Como Construir Uma Base Em Solo Levantado - 1

2024 Autor: Sebastian Paterson | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 13:53

Sobre os perigos de solos pesados - como proteger chalés de verão contra esse fenômeno prejudicial

Chegando após o inverno na casa de verão, olhe cuidadosamente ao redor. E você verá que em algumas casas, rachaduras serpenteiam nas paredes e nos vidros das janelas. Nas demais áreas, os portões eram inclinados (Figura 1), o galpão ou galpão inclinava fortemente (Figura 2).

Este é o resultado de um fenômeno natural extremamente indesejável como o inchaço do solo. De forma especialmente grave, ou melhor, de forma destrutiva, o levantamento afeta, em primeiro lugar, aquela parte das fundações dos edifícios que fica no solo. Este fenômeno muitas vezes não é levado em conta não apenas os residentes de verão autoconstrutores, mas às vezes também os construtores profissionais.

De onde vem essa elevação maligna do solo e como se forma? Como você sabe de um livro escolar de física, a água no processo de congelamento aumenta de volume em 10-15 por cento. Com isso, a ascensão e queda do solo no Noroeste chega a 20 centímetros e mais.

Se a expansão da água ocorre em argilas úmidas e densas, em solos arenosos finos e poeirentos, que são capazes de mudar drasticamente o volume e deformar (ou seja, inchar) em temperaturas negativas, então esses solos são considerados pesados. E granulação grossa e cascalho - não poroso. Desde que tenham escoamento de água livre.

Que processos ocorrem neles que tornam possível dividir todos os solos do solo nessas categorias? Em solos agitados, a umidade sobe o suficiente a partir do nível do lençol freático e, acumulando-se, é bem retida em solos como em uma esponja.

Em solos não porosos, a umidade se deposita sob seu próprio peso, como se caísse, como se por uma peneira, e portanto não sobe muito. Em outras palavras: quanto mais fina (mais fina) for a estrutura do solo, mais alto será a umidade ao longo dele e mais ele se tornará pesado.

É claro que o solo congela de cima para baixo. A umidade nas camadas superiores, transformando-se em gelo, aumenta de volume e diminui. E se ele, sem demorar, escoar pela estrutura do solo circundante, por exemplo, através de cascalho, areia grossa, que praticamente não cria resistência, então o solo não se expande sem umidade, o que significa que o efeito de levantamento não ocorre. E vice versa…

Isso é especialmente verdadeiro para argila densa. Dessa argila, a umidade não só não tem tempo de sair, mas também se acumula. Como resultado, esse solo certamente ficará pesado. Os fenômenos de levantamento não são apenas movimentos significativos do solo completamente imprevisíveis, mas também cargas colossais na fundação, atingindo uma pressão de 6 a 10 toneladas por metro quadrado.

Daí a conclusão imutável: antes de iniciar a construção, é imprescindível descobrir qual é a profundidade máxima de congelamento em um determinado local:

• na estação mais fria;
• na umidade do solo mais alta;
• na ausência completa de cobertura de neve.

Na região de Leningrado, a profundidade de congelamento é de até 1,5 metros. É claro que uma combinação simultânea de todos esses fatores é improvável, mas este é um evento de segurança que permite prever e, portanto, evitar desastres naturais.

Também é essencial que, mesmo que o levantamento, deformando o solo, não afete diretamente a base da fundação localizada abaixo do nível de congelamento, a tensão na borda da zona de congelamento pode ser tão significativa que pode espremer a fundação junto com o solo congelado ou rasgue sua parte superior do fundo. Esses casos são mais prováveis ao construir uma fundação feita de pedra, tijolo ou pequenos blocos, especialmente sob edifícios e estruturas leves.

Este é o resultado das chamadas forças de preensão lateral. Surgem quando o solo congelado adere às paredes laterais da fundação e, sob certas condições, atinge uma pressão de 5 a 7 toneladas por metro quadrado da superfície lateral.

Por exemplo, um pilar de fundação com um diâmetro de 20 centímetros e uma profundidade de congelamento de 150 centímetros é afetado por forças de adesão lateral de mais de 9 toneladas. Isso é várias vezes a carga do peso do edifício. E então há um efeito de elevação.

Isso se deve ao fato de que acima da superfície há uma colisão constante do frio acima e do calor da terra. Se o calor da terra é geralmente constante, então o grau de congelamento do solo depende de muitos fatores: temperatura e umidade do ar circundante, umidade do solo, densidade e espessura da neve, o grau de aquecimento pelo sol.

Devido à diferença de temperatura, a linha de congelamento durante o dia é maior do que à noite. Essa diferença aumenta especialmente onde há pouca ou nenhuma cobertura de neve. Mais perto da primavera, o solo no lado sul descongela mais rápido do que no norte e, portanto, torna-se úmido e, portanto, a camada de neve acima dele se torna mais fina do que no lado norte.

Portanto, ao contrário do lado norte da casa, o solo do lado sul aquece mais intensamente durante o dia e congela mais à noite, contribuindo para o surgimento de forças de adesão laterais. O efeito dessas forças é especialmente potencializado se a superfície da fundação for irregular e não possuir um revestimento impermeabilizante adequado.

Uma fundação em faixa recuada também pode ser levantada por forças laterais se, novamente, não tiver uma superfície lateral deslizante lisa e não for suficientemente esmagada por cima por uma casa ou lajes de concreto.

Como podemos evitar esses problemas destrutivos perigosos e muitas vezes apenas catastróficos? Uma dessas opções, que permite evitá-los, é mostrada na (Figura 3.) Como podemos ver, não existem apoios enterrados no solo que possam estar sujeitos a cargas elevadas. Neste caso, o edifício está apoiado em placas de base. Uma força igual a parte do peso do edifício os pressiona, ou seja, uma carga muito pequena.

A almofada de areia grossa (anti-rocha) evita a formação de gelo e garante o seu equilíbrio. Essas lajes de fundação podem ser feitas em condições residenciais (suburbanas) de concreto com adição de cascalho, colocando reforço metálico. É melhor usar fio. A espessura da laje deve ser de pelo menos 10 centímetros. Lajes prontas também podem ser usadas. Antes de colocar as lajes, a areia é umedecida e compactada.

No entanto, as chamadas fundações superficiais são muito mais difundidas na construção de chalés de verão. É quando a profundidade da fundação não atinge a profundidade de congelamento do solo (Figura 4). É claro a partir da lei da física que o peso de uma parte de um edifício (BZ) deve ser equilibrado pela força de levantamento do solo (GH) gerada pela expansão do solo congelante (gelo) e forças de adesão lateral (BS), que empurra os suportes.

A força de levantamento do solo em baixas temperaturas pode exceder significativamente o peso da construção, e então o suporte da fundação será inevitavelmente empurrado para fora. Isso é muito perceptível no início da primavera, quando a camada superficial do solo descongela completamente e aquece bem. Em clima quente, o suporte vai cair, mas não muito, pois o espaço sob ele é preenchido com água e solo inundado. Depois de um tempo, esse suporte mudará e o prédio inevitavelmente se deformará.

Para evitar tal fenômeno indesejável, muitas vezes reforços de metal são colocados na fundação e nas paredes, e cintas de reforço também são construídas (Figura 5). Ou então, a base da fundação é ampliada em forma de plataforma-âncora de suporte (Figura 6). Nestes casos, a rigidez das paredes e alicerces aumenta e, consequentemente, a resistência de toda a estrutura às cargas do intumescimento do solo aumenta acentuadamente.

Continua