Mucchi di viti: pro e contro, caratteristiche, dispositivo

La fondazione della casa è uno degli elementi più complessi e costosi della sua costruzione. Allo stesso tempo, il processo della sua creazione è molto lungo - nella maggior parte dei casi è la fase limitante della costruzione. Sfortunatamente, non è raro che sviluppatori senza scrupoli violino consapevolmente tecnologie e norme per completare rapidamente le basi e passare alle fasi successive del lavoro. Spesso, i clienti stessi li stanno spingendo ad esso, e sembra a loro che nulla accade sul cantiere per troppo tempo. Un'eccessiva fretta in questa fase porta al fatto che in breve tempo gli inquilini della nuova casa hanno problemi: la base cade e, di conseguenza, l'intera struttura inizia a crollare lentamente.

La media aurea è possibile qui? È possibile montare rapidamente una base solida e affidabile? Risulta possibile. Mucchi di viti vengono in soccorso in questo caso. Per creare una fondazione su pile a vite, non ci vogliono uno o due mesi, ma solo un paio di giorni.

Perché pile simili non sono ancora utilizzate ovunque? Perché le nuove case non crescono veloci come funghi dopo la pioggia? Per rispondere a queste domande, è necessario conoscere non solo i vantaggi, ma anche gli svantaggi delle pile a vite per le fondamenta, per avere un'idea di quali limitazioni il loro uso esista. Ricorda che la creazione di una fondazione è un'attività molto responsabile e, quando si sceglie una soluzione di design, è necessario fare affidamento innanzitutto sulla propria conoscenza e non sulle garanzie pubblicitarie dei produttori, sulle promesse dei costruttori o su esempi di vicini e conoscenti.

La storia dell'emergenza delle pile a vite

La storia delle pile a vite ha quasi due secoli. Un colpo di stato nel settore dell'ingegneria delle fondazioni è stato seguito dal talentuoso ingegnere irlandese Alexander Mitchell. Nel 1833, brevettò le "pile a vite" di Mitchell che potevano essere installate su terreni in movimento, come il fondo sabbioso di un giacimento o una banca fangosa.

La prima grande struttura eretta su tali pile era il faro Maplin Sand, costruito alla foce del Tamigi già nel 1838. La sua fondazione consisteva in nove pile con punte a vite con un diametro di 120 cm, intrecciate nel terreno ad una profondità di circa 7 metri. Negli anni successivi, sotto la guida di Mitchell, furono costruiti molti altri fari in tutta l'Inghilterra. Alcuni di loro sono rimasti invariati fino ad oggi.

A metà del 19 ° secolo, più di 150 fari nel Nord America, una diga a Portland, un cavalcavia e ponti a Bombay, una ferrovia a Baroda, un molo a Madras e molti altri oggetti importanti furono costruiti usando le pile di Mitchell.

In Russia, abbiamo imparato a conoscere le pile a vite solo nella seconda metà del XIX secolo. Gli ingegneri russi apprezzarono rapidamente tutti i vantaggi di questa invenzione, specialmente quando lavoravano nelle condizioni del permafrost delle regioni settentrionali del paese o nei terreni alluvionati e deboli delle aree costiere. Molto presto, le pile a vite iniziarono ad essere ampiamente utilizzate nella costruzione di strutture ingegneristiche per uso militare (il supporto a vite per la costruzione ad alta velocità delle fondamenta di ponti pieghevoli è ancora usato dai nostri militari), e più tardi nell'ingegneria civile.

Le pile a vite in acciaio sono ampiamente utilizzate in tutto il mondo oggi. Il loro aiuto è riconducibile al luogo in cui è necessaria un'alta velocità di costruzione delle fondazioni: durante l'installazione di vari tipi di supporto, l'installazione di stazioni di pompaggio e perforazione, la posa di condotte, la costruzione di campi temporanei per lavoratori, ecc. Questo prodotto gode della maggiore richiesta dalle compagnie petrolifere e del gas, a costruttori militari e industriali, alle aziende che stanno svolgendo lavori di recupero. Le organizzazioni di costruzione coinvolte nella costruzione di edifici residenziali sono in questa lista, ma lontane dalle posizioni guida. Naturalmente, vengono eretti i fondamenti di pile a vite per edifici residenziali, ma nella maggior parte dei casi si tratta di costruire in aree difficili da raggiungere o aree con terreno difficile, sulla riparazione di fondazioni problematiche di vecchie case, sulla riparazione di edifici sulle piste.

Design e caratteristiche delle pile a vite

Quali sono le pile di viti che hanno rapidamente guadagnato popolarità tra i costruttori di tutto il mondo? Quali sono le loro varietà? Quali caratteristiche delle pile a vite dovresti prestare attenzione prima?

Un mucchio di viti consiste in un albero e una lama situati alla sua estremità. Grazie a quest'ultimo, questo tipo di pila è sepolto nel terreno avvitando, piuttosto che guidando.

1. Pipe. 2. Cappuccio, che è attaccato alla cima della pila. 3. Lama a spirale. 4. Rivestimento anti-corrosione. 5. Foro tecnologico per l'impostazione dell'asta.

Esistono diversi tipi di pile a vite in acciaio. La scelta a favore di un tipo o dell'altro viene effettuata sulla base dell'analisi delle caratteristiche del suolo in quest'area e del carico previsto sulla fondazione.Spesso, anche nello stesso sito, vengono utilizzati diversi tipi di pile, che consentono di distribuire uniformemente il carico.

Tipo di punta di una pila di viti

Le punte delle pile a vite, che servono a facilitare la loro immersione nel terreno, possono essere saldate o gettate.

Un mucchio di viti con una punta saldata.

Le punte di fusione sono significativamente più costose e il loro uso è giustificato solo nel caso di terreni particolarmente densi, compreso il permafrost, oltre a contenere grandi inclusioni di origine naturale o artificiale. La punta del cast duratura quando si avvita la pila facilmente distrugge gli ostacoli sul suo percorso e non si deforma in questo caso.

Un mucchio di viti con una punta di getto.

Numero di lame

In base al numero di pale, le pile a vite sono suddivise in singole e multi-lama (il numero di lame su un tronco in alcuni casi può raggiungere sei pezzi). I primi sono progettati esclusivamente per terreni densi a bassa mobilità.

Mucchio di viti a una estremità.

I secondi sono più versatili, sebbene il loro scopo principale siano i terreni deboli con bassa capacità portante, poiché le pile multi-abbattute sono più resistenti a vari tipi di carichi - tirando o, al contrario, deprimente, oltre che orizzontale. La massima efficienza delle pile a vite multi-lama può essere ottenuta selezionando correttamente il numero di pale, la distanza ottimale tra loro, il loro passo e l'angolo di inclinazione.

Vite a due pale.

Dimensione lama

In base alla dimensione delle lame, i mucchi a vite sono divisi in una lama larga (il diametro delle lame è di almeno una volta e mezza il diametro del tronco) e la lama stretta. A causa della maggiore area di appoggio, le pile larghe sono molto efficaci nei terreni deboli.

Mucchi a vite a testa larga.

Per quelli a lama stretta, la loro specializzazione è un terreno particolarmente denso o molto ghiacciato (non è possibile "avvitare" una pila a lama larga in tale terreno a causa del rischio sempre maggiore di rottura o deformazione delle lame). Il diametro delle pale del mucchio di viti in conformità con lo standard internazionale ICC AC358 (criteri di accettazione della fondazione elicoidale) può variare da 200 a 350 mm.

Mucchi a vite a disegno stretto.

Spessore del metallo di un mucchio di viti

La caratteristica strutturale più importante di un mucchio di viti è lo spessore del metallo da cui sono realizzate le pareti del suo albero. Il calcolo dello spessore richiesto viene effettuato sulla base non solo del carico previsto sulla pila, ma anche delle condizioni del suo funzionamento. Il fatto è che una diminuzione dello spessore della parete del pacco a causa dei processi di corrosione porta infine a una riduzione della sua durata. Secondo lo standard ICC AC358 sopra menzionato, lo spessore minimo della parete di un albero di palo dovrebbe essere di 8 mm in terreno neutro e di 9,5 mm in terreno con maggiore attività chimica.

Gli ingegneri domestici, naturalmente, hanno anche compreso l'importanza di un parametro come lo spessore del metallo utilizzato per la fabbricazione di pile a vite. Nel libro di consultazione "Piles and pile foundations", emesso nell'URSS nel 1977, si affermava che l'albero del palo doveva essere fatto di tubi senza saldatura prodotti mediante laminazione a caldo con uno spessore di parete di almeno 10-14 mm. Tuttavia, nel moderno standard russo per costruzioni JV 24. 13330. 2011 "Fondazioni su pali" un parametro come lo spessore delle pareti del palo della vite non è affatto considerato e non è standardizzato.

Naturalmente, la Russia può produrre (e non solo può, ma anche produrre!) Pali, la cui qualità soddisfa tutti i requisiti dello standard internazionale ICC AC358. Tuttavia, a causa del loro costo elevato, nella maggior parte dei casi non sono in concorrenza con le tradizionali pile di cemento armato installate in un pozzo pre-perforato.

È necessario prendere in considerazione lo spessore del metallo, non solo l'albero del palo, ma anche le sue lame. Quando si costruiscono oggetti temporanei o leggeri, è possibile utilizzare pile con pale più sottili di 5 mm. Nella costruzione di grandi strutture progettate per il funzionamento a lungo termine, lo standard internazionale raccomanda l'uso di pile, lo spessore delle lame di cui è 9. 5-12. 5 mm.

Rivestimento protettivo anti-corrosione

Per ridurre l'influenza dei processi di corrosione sulle caratteristiche di resistenza di un palo di acciaio installato in terreno aggressivo, non solo aumentare lo spessore della parete, ma anche applicare un rivestimento protettivo aggiuntivo. I metodi più comunemente utilizzati per la protezione anticorrosiva di pali in acciaio sono la zincatura e l'applicazione di uno speciale rivestimento polimerico (poliuretano, resina epossidica, ecc.). Secondo ICC AC358, lo spessore dello strato polimerico protettivo non deve essere inferiore a 400 micron.

I vantaggi della fondazione su pali di vite

Velocità di installazione

L'alta velocità di installazione è forse il vantaggio più importante dei pali delle viti, perché nel settore edile il tempo è valutato come nient'altro. Il mucchio di viti è pronto per il funzionamento subito dopo l'installazione. Anche il concrezionamento del lume interno dell'albero del palo non porta a tempi di inattività forzata nel cantiere: non è necessario attendere che il calcestruzzo aumenti la forza del marchio, poiché il carico sul cumulo viene percepito principalmente dal suo involucro in acciaio.

Basso rumore nella costruzione della fondazione

La rumorosità durante l'installazione è il principale vantaggio dei pali di avvitamento rispetto alla guida. Il processo di trascinamento di quest'ultimo nel terreno è accompagnato non solo dal rumore, ma anche dalle vibrazioni. Gli impatti delle vibrazioni sul terreno possono causare danni a varie strutture situate nelle immediate vicinanze del luogo di lavoro.

Prezzo basso

Il basso costo della fondazione su pali di avvitamento rispetto al costo di tutti i tipi di fondazioni in cemento armato è ottenuto principalmente a causa di una significativa riduzione del volume di opere a terra.

Capacità di sopportare vari carichi di trazione

Questa capacità è dovuta alla presenza di lame sui mucchi delle viti. È a causa delle loro pale che queste pile possono essere installate su piattaforme irregolari (il che significa che sono perfette per gli edifici posizionati in pendenza) e con qualsiasi angolazione rispetto alla verticale.

Non c'è bisogno di ottenere una grande quantità di terreno

La quantità insignificante di terreno spostato durante l'installazione delle pile a vite consente di eseguire il lavoro vicino agli edifici esistenti.

Può essere usato in varie condizioni

Il tempo e il clima senza pretese delle pile a vite si esprimono nel fatto che possono essere utilizzati in una gamma piuttosto ampia di temperature, non hanno paura di sollevare acqua di falda e gonfiore del terreno, e quindi non richiedono il drenaggio obbligatorio del sito in cui è in corso la costruzione.

Riutilizzabilità

Una delle applicazioni delle pile a vite è la costruzione di strutture temporanee. Dopo che una tale costruzione ha completato le sue funzioni e viene smantellata, le pile di viti possono essere rimosse dal terreno e, se necessario, riutilizzate.

Vale la pena notare che solo i mucchi a vite prodotti industrialmente, la cui qualità è conforme agli International Construction Standard ICC AC358 criteri di accettazione della fondazione elicoidale, hanno tutti questi vantaggi.

Carenze della fondazione su pali di vite

L'uso di pile a vite ha una serie di limitazioni, che molti produttori, sfortunatamente, cercano di tacere. In condizioni in cui le aziende coinvolte nell'installazione di fondazioni sono facili da violare gli standard tecnologici, voi, come cliente, dovete avere almeno un'idea generale di quando pile di viti sono indesiderabili o completamente inaccettabili.

Impossibilità di utilizzo in aree con attività sismica

La costruzione di edifici su fondamenta di pile a vite è consentita solo in aree senza o, al limite, con attività sismica moderata.

Mancato utilizzo in terreni che causano una rapida corrosione del metallo

Le pile a vite in acciaio non devono essere utilizzate in terreni con resistenza elettrica inferiore a 10 Ohm * m, in terreni con pH inferiore a 5 5, nonché nei terreni ricco di composti organici. La ragione di queste restrizioni è l'alto tasso di corrosione elettrochimica dell'acciaio in queste condizioni. Lo sviluppatore responsabile, che non è indifferente alla questione della durabilità della struttura che viene costruita da lui, prima di prendere una decisione sull'utilizzo di pali di acciaio, è semplicemente obbligato a determinare tutte le caratteristiche necessarie del terreno in un determinato cantiere. Se non è possibile determinare l'aggressività del suolo, è necessario rispettare i requisiti adottati per le pile installate in terreni con un'attività corrosiva molto elevata.

Non è permesso penetrare mucchi di viti in terreni rocciosi

I cumuli di scorie e le discariche per detriti di costruzione possono essere attribuiti alla stessa categoria di terreno. Eventuali inclusioni solide possono danneggiare le lame o anche l'albero di un mucchio di viti durante la sua installazione.

Si raccomanda di evitare l'uso di pile a vite su terreni che non forniscono un supporto laterale sufficiente

Questi includono, ad esempio, torba, sabbia sciolta, sabbia silifera, ecc. Se la necessità di installare tali pile nel terreno scorrevole è tutta c'è, è necessario o collegarli in modo affidabile l'uno con l'altro o approfondirli in modo significativo. In conformità con i requisiti dello standard ICC AC358, il cumulo di viti in terreni densi dovrebbe essere interrato almeno di 1,5 m, mentre in terreni morbidi - almeno 3 m.

Facciamo un esempio: installazione di un mucchio di viti 2, 5 m nella zona in cui la torba si trova a una profondità di 2 m è inaccettabile, poiché in questo caso la pila sarà privata del necessario supporto laterale del terreno.

I fattori che influenzano la durata delle pile a vite

La pubblicità afferma che le fondamenta su pile a vite possono durare per almeno un secolo. È davvero, o è solo un altro trucco di marketing? La pratica dimostra che questo è del tutto possibile, perché alcuni dei fari eretti sotto Mitchell si trovano ancora oggi. Tuttavia, siamo più interessati al destino di non un faro nell'Europa lontana, ma una piccola casa di campagna da qualche parte nella regione di Mosca, negli Urali o sulle rive dello Yenisei. Quanto resisterà se eretto su una fondazione di pile a vite non fatte da qualche parte e una volta, ma qui e ora?

Sulla base dei dati sperimentali, la durata di servizio è stata stimata pile di viti in acciaio in terreni con diversa resistenza elettrica. Secondo queste stime, in terreni con bassa corrosività (ad esempio, argillite secca o sabbia asciutta), pile di metallo non galvanizzato dureranno almeno 300 anni e di metallo rivestito di protezione, 800 anni o più. Impressionante, non è vero? Tuttavia, è un terreno che è ideale in termini di capacità (o piuttosto di incapacità) di provocare la corrosione del metallo.

Considera per il confronto un'altra opzione limitante. Nei terreni ad altissima attività di corrosione (terra del mare, limo, argilla bagnata, torba), la durata media prevista di un mucchio di viti in acciaio è di soli 30 anni (se la pila è in metallo zincato, questa cifra aumenterà fino a 70-75 anni).

Dovrebbe essere fatta una prenotazione importante. Nell'eseguire tutti questi calcoli, si è ipotizzato che la pila fosse realizzata secondo lo standard ICC AC358 usato in Occidente, cioè lo spessore delle pareti del suo tronco era di 8 mm. Ma trovare nel mercato russo pile di tubi d'acciaio laminati a caldo con uno spessore simile a quello delle pareti è quasi impossibile. Per quanto tempo una produzione domestica "standard" durerà in un ambiente aggressivo, cioè una pila fatta di un tubo saldato con uno spessore di parete di 3-4 mm, non è nota a nessuno, ma ovviamente significativamente meno di 30 (75) anni.

Da quanto sopra, ne consegue che i 100 anni di servizio di fondazione sui pali delle viti promessi nella pubblicità non sono altro che parole vuote. Le pile possono servire sia sostanzialmente di più che sostanzialmente meno - tutto dipende dalla qualità dei prodotti e dalle condizioni operative, rispetto alle quali non si dice una parola nell'annuncio.

In generale, la vita utile delle pile di viti dipende da tre parametri principali:

• lo spessore dell'acciaio utilizzato per realizzare le pile del tronco e della lama,
• lo spessore e la qualità del rivestimento protettivo anticorrosivo,
• attività chimica del suolo in quest'area.

Senza conoscere queste caratteristiche delle pile e delle condizioni operative, non si possono nemmeno fare supposizioni su quanto dureranno.

La pratica della scottatura di pile a vite con fasci di canali metallici o angoli, diffusa tra i nostri costruttori, contribuisce ad una diminuzione della durata di vita delle pile a vite. Naturalmente, l'installazione di tali legamenti tra le pile è giustificata quando si installa la fondazione nel terreno con un debole supporto laterale. Tuttavia, la connessione di pile d'acciaio con ponticelli di materiale conduttivo accelera la corrosione elettrochimica del metallo.

Al fine di evitare correnti vaganti che contribuiscono all'accelerazione dei processi di corrosione, le pile di acciaio non devono essere collegate galvanicamente tra loro, così come ad altri elementi di costruzione in acciaio. Per collegare le pile in un unico sistema, è necessario utilizzare una reggia in legno o una reggia metallica, i cui elementi sono collegati alle pile mediante morsetti isolati dalle pile mediante un materiale dielettrico.

Questo è ciò che volevamo dirti oggi. Ora conosci tutti i pro e i contro delle pile a vite e, si spera, hai capito l'idea principale che stavamo cercando di trasmettere a te. Le pile a vite sono una scelta eccellente per la creazione di una fondazione, ma non possono essere utilizzate sempre e ovunque. Determinare la validità dell'uso di pile a vite in ogni caso solo una lattina professionale.Credetemi, il costo di attrarre uno specialista è sproporzionatamente inferiore al costo di eliminare gli errori commessi nel processo di progettazione e costruzione della fondazione.