ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
FUNDAÇÕES RASAS E PROFUNDAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍDEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E GEOLOGIA APLICADA - DRHGAMECÂNICA DOS SOLOS – IIMSC. ENG. CIVIL EVANDRO DE CARVALHO RIBEIRO
PROCEDIMENTO GERAL A SER ADOTADO (ALONSO, 1979)
a) Proximidade dos edifícios limítrofes bem como seu tipo de fundação;
b) Natureza e características do subsolo no local da obra (presença de aterros com lixo ou matacões; variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas; a posição do nível d’água);
c) Grandeza das cargas a serem transmitidas à fundação;
d) Limitação dos tipos de fundação existentes no mercado local.
FUNDAÇÃO RASA
NBR 6122/1996 - A carga é transmitida ao terreno, por pressões distribuídas sob a base, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação (z < 2b).
De uma maneira geral, esse tipo de fundação não deve ser usada nos seguintes casos:
Aterro não compactado;Argila mole;Areia fofa e muito fofa;Existência de água onde o rebaixamento do lençol freático nãose justifica economicamente.
Sapatas, blocos e radier.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS
NBR 6122/1996 - Fundações profundas são aquelas em que as cargas são transmitidas ao solo pela base (resistência de ponta)e/ou pelo superfície lateral (resistência de fuste) e a profundidade é superior ao dobro da menor dimensão e mínimo de 3 metros.
• estacas, tubulões e caixões.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS
CRAVADAS -Mega-Madeira-Metálicas-Pré-moldadas de concreto
MOLDADAS NO SOLO-Strauss-Franki
ESCAVADAS -Sem/Com lama bentonítica-Entubadas
CRAVAÇÃO POR PRENSAGEM
Execução de Estaca Megaa)com plataforma com cargueira
b)com reação na própria estrutura
ESTACA MEGA
Constituída geralmente de pequenos segmentos (50 cm a 100 cm) de concreto armado ou aço;
Cravadas com auxilio de um macaco hidráulico que pode reagir contra uma cargueira ou contra a própria estrutura.
Relacionada com o emprego de reforço de fundações,
Faixa de carga situa-se em torno de 700 kN.
CARACTERÍSTICAS DA ESTACA MEGA
VANTAGENS:
Controle da qualidade do concreto a ser utilizado na estaca;Podem ser executadas em locais de difícil acesso;Não provoca vibrações;
DESVANTAGENS:
Cuidados no transporte e movimentação da estaca (caso de estaca de concreto armado);Tempo de execução das emendas das estacas (solda);
CARACTERÍSTICAS DA ESTACA MEGA
ESTACAS DE MADEIRA
Primórdios da história da construção civil;
Obras provisórias: eucalipto;
Obras definitivas: ipê, peróba, aroeira, maçaranduba.
ESTACAS DE MADEIRA –CARACTERÍSTICAS GERAIS (NBR 6122/96)
a) A ponta e o topo devem ter diâmetros maiores que 15 cm e 25 cm, respectivamente.
b) cargas da ordem de 100 a 150 kN.
c) Os topos das estacas devem ser convenientemente protegidos para não sofrerem danos durante a cravação; entretanto, quando, durante a cravação, ocorrer algum dano na cabeça da estaca, a parte afetada deve ser cortada.
ESTACAS DE MADEIRA
VANTAGENS:
• Não oferecem problemas de transporte e manuseio; • Facilidade no corte; • Facilidade de emenda;
DESVANTAGENS:a) DURABILIDADE: submersa: praticamente ilimitada;
Variação nível d’água: tratamento da madeira;b) MATACÕES, devem ser evitadas as estacas de
madeira. Quando se tiver que penetrar ou atravessar camadas resistentes, as pontas devem ser protegidas por ponteira de aço.
ESTACAS METÁLICAS – CARACTERÍSTICAS
•Constituídas perfis metálicos simples ou compostos laminados ou soldados, tubos de chapa dobrada ou trilhos;
•Sua faixa de carga varia de 400 a 3000 kN;
•As estacas de aço devem resistir à corrosão pela própria natureza do aço ou por tratamento adequado (pintura, proteção catódica).
•NBR 6122/96 exige que se desconte uma espessura de 1,5 mm de sua superfície de contato com o solo (caso não haja proteção);
• Soldas com eletrodos normalmente usados são os do tipo OK 46 (E60) e o OK 48 (E70).
VANTAGENSPequena vibração;
Sem problemas no transporte e levantamento;
Fácil corte e emenda, o que permite atingir grandes profundidades;
Alta resistência, o que possibilita a penetração em camadas compactas;
Apóia-se em camadas mais profundas de maior resistência e sem perigo de recalque;
ESTACAS METÁLICAS
DESVANTAGENS
Corrosão;
Custo relativamente elevado quando comparado com o de outros tipos de estacas (pré-moldada de concreto e Franki).
Trilho TR-45 – 45 kg/m; custo R$ 1,68/kg (PINI dez/2012)01 estaca 10 m de 3 trilhos; R$ 2.268,00.Estaca pré-moldada de concreto 200 kN – R$ 125,44/m (Sinapi jan./2013). 01 estaca 10 m 1 peça; R$ 1.254,40.Franki – R$ 10 m 01 peça 50 cm R$ 200/m – R$ 2.000,00
ESTACAS METÁLICAS
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO CARACTERÍSTICAS GERAIS
A faixa de carga dessas estacas é de 200 a 1500 kN. Seções típicas:
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Tipo Hexa anel de encaixe
• Anel de encaixe por pressão instalado
VANTAGENSBoa qualidade do concreto (controle);Agentes agressivos sem ação na pega e cura do concreto;Segurança na passagem de camadas muito moles.
DESVANTAGENSTransporte e levantamento e da estaca pré-moldada.Danos às edificações vizinhas (vibração);Danos durante a cravação em terrenos com presença de matacões ou camadas de pedregulhos;
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
A estaca Strauss é uma fundação em concreto (simples ou armado), moldada in loco, executada com revestimento metálico recuperável.
Segmentos de tubos de aço (2,5 m a 5,0 m);
Sonda metálica de escavação;
Auxílio de água na escavação;
Faixa de carga compreendida entre 200 e 800 kN;
ESTACA STRAUSS (MOLDADA IN LOCO)
VANTAGENS• Pouca vibração;• Fácil execução em solo acima do nível da água;• Identificação das camadas.
DESVANTAGENS• Difícil execução abaixo do nível da água;• Difícil cravação em solo resistente (matacões) • Risco de seccionamento do fuste em argilas muito
moles.
ESTACAS TIPO STRAUSS
ESTACAS FRANKI
• Edgard Frankignoul na Bélgica em 1909• No Brasil em 1935• Em 1960 expira a patente – domínio público
Execução bem sucedida depende de:
• Observância ao método executivo• Uso de equipamento adequado• Mão de obra especializada e experiente
ESTACAS FRANKI – CARACTERÍSTICAS GERAIS
Estaca de concreto armado moldada in loco.
Faixa de carga das pré-moldadas (de 550 a 1700 kN);
Causa muita vibração.
ESTACAS TIPO FRANKIMétodo executivo
1- Posicionamento do tubo e formação da bucha
2- Cravação do tubo mediante pilão de queda livre
3- Execução da base4- Colocação da armadura5- Concretagem com retirada simultânea do
tubo6- Estaca pronta
ESTACAS FRANKIVANTAGENSMateriais utilizados simples e universais (areia, brita, seixo, aço);Grande área da base, fornecendo grande resistência de ponta;Superfície rugosa do fuste (lateral), fornecendo grande resistência lateral devido à boa ancoragem do fuste no solo;Pode ser executada em grandes profundidades (35 m);Não são limitadas pelo nível do lençol freático.
DESVANTAGENSGrande mobilização de equipamentos;Disponibilidade de área de movimentação dos equipamentos em campo;Grande vibração e ruído.
ESTACA BROCA
VANTAGENS- Execução em espaços limitados;- Utilização de poucos equipamentos (cavadeira; trado);
DESVANTAGENS
– baixa capacidade de carga, geralmente entre 4 e 5 tf;
– há perigo de introdução de solo no concreto, no enchimento;
– há perigo, também, de estrangulamento do fuste;
– não existe garantia da verticalidade;
– só pode ser executada acima do lençol freático;
– comprimento máximo de aproximadamente 4,0 m (normalmente entre 3,0 e 4,0 m);
– trabalha apenas à compressão, sendo às vezes utilizada armadura apenas para fazer a ligação com pilares.
ESTACAS ESCAVADASSEM USO DE LAMA BENTONÍTICA
EXECUÇÃO
1- Escavação mecânica do furo através do trado ou caçamba
2- Perfuração executada até a profundidade necessária, cota de ponta da estaca
3- Posicionamento da armação da estaca4- Concretagem da estaca5- Colocação das esperas do pilar imediatamente após a
concretagem. Estaca pronta.
ESTACAS ESCAVADAS SEM LAMA BENTONÍTICA
CARACTERÍSTICAS1 - Não podem ser executadas abaixo do NA;• Estrangulamento do fuste em terrenos arenosos ou argila mole;• A capacidade de carga é obtida basicamente por atrito lateral;• Podem também receber armadura para receber esforços de tração.
ESTACAS ESCAVADAS COM LAMA BENTONÍTICA
FASES DE EXECUÇÃO1 - Escavação mecânica com utilização de caçamba e preenchimento do furo com lama bentonítica.
2 – Conclusão da escavação atingida a cota de apoio da estaca.
3 – Lançamento da armação e início da concretagem.
4 – Concretagem, armazenamento da lama, desarenação e reaproveitamento posterior, se possível.
5 – Estaca pronta.
Lama bentonítica – cinzas vulcânicas; em repouso é gelatinosa com ação anti-infiltrante; agitada fluidifica-se (tixotropia)
ESTACAS ESCAVADAS Com camisas metálicas recuperáveis (entubadas)
Serve para escavação de estacas abaixo do lençol freático, e suas paredes são suportadas por um revestimento metálico recuperável.
O entubamento justifica-se quando:
1.Parte do terreno envolvente não tem capacidade de assegurar a moldagem da estaca;2.O comprimento da estaca é tal que se torna difícil garantir boas condições de betonagem;3.Se verifica a presença de agentes agressivos para a cura do concreto da estaca escavada.
ESTACAS ESCAVADAS
VANTAGENS:Capacidade de carga elevada (acima de 1500 kN ); Sem ruído e vibração; Inspeção do solo visualmente; Alta resistência por atrito lateral;Possibilita a construção de estacas relativamente longas.
DESVANTAGENS: Grande mobilização de equipamentos;Disponibilidade de área de movimentação dos equipamentos em campo;Estrangulamento do fuste em camadas submersas de argila mole e areia fofa devido a invasão de lama e/ou água dentro do tubo (utilização de lama bentonítica).
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZHistórico
• Década de 50 / Itália • Em 1970 – apresentada internacionalmente• Reforço de fundações inicialmente
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZProcesso executivo
1 - A perfuração por rotação com tubo de aço em direção vertical ou inclinada.
2 - Auxílio de um fluido em circulação (geralmente água). Os detritos resultantes da perfuração são trazidos a superfície pelo fluido através do interstício anelar que se forma entre o tubo e o terreno.
3 - A medida que prossegue a perfuração, o revestimento metálico penetra no terreno e os vários segmentos são ligados entre si por juntas rosqueadas.
4 – Colocação da armadura.
5 – Injeção de argamassa (cim+areia). Eliminação da água do interior da escavação.
4 – Quando o tubo de perfuração estiver totalmente cheio com a argamassa, a sua extremidade superior é tamponada e aplicada uma pressão com ar comprimido.
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
VANTAGENS• Ausência de vibrações;• Podem ser executadas em qualquer inclinação, absorvendo
esforços inclinados além dos verticais;• Equipamentos de pequeno porte (locais de acesso difícil).• Solos com presença de matacões, rocha ou concreto (disco
de corte);• Reforço de fundações.DESVANTAGENS• A água que remove a terra da escavação forma lama;• Estrangulamento de fuste em camadas de argilas moles
areias fofas.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Histórico
• Início década de 80 – Europa, EUA, Japão;• Introduzida no Brasil em 1987;• Hoje em dia, é possível executar estacas com 1,200
m de diâmetro e 32 m de comprimento.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva – Colocação da armadura
Após o término da concretagem é inserida dentro do concreto auto-adensável, por gravidade, a armação.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
VANTAGENS• Adaptabilidade na maioria dos tipos de terreno,
exceto na presença de matacões e rochas.• Ausência de vibrações; • Alta velocidade de execução.
DESVANTAGENS• Número de equipamentos limitados no Brasil;• Não ultrapassam camadas resistentes (matacões).
ESTACA ÔMEGA Introdução
• Introduzida no mercado Europeu em 1995 (Bélgica)
• No Brasil – final de 1996
ESTACA ÔMEGA Metodologia executiva - Perfuração
• O trado penetra no terreno por rotação, deslocando e compactando lateralmente o solo, sem transportá-lo à superfície.
ESTACA ÔMEGA Metodologia executiva - Concretagem
• Concreto bombeado através do núcleo vazado
• Retira-se o trado girando-o no mesmo sentido da perfuração
• Concreto auto adensável = Hélice Contínua
ESTACA ÔMEGA Considerações
• O canteiro de obras é mantido sempre limpo;
• Melhor aderência estaca-solo; oferece maior resistência lateral por compactação do solo;
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