Cómo construir zapatas de cubierta [Concrete Piers]: Guía completa

Si está planeando una terraza, una de las primeras consideraciones es el tipo de base. Cada plataforma debe asentarse sobre algún tipo de base. Una de las mejores soluciones son los pilares de hormigón para cubiertas que se fijan a estructuras o elevadas independientes. Si no está seguro de cómo construir cimientos de cemento para terrazas, ¡estamos aquí para ayudarlo!

La construcción de zapatas de concreto para la plataforma que lleguen por debajo del nivel de escarcha proporcionará un soporte sólido y estable para la plataforma y evitará daños a su casa. Limpie el área del suelo, marque las ubicaciones de los orificios para los postes, excave los orificios, inserte sonotubos, llénelos con concreto, inserte barras de refuerzo de acero y fije conectores para los postes. Una vez hecho todo esto, estará listo para construir.

En esta guía, analizaremos qué son los pilares de hormigón y cómo construirlos. Explicaremos cómo determinar la cantidad de concreto para cada muelle y cuál es el mejor tipo de concreto para las zapatas de las plataformas. Nuestro objetivo es brindarle la información necesaria para construir pilares de plataforma de concreto.

¿Qué son los pilares de hormigón?

Los pilares de la plataforma de hormigón se pueden verter en el sitio o prefabricarse. Se utilizan para proporcionar un soporte sólido y estable para una multitud de estructuras construidas en terrenos que brindan un soporte deficiente o donde las heladas son un problema. Su base generalmente se asienta sobre estratos de suelo sólidos y estables para soportar las cargas para las que está diseñado.

Los pilares de hormigón prefabricado vienen en diferentes formas y tamaños y se fabrican fuera del sitio. Se entregan y se colocan en un hoyo o zanja excavada que luego se rellena y compacta. Los muelles vertidos en el sitio a menudo utilizan un tubo de cartón cilíndrico (sono-tubo) o un pilar de plástico con base cónica.

Los tubos cilíndricos de cartón se suelen insertar en agujeros excavados o perforados que alcanzan la profundidad necesaria y se rellenan con hormigón. Los lados lisos del tubo ayudan a reducir la fricción, por lo que las fuerzas de elevación del hielo no serán una preocupación como lo serían si se vierte directamente en el orificio.

Las formas de pilares de base cónica se colocan en un hoyo excavado o en una zanja. La base más ancha ayuda a distribuir las cargas a una superficie más amplia y también resiste las fuerzas de elevación al igual que los lados lisos del cilindro. Ambos tipos suelen estar reforzados con acero.

Hay diferentes formas de sostener una plataforma, pero los pilares de concreto proporcionan una base fuerte, sólida y estable sobre la cual comenzar. La preparación del área de trabajo, el tamaño, la profundidad y la disposición de las zapatas y el cumplimiento del código de construcción son prácticamente los mismos independientemente del tipo de zapata. Entonces, mientras abordamos esos temas en esta sección, nos centraremos en los pasos para construir pilares de hormigón para terrazas.

Zapatas de cubierta y especificaciones de muelles

Las plataformas unidas a estructuras o plataformas independientes a más de 20 pulgadas sobre el nivel del suelo o más de 200 pies cuadrados requieren cimientos inamovibles. El número, tamaño y profundidad de las zapatas dependen del tamaño y la forma de la plataforma y de todas las cargas previstas. Además, la resistencia a la carga de los estratos del suelo sobre los que se asentarán las zapatas y la profundidad del nivel de escarcha también determinan la profundidad y el tamaño de la zapata.

Tamaño

El tamaño de la zapata depende del tamaño de la plataforma y de las cargas que debe soportar. Una pulgada de diámetro por cada pie de tramo de viga es una regla general, por lo que un tramo de 10′ necesitaría un diámetro de 10”. Sin embargo, siempre verifique las especificaciones de diseño con un ingeniero o su departamento de construcción local.

El área tributaria de la plataforma, las cargas vivas y muertas previstas y la resistencia del suelo a la carga suelen determinar el diámetro del sonotubo o la dimensión lateral de una zapata cuadrada o un muelle. La tabla R507.3.1 del IRC 2021 es muy útil para determinar el tamaño de la zapata.

Profundidad

La profundidad de las zapatas generalmente depende de la profundidad del suelo no perturbado, su capacidad de carga y la profundidad de la línea de escarcha en el área de construcción. Las zapatas deben estar a 12” o más por debajo del nivel del suelo no perturbado y la parte inferior de la zapata al menos a 6” por debajo de la línea de escarcha.

La profundidad puede variar desde menos de un pie hasta seis pies o más dependiendo de la ubicación geográfica debido a la profundidad de la línea de escarcha. Sin embargo, la profundidad de la base puede ser mucho menor si se asientan sobre un lecho de roca sólida.

Disposición

El tamaño y la forma de la plataforma determinan la disposición de la base. Utilice el tablero de contabilidad como referencia y una cinta métrica y estacas o tablas de rebozado para ubicar las esquinas exteriores de su plataforma. Coloque una cuerda o marque el perímetro con pintura en aerosol.

La luz y el espaciamiento de las vigas y las cargas combinadas generalmente determinan la ubicación de la viga de soporte. Una calculadora de zapatas y vigas es útil para determinar el espaciamiento y la ubicación de los pilares.

Si la viga está en el perímetro exterior, entonces las zapatas estarán allí. Algunas plataformas tendrán vigas intermedias y otras pueden tener vigas en voladizo más allá de la viga. Además, las vigas pueden volar hasta 1/4 de su luz más allá de su soporte más cercano, por lo que la disposición es importante. Marque la ubicación del centro de los pilares de concreto con una estaca o una X pintada con aerosol.

Código de zapatas de cubierta y permisos de construcción

Al planificar una plataforma, comuníquese con los servicios públicos locales con respecto a la ubicación de los servicios subterráneos en su propiedad. Por lo general, hay un número de localización de servicios públicos gratuito al que puede llamar o acceder en línea. Enviarán a alguien para marcar la ubicación de los cables de gas, agua, alcantarillado, electricidad y comunicaciones en su propiedad.

El servicio es gratuito pero puede tardar hasta dos semanas o más dependiendo del volumen de llamadas. Por lo tanto, es posible que desees hacer esto antes de avanzar demasiado en la etapa de planificación o diseño. La ubicación de los servicios puede requerir modificaciones del plan o un rediseño completo.

Una vez que los servicios públicos estén ubicados, finalice sus planos de diseño y envíelos para obtener un permiso de construcción. Todas las plataformas unidas a edificios o grandes plataformas elevadas e independientes requieren un permiso de construcción. El costo del permiso comúnmente se basa en los pies cuadrados multiplicados por un costo unitario fijo.

Si hace todo el trabajo usted mismo, es posible que pueda argumentar un costo menor. Pero cuanto mayor sea su desafío, más desafíos podrán presentar ellos durante las inspecciones, así que actúe con cuidado.

Prepare el área de trabajo

El área que cubrirá la plataforma debe limpiarse y prepararse antes de comenzar. Si ya ha establecido las ubicaciones de los pilares de concreto y la forma de la plataforma, despeje todo dentro del perímetro sin alterar las ubicaciones de los pilares.

Elimine los jardines, árboles, arbustos u otros materiales de superficie existentes que ocupen el lugar. Raspe o desentierre cualquier pasto u otra cobertura orgánica del suelo y rastrille la suciedad expuesta para suavizarla. Asegúrese de que el suelo también tenga una pendiente alejada del edificio.

Cavar agujeros en el muelle

Dependiendo de la profundidad requerida y el tipo de suelo, puede utilizar una pala de punta redonda para cavar los agujeros del muelle. Cava los agujeros un poco más grandes que el diámetro del muelle. Trabaje alrededor del centro para mantener un orificio a plomo que permanezca centrado. Dependiendo de la profundidad del agujero, utilice una lata de café de plástico o una azada para sacar la suciedad suelta.

Excavadora de agujeros para postes

Las excavadoras de postes son artilugios operados manualmente disponibles en la mayoría de las ferreterías. Parecen dos palas conectadas cerca de la base de los mangos con un acoplamiento en forma de bisagra. Los mangos permiten introducir las cuchillas y luego juntarlas para quitar la suciedad.

Por lo general, el operador se mueve alrededor del hoyo introduciendo las palas y sacando la tierra, trabajando para mantener el centro y asegurándose de que el hoyo esté a plomo.

barrena de tierra

Las barrenas para tierra tienen un eje de hoja helicoidal de 6” a 12” de diámetro que se enrosca en el suelo desplazando la tierra hacia arriba y fuera del agujero. Originalmente eran operados manualmente por uno o dos individuos fuertes usando un eje transversal de madera, hoy en día la mayoría son impulsados ​​por motores de gasolina.

Sin embargo, muchos todavía requieren dos operadores para manejar el torque, ¡especialmente si golpea una roca! Es posible que sea necesario levantar la barrena del orificio para limpiarlo y es posible que también deba eliminar manualmente la suciedad suelta del fondo. La mayoría de las tiendas de suministros de construcción ofrecen barrenas para alquiler y venta.

Sinfín hidráulico

Los sinfines hidráulicos vienen en varias configuraciones que se acoplan a tractores, Bobcats, retroexcavadoras y otra maquinaria. También utilizan un taladro de eje de hoja helicoidal y facilitan la perforación de orificios para pilotes de plataforma en todo tipo de suelos, incluidos suelos rocosos y arcillosos pesados. Este tipo de barrena se utiliza a menudo si hay numerosos agujeros que perforar o para diámetros anchos de hasta 24” o más.

También hay una barrena hidráulica manual que es ideal para uso de una sola persona. Tiene un motor de gasolina en un extremo de una barra similar a un balancín y un taladro de eje de hoja helicoidal en el otro.

El punto de pivote suele estar unido a un eje con dos ruedas que facilitan su desplazamiento. El operador alinea la barrena y aplica presión hacia abajo mientras las hojas empujan la barrena hacia el suelo. El par es contrarrestado por el bastidor y el peso del motor.

Instalar tubos sono

Una vez que se alcanza la profundidad deseada debajo de la línea de escarcha, escaria la parte inferior del agujero para hacerlo más ancho. Esto creará un bulto en forma de campana en la base para mejorar la estabilidad y reducir el movimiento ascendente del escarcha.

Dependiendo de la profundidad del agujero, utilice una lata de café de plástico o una azada para sacar la suciedad suelta. Dependiendo de la ubicación, es posible que necesite llenar las 6” inferiores del hoyo con grava para mejorar la estabilidad, el soporte y el drenaje.

Mida la profundidad del orificio desde la parte superior del fondo ensanchado hasta 4” a 6” por encima de la altura del nivel terminado para obtener la longitud requerida del sonotubo. Corte el tubo sono a la longitud adecuada con una sierra manual, manual o alternativa.

Deslícelo o gírelo hacia abajo en el orificio hasta que solo sobresalga del suelo la distancia requerida. El centro del tubo debe estar alineado con la ubicación del centro del poste. Construya un marco de madera y atornille el sonotubo para sujetarlo y mantenerlo a la altura y ubicación necesarias.

Instalar barra de refuerzo

Las barras de refuerzo se utilizan a menudo para mejorar la resistencia lateral de las columnas de hormigón, por lo que instalar la barra de refuerzo n.º 4 en el sonotubo antes o mientras se vierte el hormigón es una práctica común. El diámetro del tubo generalmente determina la cantidad y el tamaño de las barras de refuerzo necesarias. En la mayoría de las situaciones, todo lo que se necesita es una longitud, pero también hay marcos o esqueletos de barras de refuerzo verticales de 4 barras prefabricados disponibles en diferentes diámetros y longitudes para ese propósito.

Inserte y centre el acero antes de instalar el sonotubo y use alambre a través de los lados del cartón para mantenerlo en su lugar. Alternativamente, simplemente colóquelo en el orificio dentro del sonotubo y ajuste su ubicación a medida que se vierte el concreto. Dependiendo de su programa de inspección local, a menudo es necesario inspeccionar las zapatas antes de verter el concreto, así que recuerde programar una inspección.

Vierta el concreto

El concreto se puede pedir ya premezclado y transportarlo en camión al sitio, o se puede mezclar en el sitio a mano o con una mezcladora. El número y el diámetro determinan la cantidad de hormigón necesaria. Si necesita más de 2 o 3 yardas cúbicas y puede acercar el camión de cemento al sitio, considere pedirlo.

Vierta o palee el concreto en el sonotubo hasta que esté al nivel de la parte superior del cartón. Si la barra de refuerzo no está fijada en el tubo, agréguela y úsela también para eliminar las bolsas de aire moviéndola hacia arriba y hacia abajo a través del concreto antes de colocarla en su posición. Rellene el concreto si es necesario y haga una verificación final de alineación, alise la superficie y deje el concreto fraguado.

A mano

El hormigón se puede mezclar manualmente en un bote, una carretilla o un balde para hormigón. Lo mejor es comprar bolsas de concreto premezclado y simplemente agregar agua. El volumen o peso de la bolsa determina la cantidad de concreto terminado que contiene; una bolsa de 66 libras generalmente resultará en medio pie cúbico de concreto.

La cantidad de agua agregada afecta la fuerza, así que use solo la suficiente para que parezca avena espesa. Tiene que ser lo suficientemente líquido para fluir hacia el tubo, pero no como una sopa para que no se quede en la pala.

El polvo y el agua deben mezclarse bien. Mezclar concreto a mano es una tarea que requiere mucha mano de obra, por lo que si necesita más de 30 bolsas, considere alquilar una batidora eléctrica.

Alquilar una batidora

Las hormigoneras eléctricas o de gas están disponibles en diferentes volúmenes o en formatos accionados por toma de fuerza. Las bolsas de hormigón premezclado se vierten en la mezcladora, se añade agua y se enciende la mezcladora.

Una vez que el concreto esté completamente mezclado y tenga la consistencia deseada, se puede inclinar la mezcladora y verter el concreto en carretillas u otros modos para llevarlo a los sonotubos. Lave siempre el cilindro de la batidora cuando esté inactivo durante más de 20 minutos.

Ordenar Concreto

Pedir concreto premezclado es más fácil que mezclarlo a mano o usar una mezcladora de alquiler, pero también es más costoso. Sin embargo, si necesita más de dos yardas cúbicas de concreto, puede que valga la pena.

Es posible que desee llamar por teléfono para solicitar cotizaciones, ya que algunas empresas cobran más y también tienen cargos adicionales por volumen, tiempo en el sitio y viajes bajos. También se debe considerar el acceso al lugar de trabajo, ya que aún es necesario mover el concreto desde el camión hasta donde se encuentran los pies de concreto.

Inserte soportes de plataforma o pernos de anclaje

Una vez que el concreto tenga suficiente tensión superficial para evitar que los pernos de anclaje o los soportes de la plataforma se hunda, insértelos en el concreto, alinéelos y deje que el concreto se endurezca. Alternativamente, algunos profesionales fijan los pernos de anclaje o los soportes a los bloques e insertan los herrajes en el concreto tan pronto como se vierte y alisa.

Los bloques mantienen los sujetadores en su lugar a medida que el concreto se endurece. Otro método es esperar a que el concreto se endurezca y luego perforar agujeros y usar epoxi para asegurar los pernos o soportes en su lugar.

Cubra los tubos con tela húmeda

Cubrir el concreto fresco con una tela húmeda o mantenerlo húmedo rociándolo con agua de 5 a 10 veces al día durante una semana ayuda a disminuir la tasa de evaporación. Esto se conoce como curado húmedo y ayudará a reducir las grietas por contracción y hará que el concreto sea hasta un 50% más resistente.

Un paño húmedo suele ser más fácil que acordarse de rociar agua. Sin embargo, la tela debe mantenerse húmeda, especialmente en el clima caluroso del verano.

¿Cuánto hormigón necesita por poste de cubierta?

El radio y la profundidad de la base o pilar de concreto generalmente se usan para calcular la cantidad de concreto necesaria para llenarlo. Hay tablas y calculadoras en línea disponibles para determinar los pies cúbicos, o puedes calcularlos tú mismo.

El volumen de un cilindro se calcula multiplicando pi (3,14) por el radio al cuadrado y luego multiplicando el producto por la altura o profundidad del agujero hacia o desde la parte superior del formulario.

Por ejemplo, un sonotubo de 12” de diámetro y 48” de largo tiene un volumen de 3,14×0,5×0,5×4 = 3,14 pies cúbicos. Todas las medidas en pulgadas se convierten a medidas en pies para proporcionar un resultado en pies cúbicos.

Recuerde, si la base del orificio del pie de página de concreto ha sido escariada para formar una base más ancha en forma de campana, necesitará concreto adicional. Las dimensiones de la sección escariada se pueden calcular de forma aproximada para determinar la cantidad de hormigón necesaria y sumarla a la cantidad de la sección de sonotubo.

Una estimación aproximada para el muelle de 12” de diámetro podría ser 4,5 pies cúbicos para el tubo combinado y las secciones escariadas. Entonces, este pie de página de concreto podría requerir la mezcla de nueve bolsas de 66 libras de mezcla de concreto.

Si todos los pilares de la plataforma son similares en dimensiones, simplemente multiplique el número de pilares de concreto por la cantidad de concreto necesario para llenar uno. Si solo necesita 3 pies de plataforma de concreto similares a nuestro ejemplo, necesitará 27 pies cúbicos de concreto.

Una yarda cúbica de concreto equivale a 27 pies cúbicos, así que no pida concreto premezclado. Necesitará 54 bolsas de 66 libras de concreto premezclado, que se pueden mezclar a mano en un par de horas o más rápidamente con una mezcladora alquilada. También es posible que desees tener algunas bolsas adicionales a mano en caso de que la estimación no se realice.

Hay varios hormigones diferentes que funcionan bien para las zapatas de las terrazas. El concreto tiende a requerir 28 días para curarse a su máxima resistencia, por lo que si planea comenzar a usar las zapatas lo antes posible, seleccione un concreto que alcance su resistencia de trabajo antes. Los nombres varían según el fabricante, pero la mayoría de los contratistas utilizan hormigón con una resistencia de 3500 a 4000 PSI que alcanza una resistencia de trabajo de 1500 PSI después de 3 días de curado.

Si se necesita fuerza de trabajo antes, considere usar concreto premezclado de resistencia de 5000 o 6500 PSI, más costoso. Son hormigones más resistentes, duraderos y resistentes que se pueden utilizar antes.

El de 5000 PSI alcanza una resistencia de 1500 PSI y el de 6500 PSI alcanza los 3000 PSI en 24 horas. La mezcla de concreto de 3500 a 5000 PSI cumple con ASTM C 387, mientras que la de 6500 PSI cumple con ASTM C 926 R-3.

Si planea colocar una bañera de hidromasaje o un spa en la terraza, use la mezcla de 5000 o 6500 PSI; de lo contrario, opte por la mezcla de 3500 o 4000 PSI.