8.1 XV Estacas cravadas - Técnico Lisboa - Autenticação XV... · 2ª FASE − CRAVAÇÃO DOS...

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DE

Civil

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Processos de Construção

Licenciatura em Engenharia Civil

CAP. X

VCAP. X

VESTACAS

ESTACAS

CRAVADAS

CRAVADAS

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ESTACAS CRAVADAS

ESTACAS CRAVADAS

1. IN

TRODUÇÃO

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em

Eng

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Estacas cravadas

1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO

ESTACAS CRAVADASESTACAS CRAVADAS

Pré-fabricadas

Fundações indirectas (profundas)

Alternativa às estacas moldadas

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Processo pouco utilizado em Portugal

Emissão de ruído Mais oneroso Emissão de vibração

Evolução das técnicas de cravação

Redução de ruído Diminuição de custos Redução de vibração

Tendência para maior utilização do processo

1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO


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ESTACAS CRAVADAS

ESTACAS CRAVADAS

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ESTACAS CRAVADAS

ESTACAS CRAVADAS

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2. DIMENSIONAMENTO

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ESTACAS MOLDADASESTACAS MOLDADAS

• Fundações rígidas de 2ªordem - funcionamento deponta e atrito lateral.

• Fundações flutuantes - atritolateral:

• assentamentos não

desprezáveis;

• grande profundidade

(maximizar o atrito lateral).

Terreno sem capacidade resistente

Atrito

CargaEstrato de terreno sem capacidade resistente

Estrato de terreno firme de grande espessura

Estrato de terreno firme mas pouco espesso

Estrato de terreno sem capacidade resistente

Pressão sobre a ponta

Atrito

Carga

Comportamento e modo de funcionamentoComportamento e modo de funcionamento

2. 2. DIMENSIONAMENTO

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• compressão

Mecanismos de rotura Mecanismos de rotura


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Considerações

A capacidade de carga do terreno para uma estaca isolada cravada em termos

de cargas verticais pode ser obtida por três vias:

ensaios de carga estáticos;

fórmulas estáticas com base nos parâmetros de resistência dos solos

atravessados, a partir de ensaios de resistência in-situ (CPT, SPT, ensaio de

corte rotativo e pressiómetro) e/ou ensaios laboratoriais de amostras intactas

(triaxial, compressão simples e corte directo);

fórmulas dinâmicas de cravação, em que se estabelecem correlações entre a

capacidade de carga e a energia necessária à cravação.

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ivil • flexão

Mecanismos de rotura Mecanismos de rotura


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em

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Considerações

Para as acções horizontais, as estacas são modeladas como peças lineares

caracterizadas por uma certa rigidez à flexão, dependente das suas dimensões e

materiais constituintes, sujeitas a uma carga concentrada no topo, sendo o solo

simulado por um conjunto de molas horizontais ao longo do comprimento da

estaca.

Em alternativa a estes modelos discretos, pode utilizar-se o método dos

elementos finitos, em que o solo é considerado como um meio contínuo e

elástico.

Outra alternativa é a utilização de tabelas de dimensionamento.

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ESTACAS CRAVADAS

ESTACAS CRAVADAS

3. T

IPOLOGIAS

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2. T

IPOLOGIAS

2. T

IPOLOGIAS

ESTACAS CRAVADAS

ESTACAS CRAVADAS

Qu

anto

ao tip

o d

e material

madeira

metá

licas

Esta

cas

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4. PROCESSOSCONSTRUTIVOS

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a) Tipologias

Processos de cravação:

- percussão (mais utilizado);

- vibração;

- prensagem.

Materiais que constituem as estacas:

- madeira;

- aço;

- betão;

- mistas.

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Pilã

o (p

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b) E

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b) E

qu

ipam

ento

s -C

ravação

po

r percu

ssão

Marte

lo

auto

mátic

o

(hid

ráulic

o)

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Martelo

automático (diesel)

b) Equipamentos - Cravação por percussão

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Guia suspensa associada a martelo diesel Guia fixa em bate-estacas com pilão de queda livre

b) Equipamentos - Cravação por percussão

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2121/47/47

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c) Equipamentos - Cravação por vibração

Martelos vibradores para cravação de estacas

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2222/47/47

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d) Equipamentos - Cravação por prensagem (cargas pequenas)

Macaco hidráulico para cravação por prensagem

Esta técnica recorre a equipamento de pequeno porte, apresentando

vantagens em termos de flexibilidade de utilização e por não

introduzir vibrações nem ruído.

Como desvantagem,

pode-se apontar a

necessidade de

fixação do equipamento

a um maciço ou à

estrutura existente.

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2323/47/47

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Macaco hidráulico para cravação por prensagem, com a possibilidade de dispensa

do maciço por utilização de outras estacas já cravadas

d) Equipamentos - Cravação por prensagem (cargas pequenas)

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2424/47/47

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Reforço na cabeça

e) Tecnologia de construção - Estacas de madeira

Protecção na fase de cravação

Pormenores construtivos

Emendas

(1) Samblagem;

(2) Talas de junção;

(3) Anel metálico.

Processos de cravaçãoPercussão - pilão de queda livre

Vibração

Reforço na ponta

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Exemplo de cravação de estacas de

madeira por vibração


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Sequência construtiva associada à regularização das margens de um rio

2ª FASE − CRAVAÇÃO DOS PRUMOS DE MADEIRA


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f) Tecnologia de construção - Estacas metálicas

Secções das peças de aço laminado ou soldado:

Processos de cravaçãoPercussão - pilão de queda livre

Vibração

Prensagem

- perfis em I ou H;

- tubos ocos;

- perfis compósitos;

- estacas-prancha;

- carris reaproveitados das linhas férreas.

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Percussão com martelo dieselPercussão com martelo hidráulico

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Exemplo de cravação por vibração

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Elevação e posicionamento da estaca

Sequência de cravação

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3131/47/47

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Cravação da estaca


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3232/47/47

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Corte de ponta de estaca danificada


Ligação de troço de estaca por soldadura

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3333/47/47

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Execução e ligação da estaca ao maciço de fundação


CHAPA SOLDADA AO TOPO DO PERFIL

FERRAGEM SOLDADA ÀCHAPA

ESTACA (20 CM DENTRO DO MACIÇO) ENVOLVIDA POR CINTA HELICOIDAL E ANEL DE BETÃO COM 50 CM

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g) Tecnologia de construção - Estacas de betão pré-fabricadas

Secções das peças de betão armado pré-fabricado:

Processo de cravação Percussão - pilão de queda livre

- cilíndricas vazadas;

- cilíndricas maciça;

- hexagonal;

- octogonal;

- quadrada.

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Fabrico e constituição

Junta de ligação (alternativa: anéis

metálicos soldados)

Protecção metálica da ponta da estaca

Armadura longitudinal e cintas

Betonagem em moldes metálicos


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Transporte e armazenamento

A garantia da integridade da estaca passa pela adopção

de estratégias de transporte e armazenamento

adequadas


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Disposições construtivas Junta de ligação (alternativa: anéis metálicos soldados)

Protecção metálica da

ponta da estaca

Capacete de transmissão do impacto

do pilão à estaca


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1. Marcação

3. Elevação da estaca

2. Encaixe da estaca

no capacete

4. Verificação de aprumo (através

de guias laterais e/ou fio de prumo

NOTA: Eventual furação prévia com um trado num comprimento pequeno


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6. Ligação dos troços

5. Cravação


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7. Caso necessário, cravação da estaca em profundidade através de

prolongadores 8. Escavação para execução do maciço de

encabeçamento (eventualmente)


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9. Demolição e saneamento do topo da estaca para assegurar empalmes de armaduras com maciço


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4242/47/47

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10. Execução do maciço


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4343/47/47

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h) Resumo de processo construtivo

1. Preparação e posicionamento de equipamentos de elevação e de

cravação;

2. Elevação e posicionamento do primeiro troço da estaca e das restantes

disposições construtivas aplicáveis;

3. Cravação do troço de estaca;

4. Elevação, alinhamento e acoplamento dos troços seguintes (madeira -

assemblagem, tala de junção ou anel metálico; metálica - corte e

soldadura; betão - anel metálico e soldadura ou juntas de ligação);

5. Cravação de outra estaca enquanto se processam a operação 4;

6. Repetição do processo até se atingir a profundidade desejada;

7. Saneamento do topo de estaca;

8. Eventualmente, realização de maciço.

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4444/47/47

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5. CONTROLO DE QUALIDADE NA

EXECUÇÃO

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4545/47/47

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5. CONTROLO DE QUALIDADE NA 5. CONTROLO DE QUALIDADE NA EXECUEXECUÇÇÃOÃO

Capacidade de carga à rotura de uma estaca => menor valor de:

• resistência estrutural dos materiais que a compõem;

• resistência do solo.

Controlo in-situ para:

� a análise da integridade e da continuidade estrutural dos seus elementos;

� verificação das profundidades atingidas;

� aferição da interacção estaca-solo;

� detecção da ocorrência de fenómenos de relaxação, etc..

Controlo por intermédio de :

• ensaio de carga estático;

• determinação da nega;

• medição do ricochete elástico;

• ensaio sónico;

• ensaio dinâmico de carga.

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Ensaio de carga estático

Método1. Carregar gradualmente a estaca com um

peso transmitido à cabeça através de um

macaco hidráulico (sem levar geralmente

a estaca à rotura);

2. A estaca é descarregada também de uma

forma gradual;

3. A partir dos resultados e nomeadamente

da relação carga / deformação, é possível

estabelecer correlações com a

capacidade de carga da estaca.

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Ensaio sónico (estacas de betão)

• Baseado na teoria de propagação de ondas sónicas de tensão, permitindo avaliar a integridade estrutural das estacas;

• Detecção de descontinuidades ou anomalias na estaca tais como fracturas,

alargamentos e estreitamentos localizados, variação da qualidade do betão da estaca, irregularidades no diâmetro no corpo da estaca através da análise das características de propagação de ondas sónicas de tensão originadas na cabeça da própria estaca.

Método

1. Aplicação de um acelerómetro de alta sensibilidade no topo da estaca;

2. Aplicação de golpes com um martelo de mão;

3. Registo da evolução na aceleração da onda sónica.

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Ensaio dinâmico

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DECivil

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4949/47/47

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Eng

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5.5. CONTROLO DE QUALIDADE NA CONTROLO DE QUALIDADE NA EXECUEXECUÇÇÃOÃO

Ensaio dinâmico

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