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Universidade Federal do Paraná Disciplina: Construção Civil II
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FUNDAÇÕES
• INDIRETAS MOLDADAS IN LOCO
(PARTE 1)
Versão 2013Versão 2013
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Fundações indiretasprofundas
1. Pré-moldadas2. Moldadas in loco
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Estacas moldadas in loco
• Broca
• Trado mecânico• Strauss
• Franki• Hélice contínua
• Escavada ou estacão• Barrete
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Fundações indiretas profundas
• Brocas– São executadas “in loco” sem molde.
– Casos com baixa intensidade de cargas
– Terrenos com menor capacidade superficial
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Fundações indiretas profundas
• Brocas– Limitações
• Só pode ser executada acima do lençol freático
• Não tem garantia de verticalidade
• Há perigo de mistura solo-concreto• Baixa capacidade de carga (geralmente 4 a 5 tf)• Comprimento máximo ≈ 6 m (comum: 3,0 a 4,0 m)• Trabalha apenas a compressão (as vezes utiliza-se uma
armadura para fazer a ligação com outros elementos)
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Fundações indiretas profundas
• Brocas– Escavada com trado e
preenchida com concreto
– Ø da broca – entre 15 e 30 cm (usual – 20 cm)
Seqüência executiva
Trado manual com broca helicoidal
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Seqüência executiva
• Brocas
– De 4 facas ou helicoidais
– Acoplado a tubos de aço galvanizado para prolongamento
Fundações indiretas profundas
Trado manual com broca de 4 facas
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Fundações indiretas profundas
• Brocas– Tubos são modulados em
1,2 m de comprimento
Trado manual com broca helicoidal
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas• Brocas
– Perfuração é feita por rotação/compressão
Seqüência executiva
Trado manual
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas• Brocas
– Perfuração é feita por rotação/compressão
Seqüência executiva
Trado manual motorizado
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Fundações indiretas profundas
Seqüência executiva
PCC-USP
Furo preparado com trado manual
• Brocas
Broca concretada
PCC-USP
Armação da cabeça da broca para
ligação com o bloco
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Fundações indiretas profundas
• Brocas
Bloco de coroamento das brocas
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas
• Brocas
Seqüência executiva
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Fundações indiretas profundas
• Brocas– Controle de execução
• Locação do centro das estacas
• Profundidade de escavação• Tipo de solo retirado como amostra
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico a céu aberto– É uma versão em maior escala que a broca
– São executadas “in loco” sem molde.
– Suportam cargas de até centenas de toneladas
• Carga aumenta com:
– Diâmetro
– Profundidade
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico a céu aberto– Viável em solos com capacidade de suporte
superficial baixo
– Em solos pouco permeáveis, devido a velocidade de furação, pode ultrapassar o lençol freático
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico a céu aberto - equipamentos
Sobre esteirasEm trator simples Sobre caminhão•Baixo custo•Baixa produtividade•Diâmetros menores
•Excelente verticalidade•Acesso limitado•Até diâmetros médios
•Alta produtividade•Facilidade de acesso
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico a céu aberto - equipamento
Máquina sobre esteiras
Haste telescópica (manual) 8 + 8 m
Trados de 0,2 a 1,2 m
Motor hidráulicoBraço
hidráulico
Máquina c/ operador + 1 auxiliar p/ limpar o trado com pá e alongar a haste
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico - equipamentosEm veículo sobre esteiras Guias para a haste melhoram o
alinhamento do furo mas limitam os diâmetros
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico - equipamentos
Trado, motor e compressor hidráulico
instalado em caminhão
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico - equipamentos
Equipamentos leves para diâmetros pequenos, 25 a 30 cm.
(José Freitas Jr.)
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico a céu aberto
– Executadas normalmente em:• Diâmetros de até 1,2 metros
• Profundidades de até 16 m
– Não tem base alargada
– Hélice só na extremidade da haste telescópica
– Só possuem armaduras na extremidade superior• A não ser que se deseje resistência a flexão
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico a céu aberto– Altíssima velocidade de execução
– Máquinas sobre esteiras acessam qualquer local
– Aplicável em solos com lençol freático baixo
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico a céu aberto– Utilizam concreto convencional (slump 60 ±10
mm, brita 1 e 2) de menor custo
– Onde o caminhão betoneira não tiver acesso pode-se utilizar a bomba ou calhas (p/ baixo)
(José Freitas Jr.)
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico a céu aberto– Em profundidades maiores que
5 m• Cuidar com a segregação do
concreto– Descer o mangote ou funil dentro do
buraco
• Não furar no mesmo dia estacas muito próximas
Estaca com concretosegregado
(J. A
. Fre
itas
Jr.)
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico a céu aberto
– Concretagem
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Estacas EscavadasCausas das falhas:Estribos individuaisConcretagens parciais interrompidas por horas
(J. A. Freitas Jr.)
(J. A. Freitas Jr.)
(J. A. Freitas Jr.)
Fundações indiretas profundas
Cortina de estacas com
falhas de concretagem
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Fundações indiretas profundas• Trado mecânico a céu aberto
– Podem ser executadas inclinadas com facilidade
– Como qualquer estaca escavada não ultrapassa matacões maiores
– Através do torque da máquina o operador consegue verificar a dureza do solo na ponta
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Fundações indiretas profundas
• Trado mecânico - Etapas do serviçoConcreto convencional
Slump 60+- 10 mmHaste telescópica
(Jos
éF
reita
s Jr
.)
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Fundações indiretas profundas
(Jos
éF
reita
s Jr
.)
• Trado mecânico - Etapas do serviço
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Fundação de concreto simples ou armado,
moldada in loco e executada com revestimento metálico recuperável.
– Profundidade: até 24 m
– Acima do lençol freático
– Diâmetro: 30 a 45 cm (usual)
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss - Equipamento necessário:
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Fundações indiretas profundas• Estaca Strauss - Equipamento necessário:
www.fxsondagens.com.brwww.fxsondagens.com.br PCC-USP
Torre para execução da estaca Strauss
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss - Equipamento necessário:
PCC-USP
Guincho para elevação da sonda
cristinaferraz.com.br
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Fundações indiretas profundas
Seqüência executiva
• Estaca Strauss– Abertura de um furo no
terreno utilizando com soquete + coroa dentada ou “pipeta”. até 1,0 a 2,0 m de profundidade.
– Acoplamento do primeiro tubo (camisa metálica)
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Fundações indiretas profundas• Estaca Strauss
– Procede-se o aprofundamento com golpes sucessivos da sonda ou “pipeta”.
Seqüência executiva
Sonda para perfuração do fuste
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas
Seqüência executiva
PCC-USP
• Estaca Strauss– Colocar água para amolecer o
solo
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Perfuração
Sonda posicionada para nova queda
Seqüência executiva
Tubo de encamisamento
Quando necessário acopla-se
outros tubos até atingir a
cota necessária.
PCC-USP
MR Sondagens e Estacas
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Fundações indiretas profundas• Estaca Strauss
– Perfuração
Seqüência executiva
PCC-USP
Sonda no interior do
encamisamento
Lama acumulada
PCC-USPMR Sondagens e Estacas
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss
Seqüência executiva
Retirada da lama
Lama saindo da sonda
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Início da concretagem
Camada inicial de concreto élançado na tubulação e fortemente apiloada para formação do bulbo.
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss
Apiloamento e retirada da camisa (c/ guincho)
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Concretagem
• Posicionamento das barras de aço de arranque para ligação com bloco ou baldrames na extremidade superior da estaca
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Estaca Strauss
Escavação com a sonda e cravação de
camisas.
Escavação aprofunda
com emendas da camisa.
Concreto é lançado na camisa e apiloado para
formação do bulbo
Apiloamento do concreto e retirada da
camisacom o guincho
Colocação das
armaduras.
aa bb cc dd ee
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss
Preparo da cabeça da estaca
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Pontos fortes:
• Pode ser empregada em terrenos acidentados
devido a simplicidade do equipamento utilizado.
– Limitações:• Capacidade de carga < estaca Franki e pré-
moldadas de concreto
• Baixa produtividade se comparada às escavadas com trado mecânico
• Limitada ao nível do lençol freático
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Strauss– Controle de execução:
• Locação das estacas
• Profundidade de escavação
• Verticalidade de retirada da camisa
• Tipos de solo encontrado (retirada de amostras)
• Cota de arrasamento da cabeça das estacas;
• Armadura, quando for o caso;
• Apiloamento do concreto para garantir continuidade do fuste.
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Alto grau de atrito lateral
– Melhoramento do terreno
– Profundidade de até 18 m
– Ø 30 a 60 cm
– Causa vibração e barulho
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Pilão
Estaca Franki
Tubo camisa de aço
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Crava-se no solo um tubo de aço, cuja ponta é
obturada por uma bucha de concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida sobre as paredes do tubo.
– Ao se bater com o pilão na bucha, o mesmo arrasta o tubo, impedindo a entrada de solo ou água.
Seqüência executiva
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki
– Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por golpes de pilão e
fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base alargada;
Seqüência executiva
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Estaca Franki Seqüência executiva
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Estaca Franki
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aker
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Dobra e posiciona-se as armaduras
PCC-USP
Estribos helicoidais soldados às armaduras
longitudinais
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• Estaca Franki– Inicia-se a concretagem
do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo-se o tubo a medida que a concretagem avança.
Pilão
Camisa
Bucha de concreto
Armadura
Fundações indiretas profundas
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Estaca Franki
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Fundações indiretas profundas
Estaca Franki
PCC-USP
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Fundações indiretas profundas
Estaca Franki Vergalhões CA25 soldados aos
estribos
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Fundações indiretas profundas
Estaca Franki
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Fundações indiretas profundas
Estaca Franki
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Fundações indiretas profundas
Estaca Franki
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Fundações indiretas profundas• Estaca Franki
– Pontos fortes:• Grande capacidade de carga
• Podem ser executadas a grande profundidade• Não são limitadas pelo lençol freático
– Pontos fracos:• Alta vibração do solo durante a execução• Grande área necessária para o bate estacas
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Caso exista uma camada de argila orgânica
mole saturada:• Alternativa 1: Cravar o tubo até solo firme e encher o
mesmo com areia
• Arrancar o tubo e tornar a cravá-lo no mesmo lugar.
Observação: isso irá forma uma camada de areia que irá aumentar a resistência da argila mole, protegendo o concreto fresco do “estrangulamento”.
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Fundações indiretas profundas• Estaca Franki
– Caso exista uma camada de argila orgânica mole saturada:
• Alternativa 2: após a cravação do tubo, execução da base e colocação da armação, encher inteiramente o mesmo com concreto plástico (slump 8 a 12 cm).
• Em seguida, o mesmo é retirado de uma só vez com o auxílio de um equipamento vibrador acoplado ao tubo.
• A este processo executivo dá-se o nome de estaca Franki com fuste vibrado.
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Controle de execução
• Locação do centro das estacas
• Profundidade de cravação/escavação• Verticalidade do tubo e de sua retirada da camisa,
para não haver estrangulamento do fuste• Velocidade de execução;
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Fundações indiretas profundas
• Estaca Franki– Controle de execução
• Armação das estacas
• Nega
• Cota de arrasamento da cabeça da estaca
• Altura de queda do pilão
• Volume de concreto empregado na execução do bulbo
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Fundações indiretas profundasReferências
• Apostila de fundações da disciplina: Tecnologia da construção de edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• Material de aula da disciplina Tecnologia da construção de edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• HACHICH, W. et al. Fundações Teoria e Prática. Editora Pini. 2. ed. 1998.
• JOPPERT Jr., I. Fundações e Contenções de Edifícios. Editora Pini. 1. ed. 2007.