Com Es Pot Construir Una Base Sobre Terrenys Elevats: 1

2024 Autora: Sebastian Paterson | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 13:48

Sobre els perills dels terrenys elevats: com protegir les cases d’estiu d’aquest fenomen nociu

Arribeu després de l’hivern a la caseta d’estiu, mireu detingudament al vostre voltant. I veureu que en algunes cases hi ha serps a les parets i vidres de finestres. En altres zones, les portes estaven inclinades (figura 1), la llenya o el cobert es va inclinar fortament (figura 2).

Aquest és el resultat d’un fenomen natural extremadament indesitjable com la inflor del sòl. Especialment malament, o més aviat destructivament, l’aixecament afecta, en primer lloc, aquella part dels fonaments dels edificis que hi ha al terra. Sovint no es té en compte aquest fenomen, no només els autoconstruïdors residents a l’estiu, sinó de vegades també els constructors professionals.

D’on prové aquest aixecament maligne del sòl i com es forma? Com sabeu per un llibre de text de física de l’escola, l’aigua en procés de congelació augmenta en volum entre un 10 i un 15 per cent. A causa d'això, l'augment i la caiguda del sòl al nord-oest arriba als 20 centímetres i més.

Si l’expansió de l’aigua es produeix en argiles denses i humides, en terrenys de sorra fina i polsosa, que són capaços de canviar dràsticament el volum i deformar-se (és a dir, inflar-se) a temperatures negatives, es consideren aquests sòls en moviment. I de gra gruixut i grava: no porosa. Sempre que tinguin una sortida lliure d’aigua.

Quins processos hi tenen lloc que permeten dividir tots els sòls del sòl en aquestes categories? Als sòls amb elevació, la humitat augmenta prou a partir del nivell de les aigües subterrànies i, acumulant-se, es conserva bé en sòls com en una esponja.

En sòls no porosos, la humitat s’estableix sota el seu propi pes, com si caigués, com si passés per un colador, i per tant no s’eleva. Dit d’una altra manera: com més fina (més prima) és l’estructura del sòl, més alta s’eleva la humitat al llarg d’ella i més s’estira.

És clar que el sòl es congela de dalt a baix. La humitat de les capes superiors, que es converteix en gel, augmenta de volum i baixa. I si, sense persistir, es filtra a través de l’estructura del sòl circumdant, per exemple, a través de grava, sorra gruixuda, que pràcticament no crea resistència, el sòl no s’expandeix sense humitat, cosa que significa que l’efecte d’alçament no es produeix.. I viceversa…

Això és especialment cert per a argiles denses. A partir d’aquesta argila, la humitat no només no té temps de sortir, sinó que també s’acumula. Com a resultat, aquest sòl es convertirà sens dubte en un terreny agitat. Els fenòmens d’alçament no només són moviments significatius del terreny totalment imprevisibles, sinó també càrregues colossals sobre la base, que arriben a una pressió de 6-10 tones per metre quadrat.

D'aquí la conclusió immutable: abans de començar la construcció, és imprescindible esbrinar quina és la profunditat màxima de congelació en un lloc determinat:

• a la temporada més freda;
• amb la màxima humitat del sòl;
• en absència total de nevades.

A la regió de Leningrad, la profunditat de congelació és de fins a 1,5 metres. És evident que una combinació simultània de tots aquests factors és poc probable, però es tracta d’un esdeveniment de seguretat que us permet predir i, per tant, evitar qualsevol desastre natural.

També és imprescindible que, fins i tot si aixecar, deformant el sòl, no afecti directament la base de la fonamentació situada per sota del nivell de congelació, la tensió a la vora de la zona de congelació pot ser tan significativa que pugui extreure la fonamentació juntament amb el sòl congelat o arrenca la part superior del fons. Aquests casos són més probables quan es construeix una fonamentació feta amb pedra, maó o blocs petits, especialment sota edificis i estructures lleugers.

Aquest és el resultat de les anomenades forces d'adherència laterals. Sorgeixen quan el sòl congelat s’adhereix a les parets laterals de la fonamentació i, en determinades condicions, assoleix una pressió de 5 a 7 tones per metre quadrat de la superfície lateral.

Per exemple, un pilar de fonamentació amb un diàmetre de 20 centímetres amb una profunditat de congelació de 150 centímetres es veu afectat per forces d'adhesió laterals de més de 9 tones. Es tracta de diverses vegades la càrrega del pes de l'edifici. I, per tant, hi ha un efecte elevador.

Això es deu al fet que sobre la superfície hi ha una col·lisió constant del fred que hi ha a sobre i de la calor de la terra. Si la calor de la terra és generalment constant, el grau de congelació del sòl depèn de molts factors: temperatura i humitat de l’aire circumdant, humitat del sòl, densitat i gruix de la neu, grau d’escalfament del sol.

A causa de la diferència de temperatura, la línia de congelació durant el dia és superior a la de la nit. Aquesta diferència augmenta sobretot quan hi ha poca o cap capa de neu. Més a prop de la primavera, el sòl del costat sud es descongela més ràpidament que al nord i, per tant, es torna humit i, en conseqüència, la capa de neu que hi ha al damunt es fa més prima que al costat nord.

Per tant, a diferència del costat nord de la casa, el sòl del costat sud s’escalfa més intensament durant el dia i es congela més a la nit, contribuint així a l’aparició de forces d’adherència laterals. L'efecte d'aquestes forces es millora especialment si la superfície de la fonamentació és irregular i no té un revestiment impermeabilitzant adequat.

També es pot aixecar una base encastada de tires mitjançant forces laterals si, de nou, no té una superfície lateral llisa i lliscant i no està prou aixafada des de dalt per una casa o lloses de formigó.

Com podem evitar problemes tan destructius i sovint catastròfics tan perillosos? Una d’aquestes opcions, que us permet evitar-les, es mostra a la (Figura 3.). Com podem veure, no hi ha suports enterrats al terra que puguin estar sotmesos a càrregues elevadores. En aquest cas, l’edifici descansa sobre plaques de base. Una força igual a una part del pes de l'edifici pressiona sobre ells, és a dir, una càrrega molt petita.

El coixí de sorra gruixuda (anti-roca) evitarà que es formi gel i n’assegurarà l’equilibri. Aquestes lloses de fonamentació es poden fer a casa (suburbanes) a partir de formigó amb l'addició de grava, col·locant reforços metàl·lics. El millor és utilitzar filferro. El gruix de la llosa ha de ser com a mínim de 10 centímetres. També es poden utilitzar lloses confeccionades. Abans de col·locar les lloses, la sorra s’humiteja i es tapona.

No obstant això, els anomenats fonaments poc profunds estan molt més estesos en la construcció de cases d'estiu. És quan la profunditat de la fonamentació no arriba a la profunditat de congelació del sòl (Figura 4). Queda clar per la llei de la física que el pes d’una part d’un edifici (BZ) ha de ser equilibrat per la força d’elevació del sòl (GH) generada per l’expansió del sòl gelant (gel) i les forces d’adhesió laterals (BS), que empenyen els suports.

La força d’aixecament del sòl a baixes temperatures pot superar significativament el pes de l’edifici i, aleshores, el suport de la fonamentació serà inevitablement empès. Això es nota molt a principis de primavera, quan la terra vegetal es descongela completament i s’escalfa bé. En èpoques càlides, el suport caurà, però no gaire, ja que l’espai que hi ha sota s’omple d’aigua i terra inundada. Al cap d’un temps, aquest suport canviarà i l’edifici es deformarà inevitablement.

Per evitar un fenomen tan indesitjable, molt sovint es posa un reforç metàl·lic a la base i a les parets i també es construeixen cinturons de reforç (Figura 5). O bé, la base de la base es fa expandida en forma d’ancoratge de plataforma de suport (Figura 6). En aquests casos, augmenta la rigidesa de les parets i la fonamentació i, en conseqüència, augmenta bruscament la resistència de tota l’estructura a les càrregues de la inflor del sòl.

Continuarà