actividad más crítica. Utilice plantillas/plantillas de fijación de pernos de acero específicas para sujetar de forma segura el grupo de pernos en la posición exacta de diseño. Las tolerancias de ubicación, elevación y plomada suelen estar dentro de ±2 mm. Proteja los pernos del desplazamiento durante el vertido de hormigón.

⑥ Vertido y curado de hormigón:

Vierta continuamente, vibre bien para evitar panales. Cure adecuadamente bajo cubiertas húmedas. Deje que el concreto alcance la resistencia especificada antes de montar el acero.

⑦ Inspección y entrega de cimientos:

Comprobaciones clave: informes de pruebas de hormigón, alineación, elevación, tolerancia de pernos de anclaje y calidad de la superficie. La construcción de acero sólo puede comenzar después de la aprobación.

4.Detalles de la conexión de la columna de acero a los cimientos

Una vez finalizada la cimentación, la superestructura de acero se conecta mediante:

① Base de columna expuesta: los pernos de anclaje sobresalen; Se coloca la columna y se aprietan las tuercas. Lo más común es que permite el ajuste.

② Base de columna integrada: parte de la columna de acero está enterrada en hormigón. Ofrece un excelente rendimiento para estructuras industriales pesadas.

③ Base de columna con lechada: la columna de acero se asienta sobre una placa niveladora; la bolsa se llena con lechada que no se contrae. Común para edificios de gran altura.

Resumen y recomendaciones

Secuencia: Investigar → Diseño → Excavar y deshidratar → Construir cimientos (por tipo) → Incrustación de precisión → Curar e inspeccionar → Montar acero.

Enfoque principal: Precisión de los pernos de anclaje y calidad del concreto in situ.

Seguridad: La seguridad en las zanjas es primordial.

Equipo profesional: involucre siempre a ingenieros geotécnicos autorizados, diseñadores estructurales y contratistas calificados. Nunca continúe basándose en conjeturas. Para cualquier proyecto específico, es imperativo que un ingeniero estructural calificado diseñe los cimientos basándose en una investigación detallada del sitio y ejecute la construcción estrictamente según los dibujos y códigos aprobados.