aula fundações profundas

Fundação profunda

Fundação profunda

Elemento de fundação que transmite a carga ao

terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por

sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por

uma combinação das duas, devendo sua ponta ou

base estar assente em profundidade superior ao

dobro de sua menor dimensão em planta, e no

mínimo 3,0m.

Neste tipo de fundações incluem-se estacas e os

tubulões.

ABNT NBR 6122:2010

http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila/04.pdf



Tipo de estacas

Vários são os critérios para a classificação das estacas, dentre os quais se destacam: •

Efeito produzido no solo:

Grande deslocamento;

Pequeno deslocamento;

Sem deslocamento;

Processo de execução:

Estacas moldadas in loco:

Estacas tipo Franki;

Estacas sem lama bentonítica: estacas tipo Strauss, estacas escavadas mecanicamente com trado helicoidal, estacas tipo broca, etc;

Estacas tipo hélice contínua;

Estacas escavadas com lama bentonítica;

Estacas injetadas: microestacas e as estacas-raiz;

Tipos de estaca

Estacas pré-moldadas:

Estacas de concreto;

Estacas de madeira;

Estacas metálicas, etc.

Forma de funcionamento:

Estacas de ponta: trabalham basicamente pela resistência de ponta; o

Estacas de atrito ou flutuante: trabalham somente por atrito lateral desenvolvido no fuste; o

Estaca mista;

Forma de carregamento:

Estacas de compressão;

Estacas de tração;

Estacas de flexão;

Fundação profunda

São considerados fundação profunda:

Estaca – elemento de fundação profunda executado

inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que,

em qualquer fase de execução, haja descida de pessoas.

Os materiais empregados podem ser:

Madeira;

Aço;

Concreto pré-moldado;

Concreto mondado in loco;

Combinação de materiais já descritos.

ABNT NBR 6122:2010

Estacas pré-moldadas

Estaca constituída de segmentos de concreto pré-

moldado ou pré-fabricado e introduzida no terreno

por golpes de martelo de gravidade, de explosão,

hidráulico ou martelo vibratório.

Pode-se considerar, para efeitos geotécnicos que

estacas pré-moldadas e pré-fabricadas o mesmo

elemento.

Materiais: concreto, madeira, metálica, etc.

Tipos de cravação – estaca pré-moldada

Percussão: é o método mais empregado, o qual utiliza-se pilões de queda livre ou automáticos. Um dos principais inconvenientes desse sistema é o barulho produzido. •

Prensagem: empregada onde há a necessidade de evitar barulhos e vibrações, utiliza macacos hidráulicos que reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou contra a própria estrutura. •

Vibração: emprega um martelo dotado de garras (para fixar a estaca), com massas excêntricas que giram com alta rotação, produzindo uma vibração de alta frequência à estaca. Pode ser empregada tanto para cravação como para remoção de estacas, tendo o inconveniente de transmitir vibrações para os arredores.

http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=16761-setec-orientacoes-sobre-escolha-de-

fundacoes&category_slug=dezembro-2014-pdf&Itemid=30192

http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=16761-setec-orientacoes-sobre-escolha-de-fundacoes&category_slug=dezembro-2014-pdf&Itemid=30192


















Percussão: eficiência (relação entre a energia disponível

e aquela efetivamente transferida às estacas) situada

entre 40% e 60% e de 30 e 40 golpes/minuto.

Vibração: eficiência (relação entre a energia disponível e

aquela efetivamente transferida às estacas) situada entre

75% e 90% de 60 a 100 golpes/minuto.

A cravação por vibração possibilita maior velocidade de

manobras e, por consequência redução de tempo nas

operações de cravação além de significativa redução dos

ruídos provocados pelos sucessivos impactos sobre os

topos das estacas em processo de cravação.

http://www.sotef.com.br/servicos/cravacao-estacas-pre-moldadas#!prettyPhoto

http://www.sotef.com.br/servicos/cravacao-estacas-pre-moldadas








http://www.engeconfundacoes.com.br/estacas/estacas-pre-

moldadas/

http://www.sotef.com.br/servicos/cravacao-estacas-pre-moldadas#!prettyPhoto

Estacas

Concreto:

podem ser de concreto centrifugado ou

protendido;

exigem controle tecnológico na sua fabricação;

Não é recomendado o seu uso em terrenos

com matacões ou camadas pedregulhosas;

Exige cuidados adicionais durante o

transporte;

Deve ser feita a verificação de sua integridade

antes da sua cravação;


Estacas

Estacas de madeira: Devem ser de madeira dura, resistente, em peças retas, roliças

e descascadas;

O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o comprimento de 5,0 a 8,0 m;

Durante a cravação, as cabeças das estacas devem ser protegidas por um anel cilíndrico de aço destinado a evitar o rompimento ou desgaste da madeira sob a ação do pilão, e se a estaca tiver que atravessar camadas resistentes, as pontas devem também ser protegidas por ponteiras de aço;

Apresenta vida útil praticamente ilimitada quando mantida permanentemente abaixo do nível d’água;

Deve receber tratamento para evitar o apodrecimento precoce e o ataque de insetos;

As madeiras mais utilizadas são os eucaliptos, peroba do campo, maçaranduba, aroeira, etc;


Estacas Estacas metálicas:

São encontradas na forma de trilhos ou perfis

Apresentam elevada capacidade de suporte, podendo ser utilizadas em solos muito resistentes;

São executadas com grande rapidez;

As perturbações produzidas no solo durante o processo de cravação são inferiores àquelas produzidas durante a cravação das estacas de concreto e metálicas;

Devem ser tomados cuidados adicionais na soldagem dos perfis constituintes de uma mesma estaca, de forma a se garantir uma união eficiente;

Não há possibilidade de quebra e, caso seja necessário realizar emendas, essas devem ser soldadas, não devendo permitir o uso de luvas ou anéis.

Um problema que ocorre com relativa frequência em estacas cravadas por percussão através de espessas camadas de argila mole é o drapejamento, isto é, encurvamento das estacas, mesmo quando se tomam cuidados com o prumo durante a cravação. Tal fato, no entanto, é raramente detectado.


Estaca tipo Franklin

Estaca de concreto armado moldada in loco

Emprega um tubo de revestimento com ponta fechada,

de modo que não há limitação de profundidade devido à

presença de água do subsolo.

Para a cravação da estaca, lança-se areia e brita no

interior do tubo, materiais esses que são compactados

através de golpes de um pilão.

Realizada a cravação, se executa o alargamento da

base, a armação e, finalmente, a concretagem.

Estaca tipo Franklin

A cravação de estacas tipo Franki pode provocar o

levantamento das estacas já instaladas devido ao

empolamento do solo circundante que se desloca lateral

e verticalmente.

A estaca danificada pode ter sua capacidade de carga

prejudicada ou perdida devido a uma ruptura do fuste ou

pela perda de contato da base com o solo de apoio.

Quando a estaca Franki é moldada em espessas

camadas submersas de turfa, argila orgânica e areias

fofas, pode ocorrer estrangulamento do fuste devido à

invasão de água e/ou lama dentro do tubo e o

encurtamento da armação ocasionado por insuficiência

de seção de aço

A estaca do tipo Franki foi introduzida como

fundação há mais de 85 anos por Edgard

Frankignoul na Bélgica, sendo empregada pela

primeira vez no Brasil em 1935, na Casa

Publicadora Baptista no Rio de Janeiro (Hachich et

al., 1998).

Etapas para execução da estaca Franki Etapa 1: posicionamento do tubo de revestimento e formação da

bucha a partir do lançamento de brita e areia no interior do tubo e compactação pelo impacto do pilão fazendo o material aderir fortemente ao tubo;

Etapa 2: cravação do tubo no terreno por meio da aplicação de sucessivos golpes do pilão na bucha formada na etapa anterior;

Etapa 3: terminada a cravação, o tubo é preso à torre do bate-estaca por meio de cabos de aço, para expulsar a bucha e iniciar a execução da base alargada, que se dá pelo apiloamento de camadas sucessivas de concreto quase seco;

Etapa 4: colocação da armação da estaca, tomando-se o cuidado de garantir a sua ligação com a base alargada;

Etapa 5: concretagem do fuste, com o lançamento de camadas sucessivas de pequena altura de concreto e recuperação do tubo;

Etapa 6: Finalização do processo executivo, onde a concretagem do fuste ocorre até 30 cm acima da cota de arrasamento.

Desvantagem

Pelas características do processo executivo, as

estacas tipo Franki não são recomendadas para

execução em terrenos com matacões, situações em

que as construções vizinhas não possam suportar

grandes vibrações, e terrenos com camadas de

argila mole saturada, devido aos possíveis

problemas de estrangulamento do fuste

Cargas usuais e máximas para estaca

http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila

/04.pdf

Estaca tipo Strauss

Estaca executada por perfuração do solo com uma sonda ou piteira e revestimento total com camisa metálica, realizando-se o lançamento de concreto e retirada gradativa do revestimento com simultâneo apiloamento do concreto

ABNT NBR 6122:2010

O equipamento utilizado é leve e de pequeno porte, facilitando a locomoção dentro da obra e possibilitando a montagem do equipamento em terrenos de pequenas dimensões.

Durante a concretagem, o apiloamento do concreto e a retirada cuidadosa do revestimento devem ser observados, para que não haja interrupção do fuste.

Estaca Strauss

http://www.fxsondagens.com.br/estaca-strauss.html

Vantagens e desvantagens A estaca tipo Strauss apresenta a vantagem de leveza e

simplicidade do equipamento, o que possibilita a sua utilização em locais confinados, em terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes, com o pé direito reduzido.

Outra vantagem operacional é de o processo não causa vibrações que poderiam provocar danos nas edificações vizinhas ou instalações que se encontre em situação relativamente precária.

Para situações em que se tenha a necessidade de se executar a escavação abaixo do nível d’água em solos arenosos, ou no caso de argilas moles saturadas, não é recomendável o emprego das estacas do tipo Strauss por causa do risco de estrangulamento do fuste durante a concretagem.


http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostil

a/04.pdf

Estaca escavada

http://www.brasfond.com.br/fundacoes/egdiametro.html

Estacas escavadas

Com o auxílio de lama bentonítica, é previamente feita uma

perfuração no terreno, com retirada de material, em seguida, é

cheia com concreto (concretagem submersa, quando abaixo do

nível d’água).

Estacas de grandes diâmetros executadas por perfuração a

rotação e podem atingir profundidades de até 70 metros.

Convém ainda lembrar que as estacas escavadas de grande

diâmetro podem ser executadas em presença de lâmina d’água,

o que ocorre em obras marítimas e em construção de pontes.

Nesse caso, a escavação mecânica e a concretagem submersa

são precedidas da cravação de camisa metálica por intermédio,

em geral, de martelo vibratório.

Os equipamentos, quando necessários, serão montados em

plataforma flutuante (barcaças de convés chato). As camisas

metálicas poderão ser perdidas ou recuperadas.

Hélice Contínua

Estaca de concreto moldada in loco, executada através de um equipamento que possui um trado helicoidal contínuo, que retira o solo conforme se realiza a escavação, e injeta o concreto simultaneamente, utilizando a haste central desse mesmo trado.

É um sistema que proporciona uma boa produtividade e, por esse motivo, é recomendável que haja uma central de concreto nas proximidades do local de trabalho.

Além disso, as áreas de trabalho devem ser planas e de fácil movimentação.

O sistema pode ser empregado na maioria dos tipos de solos, exceto em locais onde há a presença de matacões e rochas.

Estacas muito curtas, ou que atravessam materiais extremamente moles também devem ter sua utilização analisada cuidadosamente.

Estaca hélice contínua


Vantagem e desvantagem

Dentre as principais vantagens destacam-se a elevada produtividade, promovida pela versatilidade de equipamento, que por sua vez leva à economia devido à redução dos cronogramas de obra, pode ser executada na maior parte dos maciços de solo, exceto quando ocorrem matacões e rochas, não produz distúrbios e vibrações típicos dos equipamentos a percussão, controle de qualidade dos serviços executados, além de não causar a descompressão do terreno durante a sua execução.

As principais desvantagens estão relacionadas ao porte do equipamento, que necessita de áreas planas e de fácil movimentação, pela sua produtividade exige central de concreto no canteiro de obras, e pelo seu custo é necessário um número mínimo de estacas a se executar para compensar o custo com a mobilização do equipamento.


a/04.pdf

Estacas-raiz

Estacas escavadas com perfuratriz, executadas com

equipamento de rotação ou rotopercussão com

circulação de água, lama bentonítica ou ar

comprimido.

É recomendado para obras com dificuldade de

acesso para o equipamento de cravação, pois

emprega equipamento com pequenas dimensões

(altura de aproximadamente 2m).

É indicado também quando o solo possui matacões

e rocha, por exemplo. Pode ser executada de forma

inclinada, resistindo a esforços horizontais.

Estaca raiz


Tubulão

Elemento de fundação profunda escavado no

terreno, em que, pelo menos na sua etapa final, há

descida de pessoas, que se faz necessária para

executar o alargamento da base ou pelo menos a

limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste

tipo de fundação as cargas são transmitidas

preponderantemente pela ponta.

Tubulão a céu aberto

Escavada manualmente, não pode ser executado

abaixo do nível d´água.

Dispensa escoramento em terreno coesivo,

mostrando-se uma alternativa econômica para altas

cargas solicitadas, superior a 250 Tf.

Tubulão a céu aberto

O fuste do tubulão normalmente é de seção circular.

Adota-se como diâmetro mínimo 70 cm, para

permitir a entrada e saída de operários,

A projeção da base poderá ser circular, ou em forma

de falsa elipse. Neste último caso, a relação a/b

deverá ser menor que 2,5.


a/04.pdf

Tubulão a ar comprimido

Utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de

empregar escavação mecânica ou cravação de

estacas, como em áreas com alta densidade de

matacões, lençóis d´água elevados ou cotas

insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação.

Nesse tipo de fundação, pode-se utilizar uma

camisa metálica, de concreto ou de concreto

moldado in loco, sendo empregada uma pressão

máxima de 3,4 atm, limitando, dessa forma, a

profundidade do tubulão a 34 m abaixo do nível

d´água

Tubulão sobre ar comprimido

Material para estudo/referencia

bibliográfica

Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122: projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.

Apostila de fundação. Laboratório de Mecânica dos Solos e Pavimentação. Fortaleza, Ceará. Disponível em <http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila/04.pdf>

Estaca Strauss. 2012. Disponível em <http://www.fxsondagens.com.br/estaca-strauss.html>

Associação Brasileira de Concreto Portland. Fundação. Disponível em <http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=16761-setec-orientacoes-sobre-escolha-de-fundacoes&category_slug=dezembro-2014-pdf&Itemid=30192>

SANTOS, A. R.; PENNA, A. S. D. Condicionantes geológicos na concepção e tratamento das fundações de edifício corporativo. In: Revista Techne. Ed. Pini, 2014. Disponível em <http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/204/artigo308628-1.aspx >



























http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/204/artigo308628-1.aspx







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