Ya sea un grúa pluma autoportante La correcta instalación afecta no solo a su funcionamiento normal, sino también a la seguridad de elevación y a su larga vida útil. Durante la operación, una carga situada cerca del extremo del brazo de la grúa genera un momento de vuelco significativo sobre la columna y la cimentación. Incluso cuando dos grúas de pluma tienen la misma capacidad de elevación nominal, las diferentes longitudes de pluma pueden generar requisitos muy distintos para la cimentación y el sistema de anclaje.
Por lo tanto, la conexión entre la base de la grúa y la cimentación no debe seleccionarse únicamente en función de la capacidad de elevación. También deben considerarse otros factores, como la carga nominal, la longitud de la pluma, la frecuencia de operación, las condiciones del hormigón y las condiciones de construcción del sitio.
Existen tres métodos comunes de conexión a la base para una grúa de pluma independiente: instalación con placa base grande, instalación con pernos de anclaje químico y cimentación con jaula de anclaje empotrada.
Cada método tiene sus propias aplicaciones adecuadas. No existe una única solución de cimentación que sea adecuada para todos los proyectos de grúas de pluma autoportantes.
Instalación de placas base grandes: Distribución de cargas sobre una superficie de cimentación mayor.
La instalación de placas base de gran tamaño puede utilizarse para algunas grúas de pluma autoportantes de pequeña y mediana capacidad, generalmente en el rango aproximado de 1 a 3 toneladas. Sin embargo, la idoneidad de este método debe verificarse en función de la longitud de la pluma, el momento de vuelco, las dimensiones de la placa base, la disposición de los anclajes y las condiciones de la cimentación de hormigón.
Este método de instalación utiliza una placa base de acero más ancha y gruesa debajo de la columna de la grúa, con múltiples puntos de anclaje distribuidos a lo largo de la placa.
Es importante comprender que una placa base más grande no significa que la grúa de pluma independiente pueda instalarse simplemente en el suelo de un taller común, ni que pueda sustituir una base de hormigón diseñada adecuadamente.
El objetivo principal de la placa base de mayor tamaño es aumentar la superficie de distribución de la carga y proporcionar puntos de anclaje adicionales, lo que permite transferir las cargas y el momento de vuelco generados por la grúa de pluma sobre una superficie de apoyo mayor.
¿Cuándo es adecuada una placa base grande?
Si se está construyendo un nuevo piso para un taller, los pernos de anclaje se pueden incrustar durante el vertido del hormigón. Cuando el espacio de instalación es limitado y excavar un gran foso para la jaula de anclaje resulta inconveniente, se puede considerar una placa base de gran tamaño.
Si se va a construir una nueva planta del taller, los pernos de anclaje empotrados pueden colocarse con antelación según el diseño de la grúa de pluma. Esto puede reducir la cantidad de excavación adicional necesaria para una cimentación profunda independiente.
En zonas donde se instalan varias máquinas muy cerca unas de otras y se dispone de un suelo o cimentación de hormigón armado integrado, una placa base de mayor tamaño también puede ayudar a distribuir las cargas localizadas sobre una superficie más amplia.
¿Cuál es la diferencia entre una placa base grande y una jaula de anclaje integrada?
Ambos métodos requieren una base de hormigón fiable, pero sus principios de anclaje son diferentes.
Una placa base de gran tamaño distribuye principalmente las cargas sobre una superficie de cimentación más amplia gracias a su mayor superficie de contacto y a sus múltiples puntos de anclaje.
Por otro lado, una jaula de anclaje empotrada utiliza refuerzos y pernos de anclaje incrustados a mayor profundidad en la cimentación de hormigón para crear un sistema de anclaje más integrado. Generalmente, proporciona una mayor integridad estructural y resistencia a las fuerzas de vuelco.
Para grúas de alta capacidad, brazos de pluma largos, operaciones de elevación frecuentes o aplicaciones con grandes momentos de vuelco, normalmente se debe evaluar primero una cimentación con jaula de anclaje empotrada en lugar de simplemente aumentar el tamaño de la placa base.
Procedimiento básico de instalación para una placa base grande
- 1. Construir la base de hormigón
Vierta la base de hormigón según el diseño de la misma y coloque los pernos de anclaje empotrados según el patrón de orificios de la placa base. - 2. Coloque y nivele la placa base grande.
Limpie la superficie de la base, coloque la placa base en su posición, alinéela con los pernos de anclaje empotrados y ajuste su posición central y nivelación. - 3. Apriete las tuercas de anclaje.
Coloque las arandelas y las tuercas, y luego apriételas de forma gradual y uniforme en diagonal. - 4. Instale la columna de la grúa.
Conecte la base de la columna a la placa base grande, apriete los pernos de conexión y compruebe la alineación vertical de la columna. - 5. Inspección final y rejuntado si fuera necesario.
Verifique todas las conexiones, el contacto de la placa base y la verticalidad de las columnas. Si se especifica una capa de mortero en el diseño de la cimentación, aplique un mortero adecuado que no se contraiga.
No se recomienda su uso general sin una verificación estructural específica: Las aplicaciones de alta capacidad, con pluma larga, de alta frecuencia o con alto momento de vuelco no deben basarse únicamente en una placa base ampliada como sustituto de una cimentación empotrada sin los cálculos estructurales adecuados.
Instalación de pernos de anclaje químico: minimizando las modificaciones en los pisos de taller existentes.
Los pernos de anclaje químico se suelen utilizar en algunas grúas de pluma autoportantes ligeras, generalmente con una capacidad aproximada de entre 0,25 y 1 tonelada. Sin embargo, la idoneidad no se puede determinar únicamente por la capacidad de la grúa. También es necesario comprobar la resistencia, el espesor, el refuerzo, la profundidad de anclaje requerida, la distancia al borde y el momento de vuelco generado por la grúa en el hormigón existente.
A diferencia de una jaula de anclaje empotrada, este método no requiere que los anclajes se instalen antes de verter el hormigón.
En su lugar, se perforan agujeros en la base de hormigón existente siguiendo el patrón de la placa base de la grúa. Una vez limpios los agujeros, se inyecta un adhesivo de anclaje químico y se insertan varillas roscadas.
Una vez que el material de anclaje químico se haya curado por completo y haya alcanzado la resistencia requerida, se puede instalar la columna de la grúa.
¿Cuándo son adecuados los pernos de anclaje químicos?
Si un taller ya cuenta con un piso o cimentación de hormigón que cumple con los requisitos estructurales de la grúa de pluma, y excavar una nueva cimentación resulta difícil, se puede evaluar la instalación de pernos de anclaje químico.
Este método es especialmente adecuado para:
- Actualizaciones de talleres existentes
- Talleres con suelos de hormigón terminados
- Puestos de trabajo donde resulta difícil realizar excavaciones extensas para los cimientos.
- Proyectos que requieren un período de instalación relativamente corto.
Sus principales ventajas son una instalación más rápida y una menor modificación del suelo o los cimientos existentes. Sin embargo, esto no significa que una grúa de pluma autoportante pueda instalarse sobre cualquier suelo de hormigón existente mediante anclajes químicos.
Si el hormigón está agrietado, hueco, demasiado delgado, de resistencia desconocida o si las posiciones de anclaje requeridas están demasiado cerca del borde de la cimentación, se debe reevaluar el método de instalación.
Procedimiento básico de instalación de anclajes químicos
- 1. Marque las posiciones de los anclajes según los orificios de la placa base de la columna.
- 2. Taladre agujeros con el diámetro y la profundidad especificados.
- 3. Retire completamente el polvo y los residuos de los orificios.
- 4. Inyecte la cantidad especificada de adhesivo de anclaje químico.
- 5. Inserte las varillas roscadas y deje que el adhesivo se seque por completo.
- 6. Instale la base de la columna, las arandelas y las tuercas.
- 7. Ajuste la verticalidad de la columna y apriete los anclajes según los requisitos especificados.
Entre estos pasos, la profundidad de perforación, la limpieza del orificio y el tiempo de curado son particularmente importantes para el rendimiento del anclaje. El exceso de polvo dentro de los orificios, la falta de adhesivo de anclaje o la carga de los anclajes antes del curado completo pueden reducir significativamente su rendimiento.
No se recomienda en general: Si no se puede confirmar el espesor, la resistencia, el refuerzo o el estado general del hormigón existente, o si el hormigón presenta fisuras importantes, zonas huecas o daños estructurales, no se deben seleccionar anclajes químicos basándose únicamente en la capacidad de la grúa.
Cimentación con jaula de anclaje empotrada: Adecuada para aplicaciones de larga duración y de alta exigencia.
Una jaula de anclaje empotrada es una de las soluciones de cimentación más comunes para grúas de pluma autoportantes. Se adapta a una amplia gama de aplicaciones, desde grúas de pequeña y mediana capacidad hasta grúas de servicio pesado, con un rango de referencia típico de aproximadamente 0,5 a 5 toneladas.
Para brazos de pluma largos, mayores capacidades de elevación, operaciones de elevación frecuentes o aplicaciones con grandes momentos de vuelco, a menudo se da prioridad a este método de cimentación.
La instalación empotrada requiere la excavación de un pozo de cimentación. El refuerzo, los pernos de anclaje y los componentes de posicionamiento se instalan dentro de la cimentación antes de verter el hormigón.
Una vez que el hormigón ha alcanzado la resistencia de instalación especificada, la base de la columna de la grúa se monta sobre los pernos de anclaje empotrados.
¿Cuándo es adecuada una jaula de anclaje empotrada?
Una jaula de anclaje empotrada es especialmente adecuada para talleres nuevos o proyectos en los que la construcción civil aún está en curso.
Si la ubicación de la grúa de pluma autoportante y los parámetros técnicos principales se determinan durante la fase de construcción del taller, la cimentación y la jaula de anclaje pueden diseñarse e instalarse con antelación. Esto ayuda a minimizar las modificaciones posteriores en el suelo del taller una vez terminado.
En general, se debe prestar mayor atención a una base empotrada para:
- puestos de trabajo permanentes
- Grúas de pluma de mayor capacidad
- Brazos de pluma más largos
- Operaciones de elevación de alta frecuencia
- Aplicaciones que implican cargas dinámicas significativas
- Proyectos que requieren mayor integridad de los cimientos y resistencia al vuelco.
En comparación con los anclajes químicos y las conexiones de placas base de gran tamaño, una jaula de anclaje empotrada transfiere las cargas y el momento de vuelco generados por la columna de la grúa a una base de hormigón más grande, creando un sistema de anclaje más integrado.
Procedimiento básico de instalación de la jaula de anclaje empotrada
- 1. Excave los cimientos según las dimensiones especificadas.
- 2. Fabricar la jaula de anclaje y colocar con precisión los pernos de anclaje.
- 3. Asegure la jaula de anclaje para evitar movimientos durante el vertido del hormigón.
- 4. Vierta y vibre adecuadamente el hormigón.
- 5. Curar el hormigón según los requisitos especificados.
- 6. Instale la columna de la grúa una vez que la cimentación alcance la resistencia de instalación requerida.
- 7. Ajuste la verticalidad de la columna y apriete las tuercas de anclaje.
Durante la construcción, se debe prestar especial atención a la posición, el espaciado, la verticalidad y la longitud expuesta de los pernos de anclaje. Si la jaula de anclaje no está bien sujeta, el vertido del hormigón y las vibraciones pueden provocar el desplazamiento de los pernos, lo que dificulta o imposibilita la alineación de la placa base de la grúa durante la instalación.
Limitación a considerar: Si bien una jaula de anclaje empotrada proporciona una excelente integridad a la cimentación, requiere excavación, trabajos de refuerzo, vertido de hormigón y curado. Por lo tanto, el tiempo de obra civil e instalación suele ser mayor que con los otros dos métodos.
Cómo elegir entre los tres métodos de cimentación para grúas de pluma autoportantes
Los rangos de capacidad que se indican a continuación son solo a título informativo y no deben considerarse como normas de diseño de cimientos.
| Método de instalación | Capacidad de referencia | Condiciones del sitio más adecuadas | Características principales |
| Pernos de anclaje químicos | 0,25–1 tonelada | Suelos de hormigón existentes, mejoras de talleres, terrenos donde la excavación es difícil. | Instalación rápida y mínima modificación, pero depende en gran medida de las condiciones del hormigón existente. |
| Placa base grande | 1–3 toneladas | Nuevos suelos de hormigón, espacio de excavación limitado, los pernos de anclaje se pueden colocar con antelación. | Mayor área de distribución de carga y menor necesidad de excavación profunda para los cimientos. |
| Jaula de anclaje integrada | 0,5–5 toneladas | Talleres nuevos, instalaciones permanentes, elevación de cargas pesadas o frecuentes | Mayor integridad estructural y resistencia al vuelco, pero requiere más trabajo civil. |
Importante: Incluso cuando dos grúas de pluma autoportantes tienen exactamente la misma capacidad de elevación nominal, las diferencias en la longitud de la pluma, la altura de elevación y las condiciones de operación pueden generar cargas de cimentación diferentes. Por lo tanto, el método de cimentación final nunca debe seleccionarse únicamente en función de los rangos de capacidad mostrados anteriormente.
Una guía sencilla para la selección preliminar
El suelo de hormigón existente y la excavación son difíciles
→ Primero verifique las condiciones existentes del concreto. Para grúas ligeras, se pueden evaluar pernos de anclaje químico.
Nuevo suelo de hormigón: los pernos de anclaje se pueden colocar con antelación, pero la excavación profunda está restringida.
→ Se puede evaluar la instalación de una placa base grande.
Taller nuevo, funcionamiento permanente, mayor capacidad de elevación, brazo de pluma largo o elevación frecuente.
→ Generalmente se prefiere una cimentación con jaula de anclaje empotrada.
Estas directrices están destinadas únicamente a la selección preliminar. El diseño final de la cimentación siempre debe confirmarse de acuerdo con los parámetros de la grúa y las condiciones reales del lugar.
¿Por qué no debería seleccionarse la base basándose únicamente en la capacidad de la grúa?
Este es uno de los aspectos que con mayor facilidad se pasan por alto en el diseño de la cimentación de una grúa de pluma independiente.
Por ejemplo, consideremos dos grúas de pluma, ambas con una capacidad nominal de 1 tonelada. Una tiene un brazo de pluma de 2 metros, mientras que la otra tiene un brazo de pluma de 6 metros.
Cuando la carga alcanza el extremo exterior de la pluma, el efecto de vuelco que actúa sobre la base de la columna puede ser significativamente diferente entre las dos grúas.
Por lo tanto, para determinar si un método de cimentación es adecuado, es necesario considerar al menos los siguientes factores:
- Capacidad de elevación nominal
- Longitud de la pluma
- Altura de elevación
- Peso propio de la grúa
- Clase de servicio y frecuencia de funcionamiento
- cargas dinámicas
- Condiciones de los cimientos y del hormigón
Por eso, un fabricante de grúas de pluma normalmente no solo preguntará "¿Qué capacidad de elevación necesita?", sino también sobre la longitud de pluma requerida y las condiciones de la cimentación del lugar antes de confirmar la solución de instalación.
¿Qué información se requiere antes de instalar una grúa de pluma independiente?
Si no está seguro de si su proyecto debe utilizar anclajes químicos, una placa base grande o una jaula de anclaje empotrada, no es recomendable tomar la decisión basándose únicamente en la capacidad de la grúa.
Antes de seleccionar la solución de cimentación, prepare la siguiente información:
- 1. Capacidad de elevación nominal
Por ejemplo: 500 kg, 1 tonelada, 2 toneladas o 5 toneladas. - 2. Longitud de la pluma / radio de trabajo
La distancia desde el centro de la columna de la grúa hasta el extremo exterior del área de trabajo efectiva. - 3. Altura de elevación requerida
La altura vertical efectiva de elevación necesaria desde el nivel del suelo hasta el gancho. - 4. Condiciones de los cimientos existentes
Esto incluye el espesor, la resistencia y el refuerzo del hormigón. Para un taller nuevo, indique las condiciones previstas de la cimentación, si están disponibles. - 5. Fotografías o dibujos del área de instalación.
Las fotografías del emplazamiento, los planos del taller y los dibujos de los cimientos pueden ayudar a determinar el espacio de construcción disponible e identificar las estructuras circundantes que puedan afectar a la instalación.
En función de esta información, se pueden evaluar con mayor precisión las cargas y el momento de vuelco que actúan sobre la cimentación, lo que permite seleccionar una cimentación y un método de anclaje más adecuados.
Para aplicaciones de elevación de alta frecuencia, con plumas largas y cargas pesadas, o para proyectos con condiciones de cimentación complejas, la cimentación debe diseñarse específicamente y verificarse estructuralmente de acuerdo con los parámetros reales de la grúa, en lugar de utilizar dimensiones de cimentación genéricas.
Solo cuando la cimentación de hormigón, el sistema de anclaje, la base de la columna y la estructura de la grúa de pluma autoportante forman un sistema diseñado correctamente y conectado de forma segura, la grúa puede funcionar de forma segura, fiable y constante a largo plazo.
