Para os engenheiros civis, a estabilidade da fundação é uma das considerações mais importantes na construção de qualquer tipo de edifício ou estrutura. Um bloco de estacas é uma parte importante da engenharia de fundação, pois fornece o suporte e a resistência necessários para garantir a estabilidade de todo. estrutura.
Neste artigo, discutimos o papel dos blocos sobre estacas e as considerações que os engenheiros civis devem levar em conta no seu projeto e construção. Também discutiremos as principais vantagens dos blocos sobre estacas.
O que é cabeça de pilha
Os blocos sobre estacas são essencialmente grandes blocos de concreto colocados sobre estacas para fornecer suporte e estabilidade à fundação de uma estrutura. As placas de topo de estaca são normalmente usadas em sistemas de fundação profunda, como: b. Fundações de estacasquando o solo não é suficientemente forte para suportar o peso da estrutura. As placas do bloco são colocadas nas estacas e servem como ponto de transferência das cargas da estrutura para as estacas.
Em muitos casos, cabeças de estacas também são usadas para resistir a forças laterais e de empuxo. Os cabeçotes das estacas são geralmente quadrados ou retangulares e geralmente feitos de concreto armado.
Existem diferentes tipos de blocos projetados para suportar elementos de superestrutura, como pilares de concreto, paredes de cisalhamento ou outras estruturas. A partir de uma única estaca, várias estacas podem ser conectadas através do topo da estaca. A principal tarefa é combinar a superestrutura e a fundação para transferir com segurança a carga da superestrutura para o solo.
Capacidade de carga da placa do bloco
Uma das considerações mais importantes para os engenheiros civis ao projetar e construir blocos sobre estacas é a capacidade de carga. A capacidade de carga de um bloco de estacas é determinada pelo tamanho, forma e número de estacas utilizadas, bem como pelo tipo de solo em que as estacas são cravadas.
Os engenheiros civis também devem considerar o peso da estrutura suportada pelo bloco, bem como quaisquer outras cargas que o bloco deva suportar, como vento e forças sísmicas.
Como determinar o tamanho de um bloco
Existem padrões gerais para determinar os tamanhos dos blocos sobre estacas. Além disso, requisitos como a durabilidade das placas do bloco também são levados em consideração.
- Geralmente, a distância entre as estacas é mantida inferior a três vezes o diâmetro da estaca. Isto seria útil para aplicar a teoria da treliça e também reduzir a geração de momentos fletores.
- A profundidade da placa do bloco é determinada com base nas cargas aplicadas para que não ocorra ruptura por cisalhamento. Existe um método preliminar para calcular a espessura das placas do bloco.
- A distância da borda ou a distância da placa do topo da estaca além da estaca deve ser de cerca de 100-200 mm. Idealmente, devemos nos limitar a 150 mm.
- A cobertura da armadura é determinada com base nas condições de exposição e não é significativamente influenciada pelas dimensões do bloco.
Como projetar blocos sobre estacas
Dependendo do tipo de construção e das cargas a aplicar, o número de estacas por cabeça de estaca varia. O dimensionamento do topo da estaca é baseado no tipo de carga aplicada e na disposição do suporte.
Existem basicamente três métodos de design.
1) Analogia de treliça
Devido à sua simplicidade, este método é mais comumente usado na construção de blocos sobre estacas. Este método não requer muitos cálculos e o método de cálculo é simples.
Há um requisito simples de camadas para aplicar esta regra. Geralmente mantemos a distância entre as pilhas menor que três vezes o diâmetro da pilhaIsso acontece através do mecanismo principal de transferência de carga.
Como você pode ver, o ângulo da escora com a horizontal deve ser mantido acima de 45 graus para aplicar esta teoria. Os seguintes métodos simplificados podem ser usados para projetar os blocos sobre estacas.
Aqui você tem que calcular o T, que é chamado de T.AUSENTEetc., que é a cinta de tensão que indica a tensão na parte inferior da placa do bloco.
Por exemplo, se o fator de segurança do material para a armadura for 0,95,
TAUSENTE = 0,95fjAS
Fj – é o limite de escoamento da armadura
AS – Área de reforço.
Como calculamos a tensão usando o método acima, um projeto de bloco sobre estacas pode ser criado a partir dele.
2) Teoria da flexão
Se a distância entre as estacas for grande, não podemos usar a analogia da treliça. Nestes casos temos que usar a teoria da flexão.
Com duas pilhas não é tão complicado. Mas as coisas ficam complicadas quando há muitas pilhas.
Neste caso, se o pilar for apoiado por duas estacas, podemos dimensionar o bloco como uma viga. O momento fletor e as forças cortantes podem ser calculados levando em consideração a carga do pilar para dimensionar a armadura.
3) Modelagem computacional
À medida que o número de estacas aumenta, o cálculo manual torna-se difícil. A teoria da treliça também não pode ser aplicada a todos os tipos de cabeças de estaca.
Nesses casos, normalmente usamos software de computador para modelar o bloco e determinar as forças de flexão e cisalhamento. As circunferências de punçoamento são definidas manualmente e as forças de cisalhamento são determinadas de acordo com o software.
O cálculo do momento fletor do bloco para muitas estacas pode ser feito manualmente, mas consome muito tempo.
Além disso, as cargas das estacas também podem ser calculadas manualmente. É aconselhável realizar o cálculo manual da estaca tendo em conta o centro da carga e o centro geométrico. Seria útil verificar os resultados da análise computacional.
Os blocos mais complicados são analisados usando modelos de computador. O dimensionamento da armadura pode ser feito manualmente.
Considerações Especiais
Outro aspecto importante que precisa ser discutido é fornecer conexão adequada aos topos das estacas. Se considerarmos um edifício alto, esta é uma conexão fraca porque continuamos com um único poste até o chão e as colunas junto com ele. Paredes de cisalhamento continuará como uma superestrutura.
Neste ponto, precisamos conectar todos os elementos para mantê-los unidos e unidos quando cargas laterais significativas são aplicadas ao edifício. Portanto, projetaremos adequadamente vigas de piso no nível da cabeça da estaca para conectá-los todos.
As imagens são cortesia dos autores originais.
