Cape May County on the coast of New Jersey is a low place. Seu ponto mais alto, de fato, pode ser o aterro local. Geologicamente, era tão ao sul quanto as geleiras viajaram na última Era Glacial. Não temos rocha e argila, como eles têm na Pensilvânia ao nosso norte e oeste, e não temos o glacial pedregoso até que seja encontrado na Nova Inglaterra. Mas temos areia de praia muito agradável e muito disso. Esta areia é uma base muito boa para construir—até que seja lavada.
estacas helicoidais vs. De madeira
com essas condições do solo, apoiamos a maioria de nossos edifícios com estacas. Normalmente, um empilhamento de teste é conduzido e um engenheiro determina a profundidade necessária para atingir a capacidade de carga necessária. O objetivo é conduzir o empilhamento através do solo questionável até atingir o solo que oferece suporte mais substancial. Para a maioria de nossos projetos, nós apontamos para uma capacidade de rolamento de 10 a 12 toneladas.
estacas de construção nova são geralmente feitas de madeira tratada com pressão. Eles são augurados no chão até um certo ponto e depois conduzidos pelo resto do caminho com um martelo de pilotagem pendurado em um guindaste. Instalar estacas de madeira pode ser feito muito rapidamente e facilmente quando eles são colocados antes de uma estrutura é construída.
mas as estacas de madeira podem ser problemáticas com trabalhos de renovação. Para começar, eles são longos – os mais curtos são 12 rodapés, e alguns são tão longos quanto 30 pés. Sua instalação requer equipamentos grandes com bastante folga aérea, e o processo é tão barulhento e chocante que alguns municípios proíbem a pilotagem na temporada turística.
quando estacas são necessárias para uma renovação em nossa área—ou em qualquer área que tenha solo com capacidade de carga questionável—estacas helicoidais podem ser uma opção melhor. As estacas helicoidais são torcidas ou” aparafusadas ” na terra com equipamento hidráulico. As ” roscas “das estacas são placas em forma de espiral, chamadas de” hélices”, que são soldadas a um eixo de aço. O diâmetro das placas utilizadas varia de acordo com a capacidade de carga necessária e, como nas estacas de madeira, o comprimento total e a largura da pilha helicoidal variam de acordo com as condições do solo e a capacidade de carga desejada das estacas. Mas, ao contrário das estacas de madeira, as estacas helicoidais podem ser instaladas em espaços mais confinados. Eles vêm em seções mais curtas e, uma vez que a seção inicial com as hélices é acionada, comprimentos adicionais de eixo são simplesmente aparafusados e acionados um de cada vez.
O Projeto para Helicals
Este verão passado, eu fui contratado para reconstruir um alpendre de uma casa que havia sido construída no início da década de 1960. O enquadramento do primeiro andar de um deck balançado passado a fundação de um par de pés na parte da frente e de trás da casa, e em uma década de 1980, a renovação, um de dois andares, varanda foi reconstruída com o seu quadro anexado para o cantiléver chão. O cantilever começou a falhar—as vigas 2×12 desenvolveram um gancho descendente onde passavam pela parede da Fundação.
em vez de usar o cantilever para suportar as cargas da nova varanda, recomendei ao proprietário e arquiteto que construíssemos uma parede de Fundação para suportar a saliência por baixo. Essencialmente, estaríamos nos livrando do cantilever e criando um caminho de carga direto pela parede externa. A maneira mais prática de apoiar esta parede seria construir uma parede de bloco em cima de uma viga de concreto armado. E a maneira mais prática de suportar o feixe de grau seria com uma série de estacas helicoidais (veja o Suporte de adaptação para um Cantilever, abaixo).
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aparafusar as pilhas
o primeiro passo foi remover o deck original que havia sido adicionado à casa. Descobriu-se que o enquadramento do convés havia sido entalhado em pilhas de madeira tratadas que ainda estavam em boa forma. Decidimos que poderíamos usá-los para apoiar a borda externa da varanda de dois andares.
de acordo com as recomendações do engenheiro, expus os oito locais para as estacas ao longo da borda da casa a cerca de 7 pés no centro. O cantilever estava cerca de 2 pés acima do grau, e as seções de empilhamento helicoidal tinham 4 pés de comprimento. Então, para lidar com o espaço apertado sob o cantilever, usamos uma pequena máquina skid-steer equipada com um balde para escavar um buraco em cada um dos locais da pilha. Isso nos deu mais espaço e deixou os instaladores iniciarem as estacas um pouco mais abaixo. Após a escavação, os membros da tripulação tinham mais de 5 pés de folga da parte inferior do cantilever até o fundo do buraco.
embora eu estivesse familiarizado com pilhas helicoidais, esta foi a primeira vez que tive a chance de usá-las. Para instalar as estacas helicoidais, contratamos a Audubon Environmental, uma empresa local com mais de 25 anos de experiência com este tipo de operação. Sua tripulação usou um segundo skid steer equipado com uma cabeça hidráulica rotativa que girava o eixo do empilhamento e o aparafusava no chão. A máquina de tamanho pequeno funcionou bem para conduzir as pilhas nos limites apertados sob a borda da casa.
para este projeto, cada seção inicial da pilha tinha uma hélice de 8 polegadas de diâmetro perto da parte inferior do eixo e uma hélice de 10 polegadas a cerca de 2 pés acima disso. Cada empilhamento foi conduzido diretamente abaixo da borda externa da parede em balanço no buraco escavado. À medida que o eixo girava, as hélices puxavam o empilhamento para o solo. Quando apenas a extremidade do eixo foi deixada exposta na parte inferior do furo, uma seção adicional de 4 pés foi aparafusada ao eixo e a direção continuou. Este processo foi repetido até que a parte inferior do eixo atingiu uma profundidade de 16 pés, a profundidade da pilha de teste.
como o novo feixe de grau encapsularia os topos das pilhas, não era crítico conduzi-las a uma profundidade precisa. Os instaladores simplesmente mediram a parte inferior da casa para definir a profundidade.
em seguida, eles inseriram um tubo de PVC de 6 polegadas de diâmetro como um tubo de rejuntamento ao redor do eixo da pilha helicoidal, empurrando o tubo para o solo cerca de 18 polegadas após a linha subterrânea (cerca de 2 pés abaixo do fundo do buraco). A parte superior do tubo foi cortada de 4 a 6 polegadas abaixo da parte superior do eixo. A tripulação limpou a areia de dentro do tubo com um jato de água de alta pressão e, em seguida, encheram o tubo com argamassa cimentícia. Depois que a argamassa foi curada, eles soldaram placas de aço horizontais de 8 polegadas por 10 polegadas nos topos de cada eixo helicoidal.
construindo o feixe de grau
depois que todas as estacas foram instaladas, o pedreiro, Mark McPherson, chegou para escavar uma trincheira para o feixe de grau. O skid steer com o balde fez o trabalho rápido desta etapa. O solo no local era rígido o suficiente para atuar como uma forma para o feixe, portanto, nenhum trabalho de formulário adicional era necessário. E sob a casa, a escavação se estendeu até a base original, que agia como uma forma para aquele lado da viga. A fundação original tinha três blocos de altura, mas Mark optou por definir o topo da viga de grau em dois blocos e meio para que ele pudesse ajustar a viga de acordo com o assentamento e a Proa do cantilever. Como resultado, o feixe de grau encapsulou a base original.
também cavamos uma trincheira para a viga de grau que apoiaria a nova varanda, e conectamos as duas trincheiras nas extremidades da casa. Depois de cavar a trincheira para a varanda, cortamos as pilhas de madeira alguns centímetros acima do fundo da trincheira.
Mark formou uma gaiola de vergalhão contínua que estendia todo o comprimento de ambas as vigas. A gaiola foi soldada às placas de aço no topo das estacas helicoidais e amarrada ao topo das estacas de madeira. O derrame foi direto com as trincheiras facilmente acessíveis.
depois que o concreto curou e antes que Mark voltasse para fazer o trabalho do bloco, a tripulação instalou novas placas de soleira na parte inferior das vigas em balanço. Mark então terminou o projeto colocando o bloco até a parte inferior das placas do peitoril.
não tentamos consertar o arco nas vigas que estavam em obras há mais de 50 anos. Em vez disso, Mark colocou seu bloco na parte inferior das placas do peitoril, que sustentavam o cantilever e evitavam que a curvatura piorasse. Anexamos o livro-razão da varanda à viga da banda original, mas desta vez a varanda foi solidamente apoiada por uma parede de fundação e não puxaria as vigas do chão com ela.
todas as fotos de Nathaniel Eldon
