Cape May County an der Küste von New Jersey ist ein niedriger Ort. Sein höchster Punkt kann in der Tat die lokale Deponie sein. Geologisch gesehen war es ungefähr so weit südlich, wie die Gletscher in der letzten Eiszeit reisten. Wir haben kein Gestein und keinen Ton, wie sie es in Pennsylvania in unserem Norden und Westen haben, und wir haben keine steinigen Gletscherformationen, die in Neuengland gefunden wurden. Aber wir haben sehr schönen Strandsand und viel davon. Dieser Sand ist eine ziemlich gute Basis zum Bauen – bis er ausgewaschen wird.
Spiralförmige vs. hölzerne Pfähle
Bei diesen Bodenverhältnissen stützen wir die meisten unserer Gebäude mit Pfählen. Normalerweise wird ein Testpfahl angetrieben und ein Ingenieur bestimmt, wie tief er gehen muss, um die erforderliche Tragfähigkeit zu erreichen. Ziel ist es, den Pfahl durch den fragwürdigen Boden zu treiben, bis er auf Boden trifft, der eine substantiellere Unterstützung bietet. Für die meisten unserer Projekte streben wir eine Tragfähigkeit von 10 bis 12 Tonnen an.
Neubaupfähle bestehen in der Regel aus druckbehandeltem Holz. Sie werden bis zu einem bestimmten Punkt in den Boden eingegraben und dann mit einem Rammhammer, der an einem Kran hängt, den Rest des Weges hinuntergefahren. Die Installation von Holzpfählen kann ziemlich schnell und einfach erfolgen, wenn sie vor dem Bau einer Struktur eingesetzt werden.
Aber Holzpfähle können bei Renovierungsarbeiten problematisch sein. Zu Beginn sind sie lang — die kürzesten sind 12 Fußzeilen, und einige sind so lang wie 30 Fuß. Ihre Installation erfordert große Geräte mit viel Freiraum, und der Prozess ist so laut und erschütternd, dass einige Gemeinden Rammarbeiten in der Touristensaison verbieten.
Wenn Pfähle für eine Renovierung in unserer Gegend benötigt werden — oder in jedem Bereich, der Boden mit fragwürdiger Tragfähigkeit hat – können spiralförmige Pfähle eine bessere Option sein. Schraubenförmige Pfähle werden mit hydraulischen Geräten in die Erde gedreht oder „geschraubt“. Die „Fäden“ der Pfähle sind spiralförmige Platten, sogenannte „Helices“, die mit einer Stahlwelle verschweißt sind. Der Durchmesser der verwendeten Platten variiert entsprechend der erforderlichen Tragfähigkeit, und wie bei Holzpfählen variiert die Gesamtlänge und Breite des spiralförmigen Pfahls in Abhängigkeit von den Bodenverhältnissen und der gewünschten Tragfähigkeit der Pfähle. Im Gegensatz zu Holzpfählen können Schraubpfähle jedoch auf engstem Raum installiert werden. Sie kommen in kürzeren Abschnitten, und sobald der Anfangsabschnitt mit den Schrauben angetrieben ist, werden zusätzliche Wellenlängen einfach angeschraubt und nacheinander angetrieben.
Das Projekt für Helicals
Im vergangenen Sommer wurde ich beauftragt, eine Veranda in einem Haus wieder aufzubauen, das in den frühen 1960er Jahren gebaut worden war. Der Rahmen des Decks im ersten Stock ragte ein paar Meter an der Vorder- und Rückseite des Hauses am Fundament vorbei. Bei einer Renovierung in den 1980er Jahren wurde eine zweistöckige Veranda umgebaut, deren Rahmen am freitragenden Boden befestigt war. Der Kragbalken hatte zu versagen begonnen – die 2×12 Balken hatten einen Haken nach unten entwickelt, an dem sie an der Grundmauer vorbei hingen.
Anstatt den Ausleger zu verwenden, um die Lasten der neuen Veranda zu tragen, empfahl ich dem Eigentümer und Architekten, eine Grundmauer zu bauen, um den Überhang von unten zu stützen. Im Wesentlichen würden wir den Ausleger loswerden und einen geraden Lastweg entlang der Außenwand schaffen. Der praktischste Weg, diese Wand zu stützen, wäre der Bau einer Blockwand auf einem Stahlbetonbalken. Und der praktischste Weg, den Neigungsbalken zu stützen, wäre eine Reihe von schraubenförmigen Pfählen (siehe Nachrüstung der Unterstützung für einen Kragbalken unten).
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Einschrauben der Pfähle
Der erste Schritt war das Entfernen des ursprünglichen Decks, das dem Haus hinzugefügt worden war. Es stellte sich heraus, dass der Deckrahmen in behandelte Holzpfähle eingekerbt worden war, die noch in gutem Zustand waren. Wir beschlossen, dass wir sie verwenden könnten, um den äußeren Rand der zweistöckigen Veranda zu unterstützen.
Gemäß den Empfehlungen des Ingenieurs habe ich die acht Standorte für die Pfähle am Rand des Hauses in etwa 7 Fuß Höhe in der Mitte angelegt. Der Kragbalken war ungefähr 2 Fuß über dem Grad, und die spiralförmigen Pfahlabschnitte waren 4 Fuß lang. Um den engen Platz unter dem Kragbalken zu bewältigen, haben wir eine kleine Kompaktladermaschine mit einem Eimer verwendet, um an jeder der Pfahlstellen ein Loch auszuheben. Dies gab uns mehr Platz und ließ die Installateure die Pfähle etwas tiefer starten. Nach der Ausgrabung hatten die Besatzungsmitglieder mehr als 5 Fuß Abstand von der Unterseite des Kragbalkens bis zum Boden des Lochs.
Obwohl ich mit schraubenförmigen Pfählen vertraut war, hatte ich zum ersten Mal die Möglichkeit, sie zu verwenden. Um die schraubenförmigen Pfähle zu installieren, haben wir Audubon Environmental beauftragt, ein lokales Unternehmen mit mehr als 25 Jahren Erfahrung mit dieser Art von Betrieb. Die Besatzung verwendete einen zweiten Kompaktlader mit einem rotierenden Hydraulikkopf, der die Welle des Pfahls drehte und in den Boden schraubte. Die kleine Maschine funktionierte gut, um die Pfähle in den engen Grenzen unter dem Hausrand zu treiben.
Für dieses Projekt hatte jeder Startabschnitt des Pfahls eine 8-Zoll-Durchmesser-Helix in der Nähe der Unterseite der Welle und eine 10-Zoll-Helix etwa 2 Fuß darüber. Jeder Pfahl wurde direkt unter die Außenkante der freitragenden Wand in das ausgehobene Loch getrieben. Als sich die Welle drehte, zogen die Spiralen die Pfähle in den Boden. Als nur das Ende der Welle am Boden des Lochs freigelegt wurde, Ein zusätzlicher 4-Fuß-Abschnitt wurde mit der Welle verschraubt und der Antrieb fortgesetzt. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis der Boden des Schachtes eine Tiefe von 16 Fuß erreichte, die Tiefe des Testpfahls.
Da der neue Gradbalken die Pfahlspitzen einkapseln würde, war es nicht entscheidend, sie in eine genaue Tiefe zu treiben. Die Installateure haben einfach die Unterseite des Hauses gemessen, um die Tiefe einzustellen.
Als nächstes führten sie ein PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 6 Zoll als Injektionsrohr um den Schaft des schraubenförmigen Pfahls ein und drückten das Rohr etwa 18 Zoll hinter der Grundwasserlinie (etwa 2 Fuß unter dem Boden) in den Boden des Lochs). Die Oberseite des Rohres wurde abgeschnitten 4 zu 6 Zoll unter der Oberseite der Welle. Die Besatzung reinigte den Sand mit einem Hochdruckwasserstrahl aus dem Rohr und füllte das Rohr dann mit Zementmörtel. Sobald der Mörtel ausgehärtet war, schweißten sie 8 mal 10 Zoll große horizontale Stahlplatten an die Oberseiten jeder Schraubenwelle.
Bau des Gradträgers
Nachdem alle Pfähle installiert waren, kam der Maurer Mark McPherson, um einen Graben für den Gradträger auszuheben. Der Kompaktlader mit der Schaufel machte diesen Schritt schnell. Der Boden auf der Baustelle war steif genug, um als Form für den Balken zu dienen, sodass keine zusätzlichen Schalungen erforderlich waren. Und unter dem Haus erstreckte sich die Ausgrabung bis zum ursprünglichen Fundament, das als Form für diese Seite des Balkens diente. Das ursprüngliche Fundament war drei Blöcke hoch, aber Mark entschied sich dafür, die Oberseite des Gradträgers auf zweieinhalb Blöcke zu setzen, damit er den Balken an die Höhe und den Bug des Kragbalkens anpassen konnte. Als Ergebnis, Der Gradbalken kapselte den ursprünglichen Stand ein.
Wir haben auch einen Graben für den Gradbalken gegraben, der die neue Veranda stützen würde, und wir haben die beiden Gräben an den Enden des Hauses verbunden. Nachdem wir den Graben für die Veranda gegraben haben, schneiden wir die Holzpfähle einige Zentimeter über dem Boden des Grabens ab.
Mark gestaltete einen durchgehenden Bewehrungskäfig, der sich über die gesamte Länge beider Balken erstreckte. Der Käfig wurde an die Stahlplatten auf den schraubenförmigen Pfählen angeschweißt und an die Oberseiten der Holzpfähle geschnallt. Das Gießen war unkompliziert und die Gräben leicht zugänglich.
Nachdem der Beton ausgehärtet war und bevor Mark zurückkam, um die Blockarbeiten zu erledigen, Die Crew installierte neue Schwellerplatten an der Unterseite der freitragenden Balken. Mark beendete dann das Projekt, indem er den Block bis zur Unterseite der Schwellerplatten legte.
Wir haben nicht versucht, den Bogen in den Balken zu befestigen, die seit mehr als 50 Jahren in Arbeit waren. Stattdessen setzte Mark seinen Block auf die Unterseite der Schwellerplatten, die den Kragbalken stützten und verhinderten, dass sich die Verbeugung verschlechterte. Wir haben das Hauptbuch der Veranda am ursprünglichen Bandbalken befestigt, Aber diesmal wurde die Veranda fest von einer Grundmauer getragen und zog die Bodenbalken nicht mit.
Alle Fotos von Nathaniel Eldon
