Cálculo De Estacas De Parafuso: Como Calcular A Quantidade De Material Para Uma Fundação De Parafuso De Estaca, Sutilezas Do Projeto, Nível De Capacidade De Suporte

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 05:55

O alicerce é o alicerce da construção, e seu cálculo correto é a base para a longevidade de toda a estrutura. Para calcular o número necessário de estacas de parafuso, sua largura e outros parâmetros necessários para a construção da fundação, você precisa aderir a um método padronizado verificado. Inclui um conjunto de fórmulas nas quais é necessário substituir os dados geodésicos sobre as especificidades de uma determinada área e os valores tabulares correspondentes aos parâmetros exigidos da fundação. Para calcular o número de estacas de parafuso para uma fundação em uma casa particular, é necessário aprofundar em todas as características e sutilezas dos cálculos.

Compromisso

A fundação em estacas aparafusadas é uma excelente solução para áreas de terreno difícil, que, aliás, tem um preço razoável. A especificidade desta tecnologia permite a instalação de suportes em até 3 dias e ao mesmo tempo garante a confiabilidade da fundação por pelo menos 100 anos. Para obter um resultado de alta qualidade, é necessário levar em consideração todos os fatores inerentes ao processo técnico: distribuição uniforme da carga, características do solo, profundidade de congelamento do solo, presença e especificidades da água subterrânea, etc.

Como resultado de todos os cálculos, aparecem dados que fornecem respostas a perguntas como:

• altura necessária de estacas de parafuso;
• diâmetro da pilha do parafuso;
• a profundidade de sua instalação;
• o número necessário de estacas de parafuso;
• custo total dos materiais.

Ordem de cálculo

O design é sempre o primeiro passo em qualquer trabalho.

Para cálculos, você pode usar o método padronizado para estacas de parafuso descrito em SNiP 2.02.03–85. Baseia-se em dados de levantamentos geodésicos para um terreno específico.

Eles incluem as seguintes informações:

• descrição do relevo do local;
• composição e densidade do solo;
• nível do lençol freático;
• profundidade de congelamento do solo;
• precipitação sazonal na região de desenvolvimento.

Usando esses dados, o número de estacas de parafuso para a fundação (K) é calculado.

Para cálculos, você precisa dos seguintes indicadores:

• a carga total na fundação (P), que é a soma das massas de todos os materiais utilizados;
• fator de segurança (k), que é um indicador corretivo para o valor da carga total nas estacas;
• capacidade de carga do solo - valor tabular;
• a área da base da estaca, que está em proporção direta ao seu diâmetro, é um valor tabular;
• a carga máxima permitida (S), o indicador para uma pilha é um valor tabular.

Segue-se a substituição de valores na fórmula da seguinte forma: K = P * k / S.

O fator de confiabilidade (k) se correlaciona com o número total de estacas e tem os valores correspondentes:

• k = 1,4, se as estacas têm de 11 a 22 peças;
• k = 1,65 - de 5 a 10 peças;
• k = 1,75 - de 1 a 5 peças.

Cada estaca é carregada com uma carga igual à carga total dividida pelo número de suportes. Quanto menores forem, mais forte será a carga em uma pilha e mais rápido ela ficará em mau estado, e com eles toda a fundação e a casa.

O cálculo correto consiste na seleção de tal número de estacas, que será suficiente para todo o período de operação da estrutura, mas sem sobras excessivas, o que é um desperdício de recursos.

Usando a fórmula acima, o coeficiente para estacas de parafuso, o cálculo de cargas e construção posterior não está associado a dificuldades especiais.

Nos cálculos finais, é necessário distribuir as cargas sob as estruturas de suporte e pontos críticos com pressão excessiva na fundação, levando em consideração:

• tipo de pilhas (penduradas ou racks);
• massas;
• valores de força de rotação.

Parâmetros

Ao calcular a fundação do parafuso e as cargas exercidas sobre ela, os seguintes indicadores devem ser levados em consideração:

• a massa total da estrutura (constante), medida em quilogramas, é a soma das massas de tais elementos:

  • paredes e divisórias;
  • sobreposições;
  • telhados;

• cargas adicionais (temporárias, variáveis):

  • a massa de neve no telhado;
  • a massa de todos os itens da casa: móveis, equipamentos, materiais de acabamento e moradores (valor médio 350 kg / m²);

• cargas dinâmicas de natureza de curto prazo surgem dos efeitos:

  • rajadas de vento;
  • processos sedimentares;
  • flutuações de temperatura.

Variedades

Dependendo da estrutura (forma) da pilha do parafuso, a especificidade de sua aplicação difere.

Existem esses tipos comuns:

• shirokoplastny com uma ponta fundida - usado para pequenas construções com solo simples;
• multicamadas com várias lâminas em diferentes níveis - usado com carga aumentada em terreno difícil;
• com perímetro variável - um produto de perfil estreito para condições específicas;
• plástico estreito com ponta dentada fundida - usado em permafrost e solo pedregoso.

Especificações

Existem várias características técnicas principais das estacas de parafuso.

Esses incluem:

• comprimento do barril e material de fabricação;
• diâmetro da pilha;
• uma variedade de lâminas e seu método de fixação ao cano.

Diâmetro

As estacas são fabricadas com dimensões padronizadas para o desempenho das tarefas correspondentes:

• 89 mm (diâmetro da lâmina 250 mm) - com uma carga projetada em um suporte não superior a 5 toneladas, trata-se principalmente de casas de estrutura de um andar;
• 108 mm (diâmetro da lâmina 300 mm) - com uma carga projetada em um suporte não superior a 7 toneladas: estruturas de casas de um e dois andares, edifícios de madeira e estruturas de blocos de espuma;
• 133 mm (diâmetro da lâmina 350 mm) - com uma carga de projeto em um suporte não superior a 10 toneladas: casas de tijolo e concreto aerado usando elementos de metal.

Comprimento

A escolha do comprimento da estaca é baseada em um indicador de densidade do solo: a estaca só deve ser apoiada em solos sólidos.

Além disso, seu comprimento depende das diferenças de altura disponíveis no site:

• a profundidade da argila é inferior a 1 metro - o comprimento das estacas é de 2,5 metros;
• com solos soltos ou areia movediça, o comprimento da pilha é determinado pela profundidade de imersão da broca em camadas duras;
• em caso de desnível do local, a diferença no comprimento das estacas pode variar de 0,5 metros ou mais, dependendo do caso específico.

O número de suportes e o intervalo de sua localização

Os valores tabulares da localização dos suportes em relação uns aos outros incluem os seguintes valores:

• de 2 a 2,5 metros - para casas com estrutura de madeira e edifícios de blocos;
• 3 metros - para edifícios feitos de madeira ou toras.

Ao colocar as estacas de fundação para uma distribuição uniforme das cargas, as seguintes regras para a sua colocação devem ser levadas em consideração:

• em cada canto da casa;
• no ponto de intersecção da parede de suporte e da partição interna;
• perto do portal de entrada;
• dentro do perímetro do edifício em intervalos de 2 metros;
• pelo menos 2 pilhas sob a lareira;
• sob uma parede de suporte, na localização de uma varanda, mezanino ou estrutura similar.

Grillage

A grade é um elemento de fundação necessário para distribuir uniformemente a carga exercida pela estrutura na fundação. Para garantir a fiabilidade da grelha, é necessário calcular uma série de parâmetros, não importando o tipo de grelha.

Os cálculos incluem:

• força de perfuração da fundação;
• força de punção atuando em cada canto separadamente;
• força de flexão.

Se for usado um gradeamento alto, toda a carga é aplicada nas estacas. A carga vertical atua de baixo, a carga deformante atua lateralmente. Esses cálculos são muito complexos e requerem conhecimento profissional. Para cálculos, você deve usar os padrões de construção individual.

Eles definem as seguintes normas:

• os apoios podem ser ligados à grelha de duas formas: rígidos e livres;
• a profundidade de entrada da ponta da estaca na grelha é de pelo menos 10 cm;
• a distância entre o solo e a grelha é de pelo menos 20 cm;
• a espessura da grelha não pode ser inferior à espessura das paredes e é de pelo menos 40 cm;
• a grelha deve ter uma altura superior a 30 cm;
• a grelha é armada com armadura longitudinal e transversal com secção de varão de 10 a 12 mm.

Exemplo de contagem

Este exemplo serve para mostrar em detalhes a aplicação de fórmulas no cálculo da fundação parafuso-estaca.

Os dados iniciais para uma casa com perímetro de 10x10 são:

• uma casa construída com tecnologia de caixilharia, o telhado é de ardósia, existe um alpendre;
• dimensões da fundação - 10x10, altura do edifício - 3 metros;
• no interior são instaladas duas divisórias que, cruzadas, dividem a divisão em 3 divisões;
• inclinação do telhado - 60 graus;
• o quadro é feito de uma barra com uma seção de 150x150;
• a grelha é constituída por uma barra com secção de 200x200;
• as paredes são feitas de painéis SIP.

Em seguida, são realizados os cálculos dos seguintes elementos estruturais:

• área da parede:

  • operadoras: 10 * 3 * 4 = 120 sq. m;
  • partições: 10 * 3 + 5 * 3 = 45 sq. m;

• a massa das paredes (a massa de 1 m² da parede da barra e da partição é retirada da tabela de valores médios):

  • suporte de carga: 50 kg * 120 = 6000 kg;
  • partições: 30 kg * 45 = 1350 kg;
  • total: 6000 + 1350 = 7350 kg;

• a massa dos pisos por 100 m². m.:

  • cave: 150 kg * 100 = 15000 kg;
  • sótão: 100 kg * 100 = 10.000 kg;
  • telhado: 50 kg * 100 = 5000 kg;
  • total: 15.000 * 10.000 + 5.000 = 30.000 kg;

• a massa de elementos adicionais (o conteúdo interno da casa, o tipo de eletrodomésticos, acabamentos, o número de residentes, etc.), um valor médio tabular para 1 metro quadrado é tomado. m em 350 kg:

  350 * 100 = 35000 kg.

• massa total do edifício:

  35.000 + 30.000 + 7350 = 72.350 kg

• por exemplo, um fator de confiabilidade de 1, 4 é considerado;
• a carga máxima no talão de uma estaca de 300 mm de diâmetro é de 2600 kg, desde que a resistência do solo seja de 3 kg / c. cm (solo com densidade média, ocorrência em águas profundas e nível de congelamento não superior a 1 metro);
• calculamos o número de estacas de acordo com a fórmula K = P * k / S: K = 72350 * 1, 4/2600 = 39 estacas.

Recomendações adicionais

No processo de cálculo do número de estacas e sua distribuição por toda a área da fundação, existem muitas pequenas características, cada uma das quais de uma forma ou de outra afeta a melhoria do resultado final:

• ao instalar uma fundação feita de estacas de parafuso em solo instável complexo, para fortalecer a estrutura de suporte, uma fita é usada usando um ângulo de metal ou canal no nível do porão;
• na ausência de dados geodésicos para os cálculos, é melhor utilizar os parâmetros correspondentes à carga mínima de projeto, ou seja, criar um fator de segurança máximo;
• para melhorar a qualidade dos cálculos, além de fórmulas e dados tabulares, vale a pena usar um programa de design: ele recalcula todos os parâmetros e refuta ou confirma o cálculo manual;
• as estacas menos duráveis têm troncos de tubos de costura com lâminas soldadas;
• de acordo com as normas, o embasamento não deve ultrapassar 60 cm do solo, enquanto o comprimento da estaca deve ser de 20 a 30 cm.

O número estimado de estacas nem sempre é ideal: pode haver circunstâncias adicionais que exijam o uso de um número maior de estacas. Além disso, uma pequena margem de segurança tem um efeito benéfico na durabilidade da fundação.

Ao instalar as estacas em uma área irregular, é aconselhável deixar uma margem de comprimento na região de 20-50 cm, no futuro o excesso pode ser cortado ou puxado. Mas se houver escassez, você terá que colocar uma nova pilha.