fot 7164aula 6 - fundayes pbofundas em estaca pdf

ESTADO DE MATO GROSSO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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| Conceito | Tipos | Projeto e dimensionamento|

CONCEITO

Aula 6 – FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACA

Profª Camila Regina Eberle

Estacas são importantes e comuns elementos de fundação utilizados para

transmitir as cargas atuantes na superfície a uma certa profundidade do solo.

São utilizadas em obras tanto de pequeno porte (onde temos as chamadas

"brocas") como as de grande porte. Diversos tipos de estacas estão

presentes no sistema e dependem, basicamente, da metodologia de

execução, intensidade da carga, tipo de terreno onde se localiza etc. A

transição da carga do pilar às estacas é feita por blocos de fundação. Estes

blocos, dependendo de suas dimensões (altura especialmente), podem ser

tratados como rígidos e/ou flexíveis.

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TIPOS



Estacas tipo Franki - Definição

A estaca tipo Franki foi introduzida como fundação há mais de 85 anos,por

Edgard Frankignoul na Bélgica.

É uma estaca de concreto armado, moldada no solo, que usa um tubo de

revestimento cravado dinamicamente com ponta fechada por meio de bucha,

e recuperada ao ser concretada a estaca.

É recomendado para o seguinte caso:


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TIPOS



Estacas tipo Franki – Execução


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TIPOS




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TIPOS




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TIPOS



Estacas tipo Strauss – Definição

Por se tratar de equipamento leve e econômico, constitui um tipo de estaca

que reúne algumas vantagens:

• Ausência de trepidações e vibrações em prédios vizinhos;

• Facilidade de locomoção dentro da obra;

• Possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado;

• Possibilidade de verificar, durante a perfuração, a presença de corpos

estranhos no solo, permitindo a mudança de locação antes de

concretagem;

• Possibilidade de retirada de amostras do solo


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TIPOS



Estacas tipo Strauss – Definição

Por se tratar de equipamento leve e econômico, constitui um tipo de estaca

que reúne algumas vantagens:

• Possibilidade de execução de estacas próximas à divisa, diminuindo a

excentricidade nos blocos;

• Possibilidade de execução em áreas com pé direito reduzido, diante da

facilidade de adaptação do equipamento;

• Autonomia e facilidade de transporte.


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TIPOS



Estacas tipo Strauss – Execução


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TIPOS




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TIPOS




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TIPOS



Estacas tipo Hélice Contínua – Definição

É uma estaca de concreto moldada in-loco executada por meio de trado

contínuo e injeção de concreto, sob pressão controlada, através da haste

central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno.

As fases de execução são:

• Perfuração;

• Concretagem;

• Colocação da armação.


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TIPOS



Estacas tipo Hélice Contínua – Execução


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TIPOS




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TIPOS




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TIPOS



Estacas pré-moldadas – Conceito

Caracterizam-se por serem cravadas no terreno por percussão, prensagem

ou vibração.

Podem ser constituídas por um único elemento estrutural (madeira, aço,

concreto armado ou protendido) ou pela associação de dois desses

elementos (e não mais do que dois), sendo denominada estaca mista.


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TIPOS



Estacas de madeira – Conceito

Sempre foram empregadas desde os primórdios da construção civil.

Atualmente, diante das dificuldades para se obter madeira de boa qualidade,

sua utilização é mais reduzida.

Diâmetro (cm) Carga (kN)

20 150

25 200

30 300

35 400

40 500


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TIPOS



Estacas metálica – Conceito

São constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de

seção I e H, chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada e

retangular bem como trilhos,geralmente reaproveitado após a remoção de

linhas férreas.


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TIPOS



Estacas metálica – Conceito


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TIPOS



Estacas de concreto – Conceito

De todos os materiais de construção, o concreto é um dos que melhor se

presta à confecção de estacas e em particular de estacas pré-moldadas,

devido ao controle de qualidade que se pode exercer tanto na confecção

quanto na execução.

Podem ser com seção quadrada ou circular.


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TIPOS



Estacas pré-moldadas – Execução

As estacas pré-moldadas podem ser cravadas por prensagem, por vibração

ou percussão. A cravação através de terrenos resistentes pode ser auxiliada

por perfuração prévia, a seco ou com uso de lamas estabilizantes.

• Cravação pro prensagem → macacos hidráulicos;

• Cravação por vibração → martelo dotado de garras com cargas

excêntricas que ao girarem rapidamente produzem uma vibração

transmitida à estaca;

• Cravação por percussão → pilões de queda livre (bate-estaca).

ESTE É O MÉTODO MAIS UTILIZADO!


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TIPOS





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TIPOS





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PROJETO



Definido o tipo de estaca, o próximo passo é a obtenção do número de

estacas por pilar que é obtido através da carga nominal , que consiste na

capacidade da estaca considerando apenas o elemento estrutural.

Geralmente pode ser obtida nos catálogos das empresas. Para estacas de

concreto, pode-se calcular:

Onde:

0,85= sadm do concreto á compressão;

gf=1,40 (minoração da resistência do concreto)

gc=1,70 (majoração da carga)


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PROJETO



Para calcular o ne, consideram-se duas hipóteses:

1) Centro de carga do pilar (CGpilar) coincide com o centro de gravidade do

estaqueamento (CGest.).

Onde:

Ptotal é a carga vertical total (pilar +peso do bloco), de maneira que o peso do

bloco equivale a aproximadamente 5% a 10% da carga do pilar.


Equação 1

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PROJETO



2) Pilares com carga vertical e momentos (CGpilar não coincide com CGest.)

a) Arbitrar um número ninicial de estacas;

b) Calcular a carga por estaca;

c) Verificar se a carga na estaca mais carregada não supera .


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EXEMPLOS



Exemplo 1:


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EXEMPLOS



Exemplo 2:


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EXEMPLOS



Exemplo 2:

Onde:

Pi = carga da estaca;

xi e yi = coordenadas das estacas

MRx e MRy = momentos resultantes ao longo dos eixos x e y;

Os sinais de positivo (+) e negativo (-) dependem se a estaca está sendo

comprimida (+) ou tracionada (-).


Equação 2

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EXEMPLOS



Exemplo 2:

De posse da carga aplicada pelo pilar, e as excentricidades, podemos

calcular os momentos resultantes em cada uma das estacas.

Para calcular a primeira parte da Equação 2, basta dividir a carga total do

pilar(Ptotal) pelo número total de estacas (ne).


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EXEMPLOS



Exemplo 2:

Agora,para facilitar a visualização dos cálculos, monta-se uma tabela como a

apresentada abaixo,alimentando com as coordenadas de cada uma das

estacas para obter Ʃx² e Ʃy², definir os sinais da segunda e terceira partes da

Equação 2, e por fim calcular a carga em cada estaca (Pi):


ESTACA COORDENADAS

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EXEMPLOS




ESTACA COORDENADAS

xi yi

E1 1,50 1,00 333,33 -63,15 +125,00 395,18

E2 1,50 1,00 333,33 +63,15 +125,00 521,48

E3 0,50 0,00 333,33 -21,05 0,00 312,28

E4 0,50 0,00 333,33 +21,05 0,00 354,38

E5 1,50 1,00 333,33 -63,15 -125,00 145,18

E6 1,50 1,00 333,33 +63,15 -125,00 271,48

9,50 4,00

Ʃx² Ʃy²

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EXEMPLOS



Exemplo 2:

Supondo o exemplo anterior, em que ,nota-se que a maior carga

(E2=541,48kN) não ultrapassa . Logo, ne=6 estacas seria o suficiente para

esse caso. Se o resultado fosse negativo, deve-se realizar outras tentativas com

mais estacas. Para esse caso, se for do desejo do projetista, pode-se fazer uma

nova tentativa com um menor número de estacas.


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