captulo2- fundaes

8/2/2019 Captulo2- Fundaes

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Capítulo 2

Estudo das Fundações

1. Definição de fundação

A estrutura de uma obra é constituída pelo esqueleto (figura 1) formado peloselementos estruturais, tais como: lajes (cinza), vigas (vermelho), pilares (verde) e fundações(azul), etc. Fundação é o elemento estrutural que tem por finalidade transmitir as cargas deuma edificação para uma camada resistente do solo. Existem vários tipos de fundações e aescolha do tipo mais adequado é função das cargas da edificação e da profundidade dacamada resistente do solo. Com base na combinação destas duas análises optar-se-á pelo tipoque tiver o menor custo e o menor prazo de execução.

Figura 1: Estrutura de uma edificação.



Técnica das Construções Edmundo Rodrigues 36

2. As cargas da edificação

As cargas da edificação são obtidas por meio das plantas de arquitetura e estrutura,onde são considerados os pesos próprios dos elementos constituintes e a sobrecarga ou cargaútil a ser considerada nas lajes que são normalizadas em função de sua finalidade.Eventualmente, em função da altura da edificação deverá também ser considerada a ação dovento sobre a edificação. A tabela 1 fornece o peso específico dos materiais mais utilizadosnos elementos constituintes de uma construção, enquanto a tabela 2 as sobrecargas ou cargasúteis em lajes de piso ou de forro de acordo com a sua finalidade.

Tabela 1: Peso específico dos materiais mais empregados em uma construção.

Material Peso específico Unidade

Alvenaria de pedraAlvenaria de tijolo maciço revestidoAlvenaria de tijolo furado revestidoConcreto simplesConcreto armadoRevestimento com madeira (taco)Ladrilho e pedras de pisoMármore de 2 a 3 cm de espessuraRevestimento de tetos e pisos de lajes com argamassaTelhado completo – telha francesa

Telhado completo – telha canalTelhado completo – cimento amiantoMadeira de lei

2200 a 240016001300220025004550

80 a 9025125

15090900

kgf/m3 kgf/m3 kgf/m3 kgf/m3 kgf/m3 kgf/m2

kgf/m2 kgf/m2 kgf/m2 kgf/m2

kgf/m2

kgf/m2 kgf/m3

Tabela 2: Sobrecargas ou carga úteis em lajes de piso e de forro.

Compartimento Sobrecarga – kgf/m2

Laje de forro

Laje de piso de residênciaLaje de piso de escritórioLaje de piso de enfermarias e recepçõesSalas de aula, assembléiasBiblioteca – sala de leituraBiblioteca – sala de estante de livroDepósitosArquibancadas

100

200200250350250

a ser determinado em cada casoa ser determinado em cada caso

400




3. Resistência ou capacidade de carga do solo

A determinação da tensão admissível, resistência ou capacidade de carga do solo f s consiste no limite de carga que o solo pode suportar sem se romper ou sofrer deformaçãoexagerada. Para obras de vulto sujeitas à carga elevadas só pode ser realizada por empresasespecializadas, que além do estudo do subsolo, de um modo geral propõem sugestões para otipo de fundação mais adequado para que o binômio estabilidade-economia seja atendido(veja item “2.2. Estudo do subsolo – Capítulo 1 - Planejamento das Construções”).

Para obras de pequeno vulto sujeitas a cargas relativamente pequenas, a resistência f s do terreno poderá ser obtida por meio de tabelas práticas em função do tipo de solo (tabela 3).

Tabela 3: Tensão admissível no solo (f s) recomendada pela ABNT.

Tipo de solo Tensão admissível(kgf/cm2)a. Rocha viva, maciça sem laminação, fissuras ou sinal de

decomposição, tais como: gnaisse, granito, diábase e basalto. b. Rochas laminadas com pequenas fissuras estratificadas, tais

como: xistos e ardósias.c. Depósitos compactos e contínuos de matacões e pedras de

várias rochas.d. Solo concrecionado.e. Pedregulhos compactos e mistura de areia e pedregulho.f. Pedregulhos soltos e mistura de areia e pedregulho. Areia

grossa compacta.g. Areia grossa fofa e areia fina compacta.h. Areia fina fofa.i. Argila dura.

j. Argila rija.k. Argila média.l. Argila mole, argila muito mole, aterros.

100

35

1085

321321*

* são exigidos estudos especiais ou experiência local 4. Classificação das fundações

De acordo com a profundidade do solo resistente, onde está implantada a sua base, asfundações podem se classificadas em:

• fundações superficiais (diretas): quando a camada resistente à carga da edificaçãoou seja, onde a base da fundação está implantada, não excede a duas vezes a suamenor dimensão ou se encontre a menos de 3 m de profundidade;

• fundações profundas (indiretas) são aquelas cujas bases estão implantadas a maisde duas vezes a sua menor dimensão, e a mais de 3 m de profundidade.

O que caracteriza, principalmente uma fundação rasa ou direta é o fato da distribuiçãode carga do pilar para o solo ocorrer pela base do elemento de fundação, sendo que, a cargaaproximadamente pontual que ocorre no pilar, é transformada em carga distribuída, num valor

tal, que o solo seja capaz de suportá-la (figura 2a). Outra característica da fundação direta é anecessidade da abertura da cava de fundação para a construção do elemento de fundação no




fundo da cava.A fundação profunda, a qual possui grande comprimento em relação a sua base,

apresenta pouca capacidade de suporte pela base, porém grande capacidade de carga devidoao atrito lateral do corpo do elemento de fundação com o solo (figura 2b). A fundação

profunda, normalmente, dispensa abertura da cava de fundação, constituindo-se, por exemplo,em um elemento cravado por meio de um bate-estaca.

(a)

(b)

Figura 2: Fundação direta ou rasa (a) e indireta ou profunda (b).




5. Fundações superficiais ou rasas ou diretas

Em projetos de construções rurais são usadas principalmente fundações diretas, tendoem vista, que as cargas são relativamente pequenas, não exigindo da camada do solo de apoiouma grande resistência.

As fundações diretas classificam-se em:

• blocos de fundações;• baldrames;• radier.

A seguir são apresentados os diferentes tipos de fundação direta para uma obrasimples composta de dois compartimentos (figura 3) e, em desenho tri-dimensional, as

possíveis soluções em fundação direta para um silo multicelular (figura 4).

Fundação direta em blocos

O que caracteriza a fundação em blocos é o fato da distribuição de carga para o terreno ser aproximadamente pontual, ou seja, onde houver pilar existirá um bloco de fundaçãodistribuindo a carga do pilar para o solo (figura 3a). Os blocos podem ser construídos de

pedra, tijolos maciços, concreto simples ou de concreto armado. Quando um bloco éconstruído de concreto armado ele recebe o nome de sapata de fundação.

Fundação direta em baldrame

A fundação em baldrame apresenta uma distribuição de carga para o terreno tipicamentelinear, por exemplo, uma parede que se apóia no baldrame, sendo este o elemento quetransmite a carga para o solo ao longo de todo o seu comprimento (figura 3b). Um baldrame

pode ser construído de pedra, tijolos maciços, concreto simples ou de concreto armado.Quando o baldrame é construído de concreto armado ele recebe o nome de sapata corrida.

Fundação direta em radier

A fundação em radier é constituída por um único elemento de fundação que distribui todaa carga da edificação para o terreno, constituindo-se em uma distribuição de carga tipicamente

superficial (figura 3c). O radier é uma laje de concreto armado, que distribui a carga total daedificação uniformemente pela área de contato. É usado de forma econômica quando ascargas são pequenas e a resistência do terreno é baixa, sendo uma boa opção para que não sejausada a solução de fundação profunda.




5,20m

5,00m

Forma Nível de Piso

C1a−0,2x0,3

C2a−0,2x0,3

5 , 0 0 m

C 3 − 0 , 2 x 0 , 3

P4−0,2x0,2

P1−0,2x0,2

C 5 − 0 , 2 x 0 , 3

C 4 − 0 , 2 x 0 , 3

C2b−0,2x0,3

P5−0,2x0,2 P6−0,2x0,2

5,00m

C1b−0,2x0,3P2−0,2x0,2 P3−0,2x0,2

5,20m

Forma da Fundação

5 , 2 0 m

B4−1,0x1,0

P4−0,2x0,2

B1−1,0x1,0

P1−0,2x0,2

B5−1,0x1,0

P5−0,2x0,2

B6−1,0x1,0

P6−0,2x0,2

B2−1,0x1,0

P2−0,2x0,2

B3−1,0x1,0

P3−0,2x0,2

2 , 9 0 m

Corte Longitudinal

0 , 5 0 m

1 , 2 0 m

2 , 0 0 m

0 , 5 0 m

0 , 1 0 m

5,00m

L2 − D=0,1

5 , 0 0 m

5,00m

V2a−0,2x0,3

P4−0,2x0,2

V 3 − 0 , 2 x 0 , 3

L1 − D=0,1

P5−0,2x0,2

V2b−0,2x0,3

V 4 − 0 , 2 x 0 , 3

Forma Nível de Cobertura

V1a−0,2x0,3P1−0,2x0,2 P2−0,2x0,2 V1b−0,2x0,3

P6−0,2x0,2

V 5 − 0 , 2 x 0 , 3

P3−0,2x0,2

Solução em Blocos

(a)

Forma da Fundação

Ba1−0,6x0,2

5 , 2 0 m

5,20m 5,20m


P1−0,2x0,2 P2−0,2x0,2 P3−0,2x0,2

P4−0,2x0,2 P5−0,2x0,2 P6−0,2x0,2

C1a−0,2x0,3 C1b−0,2x0,3

C2a−0,2x0,3 C2b−0,2x0,3

C 5 − 0 , 2 x 0 , 3

C 3 − 0 , 2 x 0 , 3

C 4 − 0 , 2 x 0 , 3


P1−0,2x0,2 V 1a −0 ,2x0 ,3 P2−0,2x0,2 V 1b −0 ,2x0 ,3 P3−0,2x0,2

V 5 − 0 , 2 x 0 , 3

V 4 − 0 , 2 x 0 , 3

V 3 − 0 , 2 x 0 , 3

V2a−0,2x0,3 V2b−0,2x0,3

P6−0,2x0,2P5−0,2x0,2P4−0,2x0,2

L2 − D=0,1L1 − D=0,1

5,00m 5,00m

5 , 0 0 m

5,00m

5 , 0 0 m

5,00m

0 , 1 0 m

0 , 5 0 m

Corte Longitudinal

2 , 9 0 m

Ba2−0,6x0,2

B a 3 − 0 , 6 x 0 , 2

B a 4 − 0 , 6 x 0 , 2

B a 5 − 0 , 6 x 0 , 2

0 , 5 0 m

0 , 2 0 m

0 , 6 0 m

0,60m

Solução em Baldrame

(b)




5,20m 5,20m

5,00m


C1a−0,2x0,3

C2a−0,2x0,3

5 , 0 0 m

P4−0,2x0,2

C 3 − 0 , 2 x 0 , 3

P1−0,2x0,2

5,00m

C2b−0,2x0,3

P5−0,2x0,2

C 4 − 0 , 2 x 0 , 3

P6−0,2x0,2

C 5 − 0 , 2 x 0 , 3

C1b−0,2x0,3P2−0,2x0,2 P3−0,2x0,2

Forma da Fundação

5 , 2 0 m

Ra1−11,0x5,8

2 , 9 0 m

Corte Longitudinal

0 , 5 0 m

0 , 1 0 m

0 , 2 0 m

0 , 5 0 m

V1b−0,2x0,3

V2b−0,2x0,3

5,00m

L2 − D=0,1

P2−0,2x0,2P1−0,2x0,2 V1a−0,2x0,3

L1 − D=0,1

V2a−0,2x0,3

5,00m

V 3 − 0 , 2 x 0 , 3

5 , 0 0 m

P4−0,2x0,2

V 4 − 0 , 2 x 0 , 3

P5−0,2x0,2


P3−0,2x0,2

V 5 − 0 , 2 x 0 , 3

P6−0,2x0,2

5 , 8 0 m

11,00m

Solução em Radier

0,20m

0

, 2 0 m

Figura 3: Fundação em blocos (a), em baldrame (b) e em radier (c).

6. Dimensionamento de um bloco de fundação

Os blocos são fundações em concreto simples ou ciclópico e caracterizados por umaaltura relativamente grande em relação às dimensões da base, necessária para que trabalhemessencialmente à compressão. Nas construções comuns os blocos são usados para cargas deaté 50000 kgf e, além disso, não é aconselhável o emprego de blocos em terrenos comresistência inferior a 1 kgf/cm2 (0,1 MPa). Quando se deseja economizar material, pode-seadotar o bloco com a forma escalonada.

Sendo f solo a resistência do terreno (tensão admissível) e F a carga que chega ao bloco pelo pilar, para que a tensão admissível não seja ultrapassada deve-se ter:

solof S

F≤

Portanto, a área da base pode ser calculada em uma primeira tentativa pela expressão:

solof

FS ≥

Como os blocos são geralmente quadrados, temos para o lado B do quadrado:

SB = Quanto à altura dos blocos experiências recomendam adotar a expressão:

)b0,85(BH −

sendo: B = dimensão da base do bloco e b = dimensão do pilar.




Figura 4: Silo multicelular com possíveis soluções de fundação direta.




7. Fundações Profundas

Quando o solo compatível com a carga da edificação se encontra a mais de 3m de profundidade é necessário recorrer às fundações profundas, sendo três os tipos principais:

• estacas• tubulões• caixões

Estacas de fundação

São elementos alongados, cilíndricos ou prismáticos que se cravam (figuras 7 e 8),com um equipamento, chamado bate-estaca (figuras 9 e 10), ou se confeccionam no solo de

modo a transmitir às cargas da edificação a camadas profundas do terreno (figura 6).Estas cargas são transmitidas ao terreno através do atrito das paredes laterais da estacacontra o terreno e/ou pela ponta (figura 5).

Existe hoje uma variedade muito grande de estacas para fundações. Com certafreqüência, um novo tipo de estaca é introduzido no mercado e a técnica de execução deestacas está em permanente evolução. A execução de estacas é uma especialidade daengenharia.

Entre os principais materiais empregadas na confecção das estacas se pode citar:

• madeira;• aço;• concreto (pré-moldadas e moldadas “in situ”).

As estacas também são classificadas em estacas de deslocamento e estacas escavadas.As estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no terreno através de algum processoque não promova a retirada do solo. Enquadram-se nessa categoria as estacas pré-moldadas deconcreto armado, as estacas de madeira, as estacas metálicas, as estacas apiloadas de concretoe as estacas de concreto fundido no terreno dentro de um tubo de revestimento de aço cravadocom a ponta fechada, sendo as estacas tipo Franki o exemplo mais característico dessasúltimas.

As estacas escavadas são aquelas executadas “in situ” através da perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material. Nessa categoria se enquadram entreoutras as estacas tipo broca, executada manual ou mecanicamente e as do tipo “Strauss”.




Figura 5: Mecanismo de resistência dafundação profunda.

Figura 6: Estaca de concreto moldada "insitu”.

Figura 7: Estaca de madeira.Figura 8: Estaca de concreto pré-moldado.

Figura 9: Bate-estaca de queda livre. Figura 10: Bate-estaca de martelo diesel.




Estacas de madeira

As estacas de madeira são empregadas nas edificações desde a antigüidade.Atualmente, diante das dificuldades de se obter madeiras de boa qualidade, sua utilização é

bem mais reduzida.As estacas de madeira nada mais são do que troncos de árvores, bem retos e regulares,

cravados normalmente por percussão, isto é golpeando-se o topo da estaca com pilõesgeralmente de queda livre. No Brasil a madeira mais empregada é o eucalipto, principalmentecomo fundação de obras provisórias. Para obras definitivas tem-se usado as denominadas“madeiras de lei” como por exemplo a peroba, a aroeira, a maçaranduba e o ipê.

A duração da madeira é praticamente ilimitada, quando mantida permanentementesubmersa. No entanto, se estiverem sujeitas à variação do nível d’água apodrecemrapidamente pela ação de fungos aeróbicos, o que deve ser evitado aplicando –se substâncias

protetoras como sais tóxicos à base de zinco, cobre ou mercúrio ou ainda pela aplicação docreosoto. Neste tipo de tratamento recomenda-se o consumo de aproximadamente 15 kg decreosoto por m3 de madeira tratada quando as estacas forem cravadas em terra.

Durante a cravação a cabeça da estaca deve ser munida de um anel de aço de modo aevitar o seu rompimento sob os golpes do pilão. Também é recomendado o emprego de uma

ponteira metálica para facilitar a penetração da estaca e proteger a madeira.Do ponto de vista estrutural, a carga admissível das estacas de madeira depende do

diâmetro e do tipo de madeira empregado na estaca. Pode-se no entanto, adotar como ordemde grandeza, os valores apresentados na tabela 4.

Tabela 4: Cargas admissíveis usualmente adotadas em estacas de madeira.

Diâmetro (cm) Carga (kN)2025303540

150200300400500

Estacas metálicas

As estacas metálicas são constituídas principalmente por peças de aço laminado ou

soldado tais como perfis de seção I e H, como também por trilhos, geralmente reaproveitadosapós sua remoção de linhas férreas, quando perdem sua utilização por desgaste.

A principal vantagem das estacas de aço está no fato de se prestarem à cravação emquase todos os tipos de terreno, permitindo fácil cravação e uma grande capacidade de carga.Sua cravação é facilitada, porque, ao contrário dos outros tipos de estacas, em lugar de fazer compressão lateral do terreno, se limita a cortar as diversas camadas do terreno.

Hoje em dia já não existe preocupação com o problema de corrosão das estacasmetálicas quando permanecem inteiramente enterradas em solo natural, porque a quantidadede oxigênio que existe nos solos naturais é tão pequena que a reação química tão logocomeça, já acaba completamente com esse componente responsável pela corrosão. Entretanto,de modo a garantir a segurança a NBR 6122 exige que nas estacas metálicas enterradas sejadescontada a espessura de 1,5 mm de toda sua superfície em contato com o solo, resultandouma área útil menor que a área real do perfil. A carga máxima atuante sobre a estaca é obtida




multiplicando-se a área útil pela tensão admissível do aço f c = fyk/2 onde fyk é tensãocaracterística à ruptura do aço da estaca.

Figura 11: Área útil de estaca metálica.

A tabela 5 apresenta a carga para alguns perfis e trilhos fabricados pela CSN(Companhia Siderúrgica Nacional), calculada com σc = fyk/2 = 120 MPa. A utilização detrilhos velhos como estacas só é possível quando a redução do peso não ultrapassar 20% doteórico e nenhuma seção tenha área inferior a 40% da área do trilho novo.

Tabela 5: Cargas máximas em estacas metálicas completamente enterradas.

Tipo de perfil Denominação Área (cm2) Peso (N/m) Carga máxima (kN)

Perfis laminados

CSN (1

ª

alma)

H 6”x 6”I 8”x 4”

I 10”x 4

5

/8”I 12” x 51/4”

47,334,8

48,177,3

371273

377606

400300

400700

Trilhos(CSN)

TR 25TR 32TR 37TR 45TR 50TR 57

31,440,947,356,864,272,6

246,5320,5371,1446,5503,5569,0

250 (200)350 (250)400 (300)450 (350)550 (400)600 (450)

Nota: Os valores entre parênteses referem-se a trilhos velhos com redução máxima de peso de20% e nenhuma seção com redução superior a 40%.

Estaca de concreto

As estacas de concreto podem ser pré-moldadas ou concretadas no local.

a) Estacas pré-moldadas de concreto

São largamente usadas em todo o mundo possuindo como vantagens em relação asconcretadas no local um maior controle de qualidade tanto na concretagem, que é de fácilfiscalização quanto na cravação, além de poderem atravessar correntes de águas subterrâneaso que com as estacas moldadas no local exigiriam cuidados especiais.

Podem ser confeccionadas com concreto armado ou protendido adensado por centrifugação ou por vibração, este de uso mais comum. Tanto nas estacas vibradas quantonas centrifugadas a cura do concreto é feita a vapor, de modo a permitir a desforma e o




transporte da mesma no menor tempo possível. Tendo em vista que a cura a vapor só acelerao ganho de resistência nas primeiras horas, mas não diminui o tempo total necessário para queo concreto atinja a resistência final, as estacas devem permanecer no estoque pelo menos atéque o concreto atinja a resistência de projeto.

A seção transversal dessas estacas é geralmente quadrada, hexagonal, octogonal oucircular, podendo ser vazadas ou não.

A carga máxima estrutural das estacas pré-moldadas é em geral indicada nos catálogostécnicos das empresas fabricantes, no entanto a carga admissível só poderá ser fixada após aanálise do perfil geotécnico do terreno e sua cravabilidade.

Para não onerar o custo de transporte das estacas, desde a fabrica até a obra, o seucomprimento é limitado a 12m. Por isso, quando se precisar de estacas com mais de 12m as

peças devem ser emendadas. Essas emendas podem ser constituídas por anéis metálicos ou por luvas de encaixe tipo ”macho e fêmea” quando as estacas não estivem sujeitas a esforçosde tração tanto na cravação quanto na utilização (figura 12), ou em caso contrário, emenda do

tipo soldável, como indicada na figura 13, onde a altura h e a espessura e da chapa são funçãodo diâmetro da armadura longitudinal e do diâmetro da estaca.

Figura 12: (a) Emendas por anel metálico e (b) emendas por luvas.

Figura 13:Emenda tipo soldável em estaca pré-moldada.




Existem vários processos para cravação das estacas pré-moldadas, no entanto qualquer

que seja o processo, utilizado em geral de modo a facilitar a passagem da estaca pelas diversascamadas do terreno, no final a estaca será sempre cravada por percussão. Para tanto, utiliza-seum tipo de guindaste especial chamado de bate-estaca que pode ser dotado de martelo(também chamado de pilão) de queda livre ou automático também denominado martelodiesel. Para amortecer os golpes do pilão e uniformizar as tensões por ele aplicadas à estaca,instala-se no topo desta um capacete dotado de “cepo” e “coxim” conforme é mostrado nafigura 14.

Figura 14: Detalhe do capacete da estaca.

b) Estacas concretadas “in situ”

Existe uma grande variedade de tipos de estacas concretadas no local, diferenciadasentre si, principalmente, pela forma que são escavadas e pela forma de colocação do concreto.De um modo geral crava-se um tubo de aço até a profundidade prevista pela sondagemgeotécnica, enchendo–se com concreto que vai sendo apiloado até que se retire o tubo. Entreos vários tipos existentes destacam-se as estacas tipo Franki e as estacas tipo Strauss.

A estaca tipo Franki usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com aaponta fechada por meio de bucha e recuperado após a concretagem da estaca. O concretousado na execução da estaca é relativamente seco com baixo fator água-cimento, resultandoem um concreto de slump zero, de modo a permitir o forte apiloamento previsto no métodoexecutivo. O concreto com estas características deve atingir fcc28 ≥ 20 MPa e o controletecnológico do concreto durante a execução da estaca deve prever retirada regular de corpos-

de-prova, para serem ensaiados a 3, 7 e 28 dias, iniciando-se ao se executar as primeirasestacas, e continuar para cada grupo de 15 ou 20 estacas executadas. A armação da estaca éconstituída por barras longitudinais e estribos que devem ter dimensões compatíveis com odiâmetro do tubo e do pilão. A execução de estacas tipo Franki, quando bem aplicada,

praticamente não sofre restrições de emprego diante das características do subsolo, salvocasos particulares como aqueles constituídos por espessas camadas de solo muito mole. Atabela 6 apresenta as cargas admissíveis usuais adotadas em projetos de rotina das estacas tipoFranki executadas pelas empresas que atuam no mercado brasileiro. A adoção dessas cargasdepende da análise dos elementos do projeto, podendo ser diminuídas ou aumentadas em

projeto de condições especiais.




Tabela 6: Dados básicos para projeto das estacas tipo Franki.

φ 30 35 40 52 60L 15 18 22 30 35

Qc (kN) 450 550 800 1300 1700Qt (kN) 85 100 130 240 270

L – profundidade máxima recomendávelQc – carga admissível de compressãoQt – carga admissível de tração

A seguir são relacionados alguns aspectos da estaca tipo Franki, que fazem parte dométodo de execução, e que a diferencia dos outros tipos de estacas concretadas no localcontribuindo para a elevada carga de trabalho da estaca:

• a cravação com ponta fechada isola o tubo de revestimento da água do subsolo, oque não acontece com outros tipos de estaca executada com ponta aberta;

• a base alargada dá maior resistência de ponta que todos os outros tipos de estaca;• o apiloamento da base compacta solos arenosos, bem como, aumenta o diâmetro

da estaca em todas as direções, aumentando sua a resistência de ponta. Em solosargilosos o apiloamento da base expele a água da argila, que é absorvida peloconcreto seco da mesma, consolidando e reforçando seu contorno;

• o apiloamento do concreto contra o solo para formar o fuste da estaca compacta osolo e aumenta o atrito lateral;

• o comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação.

Figura 15: Fases de execução da estaca tipo Franki.




As estacas tipo Strauss foram projetadas, inicialmente, como alternativa às estacas pré-moldadas cravadas por percussão devido ao desconforto causado pelo processo decravação, quer quanto à vibração ou quanto ao ruído. O processo é bastante simples,consistindo na retirada de terra com sonda ou piteira e, simultaneamente, introduzir tubosmetálicos rosqueáveis entre si, até atingir a profundidade desejada e posterior concretagemcom apiloamento e retirada da tubulação. Por utilizar equipamento leve e econômico a estacatipo Strauss possui as seguintes vantagens:

• ausência de vibrações e trepidações em prédios vizinhos;• possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado;• possibilidade de verificar durante a perfuração, a presença de corpos estranhos no

solo, matacões, etc, permitindo a mudança de locação antes da concretagem;• possibilidade da constatação das diversas camadas e natureza do solo, pois a

retirada de amostras permite comparação com a sondagem à percussão;

• possibilidade de montar o equipamento em terrenos de pequenas dimensões;• autonomia, importante em regiões ou locais distantes.

Como principais desvantagens das estacas tipo Strauss podemos citar:

• quando a pressão da água for tal que impeça o esgotamento da água no furo com asonda, a adoção desse tipo de estaca não é recomendável;

• em argilas muito moles saturadas e em areias submersas, o risco de seccionamentodo fuste pela entrada de solo é muito grande, e nesses casos esta solução não éindicada;

• é indispensável um controle rigoroso da concretagem da estaca de modo a nãoocorrer falhas, pois a maior ocorrência de acidentes com estas estacas devem-se adeficiências de concretagem durante a retirada do tubo.

As estacas tipo Strauss podem ser armadas ou não. No caso das estacas não armadas, oconcreto utilizado deve ter um consumo mínimo de 300 kgf/m3, consistência plástica(abatimento mínimo de 8 cm) e fcck de 15 MPa. Já o concreto das estacas armadas deve ter um abatimento mínimo de 12 cm e fcck de 15 MPa. Não deverá ser utilizada a pedra 2,mesmo se necessário executivamente. A tabela 7 apresenta as cargas admissíveis para estacastipo Strauss não armada de acordo com a NBR 6122 em função do diâmetro externo do tubode revestimento. A carga de trabalho será fixada após análise do perfil geotécnico do terreno.

Tabela 7: Cargas admissíveis em estacas tipo Strauss não armadas.

Diâmetro externo do revestimento (cm) 22 27 32 42 52Carga admissível estruturalmente (kN) (NBR 6122) 200 300 400 700 1070

c) Tubulões de fundação

Os tubulões são elementos estruturais de fundação profunda, geralmente, dotados deuma base alargada, construídos concretando-se um poço revestido ou não, aberto no terreno

com um tubo de aço de diâmetro mínimo de 70cm de modo a permitir a entrada e o trabalhode um homem, pelo menos na sua etapa final, para completar a geometria da escavação e




fazer a limpeza do solo. Divide-se em dois tipos básicos: os tubulões a céu aberto,normalmente, sem revestimento e não armados no caso de existir somente carga vertical e osa ar comprimido ou pneumático. Os tubulões a ar comprimido são sempre revestidos,

podendo esse revestimento ser constituído de uma camisa de concreto armado ou por umacamisa metálica. Neste caso a camisa metálica pode ser recuperada ou não. São utilizados emsolos onde haja a presença de água e que não seja possível esgotá-la. O fuste do tubulão ésempre cilíndrico enquanto a base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse. Deve-seevitar trabalho simultâneo em bases alargadas de tubulões, cuja distância entre centros sejainferior a duas vezes o diâmetro ou dimensão da maior base, especialmente quando se tratar de tubulões a ar comprimido.

Figura 16: Geometria de um tubulão de fundação.

Quando comparados a outros tipos de fundações os tubulões apresentam as seguintesvantagens:

• os custos de mobilização e de desmobilização são menores que os de bate-estacase outro equipamentos;

• as vibrações e ruídos provenientes do processo construtivo são de muito baixaintensidade;

• pode-se observar e classificar o solo retirado durante a escavação e compará-lo às

condições do subsolo previstas no projeto;• o diâmetro e o comprimento do tubulão pode ser modificado durante a escavação

para compensar condições do subsolo diferentes das previstas;• as escavações podem atravessar solos com pedras e matacões, sendo possível

penetrar em vários tipos de rocha;• é possível apoiar cada pilar em um único fuste, em lugar de diversas estacas,

eliminando a necessidade de bloco de coroamento.

Em tubulões ar comprimido (figura 17), seja de camisa de aço ou de camisa deconcreto, a pressão máxima de ar comprimido empregada é de 3,4 atm (340 kPa), razão pelaqual esses tubulões têm sua profundidade limitada a 34m abaixo do nível do mar. Emqualquer etapa da execução deve-se observar que o equipamento deve permitir que se atenda,rigorosamente, os tempos de compressão e descompressão previstos pela boa técnica e pela




legislação em vigor, só se admitindo trabalhos sob pressões superiores a 150 kPa quando asseguintes providências forem tomadas:

• estar à disposição da obra equipe permanente de socorro médico;• estar disponível na obra câmara de descompressão equipada;• existir na obra compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva;• que seja garantida a renovação do ar, sendo o ar injetado em condições

satisfatórias para o trabalho humano

Figura 17: Construção de um tubulão a ar comprimido.




d) Caixões de fundação

Os caixões como o próprio nome sugere é um grande caixão impermeável à água, deseção transversal quadrada ou retangular que tem as paredes laterais pré-moldadas. Este tipode fundação profunda é destinado a escorar as paredes da escavação e impedir a entrada deágua enquanto vai sendo cravado no solo. Terminada a operação o caixão passa a fazer parteda infra-estrutura. São utilizados, por exemplo, como fundação de um pilar de ponte em que asubstituição de dois ou mais tubulões por um caixão que os envolva seja mais econômica.

Falta o desenho

Figura 18: Forma esquemática de um caixão de fundação.

captulo2- fundaes

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