Les piles estan formades per formigó, formigó armat, metall i són barres buides o massisses, que es col·loquen obliquament o verticalment al terra. Els elements s’instal·len sota l’estructura i transfereixen càrregues de compressió, torsió i cisalla al terra des de la part del terra. La capacitat de suport de la pila depèn del material de fabricació i del tipus de sòl.
Dependència dels materials de suport i dels tipus de sòl
La pila està en contacte amb les capes de terra, de manera que la seva capacitat per suportar càrregues depèn de la categoria de sòl. El nombre requerit d’elements de pila es calcula en funció de les característiques del material i del sòl.
En la construcció de cases particulars, s’han generalitzat els tipus de fonaments:
- sobre piles conduïdes;
- sobre suports de cargol;
- amb carcasses avorrides.
La capacitat de suport del sòl es té en compte a l’hora de determinar el tipus de fonament de la pila. Caracteritza la pressió que pot suportar l’àrea condicional de la capa. Aquest valor és inferior a la característica similar de la vareta i depèn del tipus de formació, de la seva saturació amb aigua i de la densitat. Es realitzen prospeccions geodèsiques per determinar les propietats de la capa terrestre en el camp de la construcció.
Les piles de formigó armat es col·loquen sota edificis amb càrregues pesades, empreses industrials. Funcionen bé en compressió i flexió, ja que tenen un marc metàl·lic a l'interior. Els elements d’acer resisteixen el cisallament, l’impacte dinàmic i la torsió, per tant s’utilitzen en edificis amb càrregues similars. Les barres de fusta s’utilitzen en sòls estables i absorbeixen la pressió dels petits edificis privats.
Determinació de la capacitat de suport de la fundació
La massa de la casa està formada pel pes dels elements:
- barreres verticals (parets, envans);
- sostres de soterrani i soterrani;
- sistemes de bigues, encavallades i sostres;
- guarniment exterior amb capes d’aïllament;
- equips, comunicacions, tecnologia, persones;
- neu i pressió del vent;
- fonament.
Es calculen acuradament tots els components i s’afegeixen, s’aplica el factor de resistència i s’obté la càrrega total sobre la base. Si s’assumeixen extensions al llarg del temps, també es té en compte la pressió d’aquestes a l’hora de trobar la capacitat portant.
Si el valor obtingut és inferior al calculat, s’accepta l’opció i la construcció es realitza segons el pla. En cas contrari, s’utilitza el mètode per ampliar la base de la pila o augmentar el nombre d’elements de barra. L'ampliació de la peça de suport es proporciona millor per a piles de cargol, quan és possible augmentar significativament el diàmetre de les fulles.
Per a elements de formigó armat, utilitzeu el mètode de perforació amb un trepant o feu piles de camuflatge. El mètode d’injecció de sòl maximitza les propietats de càrrega quan s’introdueix una solució de sorra i ciment a l’espai entre les barres de pila de 1,5 a 2,0 metres per sota del suport del pilar.
Mètodes de càlcul
Les obuses es sotmeten a diverses proves al lloc de construcció.El nombre d’estudis de control és escollit per l’autor del projecte, tenint en compte les condicions del camp, l’estructura de l’edifici, la capacitat de disseny de les piles d’acord amb les recomanacions de la construcció GOST per a la prospecció de sòls. Les proves de revisió es realitzen al començament de la immersió per no utilitzar en excés el formigó i el metall i per aprofitar al màxim la resistència del disseny.
Les enquestes de control es realitzen mitjançant mètodes:
- pressió estàtica sobre la pila;
- acció dinàmica;
- estudiar el sòl en submergir la vareta de referència;
- l'estudi del sòl amb una sonda estàtica.
L'1% del nombre de piles del lloc està sotmès a proves estàtiques, el resultat depèn de la complexitat del sòl, del format de les càrregues i del nombre de tipus de suports verticals. La càrrega dinàmica està sotmesa al 2% del nombre de varetes, però no inferior a 6-9, depenent de la classe de l'estructura.
Les característiques del coixinet de la pila i del sòl es poden calcular utilitzant les fórmules de manera teòrica, dinàmica i de prova.
Teòrica
El resultat qualitatiu del càlcul de la interacció de piles i sòl s’obté tenint en compte la plasticitat de la capa del sòl, la compressibilitat de la vareta de fonamentació. Es determinen les àrees locals de tensió final i redistribució de càrregues tangencials. La distància mínima entre els elements de cargol es pren en la quantitat de diàmetre de doble fulla i la màxima es selecciona segons la capacitat de la graella i el suport per resistir la pressió.
El tram entre els pilars es considera com una biga fixa rígidament des de dos extrems, la càrrega es determina de manera que no es produeixin deformacions i la deflexió central no superi les normes.
Teòricament, el càlcul de la capacitat portant de la pila s’expressa mitjançant la fórmula W = H / don:
- H - disseny característic del coixinet de la barra;
- d - coeficient de força, tenint en compte el marge de resistència a la pressió.
La quantitat H es determina multiplicant l’àrea del suport o per la resistència calculada del sòl on s’estén al terra. Per a capes de sòl comuns, aquests indicadors es donen a les taules de construcció, sempre que la profunditat sigui superior a 1,5 metres. Quan està immersa, la terra perd la seva densitat, les característiques inicials triguen molt a recuperar-se. Es suposa que la distància màxima entre els suports és de tres metres. Si el càlcul dóna lloc a buits importants, afegiu diverses barres per reduir l'espai.
Dinàmic
La tecnologia del mètode dinàmic consisteix en el fet que quan s’aprofundeix la columna augmenta la resistència de la capa del sòl. Es té en compte la relació entre la força d’impacte durant la immersió i la característica de suport de l’element. La conducció revela punts febles del camp de la pila i de les petxines per calcular el diàmetre i la longitud del pilar de suport.
Les enquestes dinàmiques no requereixen equips cars i costos elevats, són adequades per provar diferents mides estàndard. L’inconvenient és el fet que la càrrega canviant de vegades sobrevalora l’indicador de força i apareix una inexactitud en el càlcul. Les proves dinàmiques les realitzen tècnics experimentats; els substrats inestables o solts no són adequats per a aquest mètode.
El tipus de piles es selecciona segons les propietats de la capa, que es troba sota la punta de la vareta. Es munten munts de bastidors si s’utilitzen sòls rocosos de baixa compressió. En altres versions, es col·loquen piles de fricció (pinçades a terra). La longitud es tria tenint en compte que la vareta està incrustada al cos de la graella entre 5 i 10 cm amb una càrrega vertical.
Prova
El procés d'aprofundiment de la prova s'acompanya de documents tècnics, on s'adjunta la mida, el tipus i la càrrega de disseny de la pila. Per dur-la a terme, es requereix un pla detallat de la fundació amb les fosses de sonda donades, que van ser investigades per geòlegs.S’indica el pas de cables de comunicacions i elèctrics.
La prova de conducció es realitza en el cas de:
- la presència de sòls febles, parcel·les de farciment provocades per l’home;
- el nombre de piles és superior a 2 mil;
- construcció d’edificis de gran alçada distribuïts en cinc plantes;
- si hi ha dubtes sobre la correcció de la part teòrica del càlcul.
La immersió s’acompanya de documents tècnics que indiquen les càrregues de disseny, el tipus de carcasses. Els resultats de la prova es registren en un registre, que descriu els danys rebuts, la categoria del martell i el nombre de cops abans de la immersió final.
Càlcul de la capacitat de suport de les piles en condicions específiques
Les propietats portants de les barres de formigó armat accionades es calculen com la suma de la resistència del sòl sota l'obstrucció única i lateral F = y (Fd + Fr)on:
- Fd = u Σ y Fl Hl;
- tu - el perímetre exterior de la columna;
- y - coeficient de funcionament;
- Fl - resistència lateral de la terra;
- Hl - el gruix de les capes del sòl a la zona de contacte;
- Fr = y R S;
- R - resistència del sòl sota la punta segons la norma;
- S - zona de suport a la part inferior.
El càlcul també es realitza per a carcasses forades. Per a aquestes piles, la capacitat portant es calcula mitjançant la fórmula F = R S + u ∫ y Fl Hlon:
- R - resistència del sòl sota la punta segons la norma;
- S - zona de suport a la part inferior;
- tu - el perímetre exterior de la columna;
- y - coeficient de funcionament;
- Fl - resistència lateral de la terra;
- Hl - el gruix de les capes del sòl a la zona de contacte.
La fórmula per al càlcul de l'indicador d'una pila de cargol difereix de les expressions anteriors, ja que es requereixen altres característiques: F = yc ((a1 c1 + a2 y1 h1) D + u G (h - d))on:
- yc - coeficient de funcionament;
- a1 i a2 - coeficients tabulars;
- c1 - coeficient de linealitat del sòl per a sorra o cohesió específica per a argila;
- y1 - la gravetat específica de la terra sobre la fulla;
- h1 - la quantitat d'aprofundiment;
- D és el diàmetre de les fulles menys el diàmetre de la pròpia pila;
- u - perímetre de la base de la pila;
- G - resistència lateral del sòl;
- h - la longitud de la pila;
- d És el diàmetre del cargol de suport.
La capacitat de càrrega després de la investigació estàtica i la sondeig dinàmic es comprova calculant les càrregues i les accions de la resistència del material. Si un dels tipus de proves no confirma els indicadors calculats, no es permet instal·lar aquestes piles.
