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PCC-2435 – Tecnologia da Construção de Edifícios IMarço 2003
Escola Politécnica da USPDepto. de Engenharia de Construção Civil
Fernando Henrique SabbatiniFrancisco Ferreira Cardoso
Luiz Sérgio FrancoMercia Maria S. Bottura de Barros
FUNDAÇÕESEdifícios Altos
AULAS 7 e 8
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVILPCC 2435 - Tecnologia da Construção de Edifícios I
Profs. Luiz Sergio Franco, Mercia M. B. Barros, Fernando Henrique Sabbatini e Francisco F. Cardoso
Edifícios altos cargas elevadas
Fundações usuais em relação ao “PORTE” do edifício
Pequenos edifícios(casas e sobrados)Pequenas cargas
� Rasas� blocos e alicerces, sapatas, radiers
� Profundas indiretas� brocas, strauss, pré-moldadas
Diretas Rasas� sapatas, radiers
� Diretas Profundas� tubulões
� Indiretas Profundas� estacas (moldado no local,
concreto pré-moldado, aço)
1. Tubulões2. Estacas moldadas no local3. Estacas pré-moldadas4. Sapatas e Blocos5. Radiers
FUNDAÇÕES: Edifícios ALTOS
Tipo
s m
ais
com
uns
Grandes cargas
TUBULÕES
� TUBULÃO A CÉU ABERTO� aberto manualmente� aberto mecanicamente� encamisado ou não
� TUBULÃO A AR COMPRIMIDO� para situações de N.A. alto
Fundação Direta Profunda
PILARBLOCO DEFUNDAÇÃO
FUSTE
ALARGAMENTODA BASE
TUBULÕES
� Poço aberto manualmente� Diâmetro mínimo 70 cm� Terreno seco, acima N.A. (natural
ou rebaixado)� CUIDADOS:
� TERRENOS COLAPSÍVEIS� ACÚMULO DE GÁS NA ESCAVAÇÃO
TUBULÕES a céu aberto
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PROCESSO EXECUTIVO
� DEMARCAÇÃO – piquete ou caixa
PROCESSO EXECUTIVO
PROCESSO EXECUTIVO
� 2 operários� Ferramentas:
� Sarrilho� Vanga� Baldes
� Verificação do diâmetro e prumo� Verificação da profundidade
� Corrente
PROCESSO EXECUTIVO
PROCESSO EXECUTIVO PROCESSO EXECUTIVO
� ALARGAMENTO DA BASE� LIBERAÇÃO POR CONSULTOR
� Verificar tipo de solo
� POSICIONAMENTO DE ARMADURA (parte final do fuste)
� CONCRETAGEM (CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL) COM TREMONHA
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PROCESSO EXECUTIVO
� POSSIBILIDADE DE ENCAMISAMENTO
� ESCAVAÇÃO MECÂNICA (do fuste ou fuste e base)� clam-shell� perfuratriz
1 – Trado
2 – Balde
3 – Alargamento
4 – Bit a air liftp/ rocha
Perfuradora WirthTubulão com escavação mecânica
Tubulão encamisado com escavação mecânica
ENCAMISAMENTOCONCRETO OU METÁLICO� Camisa Concreto Armado
� 1o Trecho: pré-moldado
� Camisa Aço� Cravação manual ou mecânica� Pode servir de armadura ou ser recuperada
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
� CÂMARA DE AR COMPRIMIDO� CUIDADOS COM PESSOAL� CAMARA BAROMÉTRICA
� ALARGAMENTO DA BASE �ESCORAR CAMISA
� ARMAÇÃO� CONCRETAGEM
� ATRAVÉS DAS CÂMARAS DUPLAS
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
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Tubulõesa ArComprimido
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
� Apoio de pilares em fuste único� Possibilidade de descida do operário
nas escavações para limpeza da base� Menor custo de mobilização� Menor intensidade de vibração e ruído� Possibilidade de verificação do solo local� Ajuste nas dimensões� Controle de matacões
TUBULÕES - Vantagens
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TUBULÕES: bloco de coroamento ESTACAS
PRÉ-MOLDADAS� CONCRETO
� Armado� Protendido� Centrifugado (circular)� Mega (reforço de fundação)
� AÇO� Perfil� Trilho – simples, duplo, triplo
� MADEIRA � DESUSO
Fundação Indireta Profunda
ESTACAS
� MOLDADAS NO LOCAL� ESCAVADA� ESTACÃO� BARRETE� STRAUSS � FRANKI� RAIZ� HÉLICE CONTÍNUA
Fundação Indireta Profunda
AULA PASSADA
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
Estacas Concreto Pré-moldado CENTRIFUGADAS
Estacas Pré-moldadas de Concreto
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Estacas Pré-moldadas de Concreto ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
� EMPRESAS DE MÉDIO PORTE� RESPONSABILIDADE DA EMPRESA
É BEM DEFINIDA� CAPACIDADE DE CARGA DE 20 A
90 tf� COMPRIMENTO 3-10 m sem
emenda� SISTEMA DE EMENDA COM SOLDA
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
� MARCAÇÃO � PIQUETES� POSICIONAMENTO DO BATE-
ESTACA� ERGUE-SE A ESTACA (GUINCHO
DO BATE ESTACA)
� POSICIONA-SE E APRUMA-SE
SEQÜÊNCIA EXECUTIVA
MARCAÇÃO PIQUETES: posicionamento do local das estacas
ESTACA PRÉ-MOLDADA
ESTACA PRÉ-MOLDADA
Bate-estacas
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ESTACA PRÉ-MOLDADA Bate-estacas
ESTACA PRÉ-MOLDADA
Bate-estacas
Estacas Pré-moldadas de concreto
Bate-estacas
Estacas Pré-moldadas de concreto
Bate-estacas
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
CRAVAÇÃO ATÉ A NEGAALTURA DO MARTELO 2,0 a 1,5 M
� ABAIXO � FALSA NEGA� ACIMA � QUEBRA A ESTACA
PROTEÇÃO DA CABEÇA DA ESTACA
SEQÜÊNCIA EXECUTIVAESTACAS PRÉ-MOLDADAS
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ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
Estacas Pré-moldadas de concreto
Martelo
Proteção da cabeça
Estacas Pré-moldadas de concreto
Proteção da cabeça das estacas
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
PARA CHEGAR À COTA DE ARRASAMENTO
� CORTA-SE A SOBRA DA ESTACA� USO DE COMPLEMENTO
SEQÜÊNCIA EXECUTIVA
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
emenda
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Estacas Pré-moldadas de concreto
Final da cravação, com ocorrência da “nega”
Estacas Pré-moldadas de concreto
Final da cravação, retirada da sobra da estaca
PREPARO DA CABEÇA DE ESTACA:
EstacasPREPARO DA CABEÇA DE ESTACA:
Estacas
Armadura
Bloco das estacas
Estacas
� Perfis laminados `I`, `H`, soldados ou trilhos
� Cargas � 25 a 70 t� Profundidade � 24 m� Durabilidade � sempre
enterradas
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
de aço
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EXECUÇÃO E CONTROLE� CRAVADAS por percussão � Bate-estacas
com proteção no martelo� Ligação c/ bloco de coroamento:
� Chapas (em desuso)� Embutidas em blocos (com fretamento
espiral)
� Base � Alargamento da ponta
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
Proteção da cabeça da estaca
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço: solda dos perfis
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
Guia para cravação
içamento
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
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ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço: emenda de estacas
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS de aço Localização do
bloco de coroamento
BATE-ESTACAS DIESEL
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BATE-ESTACAS DIESEL
MARTELO VIBRATÓRIO
MARTELO VIBRATÓRIO
� Recuperação de fundações e estrutura
� Níveis reduzidos de vibração e barulho� Profundidade � emendas� Segurança da carga � checagem no
próprio processo� Cravadas por PRENSAGEM CONTRA A
ESTRUTURA
ESTACA MEGA
ESTACA MEGA ESTACA MEGA
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ESTACA MEGA
ESTACAS
� MOLDADAS NO LOCAL� ESCAVADA� ESTACÃO� BARRETE� STRAUSS � FRANKI� RAIZ� HÉLICE CONTÍNUA
Fundação Indireta Profunda
AULA PASSADA
� Pequenos e Grandes � 24 a 120cm
� Profundidade 15 a 60m� Cargas 40 a 150 t
ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE
TRADO HELICOIDAL
ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE
TRADO HELICOIDAL
� Execução:�Perfuração até a cota por trado helicoidal
�Posicionamento da armadura �Lançamento do concreto:
� fundo apiloado� vibração 2/2m
ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE
TRADO HELICOIDALESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE
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ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE
�Cargas � até 400 t�� até 100cm�Profundidade até 24 m�Baixo grau de ruído e vibração
�Perfuração em solos pouco coesos e abaixo N.A.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
� Execução e Controle�Escavada com hélice mecânica�Concretagem simultânea àretirada da hélice� limpeza manual da hélice
�Colocação de armadura
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
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ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
� HASTES TELESCÓPICAS - ESTACÃO� � 20 a 200 cm� Profundidade 30, 50, 70 m
(estacão)� Cargas até 500t� Solos com lençol e pequenos
matacões
ESTACÃO� Execução:
� Perfuração� Estabilização com Lama
Bentonítica� Içamento da armadura� Concretagem
ESTACÃO
ESTACÃO ESTACÃO
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ESTACÃO ESTACÃO
ESTACÃO ESTACÃO
ESTACÃO ESTACÃO
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ESTACÃO ESTACÃO
� Painéis � disposição em várias formas
� Elevada capacidade de carga �150 a 500 t
ESTACA BARRETE�Execução e Controle
�Escavação em trincheira: haste telescópica ou clam sheel
�Estabilização � Lama Bentonítica
�Posiconamento da armadura�Lançamento do concreto
ESTACA BARRETE
ESTACA BARRETE ESTACA BARRETE
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ESTACA BARRETE ESTACA BARRETE
ESTACA BARRETE
ESTACA BARRETE
ESTACA BARRETE
� Empresa de Grande Porte: custos equipamentos
� Responsabilidade bem definida
� Pessoal qualificado na execução
� Decisões � consultor
ESTACA FRANKI
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� Solos menos compactos� Cargas � 30 a 130 t� Profundidade até 18 m� � 30 a 60 cm� Uso em `diminuição`�
vibração e barulho
ESTACA FRANKICRAVADAS por PERCUSSÃO
� Cravação de tubo de aço com bucha� Expulsão da bucha � base alargada� Armadura (se necessário)� Concretagem (últimos 150l concreto
vigorosamente apiloados)
� Retirada do tubo (tubo perdido em solos menos coesos)
ESTACA FRANKI: Execução
ESTACA FRANKI
ESTACA FRANKI
ESTACA FRANKI
ESTACA FRANKI
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ESTACA FRANKI
ESTACA FRANKI
ESTACA FRANKI
�CONTROLE� AMOSTRAGEM DO
CONCRETO DURANTE A EXECUÇÃO
� VOLUME DE CONCRETO� COTA DE PONTA DA ESTACA� RETIRADA DA CAMISA
ESTACA FRANKI
� Solos menos coesos� Cargas até 150 t� � 10-40 cm� Execução
� INJETADAS
ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
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ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
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ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
ESTACA RAIZ ESTACA RAIZ
ESTACA RAIZ
� Utilização em declínio� Fundações provisórias �
Eucalipto� Profundidade � Troncos � 12m� Durabilidade � sempre
submersas� CRAVADAS por percussão
ESTACAS DE MADEIRA
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ESTACAS DE MADEIRA CUSTOS
INSTALAÇÃO ESTACA TIPO 1
ESTACA TIPO 2
TOTAL ESTACAS
CONCRETO PARA
ESTACAS
CONCRETO PARA
BLOCOS
TOTAL CONCRETO
OUTROS TOTAL TOTAL/ TF DE
CARGA
PRÉ-MOLDADA
1.300,00 31.795,00 (cravação 48 estacas de
70 tf e comp. de 16 m)
40.269,00 (cravação 52 estacas de
90 tf e comp. de 16 m)
73.364,00 (cravação
100 estacas)
17.980,00 (58 m3 de concreto)
17.980,00
1.204,00 (100
emendas soldadas)
92.548,00 12,89
FRANKI 6.000,00 35.200,00 (perfuração
44 estacas de 45 cm / 95 tf e
comp. de 16 m)
30.720,00 (perfuração 32
estacas de 52 cm / 130 tf e comp. de
16 m)
71.920,00 (perfuração 76 estacas)
41.126,00 (1.368 ml de
concreto)
23.560,00 (76 m3 de concreto)
64.686,00 136.606,00 19,03
HÉLICE CONTÍNUA
13.000,00 27.600,00 (execução 38 estacas de 60
ou 80 cm e comp. de
16 m)
9.520,00 (execução 8 estacas de 100 cm e comp. de
17 m)
50.120,00 (execução 46 estacas)
40.025,00 (299 m3 de concreto)
15.810,00 (51 m3 de concreto)
55.835,00 3.000,00 (retirada de
lama)
108.955,00 15,17
ESTACÃO 12.800,00 36.910,00 (perfuração
32 estacas de 70, 80 ou 90 cm e comp. de
16 m)
15.028,00 (perfuração 10
estacas de 100 ou 100 cm
e comp. de 17 m)
64.738,00 (perfuração 42 estacas)
53.376,00 (406 m3 de concreto)
9.610,00 (31 m3 de concreto)
62.986,00 10.000,00 (retirada de terra, lama,
forn. de água)
137.724,00 19,18
Fonte : Damasco Penna – 11/1996
Custos comparativos de fundações profundas para edifícios (valores em R$).
Edifício com 30 pilares – carga total de 7.180 tf– carga média por pilar de 239 tf
CUSTOS
Fonte : Construção São Paulo – 23/02/1998
Alguns custos de fundações profundas para edifícios
STRAUSS TRADO ESPIRAL
METÁLICA PRÉ-MOLDADA VIBRADA
PRÉ-MOLDADA
CENTRIFUG
FRANKI TUBULÃO A CÉU
ABERTO
RAIZ (ESTACA
INJETADA)
DIÂMETRO (CM)
38 50 (12 “) 26 35 60 80 20
CARGA (TF) 40 50 45 a 60 55 170 50
CUSTO(ML) 22,50 7,70 15,60 29,20 42,00 35,00 60,00 206,00 50 a 350,00
CUSTO INSTALAÇÃO
incluído 200,00 1.800,00 Sob consulta
Sob consulta
6.000,00 6.000,00 2.800,00
OBSERVAÇÃO Mínimo 300 ml
Só escavação
Concreto incluído
Solo / rocha
CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAÇÃO
BROCA APILOADA
STRAUSS TRADO ESPIRAL
PRÉ-MOLDADA VIBRADA
PRÉ-MOLDADA
CENTRIFUG.
FRANKI TUBULÃO A CÉU ABERTO
HÉLICE CONTÍNUA
ESTACÃO BARRETE (ESTACA
DIAFRAGNA)
RAIZ (ESTACA
INJETADA)DIÂMETRO
(M) 0,20 a 0,30
0,25 a 0,45
0,25 a 0,50
0,15 a 0,27 (seç.
quad.)
0,20 a 0,70
0,30 a 0,60
>=0,70 0,40 a 1,00
0,60 a 2,00
Retangular 0,10 a 0,41
CARGA (TF) 8 a 12 20 a 100 25 a 80 30 a 110 30 a 330 40 a 230 200 a 1.500 40 a 400 150 a 1.300 10 a 130COMPRIM. Até 6 m 6 a 30 m Pré-definido Até 30 m Até 25 m Até 60 m InclinadaTECNOLOGI
A Acessível Acessível Trado
mecânico
Bate-estacas (a percussão, por pilão de
queda livre ou por martelos diesel)
Equipamt. Pesado
Acessível Sofisticada Lama bentonítica
“Cabeça hidráulica”
Lama bentonítica “clamshell”
Equip. especial
Ar comprimido
CUSTO Baixo Baixo Baixo NA
PRESENÇA DE LENÇOL
Não Não Não Sim Sim Não Sim Sim Sim
BARULHO / VIBRAÇÕES
Não Não Não Sim Sim Não Não Não Não
OUTROS ASPECTOS POSITIVOS
Flexibilidade
(mobilidade, pé-direito, divisa)
Rapidez Mobilida
de
Qualidade Rapidez
Controle pela “nega”
Grandes profundids. Qualidade
Elevada capacidade Não armado
Rapidez Qualidade
terreno
Elevada capacidade Rapidez
Grandes profundidades
Porte equip(>= 3,0m)Tração e
compressã
OUTROS ASPECTOS NEGATIVOS
Nível confiabili-
dade
Dificuldade de controle
Acesso equip. Solos
coesivos
Transporte Cota arrasamento
Necessidade emenda ou corte
Obra de porte
mínimo
Solos coesivos
Segurança durante
execução
Obra de porte
mínimo Terreno plano
Sujeira canteiro Solos arenosos e rocha
mole Concretagem submersa
Consumo dágua Cota
arrasament