Instalação da fundação: cálculo e instalação de estacas de parafuso

A instalação de estacas de parafuso é um processo complexo, mas deve-se principalmente ao esforço físico durante a instalação. O trabalho principal, o cálculo dos parâmetros e o número de pilhas, pode ser feito numa cadeira confortável. Hoje daremos a você um guia sobre cálculo de carga e uso prático de estacas de parafuso – aparafusando com uma ferramenta manual.

Instalação da fundação: cálculo e instalação de estacas de parafuso

Capacidade de suporte da pilha

Se você pretende realizar um cálculo independente da fundação por estaca para a elaboração de um projeto, será extremamente difícil fazê-lo sem compreender a mecânica da estaca roscada. Ao contrário das fundações em faixa e estacas de concreto, os produtos considerados nesta revisão apresentam uma estrutura bastante específica, que se expressa em um princípio mais complexo de distribuição de cargas na camada de solo de suporte..

Vamos começar com a lâmina da estaca sendo o principal elemento de suporte. Apesar de sua posição quase perpendicular em relação ao vetor de carga principal, a inclinação da plataforma de suporte desempenha um papel. De acordo com o código da SP 50-101-2004, o plano inclinado do suporte deve ser compensado por um fator de correção por analogia com a compensação para o rolo de uma fundação de concreto armado.

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Uma vez que ainda não existe um padrão único para a produção de estacas de parafuso, devemos nos contentar com os valores aproximados do coeficiente na faixa de 0,85–0,95. Um valor mais preciso depende não apenas do ângulo de ataque da lâmina, mas também do tipo de solo em que ela repousa. No caso mais simples, a área de suporte pode ser calculada a partir da seção transversal das lâminas em uma projeção horizontal sem aplicar um fator de correção.

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A capacidade de suporte de projeto da fundação por estaca é determinada por analogia com todos os outros tipos de fundação – por dois tipos de estados limites. O primeiro é determinado exclusivamente pelas características do solo, o segundo – pela capacidade de deformação da pilha. No primeiro caso, tudo é bastante simples e complexo ao mesmo tempo. Aqui você precisa de um laudo pericial em uma seção geológica, que determina a capacidade de carga do solo em kg / m2, área de referência na profundidade de cada uma das lâminas.

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Aplicando um fator de correção para compensar um suporte inclinado, é necessário determinar a área máxima de suporte de um determinado tipo de estaca e, com base no valor obtido, calcular o número mínimo exigido de estacas de acordo com a tara instalada da edificação. Se as estacas têm duas ou mais lâminas em níveis diferentes, sua área de suporte não pode ser calculada simplesmente como a soma de seus componentes. Além do fato de que as lâminas superiores exercem pressão sobre as camadas de solo já carregadas, a capacidade de suporte destas últimas em diferentes profundidades pode diferir significativamente. É melhor confiar esse tipo de cálculo ao fabricante da estaca, que deve levar em consideração as características do formato do produto, a diferença de altura e os dados do trecho geológico.

Cálculo de carga

O peso bruto de um edifício é definido como a soma de três componentes. O primeiro e principal é a massa de estruturas de edifícios. Para as fundações sobre estacas aparafusadas, o peso próprio não é levado em consideração, pois o cálculo da capacidade de carga não inclui as forças de atrito que afetam indiretamente o pilar da estaca. Estruturas de construção significam grade, paredes, divisórias semicapital, materiais de acabamento, vidros, tetos e coberturas.

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O segundo componente é a carga operacional (carga útil). É calculado para cada andar individualmente. De acordo com SNiP 2.01.07-85, o valor médio para edifícios residenciais é de 150 kg / m2, para industrial – 200 kg / m2 e mais alto. Não é a área útil que se leva em conta, mas sim a área total do edifício na seção horizontal sem levar em conta as paredes de suporte. Isso ocorre porque a configuração das partições sem capacidade de carga pode mudar com o tempo..

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A terceira parte do peso equipado são as cargas de neve. Eles são determinados de acordo com a tabela regional do conjunto de SNiP acima. O clima russo é caracterizado por cargas de 120 a 200 kg / m2 seções do telhado em projeção horizontal.

Quando esses três tipos de cargas são combinados na massa total do edifício, um fator de segurança é aplicado ao resultado. É determinado individualmente, mas para edifícios residenciais não pode ser inferior a 1,2. Os valores deste coeficiente próximos a 3–3,5 são normalmente considerados para regiões com alta atividade sísmica ou em solos fracos saturados de água..

Por que você precisa fazer furos

Vamos continuar descrevendo o processo de instalação. O primeiro passo necessário, que muitas vezes é negligenciado, é fazer furos. Em primeiro lugar, é uma excelente ferramenta de marcação que permite posicionar com precisão as estacas e conseguir uma distribuição uniforme da carga sobre a grelha. Mas os orifícios também oferecem outros benefícios..

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Ao apertar estacas, principalmente à mão, a tarefa mais difícil é manter sua posição vertical. Mesmo com uma pequena deflexão, uma grande proporção da carga de suporte pode ser perdida, geralmente devido ao risco de deformação do pilar da estaca.

Os furos podem ser feitos com uma furadeira comum. Seu diâmetro não deve corresponder à largura das lâminas, mas não deve ser menor que a espessura do tubo da estaca. É necessário perfurar a uma profundidade que exceda a espessura da camada superior do solo aluvial (chernozem) em 25-30 cm. Tal aprofundamento em uma camada de solo mais densa será suficiente para aparafusar com segurança e manter a direção para posterior imersão.

Aparafusando pilhas

A tecnologia oferece dois métodos de aparafusamento em estacas de parafuso. O mais confiável e produtivo – usando mecanização em pequena escala. Podem ser máquinas especialmente equipadas e instalações acionadas pelo eixo da tomada de força de um trator ou trator de passeio. A vantagem do método é que o cliente não precisa participar diretamente do processo, basta apenas controlar a correção da obra e monitorar a correta localização espacial das estacas.

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O método de aparafusamento manual é mais demorado. Envolve o uso de um cabeçote, que é fixado por meio de parafusos e girado por várias alavancas ajustáveis ​​longas. Se houver furos, não há necessidade de aplicar força axial adicional, caso contrário a fixação é realizada por conta do próprio peso das operárias. Recentemente, cada vez mais cabeçotes motorizados são utilizados, o que dispensa a transferência de força rotacional pelos trabalhadores. Eles só precisam ser apoiados por duas ou três hastes alongadas, definindo a direção da torção..

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Existem situações em que as estacas só podem ser aparafusadas manualmente. Isso geralmente acontece durante a construção de prédios anexos, quando o equipamento não pode chegar perto da parede. Nesse caso, a alavanca é constantemente jogada apenas para um lado. A desvantagem do método é que durante o aparafusamento normal, os trabalhadores seguram nas extremidades opostas da alavanca, contrabalançando-se e apoiando a pilha na posição vertical..

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A exatidão da instalação é verificada com um fio de prumo, que é amarrado ao cabeçote a cada 5–8 voltas, até que a pilha tome direção com segurança. Para nivelar a pilha quando ela está bloqueada, é suficiente que as operárias dêem uma vantagem na direção oposta ao bloqueio. Recomenda-se preliminarmente desparafusar a pilha 3-5 voltas. Para facilitar o aparafusamento sob o tubo, você pode adicionar água.

Instalação de tampas e grelha

Vários produtos especiais são usados ​​para conectar de forma confiável as estacas ao resto do edifício. Os mais comuns são cabeças de flange planas, que fornecem uma plataforma de aço quadrada ou redonda. Existem também formas especiais de plataformas, por exemplo, remotas e reforçadas. Às vezes, a cabeça tem a forma de dois chifres com orifícios, projetados para colocar uma grade de uma viga do canal, fixada com um pino de aço maciço.

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Independentemente do formato da cabeça, existe apenas uma técnica de fixação. Na parte inferior da cabeça existe uma manga de revestimento com um parafuso de fixação. É torcido, alcançando fixação temporária confiável e cuidadosamente nivelado com um nível de rack.

A fixação principal do cabeçote à estaca é realizada por soldagem a arco. Primeiro, você precisa fazer potholders em quatro pontos diametralmente opostos e verificar se a posição do site não foi perdida. Como resultado, uma solda de uma só peça é aplicada, a escória é removida e um revestimento protetor é aplicado, por exemplo, esmalte alquídico. Após a conclusão da instalação de todos os cabeçotes, uma grade é instalada.

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Existem dois tipos principais de grelha para estacas de parafuso. Para edifícios de estrutura e uma casa de toras, a grade é arranjada com um tronco de coroa de seção retangular ou em forma de obapola. As toras são colocadas planas nas plataformas principais, emendadas umas com as outras com um rebaixo e, a seguir, fixadas rigidamente às estacas através de orifícios nas placas de aço. Parafusos ou pregos, pinos longos ou muletas irregulares podem ser usados ​​para a fixação.

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O segundo tipo de grade é o concreto armado. Para o seu dispositivo, é necessário instalar uma cofragem de tipo bastante complexo. Normalmente é disposto em um aterro não pavimentado alinhado no plano das plataformas principais. As partes laterais são dispostas de acordo com o princípio da fôrma para painéis em placas ou OSB. O plano inferior da fôrma pode ser feito sem despejar o solo, nesta versão uma tábua larga é amarrada com arame laminado a quente às plataformas através dos furos. Para esta versão do dispositivo, o passo das pilhas deve ser bastante frequente, também pode instalar suportes intermediários feitos de tijolos ou calços.

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