Quando si redige un progetto per qualsiasi casa, oltre a tuttotra le altre cose, dovresti decidere quali saranno le sue fondamenta. Esistono diversi tipi di fondazioni per edifici. Allo stesso tempo, la fondazione su pali è considerata il tipo di fondazione più affidabile. Tali strutture vengono solitamente erette su terreni con una debole capacità portante. In questo caso, le pile vengono interrate nel terreno fino a raggiungere strati densi. Tale soluzione consente di conferire all'edificio la massima stabilità ed esclude completamente la possibilità di movimento e, di conseguenza, la distruzione delle strutture portanti. Prima di erigere fondamenta di questo tipo, viene spesso eseguita una procedura come la verifica dei pali. Tale evento viene svolto in conformità con gli standard determinati da SNiP e GOST.
Cos'è una fondazione su pali
Per la prima volta è stata costruita una fondazione di questo tipocasa nel 1838. Inizialmente, tale fondazione veniva utilizzata solo nella costruzione di edifici sull'acqua e su aree paludose. Successivamente, i pali iniziarono a essere posizionati sotto le case nella zona del permafrost e semplicemente su terreni non molto resistenti. Oggigiorno si possono costruire fondamenta di questo tipo, anche sui pendii.
Il design di una tale fondazione si basa sulunghi sostegni, detti appunto pali, collegati da una griglia orizzontale. Quest'ultimo può essere una solida lastra di cemento o un nastro. I supporti, a seconda del loro design, possono essere piantati nel terreno o avvitati nel terreno.
Pro e contro delle fondazioni su pali
Le pile, che hanno diversi metodi di prova sul campo, sono realizzate solo con materiali molto resistenti. Di solito è acciaio o cemento armato. I principali vantaggi delle fondazioni su pali sono:
la capacità di utilizzare su terreni instabili;
la capacità di eseguire lavori in qualsiasi condizione meteorologica;
costo relativamente basso;
alto grado di affidabilità.
Tra l'altro, a vantaggio di tali fondazioniincludere il fatto che gli edifici costruiti su di essi praticamente non si restringono. Ci sono pochissimi inconvenienti per le fondamenta. Ma sono, ovviamente, disponibili. Gli svantaggi di tali basi includono, prima di tutto:
la necessità di utilizzare attrezzature speciali durante la costruzione;
l'impossibilità di predisporre un seminterrato sotto l'edificio.
Tecnologie di base per la determinazione della capacità portante
Prima di erigere le fondamenta della progettazionel'organizzazione, tra le altre cose, dovrebbe decidere su parametri come il diametro e la lunghezza dei pali. I supporti, prima di tutto, devono, ovviamente, sostenere in modo affidabile la struttura. Ma allo stesso tempo, durante la costruzione della fondazione, dovresti anche cercare di evitare costi inutili.
Per scoprire esattamente quale tipo di margine di sicurezza differisce questo o quel supporto, è possibile utilizzare diversi metodi:
calcolo matematico tenendo conto dei requisiti di SNiP;
prove statiche su pali trivellati e in acciaio;
test dinamico.
Gli ultimi due metodi vengono chiamati in modo diversoprove su terreni con pali. Tali procedure possono essere eseguite in qualsiasi fase della costruzione: durante i rilievi, durante la progettazione, quando i supporti stessi sono immersi, ecc.
Nella maggior parte dei casi, quando si determina il vettorele capacità dei supporti vengono eseguite contemporaneamente e il calcolo della loro resistenza secondo la formula e le prove. Inoltre, il più piccolo dei valori ottenuti viene preso come base. Ciò ti consente di costruire in definitiva le basi più affidabili. I metodi specifici per testare i pali sul campo sono solitamente selezionati in base alla composizione del terreno.
Formula secondo SNiP
Questo metodo per determinare il grado di resistenza di una pila ai carichi è il più semplice e allo stesso tempo il meno accurato. La formula per calcolare la forza del supporto è simile a questa: Fdu = R * А + u * Σ γcf ∙ fi ∙ h, dove:
R è la resistenza del terreno di una particolare composizione sotto la suola (determinata dalla tabella);
A - area di base del mucchio;
fi è il valore medio della resistenza della superficie laterale del supporto (dipende dal materiale di fabbricazione)
u è il perimetro della sezione del palo;
ciao - spessore dello strato di suolo.
Per una pila annoiata, il cui diametro può essere fino a 1,5 me la lunghezza - fino a 40 m, quando si costruisce una casa su terreno argilloso, questi parametri avranno i seguenti valori:
R per terreno argilloso - 794 kPa.
A = π ∙ d2 / 4 = 3,14 * 0,8 / 4 = 0,5 m2.
u = π ∙ d = 3,14 * 0,8 = 2,5 m.
Σ γcf ∙ fi ∙ hi = 222 (determinato utilizzando i valori della tabella fi e hi).
Sostituendo questi dati nella formula, è possibile ottenere il seguente risultato Fdu = 794 * 0,5 + 2,5 * 222 = 952 kN = 95,2 tonnellate.
Quando è necessaria la prova statica dei pali
Questa tecnica consente di determinare il rilevamentol'abilità dei supporti nel modo più accurato possibile. Tuttavia, i test statici sono generalmente piuttosto costosi. Un altro svantaggio di questa tecnologia è che richiede molto tempo. Di solito ci vuole almeno una settimana dall'inizio del lavoro per ottenere un risultato specifico quando si utilizza una tale tecnica. Ma più spesso questo periodo di tempo è ancora più lungo.
I test statici vengono solitamente eseguiti solo inin caso di necessità particolari. Ad esempio, quando si rafforzano le fondamenta con la minaccia di crollo di vecchi edifici. Inoltre, i terreni argillosi vengono spesso controllati utilizzando questa tecnologia. È possibile utilizzare diversi metodi di test sul campo con pile in tali aree, compresi quelli dinamici. Ma quelli statici danno ancora il risultato più affidabile. Lo stesso vale per i terreni sfusi (da rifiuti di costruzione) o loess.
Modalità di esecuzione dei test statici: schema generale
Determina la capacità portante delle pile per questotecnologie modellando il meccanismo del loro funzionamento su un sito appositamente designato, con le peggiori condizioni del suolo per un dato oggetto specifico. Ciò consente di ottenere il risultato più accurato. I test sul campo dei terreni con pali vengono eseguiti utilizzando la tecnologia statica in più fasi. Innanzitutto, i supporti vengono conficcati nel terreno a un livello condizionale. Quindi possono riposare per 3-20 giorni, a seconda della composizione della terra. Ciò è necessario per ripristinare i legami strutturali nel terreno.
Inoltre, anche la pila di prova in più fasi (gradini)in piedi, a carico, misurando ogni volta il tiraggio con l'ausilio di appositi strumenti. In terreni scongelati, la durata totale di questa procedura è solitamente di circa 2 giorni, in permafrost - circa 10. Il carico richiesto durante il test di pile può essere creato utilizzando le seguenti installazioni:
con martinetto idraulico, pali di ancoraggio e sistema di travi;
con una piattaforma di carico utilizzata come supporto per il cric;
con carico insaccato;
combinato.
Inoltre, è possibile eseguire test statici su pali utilizzando carichi estraibili. In questo caso, i jack vengono utilizzati come attrezzatura principale.
Attività preparatorie
Inizia il lavoro di definizione del vettorela possibilità di utilizzare il metodo statico, secondo gli standard, è possibile solo dopo che la resistenza del calcestruzzo delle pile raggiunge il 75%. I supporti vengono ispezionati preliminarmente per verificare la presenza di trucioli e altri difetti. Solo le pile ben fatte sono consentite per il test. Se necessario, le loro teste vengono rinforzate utilizzando una clip esterna. In alcuni casi, i trucioli possono essere sigillati con una miscela di cemento e sabbia.
Una delle pile viene preparata prima del test.come referenza. Prima di martellare, tra le altre cose, viene verificata la rettilineità. Esaminano anche attentamente i luoghi del suo attracco per usura. Le deviazioni in linea retta su tali supporti, secondo gli standard, non dovrebbero essere superiori a 10 mm lungo l'intera lunghezza in nessuno dei piani.
Oltre all'ispezione, comporta il test su palieseguire questo tipo di lavori preparatori, come la saturazione del terreno con l'umidità. Dopotutto, la terra sotto casa in futuro non sarà sempre asciutta. Di conseguenza, il carico sulla pila può risultare maggiore che in condizioni normali. Per inumidire il terreno durante i test, lungo il perimetro del sito vengono scavate trincee larghe 0,5 me profonde 1-1,5 m, talvolta vengono perforati anche dei pozzi (di solito in quantità di 3 pezzi). Il loro diametro è molto spesso di 20 cm. Anche i pozzi si trovano ai margini del sito.
Durante i test, viene monitoratoin modo che il livello dell'acqua nelle miniere e nelle trincee rimanga costante. Il tempo minimo per l'ammollo del suolo SNiP è determinato come 24 ore per ogni metro di profondità. Tuttavia, questa cifra può variare a seconda della composizione del terreno.
Funzionalità tecnologiche
Esecuzione delle prove sul campo effettive dei palistatico, assicurarsi che il carico verticale sia centrato il più possibile. Il tiraggio in ogni fase viene misurato utilizzando indicatori orari con una graduazione di 0,01 mm.
Quando i pali sono immersi nel terreno,vari tipi di sforzi reattivi. Attraverso un sistema di blocchi, vengono trasferiti ai pali di ancoraggio, che sono i supporti utilizzati per creare il carico dell'installazione. Anche questi elementi vengono monitorati mediante indicatori orari. Secondo gli standard, il valore massimo di estrazione consentito è di 0,2 cm Le letture di tutti i dispositivi installati vengono effettuate senza errori in ogni fase del test. Quindi vengono registrati in un giornale speciale.
Tempo di riposo dei supporti secondo GOST
Come già accennato, prima di ciascunola fase di prova su palo dovrebbe resistere. Il tempo di riposo dei supporti è determinato da GOST. Il test dei terreni con pali utilizzando la tecnologia statica viene eseguito tenendo conto della loro composizione. Che tipo di rapporti esistono in questo caso, puoi scoprirlo dalla tabella seguente.
Tipo di terreno | Tempo di riposo (giorno) |
Sabbia grossolana o grossolana | 1 |
Sabbia ordinaria | 3 |
Terreno argilloso e terreni dissimili | 6 |
Sabbie sature d'acqua | 10 |
Determinare il tipo di terreno nel sito di costruzione dell'edificio conducendo ricerche di laboratorio.
Test dinamici: in quali casi vengono eseguiti
I vantaggi di questo metodo sono il suo basso costo epiccoli costi di tempo. Tuttavia, in termini di accuratezza dei risultati ottenuti, i test dinamici sono inferiori a quelli statici. Vengono eseguiti molto spesso e su quasi tutti gli oggetti significativi contemporaneamente all'esecuzione di calcoli matematici della capacità portante dei pali. In questo caso, l'attrezzatura nella maggior parte dei casi viene utilizzata come nei lavori effettivi per la costruzione della fondazione.
Prove dinamiche su pali: schema generale
Mentre il mucchio affonda nel terreno,il sigillo di quest'ultimo. Ciò si manifesta nel fatto che contemporaneamente all'approfondimento del punto, il fallimento della pila diminuisce. Alla fine, il supporto smette di entrare del tutto nel terreno. Il metodo di calcolo dinamico, in sostanza, è un tentativo di mettere in relazione l'entità del cedimento di un palo e la sua capacità portante. In termini generali, questo è espresso nella formula: G * H = Fu ∙ Sa + G * h + α ∙ G ∙ H, dove:
G * H - lavoro del martello;
Fu ∙ Sa - lavoro di immersione;
α ∙ G ∙ H - lavora su deformazioni anelastiche;
G ∙ h - lavora sulla deformazione elastica;
Sa - cedimento palo in metri;
Fu è la resistenza ultima del supporto al carico (kN);
A è il coefficiente di conversione di una parte dell'energia in calore.
Il parametro Sa è generalmente definito come la mediavalore dell'affondamento del mucchio in una serie di colpi (da 4 a 10). Il guasto dei supporti testati viene misurato utilizzando vari dispositivi (misuratore di rifiuto, metro a nastro, righello di misurazione).
La prova dinamica su palo deve essere eseguita utilizzando un martello sufficientemente pesante. Il fatto è che con un aumento del suo peso, aumenta anche la precisione del calcolo.
Durante i test vengono registrati:
il numero di colpi di martello;
la quantità di rifiuti dopo un'immersione a un livello predeterminato;
coefficiente di aspirazione (rapporto tra il rifiuto durante l'ostruzione e il rifiuto durante la finitura).
Caratteristiche di eseguire prove dinamiche su diversi tipi di terreno
Sabbia quando si utilizza questa tecnologia comeil battipalo viene compattato in modo uniforme. Su terreni argillosi si osserva un'immagine completamente diversa. All'inizio, come nella sabbia, c'è una graduale diminuzione dei guasti. Ma da una certa profondità, questo indicatore smette di cambiare. A volte c'è anche un aumento dei rifiuti. A questo proposito, si potrebbe avere l'impressione che il battipalo non ne aumenti la capacità portante. Tuttavia, questo non è certamente il caso. La resistenza dell'argilla diminuisce principalmente a causa della sua liquefazione d'urto.
È a causa di questo effetto che le prove sul campoè consuetudine eseguire terreni con pali in tali aree utilizzando il metodo statico. In alcuni casi, puoi anche utilizzare dinamico. Ma allo stesso tempo, dopo aver liquefatto il terreno, dovresti fare una pausa dal lavoro per una settimana o due.
Su aree sabbiose durante la dinamicai test a volte hanno l'effetto opposto. Dopo una pausa nella guida di pile per un po ', i guasti iniziano ad aumentare. Ciò è dovuto principalmente all'eccessiva compattazione del terreno sotto il bordo del mucchio. A questo proposito, secondo gli standard, i test dinamici su aree sabbiose vengono eseguiti tre giorni dopo la battuta su pali e su aree argillose - dopo 6 giorni.
Cosa dovresti sapere
Prove dinamiche di pali in alcunile situazioni possono mostrare un risultato troppo alto della capacità portante o viceversa - uno sottovalutato. Ciò è dovuto principalmente alla struttura a strati del suolo. La pila può tagliare uno strato denso ed entrare in uno più sciolto, o viceversa. Su terreni così difficili, anche i test statici spesso mostrano risultati imprecisi. Ecco perché, prima di iniziare i lavori sul sito, è imperativo effettuare indagini geologiche approfondite.
Da cosa dovrebbe essere guidato
I pali vengono testati secondo gli standard prescritti dai seguenti documenti:
GOST 5686-96 “Suoli. Tecniche di test su pile ";
SNiP 2.02.03-85 "Fondazioni su pali";
SNiP 3.02.02-87 "Fondazioni, lavori in terra, fondazioni";
SP 50-102-203 "Disposizione e progettazione di fondazioni su pali";
GOST 25258-82 "Metodo di determinazione sul campo della temperatura";
Standard interstatale per la conduzione di indagini geologiche (Bielorussia, Kazakistan, RF).
Prima di eseguire test staticiviene redatto un incarico tecnico, un progetto per l'esecuzione dei lavori, viene redatta la planimetria del cantiere e la sua sezione geologica. Alla fine di tutto il lavoro sul campo e dopo aver effettuato i costi matematici, vengono determinati il diametro e la lunghezza ottimali dei pali.
