Cape May County vid kusten i New Jersey är en låg plats. Dess högsta punkt kan faktiskt vara den lokala deponi. Geologiskt var det ungefär så långt söderut som glaciärerna reste under den senaste istiden. Vi har inte sten och lera, som de har i Pennsylvania i norr och väster, och vi har inte den steniga glacialen förrän den finns i New England. Men vi har mycket fin strandsand och mycket av det. Denna sand gör en ganska bra bas att bygga på-tills den blir tvättad.
spiralformade vs. trä pålverk
med dessa markförhållanden stöder vi de flesta av våra byggnader med pålverk. Vanligtvis drivs en testpålning och en ingenjör bestämmer hur djupt den behöver gå för att uppnå den nödvändiga bärkapaciteten. Syftet är att driva pålningen genom den tvivelaktiga jorden tills den träffar jord som ger mer betydande stöd. För de flesta av våra projekt strävar vi efter en bärighet på 10 till 12 ton.
nybyggnation pålverk är vanligtvis gjorda av tryckbehandlat trä. De augureras i marken till en viss punkt och drivs sedan ner resten av vägen med en högkörande hammare hängd från en kran. Installera trä pålverk kan göras ganska snabbt och enkelt när de sätts in innan en struktur byggs.
men träpålar kan vara problematiska med renoveringsarbeten. Till att börja med är de långa—de kortaste är 12 sidfot, och vissa är så långa som 30 fot. Deras installation kräver stor utrustning med gott om överliggande clearance, och processen är så högljudd och skärande att vissa kommuner förbjuder pålkörning under turistsäsongen.
när pålverk krävs för en renovering i vårt område—eller i något område som har jord med tvivelaktig bärighet—kan spiralformade pålverk vara ett bättre alternativ. Spiralformade pålar vrids eller ”skruvas” in i jorden med hydraulisk utrustning. Pålarnas ” trådar ”är spiralformade plattor, kallade” spiraler”, som är svetsade till en stålaxel. Diametern på de använda plattorna varierar beroende på den bärkraft som behövs, och som med träpålar varierar den totala längden och bredden på den spiralformade högen beroende på markförhållandena och önskad bärkraft hos pålarna. Men till skillnad från träpålar kan spiralformade pålar installeras i mer trånga utrymmen. De kommer i kortare sektioner, och när den första sektionen med spiralerna drivs, ytterligare axellängder är helt enkelt bultade på och drivs i en i taget.
projektet för Helicals
förra sommaren anställdes jag för att bygga om en veranda på ett hus som byggdes i början av 1960-talet. inramningen av första våningen däck cantilevered förbi stiftelsen ett par meter på framsidan och baksidan av hemmet, och i en 1980-tals renovering byggdes en två våningar veranda med sin ram fäst vid det cantilevered golvet. Cantilever hade börjat misslyckas-2×12-reglarna hade utvecklat en nedåtgående krok där de hängde förbi grundväggen.
i stället för att använda cantilever för att stödja lasterna på den nya verandan rekommenderade jag ägaren och arkitekten att vi bygger en grundvägg för att stödja överhänget underifrån. I huvudsak skulle vi bli av med cantilever och skapa en rak lastväg ner på ytterväggen. Det mest praktiska sättet att stödja denna vägg skulle vara att bygga en blockvägg ovanpå en armerad betongbalk. Och det mest praktiska sättet att stödja grade-strålen skulle vara med en serie spiralformade högar (se Eftermonteringsstöd för en Cantilever, nedan).
visa större version
skruva i pålarna
det första steget var att ta bort det ursprungliga däcket som hade lagts till i huset. Det visade sig att däckramen hade hakats i behandlade trähögar som fortfarande var i god form. Vi bestämde att vi kunde använda dem för att stödja ytterkanten av två våningar veranda.
enligt ingenjörens rekommendationer, jag lade ut de åtta platserna för pålverk längs kanten av huset på runt 7 fot på mitten. Cantileveren handlade om 2 fot över klass, och de spiralformade pålningssektionerna var 4 fot långa. Så för att hantera det trånga utrymmet under cantileveren använde vi en liten skidstyrmaskin utrustad med en hink för att gräva ett hål på var och en av stapelplatserna. Detta gav oss mer utrymme och låt installatörerna starta pålverk lite lägre. Efter utgrävningen, besättningsmedlemmar hade mer än 5 fot clearance från undersidan av fribärande till botten av hålet.
även om jag var bekant med spiralformade högar var det första gången jag hade chansen att använda dem. För att installera spiralformade pålar anlitade vi Audubon Environmental, ett lokalt företag med mer än 25 års erfarenhet av denna typ av verksamhet. Dess besättning använde en andra kompaktlastare utrustad med ett roterande hydrauliskt huvud som vred axeln på pålningen och skruvade den i marken. Den lilla maskinen fungerade bra för att driva pålarna i de trånga gränserna under kanten av huset.
för detta projekt hade varje startsektion av stapel en 8-tums diameterspiral nära axelns botten och en 10-tums helix ca 2 meter ovanför den. Varje pålning drevs direkt under den yttre kanten av den cantilevered väggen i det utgrävda hålet. När axeln roterade drog spiralerna högen i jorden. När bara axelns ände lämnades exponerad längst ner i hålet bultades ytterligare en 4-fots sektion till axeln och körningen fortsatte. Denna process upprepades tills axelns botten nådde ett djup av 16 fot, djupet på testhögen.
eftersom den nya grade-strålen skulle inkapsla topparna på högarna var det inte kritiskt att driva dem till ett exakt djup. Installatörerna mätte helt enkelt av undersidan av huset för att ställa in djupet.
Därefter satte de in ett PVC-rör med 6 tum diameter som ett injekteringsrör runt axeln på den spiralformade högen och tryckte röret i jorden cirka 18 tum förbi grundvattenlinjen (cirka 2 fot under hålets botten). Den övre delen av röret skars av 4 till 6 inches under toppen av axeln. Besättningen rensade sanden från insidan av röret med en högtrycksvattenstråle, och sedan fyllde de röret med cementbruk. När injekteringen hade botat svetsade de 8-tums-10-tums horisontella stålplattor till toppen av varje spiralformad axel.
bygga Grade Beam
efter alla pålar installerades, mason, Mark McPherson, kom att gräva ett dike för grade beam. Skid steer med skopan gjorde snabbt arbete med detta steg. Marken på platsen var tillräckligt styv för att fungera som en form för strålen, så inget ytterligare formarbete behövdes. Och under huset sträckte utgrävningen sig över till den ursprungliga foten, som fungerade som en form för den sidan av strålen. Den ursprungliga grunden var tre kvarter hög, men Mark valde att ställa in toppen av grade-strålen på två och ett halvt block så att han kunde justera strålen för att överensstämma med bosättningen och bågen på cantilever. Som ett resultat inkapslade grade-strålen den ursprungliga foten.
vi grävde också ett dike för grade Balk som skulle stödja den nya veranda, och vi kopplade de två diken i ändarna av huset. Efter att ha grävt grävningen för verandaen klippte vi av trähögarna några centimeter ovanför grävens botten.
Mark formade en kontinuerlig armeringsbur som förlängde båda balkarnas fulla längd. Buren var klibbsvetsad till stålplattorna ovanpå de spiralformade högarna och fastspänd på toppen av trähögarna. Hällen var enkel med skyttegravarna lättillgängliga.
efter att betongen härdades och innan Mark kom tillbaka för att göra blockarbetet installerade besättningen nya tröskel plattor på undersidan av de cantilevered bjälkarna. Mark avslutade sedan projektet genom att lägga block upp till undersidan av tröskel plattorna.
vi försökte inte fixa bågen i reglarna som hade varit på gång i mer än 50 år. Istället satte Mark sitt block på undersidan av tröskel plattorna, som stödde cantilever och höll böjningen från att bli värre. Vi fäst veranda ledger till den ursprungliga bandet reglar, men den här gången verandan var stabilt stöds av en grundmur och skulle inte dra golv reglarna ner med det.
alla foton av Nathaniel Eldon
