balsa flotante o base de caja hueca o base flotante en la construcción de edificios

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Los cimientos de balsa flotante o de caja hueca, también llamados cimientos flotantes, son un tipo de cimientos profundos que se utilizan para la construcción de edificios en suelos blandos y débiles. Este artículo describe los tipos de cimientos flotantes, sus métodos de construcción y sus ventajas. La decisión de construir cimientos profundos se toma cuando las cargas deben distribuirse sobre áreas con suelos blandos y débilmente comprimibles, o alcanzar suelos y rocas fuertes, u otras formaciones de especial interés. Estos tipos de cimientos profundos de uso común se denominan cimientos de caja hueca o cimientos de balsas de flotabilidad. Estos tipos de cimientos están diseñados para actuar como una subestructura flotante (flotante) para cargas netas. Por lo tanto, se reduce la fuerza de carga en el suelo.

balsa de flotabilidad o base de caja hueca

Los cimientos de balsas de flotabilidad también se conocen como cimientos de compensación o balsas de celdas profundas. Cualquiera que sea el nombre por el que son conocidos, entran en la categoría de cimientos flotantes, conocida como base de compensación. Por lo tanto, el peso extraído del suelo se compensa con el peso del edificio.
Las balsas flotantes se emplean cuando:

1. capacidad de carga muy baja
2. El hundimiento estimado del edificio supera los límites de seguridad

Necesidad de balsas flotantes en la construcción de edificios.

Los cimientos flotantes son económicos en áreas donde el suelo es blando y los estratos son muy profundos. Otros cimientos, como los cimientos de pilotes, no pueden ser un reemplazo eficiente para estos.Los residentes de áreas de baja elevación enfrentan el problema de inundaciones severas que conducen al colapso de sus hogares. La construcción de una base flotante ayuda a aumentar la altura de la casa. Esta disposición es un método flexible y, en condiciones normales, el edificio permanece en el suelo. A medida que se acerca la inundación, el edificio se elevará a la altura requerida, como se muestra en la Figura-1.

Figura 1: balsa de flotabilidad O base de caja hueca en caso de inundación

Tipos de balsas de flotabilidad o base de caja hueca

Ahora hay dos tipos de cimientos flotantes,

1. balsa subterránea y
2. Una balsa flotante.

Las balsas flotantes son diferentes de las balsas subterráneas y no deben confundirse con ambas. Las balsas subterráneas solo excavan un peso de suelo igual a una fracción del peso del edificio, a diferencia de los cimientos de balsas flotantes. Se denomina cimentación parcialmente compensada porque no se tiene en cuenta el peso de todo el edificio.

Construcción de balsas flotantes o cimientos de cajas huecas

En el caso de la construcción de balsas flotantes, la resistencia al corte del suelo dentro del sitio es muy baja. En tales circunstancias, no hay más remedio que construir los cimientos flotándolos. Para tener tal base, la balsa celular se sumerge en forma de cajones. Estos forman una base de balsa inherentemente rígida y reducen el hundimiento.

Figura 2: Disposición de cimientos flotantes

Como se muestra en la Figura 2, la carga del suelo se reduce y la superestructura flota como un barco. El sótano descrito se colocará sobre la zona excavada.

Figura 3: Disposición de la base de la balsa de flotabilidad celular

Como se muestra en la Figura-3, la losa inferior se puede tratar como la base de los cimientos. Está conectado a la losa de tierra que forma la base de la balsa. La base puede ser celular como se muestra. Al utilizar subestructuras de balsa hueca o balsa celular, los valores de carga total aportados por el edificio y la propia cimentación se reducen a valores inferiores por el suelo excavado. Esto aclara la designación de una fundación totalmente compensada.

balsa de flotabilidad tipo cajón

Estos forman un cajón de celdas como se muestra en la Figura-4. Este método es económico excepto durante el hundimiento. El hundimiento puede causar turbulencia en el suelo cercano, aflojando aún más la disposición del suelo.

Figura 4: Balsa de flotabilidad con cajones celulares

La construcción de estas balsas se puede limitar a áreas individuales específicas o formas de franjas. Posteriormente estos se conectarán para tener un correcto acoplamiento. Este uso limitado ayuda a reducir la cantidad de excavaciones que se realizan en las áreas de construcción. La figura 5 muestra la construcción de la balsa de flotabilidad o cimentación de balsa hueca para el edificio G+15 en Glasgow.

Figura 5: Construcción de una balsa flotante o base de balsa hueca para el edificio G+15 en Glasgow

consideraciones de diseño para balsa de flotabilidad o base de balsa hueca

Un diseño típico incluye los siguientes pasos paso a paso:

1. El primer paso involucrado es determinar la profundidad de la excavación. Su tamaño está determinado por el plan de construcción.
2. Luego, calcule el centro de gravedad requerido para la remoción de la capa superior del suelo que debe ser igual para mantener la flotabilidad estructural.
3. Compare las decisiones tomadas en el diseño del sótano con las necesidades y opiniones del cliente.
4. Cálculo de la presión del agua para confirmar el fenómeno de levitación
5. Diseñe combinando todas las necesidades y requisitos de los cuatro pasos anteriores.Esto le permite evitar la base
6. El paso final en el diseño es preparar las paredes exteriores, los pisos y los detalles de los mamparos que se diseñarán. Las principales preocupaciones son diseñar para la presión de la tierra, el momento de flexión y las fuerzas de corte. Se debe considerar un diseño especial para la flotación.

Ventajas de la base de la balsa de flotabilidad

• El edificio se eleva a la altura requerida para que permanezca por encima del nivel alto del agua.
• Un acuerdo es menos probable. El peso total es el mismo que el suelo excavado, por lo que no hay hundimiento. Un ligero aumento en esta carga no cambia drásticamente los límites de pago que se superan.
• Los materiales impermeabilizantes para cimientos contribuyen a la durabilidad de las estructuras subterráneas.
• Para la construcción de rascacielos, se utilizan cimientos con una altura de 3 o 4 pisos. Esta construcción es más eficiente que los cimientos de pilotes en áreas donde el suelo es muy débil y la profundidad es grande.

Desventajas de los cimientos de balsas flotantes

• A medida que aumenta la profundidad del suelo blando, también lo hace la cantidad de excavación. En la construcción, el proceso de excavación es una operación muy costosa.
• Movimientos catastróficos potenciales: estos ocurren cuando la perforación se realiza más allá de la profundidad crítica de estabilidad.
• Los soportes de los cimientos profundos pueden hundirse debido a la presión de la tierra del suelo blando circundante.
• La base de la balsa hueca no se puede utilizar para otros fines, por lo que se desperdicia espacio.
• La presión de levantamiento afecta toda la disposición de los cimientos.
• Si las celdas se dejan desocupadas, se producirá la entrada de agua o la lixiviación. Esto podría deberse a la subestructura oa quejas de tuberías de agua subterráneas.
• El gas puede filtrarse en estas celdas huecas. Estas situaciones no son reconocidas y por lo tanto quedan sin ventilar. Esto puede provocar explosiones inesperadas incluso cuando existe una pequeña posibilidad de ignición en algún lugar.

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