La base de la casa és un dels elements més complexos i costosos del seu disseny. Al mateix temps, el procés de creació és molt llarg, en la majoria dels casos es tracta d’una etapa limitada de la construcció. Malauradament, no és infreqüent que els desenvolupadors sense escrúpols violin conscientment tecnologies i normes per tal de completar el fonament el més aviat possible i passar a les següents etapes de treball. Sovint, els propis clients ho estan pressionant, que pensen que fa massa temps que no passava res al lloc de construcció. L'excés de pressa en aquesta etapa condueix al fet que aviat els residents de la nova casa tenen problemes: la fundació s'enfonsa i, com a conseqüència, tota l'estructura comença a col·lapsar-se lentament.
És possible un terreny mitjà? És possible muntar ràpidament una base forta i fiable? Resulta, potser. En aquest cas, les piles de cargol arriben al rescat. Per crear una base sobre piles de cargol no calen només un o dos mesos, sinó només un parell de dies.
Per què aquestes piles encara no s’utilitzen a tot arreu? Per què les cases noves no creixen tan ràpid com els bolets després de la pluja? Per respondre a aquestes preguntes, heu de conèixer no només els avantatges, sinó també les mines de les piles de cargol per a la base, per tenir una idea de quines limitacions hi ha a la seva aplicació. Recordeu que la fundació és una qüestió molt responsable i, a l’hora d’escollir una solució de disseny, haureu de basar-vos fonamentalment en els vostres coneixements i no en les garanties publicitàries dels fabricants, les promeses dels constructors o exemples de veïns i coneguts.
Contingut:
La història de l’aparició de munts de cargol
La història de les piles de cargol es remunta a gairebé dos segles. El talentós enginyer irlandès Alexander Mitchell el va fer un cop en el camp de la construcció de fonaments pilosos. El 1833, va patentar el "Mitrall Screw Piles", que es podia instal·lar en sòls mòbils, com el fons sorrenc d'un estany o sorra de fang.
La primera gran estructura aixecada sobre aquests xanques va ser el far de Maplin Sand, construït a la desembocadura del Tàmesi ja el 1838. El seu fonament era de nou piles amb puntes de cargol de 120 cm de diàmetre, retorçades al terra fins a una profunditat d’uns 7 metres. En els anys següents, es van construir diversos fars més sota la direcció de Mitchell a tota Anglaterra. Alguns d’ells s’han mantingut inalterats fins als nostres dies.
A mitjan segle XIX es van construir més de 150 fars a Amèrica del Nord, un espigó a Portland, un sobrepass i ponts a Bombay, un ferrocarril a Baroda, un embarcador a Madras i molts altres objectes importants mitjançant piles de Mitchell.
A Rússia, les piles de cargol es van trobar només a la segona meitat del segle XIX. Els enginyers russos van apreciar ràpidament tots els avantatges d’aquesta invenció, sobretot quan treballen al permafrost de les regions del nord del país o a sòls inundats i febles dels territoris costaners. Molt aviat, les piles de cargol van començar a ser àmpliament utilitzades en la construcció d’estructures d’enginyeria amb finalitats militars (el suport de cargol per a bastons per a la construcció d’alta velocitat de fonaments de ponts desplomables és el que utilitzen els nostres militars fins ara) i més tard en enginyeria civil.
Les piles de cargols d’acer s’utilitzen activament arreu del món. Recorren a la seva ajuda on es necessita una gran velocitat de construcció de fonaments: a l’hora d’instal·lar diversos tipus de suports, desplegar estacions de bombament i perforació, posar canonades, construir campaments temporals per a treballadors, etc. Aquests productes són més demandats entre les empreses de petroli i gas, constructors militars i industrials i les empreses que realitzen tasques de restauració. Les organitzacions de construcció implicades en la construcció d’edificis residencials hi són presents en aquesta llista, però lluny de tenir posicions capdavanteres.Per descomptat, s’aixequen les bases sobre piles de cargol per a edificis residencials, però en la majoria dels casos es tracta d’edificar en zones de difícil accés o zones amb sòls difícils, reparar els fonaments problemàtics d’antics edificis residencials i arreglar edificis a les pistes.
Disseny i característiques de les piles de cargol
Què són les piles de cargol que tan ràpidament han guanyat popularitat entre els constructors de tot el món? Quines varietats existeixen? Quines característiques de les piles de cargol hauríeu de prestar atenció en primer lloc?
Una pila de cargol consisteix en un tronc i una fulla situats al seu extrem. Gràcies a aquest últim, aquest tipus de piles són enterrades a terra cargolant, no obstruint-se.
1. La canonada. 2. El cap que s’uneix a la part superior de la pila. 3. Lama en forma de espiral. 4. Recobriment anticorrosió. 5. Forat tecnològic per a la fixació de la varilla.
Hi ha diverses varietats de munts de cargol d’acer. L’elecció a favor d’un tipus particular es basa en una anàlisi de les característiques del sòl d’aquesta zona i la càrrega estimada sobre el fonament. Sovint, fins i tot en un mateix lloc s’utilitzen diferents tipus de munts, cosa que permet distribuir uniformement la càrrega.
Tipus de punta de cargol
Les puntes de les piles de cargol, que serveixen per facilitar la seva immersió al terra, poden ser soldades o colades.
Munt de cargol amb punta soldada.
Les puntes de fosa són significativament més cares i el seu ús només es justifica en el cas de treballs amb sòls especialment densos, inclòs el permafrost, i que també inclouen grans inclusions d'origen natural o tecnogènic. Punt de fosa duradora quan cargolant piles destrueix fàcilment obstacles al seu pas i no es deformi alhora.
Munt de pila de repartiment.
Nombre de fulles
Pel nombre de pales, les piles de cargol es divideixen en fulles monoparentals i multi-fulles (el nombre de pales d'un eix en alguns casos pot arribar a tenir sis peces). Els primers estan destinats exclusivament a sòls densos amb poca mobilitat.
Munt de cargol d'una sola fulla.
Els segons són més universals, tot i que el seu propòsit principal són els sòls tous amb poca capacitat de suport, ja que les piles multilama són més resistents a diversos tipus de càrregues, com ara tirant o, per contra, premsades i horitzontals. La màxima eficiència de les piles de cargol multi-fulles es pot aconseguir seleccionant correctament el nombre de pales, la distància òptima entre elles, el seu pas i l’angle.
Munt de cargol de dues fulles.
Mida de la fulla
Per la mida de les pales, les piles de cargol es divideixen en fulles amples (el diàmetre de les fulles és almenys una i mitja vegades el diàmetre del maleter) i de fulla estreta. Gràcies a l'augment de la superfície de suport, les piles amples són molt efectives en sòls tous.
Piles de cargol de fulla ampla
Les de fulla estreta tenen una especialització pròpia: un sòl particularment dens o molt congelat (és impossible “cargolar” una pila de fulla ampla a aquest sòl degut al risc molt més gran de trencar o deformar les fulles). El diàmetre de les pales d'un cargol d'acord segons l'estàndard internacional ICC AC358 (Criteris d'Acceptació de la Fundació Helical) pot variar de 200 a 350 mm.
Piles de cargol estret.
El gruix del metall d’una pila de cargol
La característica estructural més important d’una pila de cargol és el gruix del metall a partir del qual estan fabricades les parets del seu tronc. El càlcul del gruix requerit es fa a partir no només de la càrrega estimada a la pila, sinó també de les condicions del seu funcionament. El fet és que una disminució del gruix de la paret de la pila a causa dels processos de corrosió condueix finalment a una reducció de la seva vida útil. Segons l’esmentada norma ICC AC358, l’espessor mínim de la paret de l’eix de la pila hauria de ser de 8 mm en sòl neutre i de 9,5 mm en sòl amb augment d’activitat química.
Els enginyers domèstics, per descomptat, també es van adonar de la importància d'un paràmetre com el gruix del metall que s'utilitza per fer les piles de cargol. El llibre de referència “Piles i fonaments de piles”, publicat a l’URSS el 1977, afirmava que l’eix de la pila s’hauria de fer de canonades transparents produïdes per enrotllament en calent amb un gruix de paret d’almenys 10-14 mm. Tanmateix, a la moderna norma russa de construcció SP 24.13330.2011 “Fonaments de pilars”, un paràmetre com l’espessor de la paret de l’eix d’una pila de cargol no està considerat en absolut i no està homologat.
No farem suposicions sobre per què ha passat això, la conseqüència és important. Molts fabricants nacionals aprofiten la manca de requisits estrictes per a la construcció de piles d'acer en els estàndards russos i ignoren conscientment els estàndards internacionals. El desig de maximitzar els beneficis comporta una pèrdua de qualitat.
La majoria de piles de cargol produïdes al nostre país tenen un gruix de paret no superior a 3-4 mm. Al mateix temps, estan fabricats amb canonades soldades amb una resistència a la corrosió reduïda. I, per regla general, la qualitat del revestiment anticorrosiu de protecció desitja el millor: sovint "ruixa" ja durant el transport de piles.
Per descomptat, a Rússia són capaços de produir (i no només saber, sinó també produir!) Pilotes la qualitat compleix tots els requisits de la norma internacional ICC AC358. No obstant això, a causa del seu elevat cost, en la majoria dels casos no poden suportar la competència amb piles convencionals de formigó armat instal·lades en un pou pre-foradat.
El gruix del metall s’ha de tenir en compte no només de l’eix de la pila, sinó també de les seves fulles. Quan es construeixen objectes temporals o lleugers, es pot utilitzar piles amb fulles més primes de 5 mm. L'estàndard internacional recomana l'ús de piles amb un gruix de fulla de 9,5-12,5 mm per a la construcció de grans estructures dissenyades per a un funcionament a llarg termini.
Recobriment protector anticorrosió
Per reduir la influència dels processos de corrosió sobre les característiques de resistència de les piles d’acer instal·lades al sòl agressiu, no només augmenten el gruix de les seves parets, sinó també s’aplica un recobriment protector addicional. Els mètodes més utilitzats per a la protecció anticorrosiva de piles d’acer són galvanitzar i aplicar un recobriment especial de polímer (poliuretà, epoxi, etc.). Segons ICC AC358, el gruix de la capa de polímer de protecció ha de ser almenys de 400 micres.
Avantatges de la base sobre les piles de cargol
Velocitat d'instal·lació
L’altura més important de les piles de cargols és potser l’alta velocitat d’instal·lació, perquè en el negoci de la construcció valoren el temps com res més. La pila de cargols està llesta per al seu ús immediatament després de la instal·lació. Fins i tot, concretar el buidatge intern de l’eix de la pila no comporta un temps d’inici al lloc de construcció: no cal esperar que el formigó obtingui força de marca, ja que la càrrega de la pila es percep principalment per la funda d’acer.
Baix soroll durant la instal·lació de la fundació
El baix soroll durant la instal·lació és l’avantatge principal de les piles de cargol que les impulsades. El procés d’introduir aquest últim a terra no només s’acompanya del soroll, sinó també de les vibracions. Els efectes de vibració sobre el sòl poden perjudicar diverses estructures situades a les proximitats del lloc de treball.
Preu baix
El baix cost del fonament en piles de cargol en comparació amb el cost de tot tipus de fonaments de formigó armat s’obté principalment a causa d’una reducció significativa del volum de treballs de terra.
La capacitat de suportar diverses càrregues de tracció
Aquesta capacitat es deu a la presència de fulles a les piles de cargol. És gràcies a les seves pales que aquests munts es poden instal·lar en plataformes desiguals (el que significa que són perfectament adequats per a edificis situats en pistes) i en qualsevol angle amb la vertical.
No cal obtenir una gran quantitat de sòl
Una petita quantitat de sòl desplaçada durant la instal·lació de munts de cargol, permet treballar a prop dels edificis existents.
Es poden utilitzar en diverses condicions.
La simplicitat climàtica i climàtica de les piles de cargol s’expressa en el fet que es poden operar en un rang de temperatura bastant ampli, no tenen por d’augmentar les aigües subterrànies i d’inflor del sòl i, per tant, no requereixen un drenatge obligatori del lloc de construcció.
Reutilitzabilitat
Una de les aplicacions de munts de cargol és la construcció d’estructures temporals. Després que aquest edifici hagi completat les seves funcions i desmuntat, es poden retirar les piles de cargol del terra i reutilitzar-les si cal.
Val la pena assenyalar que tots aquests avantatges només els tenen piles de cargol fabricades industrialment, la qualitat de les quals compleix els criteris d’acceptació de la Fundació Helical International ICC AC358.
Inconvenients de la base sobre les piles de cargol
L’ús de piles de cargol té una sèrie de limitacions, que molts fabricants, malauradament, intenten guardar en silenci. En les condicions en què les empreses que es dediquen a la instal·lació de fonaments van fàcilment a la violació de les normes tecnològiques, com a client, necessiteu tenir almenys una idea general de quins casos és indesitjable o completament inacceptable fer servir piles de cargol.
Incapacitat d’ús en zones amb activitat sísmica
La construcció d’edificis sobre els fonaments de munts de cargols només es permet en zones sense o, en el límit, amb una activitat sísmica moderada.
Incapacitat d’ús en sòls provocant una ràpida corrosió metàl·lica
Les piles de cargol d’acer no s’han d’utilitzar en sòls amb una resistència elèctrica inferior a 10 Ohm * m, en sòls amb un pH inferior a 5,5, i també en sòls amb un alt contingut de compostos orgànics. El motiu d’aquestes limitacions és l’elevada taxa de corrosió electroquímica de l’acer en aquestes condicions. El promotor responsable, que no és indiferent a la longevitat de la construcció que s’està construint, abans de prendre una decisió sobre l’ús de piles de cargols d’acer, es limita a determinar totes les característiques del sòl necessàries en aquest lloc de construcció. Si no és possible determinar l’agressivitat del sòl, compliu els requisits adoptats per a piles instal·lades en sòls amb una activitat de corrosió molt elevada.
No es permet la penetració de munts de cargols al sòl rocós.
Els abocadors d’escòria i abocadors per a residus de construcció es poden atribuir a la mateixa categoria de sòls. Qualsevol inclusió sòlida pot danyar les fulles o fins i tot l’eix de la pila de cargol durant la seva instal·lació.
Es recomana evitar l'ús de munts de cargol en sòls que no proporcionen suficient suport lateral.
S'inclouen, per exemple, la torba, les sorres soltes i clares. Si encara hi ha la necessitat d’instal·lar piles similars en un sòl fluid, cal relacionar-les de manera fiable entre elles o bé aprofundir de manera significativa. D’acord amb els requisits de la norma ICC AC358, s’hauria d’enterrar una pila de cargol en sòls densos com a mínim 1,5 m, i en sòls tous - almenys 3 m.
Posem un exemple: la instal·lació d’una pila de cargol de 2,5 m de longitud a la zona on es troba una capa de torba a una profunditat de 2 m és inacceptable, ja que en aquest cas la pila quedarà privada del suport lateral necessari del sòl.
Factors que afecten la durabilitat dels cargols de cargol
La publicitat garanteix que la base sobre piles de cargol pot durar almenys un segle. És realment el cas, o només és un altre dels programes de màrqueting? La pràctica demostra que això és molt possible, perquè alguns dels fars erigits sota Mitchell encara es mantenen. Tanmateix, ens interessa més el destí no d’un far a Europa llunyana, sinó d’una petita casa de camp en algun lloc de la regió de Moscou, als Urals o a la riba del Yenisei.Quant de temps es quedarà quan es va erigir sobre la base de munts de cargol realitzats no en algun lloc i una vegada, però aquí i ara?
A partir de dades experimentals, es va estimar la vida útil de les piles de cargols d’acer en sòls amb diferent resistència elèctrica. Segons aquestes estimacions, en un sòl amb baixa corrosió (per exemple, esquistos secs o sorra seca), les piles de metall no galvanitzat duraran almenys 300 anys, i a partir d’un metall amb un revestiment protector - 800 anys o més. Impressionant, no? Tot i això, es tracta de sòl, ideal pel que fa a la capacitat (o millor dit, a la incapacitat) de provocar corrosió del metall.
Per a la comparació, considereu una altra opció limitant. En sòls amb una corrosivitat molt elevada (sòl marí, argil, argila humida, torba), la vida útil mitjana prevista d’una pila de cargol d’acer és de només 30 anys (si la pila és de metall galvanitzat, aquesta xifra augmentarà fins als 70-75 anys).
S'hauria de fer una advertència important. Durant tots aquests càlculs, es va suposar que la pila es produïa d’acord amb l’estàndard ICC AC358 usat a Occident, és a dir. el gruix de les parets del seu tronc és de 8 mm. Però és gairebé impossible trobar piles de cargols de canonades d'acer laminades en calent amb un gruix de paret al mercat rus. Quant durarà el “estàndard” de la producció domèstica en un entorn agressiu, és a dir. ningú no coneix la pila feta d'un tub soldat amb un gruix de paret de 3-4 mm, però és sensiblement inferior als 30 (75) anys.
D’allò anterior, es desprèn que els 100 anys de servei de fonamentació de munts de cargol promesos en publicitat no són res més que paraules buides. Les piles poden durar molt més i molt menys, tot depèn de la qualitat dels productes i de les condicions d’operació, que no s’esmenta a la publicitat.
En general, la vida útil de les piles de cargol depèn de tres paràmetres principals:
- el gruix de l’acer que s’utilitza per fer l’eix i les fulles de la pila,
- gruix i qualitat del recobriment protector anticorrosió,
- activitat química del sòl d’aquesta zona.
Sense conèixer aquestes característiques de piles i condicions de funcionament, ni tan sols es pot fer hipòtesis sobre el temps que duraran.
La pràctica d’escaldar piles de cargols amb feixos de canals o cantonades metàl·liques, molt difosa entre els nostres constructors, contribueix a disminuir la vida útil de les piles de cargol. Per descomptat, la disposició d'aquests feixos entre munts es justifica en instal·lar la base al terra amb un suport lateral feble. Tanmateix, la connexió de piles d’acer amb ponts de material conductor condueix a una acceleració de la corrosió electroquímica del metall.
Per evitar que es produeixin corrents perduts, que contribueixin a l’acceleració dels processos de corrosió, les piles d’acer no haurien de tenir connexió galvànica entre elles, així com amb altres elements de construcció d’acer. Per connectar les piles en un sol sistema, heu d'utilitzar un cinturó de fusta o un cinturó metàl·lic, els elements de la qual es connecten a les piles mitjançant pinces aïllades de les piles amb material dielèctric.
En realitat és tot el que volíem explicar-vos avui. Ara ja coneixeu tots els pros i els contres de les piles de cargol i, esperem, heu entès la idea principal que us hem intentat transmetre. Les piles de cargol són una excel·lent elecció per crear una base, però no es poden utilitzar sempre i no a tot arreu. Només un professional pot determinar la permisibilitat d’utilitzar piles de cargols en cada cas. Creieu-me, el cost de l’atracció d’un especialista és inferior al cost de l’eliminació dels errors comesos durant el disseny i la construcció de la fundació.
