Trab de Fundaçoes Escavada - Final
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE - UFAC
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - CCET
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL
GEZIEL DE SOUZA SILVA
FERNANDO SILVA DE BRITO
ARTHUR OLIVEIRA
MATHEUS MOURA BERTHOLDI
PROJETO DE FUNDAÇÃO
RIO BRANCO2014
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GEZIEL DE SOUZA SILVA
FERNANDO SILVA DE BRITO
ARTHUR OLIVEIRA
MATHEUS MOURA BERTHOLDI
PROJETO DE FUNDAÇÃO PARA UM EDIFÍCIO RESIDENCIAL
Trabalho extraclasse requerido na Disciplina Fundações, sob a orientação do docente Professor, Engenheiro Civil e de Segurança do Trabalho Ricardo Ribeiro do Nascimento, como requisito avaliativo para compor N2.
RIO BRANCO2014
1
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Sumário
1. INTRODUÇÃO...........................................................................................................................3
2. METODOLOGIA........................................................................................................................4
3. DESENVOLVIMENTO................................................................................................................4
3.1 ESCOLHA DA FUNDAÇÃO...................................................................................................4
3.2 MEMÓRIA DE CÁLCULO.....................................................................................................5
3.2.1 CAPACIDADE DE CARGA..............................................................................................5
3.2.2 CARGA ADMISSÍVEL, A CARGA DE CATÁLOGO E A CARGA DE TRABALHO.................12
3.2.3 DIMENSIONAMENTO GEOMÉTRICO..........................................................................13
3.2.4 AUMENTO DE TENSÃO E RECALQUE ELÁSTICO.........................................................16
3.2.5 RECALQUES DO SOLO................................................................................................23
3.2.6 RECALQUES TOTAIS IMEDIATOS EM CADA PILAR.....................................................27
4. ARMAÇÃO DAS ESTACAS.......................................................................................................28
4.1 DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS........................................................................28
4.2 DETALHAMENTO DAS ESTRUTURAS................................................................................29
4.3 PROCESSO EXECUTIVO DA ESTACA ESCAVADA COM LAMA BETONÍTICA......................30
5. CONCLUSÃO...........................................................................................................................32
6. REFERÊNCIAS.........................................................................................................................33
7. ANEXOS..................................................................................................................................34
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1. INTRODUÇÃO
O conhecimento das características do solo é muito importante, não só para
escolha do tipo de fundação e seu dimensionamento, o que é bastante obvio, como
também para determinação dos “acidentes”, tais como existência de água, de
matacões e de vazios que possam influenciar o próprio processo construtivo.
A sondagem é um procedimento que objetiva conhecer as condições naturais
do solo, visando reconhecer seu tipo, características físicas e principalmente sua
resistência. A sondagem possibilita ainda a determinação da profundidade do lençol
freático (água no subsolo).
O SPT tem duas etapas básicas, a perfuração e o ensaio propriamente dito.
Após a limpeza do terreno e locação do furo, a perfuração da sondagem é realizada
com trado. Quando o avanço for impenetrável ao trado ou se atingir o nível d’água a
sondagem é continuada por percussão.
No presente trabalho será explanado um dimensionamento de fundação
profunda do tipo estaca escavada de acordo com o boletim de sondagem apresentado;
Além do cálculo de recalque tanto para fundação quanto para o solo, ferragem e
representação gráfica.
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2. METODOLOGIA
Para o cálculo do dimensionamento será utilizado o método semiempírico Aoki-
Velloso. Este método foi apresentado em contribuição ao 5 º Congresso Pan-
americano de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações realizado em Buenos
Aires, 1975 (Aoki e Velloso, 1975). Este método foi originalmente concebido a partir de
correlações entre os resultados dos ensaios de penetração estática (CPT) e dinâmicos
(SPT). Os autores partiram de correlações estabelecidas para os solos brasileiros entre
o Nspt e a resistência unitária de ponta Rp.
Os cálculos para carga admissível, recalques e armação foram feitos com o
auxílio de planilhas elaboradas no Excel, assim acelerando o processo de
dimensionamento. Os desenhos representando o detalhamento da estrutura foram
feitos com a ferramenta AutoCAD.
3. DESENVOLVIMENTO
3.1 ESCOLHA DA FUNDAÇÃO
A partir dos boletins de sondagem e informações que foram fornecidos, pode-
se ter um conhecimento aprofundado acerca do tipo de solo, resistência do solo e
nível da água.
Analisando o nível da agua percebe-se que está muito próximo da superfície do
terreno e nos primeiros metros a resistência do solo é muito baixa. Com isso, a solução
mais viável é uma fundação profunda do tipo estaca escavada.
A estaca escavada é ideal para esta problemática pois com a utilização da lama
betonítica é possível a execução da estaca na presença de lençol freático. Seu efeito
estabilizante é eficaz quando a pressão hidrostática da lama no interior da escavação é
superior à exercida externamente pelo lençol e a granulometria do terreno é tal que
possa impedir a dispersão da lama. A coluna de lama exerce sobre as paredes da vala
uma pressão que impede o desmoronamento, formando uma película impermeável
denominada "cake", a qual dispensa o uso de revestimentos.
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3.2 MEMÓRIA DE CÁLCULO
A organização dos dados foram feitos através de planilhas do Excel, facilitando
o dimensionamento da estrutura.
3.2.1 CAPACIDADE DE CARGA
Os cálculos da capacidade de carga para fazer o preenchimento das tabelas 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8 foram feitos de acordo com a fórmula utilizada no método de Aoki e Velloso:
R=K . N p
F1. A p+
UF2.∑1
n
(α . K .N L .∆L)
Obs: Os dados referentes a F1 e F2 foram retirados do ANEXO A, e os dados referentes a α e K fora retirados do ANEXO B.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P1 e P4R = RL+RPF1 3F2 6α 0,06K 200D 0,6PI 30,1416Carga P1 1060Carga P4 1050Cota P1 -7Cota P4 -7
CACIDADE DE CARGA P1 = P4RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (5+6+7*0,6)/2,6 6,000Nmed2 = (0,4*7+9+12+15*0,5)/2,9 11Nmed3 = (0,5*15)/0,5 15E1 2,6RL1 = (0,06*200*6*3,1416*0,6*2,6)/6 58,81E2 2,9RL2 = (0,06*200*11*3,1416*0,6*2,9)/6 120,26E3 0,5RL3 = (0,06*200*14*3,1416*0,6*0,5)/6 28,27RL = RL1+RL2+RL3 207,35RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 13
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Ap = (3,1416*0,6²)/4 0,2827RP = (200*14*0,2827)/3 245,04R = (RL1+RL2+RL3) + RP 452,39Pa R/2 226,20RL % (RL/Pa)*100 91,67Qtd Estaca P1 Carga P1/Pa 5Qtd Estaca P1 Carga P4/Pa 5
Tabela 1. Capacidade de carga dos pilares 1 e 4.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) - P7R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α = 6% 0,06K = 200Kpa 200D 0,6PI 3,1416Carga P7 260Cota -8
P7RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (5+6+7*0,6)/2,6 6Nmed2 = (0,4*7+9+12+15*0,5)/2,9 11Nmed3 = (0,5*15+13)/1,5 14E1 2,6RL1 = (0,06*200*6*3,1416*0,6*2,6)/6 58,81E2 2,9RL2 = (0,06*200*11*3,1416*0,6*2,9)/6 120,26E3 1,5RL3 = (0,06*200*14*3,1416*0,6*2)/6 77,28RL = RL1+RL2+RL3 256,35RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 14Ap = (3,1416*0,6²)/4 0,2827RP = (200*14*0,2827)/3 263,89R = (RL1+RL2+RL3) + RP 520,25Pa R/2 260,12RL% (RL/Pa)*100 98,55Qtd de Estaca Carga P7/Pa 1
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Tabela 2. Capacidade de carga do pilar 7.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P8R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α1 0,024α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 350K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200D 0,65PI 30,1416Carga P8 600Cota -7,8
P8RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (3+4+5*0,7)/2,7 4,000Nmed2 = (0,3*5+15+17+13+17*0,8)/4,1 15,00Nmed3 =E1 2,7RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,65*2,7)/6 30,88E2 4,1RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,65*4,1)/6 251,17E3 0RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,65*0)/6 0,00RL = RL1+RL2+RL3 282,05RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17Ap = (3,1416*0,65²)/4 0,3318RP = (200*17*0,3318)/3 376,08R = (RL1+RL2+RL3) + RP 658,12Pa R/2 329,06RL% (RL/Pa)*100 85,71Qtd de Estaca Carga P8/Pa 2
Tabela 3. Capacidade de carga do pilar 8.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P5R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6
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α1 0,024α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 350K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200D 0,5PI 30,1416Carga P5 420Cota -7,8
P5RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (3+4+5*0,7)/2,7 4,000Nmed2 = (0,3*5+15+17+13+17*0,8)/4,1 15,00Nmed3 =E1 2,7RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,5*2,7)/6 23,75E2 4,1RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,5*4,1)/6 193,21E3RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,5*0,7)/6 0,00RL = RL1+RL2+RL3 216,96RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17Ap = (3,1416*0,5²)/4 0,1964RP = (200*16*0,1964)/3 222,53R = (RL1+RL2+RL3) + RP 439,49Pa R/2 219,74RL% (RL/Pa)*100 98,73Qtd de Estaca Carga P5/Pa 2
Tabela 4. Capacidade de carga do pilar 5.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P2R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α1 0,024α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 350K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200
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D 0,65PI 30,1416Carga P2 900Cota -7,8
P2RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (3+4+5*0,7)/2,7 4,000Nmed2 = (0,3*5+15+17+13+17*0,8)/4,1 15,00Nmed3 =E1 2,7RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,65*2,7)/6 30,88E2 4,1RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,65*4,1)/6 251,17E3RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,65*0,7)/6 0,00RL = RL1+RL2+RL3 282,05RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17Ap = (3,1416*0,65²)/4 0,3318RP = (200*16*0,3318)/3 376,08R = (RL1+RL2+RL3) + RP 658,12Pa R/2 329,06RL% (RL/Pa)*100 85,71Qtd de Estaca Carga P2/Pa 3
Tabela 5. Capacidade de carga do pilar 2.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P3R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α1 0,06α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 200K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200D 0,61PI 30,1416Carga P3 830Cota -7
P3RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2
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Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (7+6+9+0,1*11)/3,1 7,000Nmed2 = (0,6*11)/0,6 11,00Nmed3 = (0,3*11+12+14)/2,3 13,00E1 3,1RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,61*2,7)/6 83,17E2 0,6RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,61*4,1)/6 25,30E3 2,3RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,61*0,7)/6 114,60RL = RL1+RL2+RL3 223,07RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17Ap = (3,1416*0,61²)/4 0,2922RP = (200*16*0,2922)/3 331,21R = (RL1+RL2+RL3) + RP 554,28Pa R/2 277,14RL% (RL/Pa)*100 80,49Qtd de Estaca Carga P3/Pa 3
Tabela 6. Capacidade de carga do pilar 3.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P6R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α1 0,06α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 200K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200D 0,45PI 30,1416Carga P6 340Cota -7
P6RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (7+6+9+0,1*11)/3,1 7,000Nmed2 = (0,6*11)/0,6 11,00Nmed3 = (0,3*11+12+14)/2,3 13,00E1 3,1RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,45*2,7)/6 61,36E2 0,6
10
![Page 12: Trab de Fundaçoes Escavada - Final](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062304/563dbb91550346aa9aae4bde/html5/thumbnails/12.jpg)
RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,45*4,1)/6 18,66E3 2,3RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,45*0,7)/6 84,54RL = RL1+RL2+RL3 164,56RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17Ap = (3,1416*0,45²)/4 0,1590RP = (200*16*0,1590)/3 180,25R = (RL1+RL2+RL3) + RP 344,81Pa R/2 172,40RL% (RL/Pa)*100 95,45Qtd de Estaca Carga P6/Pa 2
Tabela 7. Capacidade de carga do pilar 6.
CAPACIDADE DE CARGA (R ) P9R = RL+RPF1 = 3 3F2 = 6 6α1 0,06α2 0,06α3 0,06K1 (Kpa) 200K2 (Kpa) 200K3 (Kpa) 200D 0,55PI 30,1416Carga P9 620Cota -7
P9RL = (α*k*Nmed*π*D*E)/F2Nmed = ΣNspt/ENmed1 = (7+6+9+0,1*11)/3,1 7,000Nmed2 = (0,6*11)/0,6 11,00Nmed3 = (0,3*11+12+14)/2,3 13,00E1 3,1RL1 = (0,024*350*4*3,1416*0,55*2,7)/6 74,99E2 0,6RL2 = (0,06*200*15*3,1416*0,55*4,1)/6 22,81E3 2,3RL3 = (0,06*200*16*3,1416*0,55*0,7)/6 103,33RL = RL1+RL2+RL3 201,13RP = (k*Nspt*Ap)/F1Ap = π*D²/4 =Nspt 17
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Ap = (3,1416*0,55²)/4 0,2376RP = (200*16*0,2376)/3 269,26R = (RL1+RL2+RL3) + RP 470,39Pa R/2 235,19RL% (RL/Pa)*100 85,51Qtd de Estaca Carga P9/Pa 3
Tabela 8. Capacidade de carga do pilar 9.
3.2.2 CARGA ADMISSÍVEL, A CARGA DE CATÁLOGO E A CARGA DE TRABALHO
A carga de trabalho é encontrada dividindo-se a carga do pilar pelo numero de
estacas necessárias para suporta-lo. A carga de catalogo é obtida a partir do ANEXO C
com um diâmetro escolhido. Por fim a carga admissível é encontrada dividindo a
capacidade de carga pela metade.
ESTACA CARGA DE TRABALHO CARGA DE CATALOGOCARGA ADMISSÍVEL
P1 1060/5 1100 226P2 900/3 1300 329P3 830/3 1100 277P4 1050/5 1100 226P5 420/2 1000 220P6 340/2 810 172P7 260/1 1100 260P8 600/2 1300 329P9 620/3 1050 235
Tabela 9. Carga admissível, carga de trabalho e carga de catálogo.
3.2.3 DIMENSIONAMENTO GEOMÉTRICO
O dimensionamento geométrico significa calcular o comprimento e diâmetro propriamente dito da estaca. A seguir apresentamos a tabela 10 contendo o resumo das dimensões das estacas.
DIMENSIONAMENTO GOMETRICOESTACA DIAMETRO L
P1 0,6 6P2 0,65 6,8P3 0,61 6P4 0,6 6
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P5 0,5 6,8P6 0,45 6P7 0,6 7P8 0,65 6,8P9 0,55 6
Tabela 10. Dimensionamento geométrico dos pilares
A figura 1 apresenta a disposição das estacas nos blocos de ancoragem, juntamente com o diâmetro.
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![Page 16: Trab de Fundaçoes Escavada - Final](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062304/563dbb91550346aa9aae4bde/html5/thumbnails/16.jpg)
Figura 1. Disposição de todas as estacas.
3.2.4 AUMENTO DE TENSÃO E RECALQUE ELÁSTICO
Para o recalque elástico, aplicamos a lei de Hooke:
1AxEc∑(PixLi)
Em que A é a área da seção transversal do fuste da estaca e Ec é o modulo de elasticidade do concreto, suposto constante. Na ausência de valor especifico de Ec, considerando Ec= 21 GPa (Estacacão).
Os diagramas de aumento de tensão (Figura 2) foram feitos a partir da tensão admissível subtraindo da resistência lateral de cada camada. A partir dos diagramas podemos fazer as tabelas de 11 a 18 de aumento de tensão.
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![Page 18: Trab de Fundaçoes Escavada - Final](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062304/563dbb91550346aa9aae4bde/html5/thumbnails/18.jpg)
17
![Page 19: Trab de Fundaçoes Escavada - Final](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022062304/563dbb91550346aa9aae4bde/html5/thumbnails/19.jpg)
Figura 2. Diagramas de aumento de tensão.
p1 = p4CAMADA RL diagrama D h E RP 18,8496
1 58,81 0,6 4,7 2,6 167,382 120,26 0,6 1,95 2,9 47,123 28,27 0,6 0,25 0,5 18,854
Pa 226,20
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 2 16 20 0 20 582 1 2 9 7 0 5 233 1 1 6 3 0 2 134 1 1 4 2 0 1 85 1 1 3 1 0 1 66 1 1 2 1 0 1 57 1 0 2 1 0 0 38 1 0 2 1 0 0 39 1 0 1 0 0 0 2
18
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Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,141
Tabela 11. Aumento de tensão dos pilares 1 e 4.
p7CAMADA RL diagrama D h E RP 3,76992
1 58,81 0,6 5,7 2,6 201,312 120,26 0,6 2,95 2,9 81,053 77,28 0,6 0,75 1,5 3,774
Pa 260,12
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 2 9 29 0 4 442 1 1 6 12 0 1 203 1 1 4 7 0 0 124 1 1 3 4 0 0 85 1 1 2 3 0 0 66 1 1 2 2 0 0 57 1 0 2 2 0 0 48 1 0 1 1 0 0 39 1 0 1 1 0 0 2
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,181
Tabela 12. Aumento de tensão do pilar 7.
p8CAMADA RL diagrama D h E RP 47,01436
1 30,88 0,65 5,45 2,7 298,1842 251,17 0,65 2,05 4,1 47,0143 0 0,65 0 0 47,01434
Pa 329,06
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 1 31 0 0 45 77
19
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2 1 1 18 0 0 13 323 1 1 12 0 0 6 184 1 0 8 0 0 3 125 1 0 6 0 0 2 96 1 0 5 0 0 2 77 1 0 4 0 0 1 58 1 0 3 0 0 1 49 1 0 3 0 0 1 3
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,223
Tabela 13. Aumento de tensão do pilar 8.
p5CAMADA RL diagrama D h E RP 2,78
1 23,75 0,5 5,45 2,7 195,992 193,21 0,5 2,05 4,1 2,783 0 0,5 0 0 2,784
Pa 219,74
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 1 26 0 0 4 312 1 1 15 0 0 1 163 1 0 10 0 0 0 104 1 0 7 0 0 0 75 1 0 5 0 0 0 56 1 0 4 0 0 0 47 1 0 3 0 0 0 38 1 0 2 0 0 0 39 1 0 2 0 0 0 2
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,235
Tabela 14. Aumento de tensão do pilar 5.
p2CAMADA RL diagrama D h E RP 47,01
1 30,88 0,65 5,45 2,7 298,182 251,17 0,65 2,05 4,1 47,01
20
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3 0 0,65 0 0 47,014
Pa 329,06
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 1 31 0 0 45 772 1 1 18 0 0 13 323 1 1 12 0 0 6 184 1 0 8 0 0 3 125 1 0 6 0 0 2 96 1 0 5 0 0 2 77 1 0 4 0 0 1 58 1 0 3 0 0 1 49 1 0 3 0 0 1 3
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,223
Tabela 15. Aumento de tensão do pilar 2.
p3CAMADA RL diagrama D h E RP 54,07
1 83,17 0,6 4,45 3,1 193,972 25,3 0,6 2,6 0,6 168,673 114,6 0,6 1,15 2,3 54,074
Pa 277,14
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 3 2 29 0 57 922 1 2 1 14 0 16 333 1 2 1 8 0 7 184 1 1 1 5 0 4 125 1 1 1 4 0 3 86 1 1 0 3 0 2 67 1 1 0 2 0 1 58 1 1 0 2 0 1 49 1 1 0 1 0 1 3
10 1 1 0 1 0 1 311 1 0 0 1 0 1 212 1 0 0 1 0 0 2
21
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Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,0517
Tabela 16. Aumento de tensão do pilar 3.
p6CAMADA RL diagrama D h E RP 7,84
1 61,36 0,45 4,45 3,1 111,042 18,66 0,45 2,6 0,6 92,383 84,54 0,45 1,15 2,3 7,844
Pa 172,4
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 3 2 24 0 11 402 1 2 1 11 0 3 173 1 1 1 6 0 1 104 1 1 1 4 0 1 65 1 1 0 3 0 0 56 1 1 0 2 0 0 37 1 1 0 2 0 0 38 1 1 0 1 0 0 29 1 0 0 1 0 0 2
10 1 0 0 1 0 0 211 1 0 0 1 0 0 112 1 0 0 1 0 1
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,043
Tabela 17. Aumento de tensão do pilar 6.
p9CAMADA RL diagrama D h E RP 34,06
1 74,99 0,55 4,45 3,1 160,22 22,81 0,55 2,6 0,6 137,393 103,33 0,55 1,15 2,3 34,064
Pa 235,19
CAMADA H(M) ∆б1 ∆б2 ∆б3 ∆б4 ∆бP ∆б1 1 3 2 27 0 39 722 1 2 1 13 0 10 273 1 2 1 7 0 5 154 1 1 1 5 0 3 95 1 1 0 3 0 2 7
22
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6 1 1 0 3 0 1 57 1 1 0 2 0 1 48 1 1 0 2 0 1 39 1 1 0 1 0 1 3
10 1 0 0 1 0 211 1 0 0 1 0 212 1 0 0 1 0 2
Pe ∑Pi*Li/3,1416*A*Ec0,048
Tabela 18. Aumento de tensão do pilar 9.
3.2.5 RECALQUES DO SOLO
O recalque é calculado a partir das seguintes formulas, aumento de tensão lateral e de ponta:
As tabelas 19 a 26 correspondem ao recalque do solo.
p1 = p4camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 13,00 7,80 7,80 58,28 7,52 0,20 14,00 8,40 8,40 22,92 2,73 0,20 11,00 6,60 6,60 12,94 2,04 0,20 17,00 10,20 10,20 8,48 0,85 0,20 14,00 8,40 8,40 6,04 0,76 0,20 16,00 9,60 9,60 4,54 0,57 0,20 17,00 10,20 10,20 3,11 0,38 0,20 20,00 12,00 12,00 2,86 0,29 0,20 19,00 11,40 11,40 2,35 0,2
Tabela 19. Recalque do solo nos pilares 1 e 4
p7camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 14,00 8,40 8,40 43,67 5,22 0,20 11,00 6,60 6,60 20,44 3,13 0,20 17,00 10,20 10,20 12,29 1,2
23
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4 0,20 14,00 8,40 8,40 8,33 1,05 0,20 16,00 9,60 9,60 6,06 0,66 0,20 17,00 10,20 10,20 4,63 0,57 0,20 20,00 12,00 12,00 3,67 0,38 0,20 19,00 11,40 11,40 2,98 0,39 0,20 22,00 13,20 13,20 2,47 0,2
Tabela 20. Recalque do solo nos pilar 7.
p8camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 15,00 9,00 9,00 77,40 8,62 0,20 13,00 7,80 7,80 31,76 4,13 0,20 16,00 9,60 9,60 18,39 1,94 0,20 19,00 11,40 11,40 12,22 1,15 0,20 15,00 9,00 9,00 8,78 1,06 0,20 17,00 10,20 10,20 6,63 0,77 0,20 17,00 10,20 10,20 5,20 0,58 0,20 19,00 11,40 11,40 4,19 0,49 0,20 19,00 11,40 11,40 3,45 0,3
Tabela 21. Recalque do solo nos pilar 8.
p5camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 15,00 9,00 9,00 30,71 3,42 0,20 13,00 7,80 7,80 16,43 2,13 0,20 16,00 9,60 9,60 10,46 1,14 0,20 19,00 11,40 11,40 7,28 0,65 0,20 15,00 9,00 9,00 5,37 0,66 0,20 17,00 10,20 10,20 4,13 0,47 0,20 17,00 10,20 10,20 3,27 0,38 0,20 19,00 11,40 11,40 2,66 0,29 0,20 19,00 11,40 11,40 2,20 0,2
Tabela 22. Recalque do solo nos pilar 5.
p2camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 15,00 9,00 9,00 77,39 8,62 0,20 13,00 7,80 7,80 31,76 4,13 0,20 16,00 9,60 9,60 18,39 1,94 0,20 19,00 11,40 11,40 12,22 1,15 0,20 15,00 9,00 9,00 8,78 1,06 0,20 17,00 10,20 10,20 6,63 0,77 0,20 17,00 10,20 10,20 5,20 0,58 0,20 19,00 11,40 11,40 4,19 0,49 0,20 19,00 11,40 11,40 3,45 0,3
Tabela 23. Recalque do solo nos pilar 2.
24
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p3camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 17,00 10,20 10,20 91,51 9,02 0,20 14,00 8,40 8,40 33,35 4,03 0,20 9,00 5,40 5,40 18,09 3,44 0,20 11,00 6,60 6,60 11,56 1,85 0,20 10,00 6,00 6,00 8,09 1,36 0,20 10,00 6,00 6,00 6,00 1,07 0,20 14,00 8,40 8,40 4,66 0,68 0,20 18,00 10,80 10,80 3,71 0,39 0,20 22,00 13,20 13,20 3,03 0,2
10 0,20 23,00 13,80 13,80 2,53 0,211 0,20 25,00 15,00 15,00 2,14 0,112 0,20 27,00 16,20 16,20 1,84 0,1
Tabela 24. Recalque do solo nos pilar 3.
p6camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 17,00 10,20 10,20 40,03 3,92 0,20 14,00 8,40 8,40 16,88 2,03 0,20 9,00 5,40 5,40 9,75 1,84 0,20 11,00 6,60 6,60 6,44 1,05 0,20 10,00 6,00 6,00 4,60 0,86 0,20 10,00 6,00 6,00 3,46 0,67 0,20 14,00 8,40 8,40 2,71 0,38 0,20 18,00 10,80 10,80 2,18 0,29 0,20 22,00 13,20 13,20 1,79 0,1
10 0,20 23,00 13,80 13,80 1,50 0,111 0,20 25,00 15,00 15,00 1,28 0,112 0,20 27,00 16,20 16,20 1,10 0,1
Tabela 25. Recalque do solo nos pilar 6.
p9camada k (MPA) NSpt E0 (Mpa) Es (Mpa) ∆б (∆б/Es)*H (mm)
1 0,20 17,00 10,20 10,20 71,86 7,02 0,20 14,00 8,40 8,40 26,77 3,23 0,20 9,00 5,40 5,40 14,73 2,74 0,20 11,00 6,60 6,60 9,49 1,45 0,20 10,00 6,00 6,00 6,68 1,16 0,20 10,00 6,00 6,00 4,98 0,87 0,20 14,00 8,40 8,40 3,86 0,58 0,20 18,00 10,80 10,80 3,09 0,39 0,20 22,00 13,20 13,20 2,53 0,2
10 0,20 23,00 13,80 13,80 2,11 0,211 0,20 25,00 15,00 15,00 1,79 0,112 0,20 27,00 16,20 16,20 1,54 0,1
Tabela 26. Recalque do solo nos pilar 9.
25
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3.2.6 RECALQUES TOTAIS IMEDIATOS EM CADA PILAR
O recalque imediato é apresentado na tabela 27, obtido a partir do Recalque elástico mais recalque do solo.
PILAR 1 e 4P s 14,93P e 0,14P (mm) 15,1
PILAR 7P s (mm) 12,33P e (mm) 0,18P (mm) 12,5
PILAR 8P s (mm) 18,46P e (mm) 0,22P (mm) 18,7
PILAR 5P s (mm) 9,00P e (mm) 0,23P (mm) 9,2
PILAR 2P s (mm) 18,46P e (mm) 0,22P (mm) 18,7
PILAR 3P s (mm) 21,52P e (mm) 0,05P (mm) 21,6
PILAR 6P s (mm) 10,72P e (mm) 0,04
26
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P (mm) 10,8PILAR 9
P s (mm) 17,28P e (mm) 0,05P (mm) 17,3
Tabela 27. Recalque imediato dos pilares.
4. ARMAÇÃO DAS ESTACAS
Será calculada armação para os três pilares mais carregados da estrutura.
4.1 DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS
O calculo das armaduras das estacas foram feitos de acordo com a NBR 6122:2010. Dividindo-se a carga admissível em cada estaca pela suas respectivas áreas encontramos tensões abaixo de 5 MPa em todas as estacas. Assim sendo, calcularemos uma armação mínima segundo o ANEXO D (parâmetros de dimensionamento em estacas pré-moldadas NBR 6122:2010).
σp1=(10605
)
π 0 ,6²/4=749,8KPa<5MPa
σp2=( 9003
)
π 0 ,65²/4=904KPa<5MPa
σp 4=(10505
)
π 0 ,6²/4=742,72KPa<5MPa
Observando o ANEXO D, chegamos ao comprimento da armadura de 4m, e uma armação mínima de 0,5% da área da estaca calculado na tabela 28.
Dimensionamento de Armadura
Estaca P1D (cm) 60H (m) 4
As (cm²) 14,14Ferro (cm) 1,6Qtd ferros 7
27
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Estaca P4D (cm) 60H (m) 4
As (cm²) 14,14Ferro (cm) 1,6Qtd ferros 7
Estaca P2D (cm) 60H (m) 4
As (cm²) 14,14Ferro (cm) 1,6Qtd ferros 7
4.2 DETALHAMENTO DAS ESTRUTURAS
O detalhamento da armação dos três pilares mais carregados estão apresentadas nas figuras 3 (em corte) e figura 4 (em planta).
28
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Figura 3. Detalhamento da armadura em corte.
Figura 4. Detalhamento da estrutura em planta.
4.3 PROCESSO EXECUTIVO DA ESTACA ESCAVADA COM LAMA BETONÍTICA
“A lama bentonítica é constituída de água e bentonita, sendo esta última uma
rocha vulcânica, onde o mineral predominante é a montimorilonita” (FUNDESP 1987).
“A coluna de lama exerce sobre as paredes da vala uma pressão que impede o
desmoronamento, formando uma película impermeável denominada "cake", a qual
dispensa o uso de revestimentos. A lama bentonítica é preparada em uma instalação
especial denominada central de lama, onde se faz a mistura da bentonita
(transportada em pó, normalmente embalada em sacos de 50 kg) com água pura, em
misturadores de alta turbulência, com uma concentração variando de 25 a 70 kg de
bentonita por metro cúbico de água, em função da viscosidade e da densidade que se
pretende obter. Na central há um laboratório para controle de qualidade” (Apostila de
fundações Tecnologia da Construção de Edifícios I – USP).
De acordo com a FUNDESP (1987), os processos de execução usuais das estacas
escavadas podem ser divididos nas seguintes operações básicas: escavação do terreno
29
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com preenchimento da perfuração com lama bentonítica, colocação da armadura
(quando necessária) e concretagem submersa.
O equipamento de escavação consta essencialmente de uma mesa rotativa que
aciona uma haste telescópica ("kelly-bar") que tem acoplada em sua extremidade
inferior a ferramenta de perfuração; no nosso caso, o trado helicioidal (Figura 5). À
medida que penetra no solo por rotação, a ferramenta se enche gradualmente e,
quando cheia, a haste é levantada e a ferramenta automaticamente esvaziada por
força centrífuga.
Figura 5. Trado helicoidal.
Como geralmente existe possibilidade de desmoronamento das paredes da vala
e a escavação atinge horizontes abaixo do lençol freático, a perfuração é executada em
presença de lama bentonítica. Terminada a perfuração inicia-se a colocação da
armadura, com guindaste auxiliar ou com o próprio guindaste utilizado na abertura da
escavação.
O sistema de concretagem é o submerso, a fim de evitar que a lama se misture
com o concreto lançado, coloca-se um obturador no interior do tubo, que funcionando
como êmbolo, expulsa a lama pelo peso próprio da coluna de concreto. Prossegue-se a
concretagem em um fluxo constante e regular de baixo para cima.
CONTROLE DE EXECUÇÃO
– locação do centro da estaca;
– profundidade de escavação;
– velocidade de concretagem;
– colocação da armadura.
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5. CONCLUSÃO
A partir dos boletins de sondagem e as informações oferecidas no trabalho proposto, pudemos verificar que o solo em questão exigiu a fundação do tipo estaca escavada com lama betonítica e que o solo é de baixa resistência nas primeiras camadas (apresento Nspt baixo). A partir desses dados pudemos calcular a capacidade de carga do solo em questão, o seu dimensionamento geométrico e a determinação da carga adimíssivel em cada uma das estacas.
Uma vez determinada à carga admissível e a resistências laterais pudemos calcular o aumento de tensão nas camadas de recalque e a partir desses dados foi possível calcular as parcelas de recalques do solo e de encurtamento elástico da estaca. Finalmente partimos para o cálculo da armadura da fundação e foi verificado que o valor mínimo que torna exigível armação não foi alcançado (5MPa), dessa maneira tivemos a opção de usar apenas a armadura mínima. A partir dos resultados obtidos, a fundação projetada pode ser executada em obra com o processo executivo descrito no trabalho.
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6. REFERÊNCIAS
Fundesp 1987; NBR 6122:2010; Apostila de fundações Tecnologia da Construção de Edifícios I – USP; Aoki e Velloso, 1975; Fundações por Estaca – José Carlos A. Cintra;
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7. ANEXOS
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Anexo A. Fatores de correção F1 e F2
Anexo B. Coeficiente K e razão de atrito α
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ANEXO C. Diametro x Carga de catálogo
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ANEXO D. Parâmetros para dimensionamento (NBR 6122:2010)
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