Na hora de fazer um projeto para qualquer casa, além de tudoentre outras coisas, você deve decidir qual será sua base. Existem vários tipos de fundações para edifícios. Ao mesmo tempo, a fundação por estaca é considerada o tipo de fundação mais confiável. Essas estruturas são geralmente erguidas em solos com fraca capacidade de carga. Nesse caso, as estacas são enterradas no solo até atingirem camadas densas. Esta solução permite dar a máxima estabilidade ao edifício e exclui por completo a possibilidade de movimento e, consequentemente, a destruição de estruturas de suporte. Antes de erguer fundações desse tipo, um procedimento como teste de estacas é frequentemente executado. Tal evento é realizado em conformidade com os padrões determinados pelo SNiP e GOST.
O que é uma fundação de pilha
Pela primeira vez, uma fundação deste tipo foi construída sobem casa em 1838. Inicialmente, essa fundação foi usada apenas na construção de edifícios em áreas de água e pantanosas. Mais tarde, as estacas começaram a ser colocadas sob as casas na zona de permafrost e simplesmente em solos não muito fortes. Hoje em dia, podem ser erguidas fundações deste tipo, inclusive nas encostas.
O projeto de tal fundação é baseado emsuportes longos, na verdade chamados de estacas, conectados por uma grade horizontal. A última pode ser uma laje maciça de concreto ou uma fita. Os suportes, dependendo de seu projeto, são martelados no solo ou aparafusados no solo.
Prós e contras das fundações por estacas
As estacas, que têm diferentes métodos de teste de campo, são feitas apenas de materiais muito duráveis. Normalmente é aço ou concreto armado. As principais vantagens das fundações por estacas são:
a capacidade de uso em solos instáveis;
a capacidade de realizar trabalhos em quaisquer condições meteorológicas;
custo relativamente baixo;
alto grau de confiabilidade.
Entre outras coisas, as vantagens de tais fundaçõesinclui o fato de que os edifícios erguidos sobre eles praticamente não encolhem. Existem muito poucas desvantagens nas fundações por estacas. Mas eles estão, é claro, disponíveis. As desvantagens de tais fundações incluem, em primeiro lugar:
a necessidade de utilização de equipamentos especiais durante a construção;
a impossibilidade de arranjar um porão sob o edifício.
Tecnologias básicas para determinar a capacidade de carga
Antes de erguer a base do projetoa organização, entre outras coisas, deve decidir sobre parâmetros como o diâmetro e o comprimento das estacas. Os suportes, em primeiro lugar, devem, é claro, manter a estrutura de maneira confiável. Mas, ao mesmo tempo, durante a construção da fundação, você também deve tentar evitar custos desnecessários.
Para descobrir exatamente que tipo de margem de segurança este ou aquele suporte difere, diferentes métodos podem ser usados:
cálculo matemático levando em consideração os requisitos do SNiP;
teste estático de estacas perfuradas e de aço;
teste dinâmico.
Os dois últimos métodos são chamados de maneiras diferentesteste de solos com pilhas. Esses procedimentos podem ser realizados em qualquer fase da construção - durante os levantamentos, durante o projeto, quando os próprios suportes estão imersos, etc.
Na maioria dos casos, ao determinar a transportadoraas capacidades dos apoios são realizadas simultaneamente e o cálculo da sua resistência de acordo com a fórmula, e testes. Além disso, o menor dos valores obtidos é tomado como base. Em última análise, isso permite que você construa a base mais confiável. Os métodos específicos para testar estacas no campo são normalmente selecionados dependendo da composição do solo.
Fórmula de acordo com SNiP
Este método de determinação do grau de resistência de uma estaca às cargas é o mais simples e, ao mesmo tempo, o menos preciso. A fórmula para calcular a resistência do suporte é a seguinte: Fdu = R * А + u * Σ γcf ∙ fi ∙ h, onde:
R é a resistência do solo de uma determinada composição sob a sola (determinada na tabela);
A - área da base da estaca;
fi é o valor médio da resistência da superfície lateral do suporte (depende do material de fabricação);
u é o perímetro da seção da estaca;
hi - espessura da camada de solo.
Para uma estaca furada, cujo diâmetro pode ser de até 1,5 m, e o comprimento - até 40 m, na construção de uma casa em solo argiloso, esses parâmetros terão os seguintes valores:
R para solo argiloso - 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 (determinado usando os valores da tabela fi e hi).
Substituindo esses dados na fórmula, você pode obter o seguinte resultado Fdu = 794 * 0,5 + 2,5 * 222 = 952 kN = 95,2 toneladas.
Quando o teste estático de estacas é necessário
Esta técnica permite que você determine o rolamentoa capacidade dos suportes com a maior precisão possível. No entanto, o teste estático geralmente é muito caro. Outra desvantagem dessa tecnologia é que ela leva muito tempo. Geralmente, leva pelo menos uma semana desde o início do trabalho para obter um resultado específico ao usar essa técnica. Porém, com mais frequência, esse período de tempo é ainda mais longo.
Os testes estáticos são geralmente realizados apenas emem caso de necessidade especial. Por exemplo, ao fortalecer fundações com a ameaça de desabamento de edifícios antigos. Além disso, os solos argilosos são frequentemente verificados com esta tecnologia. Diferentes métodos de teste de campo com estacas nessas áreas podem ser usados, incluindo os dinâmicos. Mas os estáticos ainda fornecem os resultados mais confiáveis. O mesmo se aplica a solos a granel (de resíduos de construção) ou loess.
Como os testes estáticos são conduzidos: esquema geral
Determine a capacidade de suporte das estacas para estetecnologias, modelando o mecanismo de sua operação em um local especialmente designado - com as piores condições de solo para um determinado objeto específico. Isso permite que você obtenha o resultado mais preciso. Os testes de campo de solos com estacas são realizados utilizando tecnologia estática em várias etapas. Primeiro, os suportes são cravados no solo até um nível condicional. Em seguida, eles são autorizados a repousar por 3-20 dias, dependendo da composição da terra. Isso é necessário para restaurar as ligações estruturais no solo.
Além disso, a pilha de teste é faseada (em etapas), tambémem pé, carga, cada vez medindo o calado com a ajuda de instrumentos especiais. Em solos descongelados, a duração total deste procedimento é geralmente de cerca de 2 dias, em permafrost - cerca de 10. A carga necessária ao testar as estacas pode ser criada usando as seguintes instalações:
com macaco hidráulico, estacas de ancoragem e sistema de viga;
com uma plataforma de carga usada como suporte para o macaco;
com carga tarada;
combinado.
Além disso, testes estáticos de estacas podem ser realizados usando cargas pull-out. Nesse caso, os conectores são usados como equipamento principal.
Atividades preparatórias
Iniciar trabalho de definição de operadoraa possibilidade de utilização do método estático, de acordo com as normas, só é possível após a resistência do concreto das estacas atingir 75%. Os suportes são inspecionados preliminarmente quanto a chips e outros defeitos. Somente estacas bem feitas são permitidas para teste. Se necessário, suas cabeças são reforçadas com um clipe externo. Em alguns casos, os cavacos podem ser selados com uma mistura de cimento e areia.
Uma das pilhas é preparada antes do testecomo referência. Antes de martelar, é, entre outras coisas, verificada quanto à retidão. Eles também examinam cuidadosamente os locais de atracação quanto à deterioração. Os desvios em linha reta nesses apoios, segundo as normas, não devem ser superiores a 10 mm ao longo de todo o comprimento em nenhum dos planos.
Além da inspeção, o teste de pilha envolverealização desse tipo de trabalho preparatório, como a saturação do solo com umidade. Afinal, o terreno embaixo da casa no futuro nem sempre será seco. Consequentemente, a carga na pilha pode acabar sendo maior do que em condições normais. Para umedecer o solo durante o teste, valas de 0,5 m de largura e 1-1,5 m de profundidade são cavadas ao longo do perímetro do local. Às vezes, poços também são perfurados (geralmente em uma quantidade de 3 peças). Seu diâmetro é geralmente de 20 cm. Os poços também estão localizados na borda do local.
Durante os testes, é monitorado quepara que o nível da água nas minas e trincheiras permaneça constante. O tempo mínimo para encharcar o SNiP do solo é determinado como 24 horas para cada metro de profundidade. No entanto, esse valor pode variar dependendo da composição do terreno.
Recursos tecnológicos
Realizando os testes de campo reais das estacasestática, certifique-se de que a carga vertical está centrada tanto quanto possível. O calado em cada estágio é medido por meio de indicadores horários com graduação de 0,01 mm.
Quando as pilhas estão imersas no solo,vários tipos de esforços reativos. Por meio de um sistema de blocos, eles são transferidos para as estacas de ancoragem, que são os suportes da instalação utilizada para criar a carga. Esses elementos também são monitorados por meio de indicadores horários. De acordo com as normas, o valor máximo permitido para sua retirada é de 0,2 cm. As leituras de todos os dispositivos instalados são feitas sem falhas em cada etapa do teste. Em seguida, eles são registrados em um jornal especial.
Tempo de descanso dos apoios de acordo com GOST
Como já mencionado, antes de cadafase de teste de pilha deve ser mantida. O tempo de descanso dos apoios é determinado por GOST. O teste de solos com estacas por meio de tecnologia estática é realizado levando-se em consideração sua composição. Que tipo de proporção existe neste caso, você pode descobrir na tabela abaixo.
Tipo de solo | Tempo de descanso (dia) |
Areia grossa ou grossa | 1 |
Areia comum | 3 |
Solo argiloso e solos diferentes | 6 |
Areias saturadas de água | 10 |
Determine o tipo de solo no canteiro de obras do edifício por meio de pesquisas de laboratório.
Testes dinâmicos: em que casos são realizados
As vantagens deste método são seu baixo custo epequenos custos de tempo. No entanto, em termos de precisão dos resultados obtidos, os testes dinâmicos são inferiores aos estáticos. Eles são realizados com muita frequência e praticamente em todos os objetos significativos simultaneamente com a realização de cálculos matemáticos da capacidade de carga das estacas. Neste caso, o equipamento, na maioria dos casos, é utilizado da mesma forma que na obra real de construção da fundação.
Teste dinâmico de estacas: esquema geral
À medida que a pilha afunda no chão,o selo deste último. Isso se manifesta no fato de que simultaneamente com o aprofundamento da ponta, a ruptura da estaca diminui. No final das contas, o suporte para de entrar no solo completamente. O método de cálculo dinâmico, na verdade, é uma tentativa de relacionar a magnitude da ruptura de uma estaca e sua capacidade de carga. Em termos gerais, isso é expresso na fórmula: G * H = Fu ∙ Sa + G * h + α ∙ G ∙ H, onde:
G * H - trabalho do martelo;
Fu ∙ Sa - trabalho de imersão;
α ∙ G ∙ H - trabalho nas deformações inelásticas;
G ∙ h - trabalha na deformação elástica;
Sa - ruptura da pilha em metros;
Fu é a resistência máxima do suporte à carga (kN);
A é o coeficiente de conversão de parte da energia em calor.
O parâmetro Sa é geralmente definido como a médiao valor do afundamento da estaca em uma série de golpes (de 4 a 10). A falha dos suportes testados é medida por meio de diferentes dispositivos (medidor de recusa, fita métrica, régua de medição).
O teste dinâmico de estaca deve ser realizado com um martelo suficientemente pesado. O fato é que com o aumento de seu peso, a precisão do cálculo também aumenta.
Durante os testes, o seguinte é registrado:
o número de golpes de martelo;
a quantidade de recusas após um mergulho a um nível pré-determinado;
coeficiente de sucção (relação de recusa durante a obstrução para recusa durante o acabamento).
Características da realização de testes dinâmicos em diferentes tipos de solo
Areia ao usar esta tecnologia comoa cravação de estacas é compactada uniformemente. Em solos argilosos, uma imagem completamente diferente é observada. No início, como na areia, ocorre uma diminuição gradativa das falhas. Mas a partir de uma certa profundidade, este indicador para de mudar. Às vezes, há até um aumento nas rejeições. Nesse sentido, pode-se ter a impressão de que a cravação de estacas não aumenta sua capacidade de carga. No entanto, certamente não é o caso. A resistência da argila diminui principalmente devido à sua liquefação por choque.
É por causa desse efeito que os testes de campoé comum realizar solos com estacas nessas áreas usando o método estático. Em alguns casos, você também pode usar o dinâmico. Mas, ao mesmo tempo, depois de liquefazer o solo, você deve fazer uma pausa no trabalho por uma ou duas semanas.
Em áreas arenosas durante a dinâmicaos testes às vezes têm o efeito oposto. Após uma pausa na cravação de estacas por um tempo, as falhas começam a aumentar. Isso se deve principalmente à supercompactação do solo sob a ponta da estaca. A este respeito, de acordo com as normas, os ensaios dinâmicos em áreas arenosas são realizados três dias após a cravação de estacas, e em áreas de argila - após 6 dias.
O que você deve saber sobre
Teste dinâmico de pilhas em certasas situações podem mostrar um resultado muito alto da capacidade de carga ou vice-versa - um resultado subestimado. Isso se deve principalmente à estrutura em camadas do solo. A pilha pode cortar uma camada densa e entrar em uma mais solta ou vice-versa. Em tais solos difíceis, mesmo os testes estáticos geralmente mostram resultados imprecisos. Por isso, antes de iniciar as obras no local, é imprescindível realizar levantamentos geológicos minuciosos.
O que deve ser guiado por
As estacas são testadas em conformidade com as normas prescritas pelos seguintes documentos:
GOST 5686-96 “Solos. Técnicas de teste de pilha ";
SNiP 2.02.03-85 "Fundações de estacas";
SNiP 3.02.02-87 "Fundações, terraplenagens, fundações";
SP 50-102-203 "Disposição e projeto de fundações por estacas";
GOST 25258-82 "Método de determinação de campo de temperatura";
Padrão interestadual para a realização de levantamentos geológicos (Bielo-Rússia, Cazaquistão, RF).
Antes de realizar testes estáticossão elaborados um trabalho técnico, um projeto de execução de obras, bem como uma planta do canteiro de obras e seu troço geológico. No final de todo o trabalho de campo e após a realização de custos matemáticos, são determinados o diâmetro e o comprimento ideais das estacas.
