Fundações Profundas I

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Fundações profundas I Texto original de Juliana Nakamura Edição 83 - Fevereiro/2004 Estacas pré-fabricadas A opção é a mais utilizada quando é necessário atingir grandes profundidades. Durante a cravação, é preciso cuidado para as peças não fraturarem Capazes de resistir a grandes esforços de tração, as estacas metálicas podem ter seções quadradas, retangulares ou circulares Desde muito tempo, o homem utiliza estacas de madeira em fundações. Tanto, que prédios históricos como o Theatro Municipal do Rio de Janeiro, construído em 1905, estão apoiados há anos sobre densos troncos de madeira. No entanto, a dificuldade de se obter madeiras de boa qualidade associada ao aumento das cargas das estruturas contribuiu para o incremento de outras tecnologias e

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Fundações profundas ITexto original de Juliana Nakamura

Edição 83 - Fevereiro/2004

 Estacas pré-fabricadas

A opção é a mais utilizada quando é necessário atingir grandes profundidades. Durante a cravação, é preciso cuidado para as peças não fraturarem

Capazes de resistir a grandes esforços de tração, as estacas metálicas podem

ter seções quadradas, retangulares ou circulares

Desde muito tempo, o homem utiliza estacas de madeira em fundações. Tanto, que prédios históricos como o Theatro Municipal do Rio de Janeiro, construído em 1905, estão apoiados há anos sobre densos troncos de madeira. 

No entanto, a dificuldade de se obter madeiras de boa qualidade associada ao aumento das cargas das estruturas contribuiu para o incremento de outras tecnologias e materiais. Hoje, é ampla a diversidade de soluções para fundações profundas, desde estacas moldadas in loco, também classificadas de escavadas com relação à forma de construção (ver matéria na página 46) até elementos pré-moldados. 

Produzidas fora da obra, mas sempre partindo de requisitos estabelecidos no

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projeto estrutural, as estacas pré-moldadas chegam praticamente prontas ao canteiro para serem cravadas, principalmente, por bate-estacas. A flexibilidade de uso, permitindo que suportem cargas de grandes e pequenas estruturas e sirvam também para reforço de fundações, é garantida pelas diferentes geometrias materiais que as compõem. 

Entre as opções, as estacas constituídas por perfis e chapas de aço laminado ou soldado podem apresentar bom desempenho, seja em seções quadradas, retangulares ou circulares (tubos). O bom comportamento à compressão e à tração é a principal característica desse tipo de elemento de fundação, o que faz com que seja bastante empregado em instalações portuárias. Seja pelo efeito da maré, seja pela movimentação durante a atracação de navios, são grandes os esforços de tração. "No entanto, como grande parte das obras convencionais exige poucos esforços de tração, muitas vezes o investimento maior necessário para a aquisição de estacas de aço não se justifica", comenta a engenheira Gisleine Coelho de Campos, pesquisadora do Agrupamento de Fundações da Divisão de Engenharia Civil do IPT. 

Tradicionalmente marcada como uma opção mais cara, se comparada com outras fundações pré-moldadas, hoje as estacas metálicas não têm necessariamente custo mais alto. "Novas seções em aço que diminuem o peso da estaca por metro viabilizam a competição", comenta o engenheiro Efraim Zaclis, diretor do escritório Zaclis & Falconi. Além disso, algumas construtoras adquiriram trilhos removidos de linhas férreas desativadas e estão utilizando esse material em fundações de edifícios habitacionais a custos bem baixos", acrescenta Gisleine.

Entre os sistemas pré-fabricados para fundações profundas, há também as já mencionadas estacas de madeira, muito utilizadas no passado, mas que caíram em desuso por razões ambientais e também por causa de algumas limitações como o apodrecimento. Hoje elas são mais utilizadas para suportarem pequenas cargas e principalmente em obras temporárias e estruturas de contenção. 

Cravadas por percussão, no Brasil, utiliza-se normalmente o eucalipto para a fabricação de estacas temporárias. Enquanto madeiras de lei como peroba, aroeira e ipê são empregadas em obras definitivas. Algumas condições, porém, são fundamentais para o uso desse tipo de estaca. Uma delas é o diâmetro mínimo de 15 cm para a ponta, e 25 cm para o topo. Além disso, para garantir a durabilidade das estacas, o arrasamento do seu topo deve estar abaixo do nível d'água, a não ser que recebam tratamento especial. 

Racionalidade e desperdício

Porém, para o engenheiro Urbano Rodrigues Alonso, diretor técnico da Geofix e co-autor do livro "Fundações Teoria e Prática", de todos os materiais de construção, o concreto é um dos que melhor se prestam à confecção de estacas, em especial das pré-moldadas, principalmente em virtude do controle da qualidade que se pode exercer durante a confecção e cravação das estacas. 

Indicadas para transpor camadas extensas de solo mole e em terrenos onde o plano de fundação apresenta uma profundidade homogênea, as estacas pré-

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moldadas de concreto não possuem restrições quanto ao seu uso abaixo do lençol freático. Podem ser confeccionadas em concreto armado ou protendido, nesse caso, por material adensado por vibração ou por centrifugação (vazadas). O que mudam basicamente são os formatos e a resistência. As seções transversais mais empregadas são as circulares (maciças ou vazadas), as quadradas, as hexagonais e as octogonais. 

A produtividade pode variar entre 40 e 80 m de estaca/dia, e quanto maior o diâmetro, maior a produtividade. 

Já as dimensões podem ir de 15 cm a 70 cm. No entanto, pela necessidade de serem transportadas da fábrica ao canteiro, o comprimento máximo das estacas de concreto limita-se a 12 m. A alternativa quando extensões maiores são necessárias é emendar as peças. Para isso, a NBR 6122 recomenda a soldagem, só tolerando as antigas emendas por anéis metálicos ou por luvas de encaixe tipo macho e fêmea quando não existem esforços de tração.

De acordo com a engenheira Gisleine Coelho de Campos, do IPT, para obras em terra, em geral, as estacas de concreto são as mais adotadas, até pela ampla variedade de segmentos que oferece, o que contribui para evitar futuras emendas e desperdício de material. "Mas essa vantagem pode se transformar em desvantagem diante de qualquer desvio de projeto, por menor que seja, pois se for preciso aumentar ou diminuir o comprimento da estaca em obra, serão necessários cortes e emendas que fatalmente levam ao desperdício", salienta. "Daí a importância de uma investigação geotécnica bem apurada, o que aliás não vale apenas para as estacas pré-moldadas, mas para todos os tipos de fundação", continua.

Cuidados e desafios executivos 

Um dos pontos nevrálgicos quando se trata de estaca pré-moldada, sobretudo de concreto, é a cravação. O processo mais utilizado ainda é o de percussão, que emprega pilões de queda livre e que apresenta como principal desvantagem alto nível de vibração, podendo danificar edificações vizinhas. Nesse método, uma massa erguida por um guindaste em um cabo de aço aplica uma série de golpes de martelo até que a estaca penetre no terreno. É a relação de massa e a altura de queda do martelo especificada pelo projetista que fornecem a energia necessária para a cravação. "Por isso, o dimensionamento adequado da altura de queda do martelo é fundamental para evitar quebras e danos às estacas", comenta Gisleine. 

Por conta de dificuldades durante a cravação, o uso de estacas pré-moldadas pode ser dificultado em solos com SPT elevado, tornando-se até mesmo inviável quando o índice for superior a 30. Porém, quando as estacas pré-moldadas se mostrarem mais viáveis, algumas técnicas podem ajudar a superar obstáculos durante a cravação. Uma delas é a utilização de estacas mistas, formadas pela associação de dois elementos, por exemplo, madeira-concreto e metal-concreto. Para cravação em argilas médias e duras, um dos procedimentos recorrentes é a utilização de uma ponta metálica, que é mais dúctil, associada a um fuste de concreto no trecho do solo de menor resistência (ver ilustração). 

Outro recurso quando a camada mais resistente está próxima à superfície é

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empregar um equipamento de perfuração para ultrapassar esse primeiro trecho e, a partir deste ponto, iniciar a cravação da estaca pré-moldada.

Da mesma forma, camadas espessas de solos muito moles podem significar desafios. Para suportarem estruturas em áreas com essas características, estacas pré-moldadas flutuantes podem apresentar bom comportamento. Muito comuns em zonas litorâneas, esses elementos trabalham apenas pelo atrito lateral, o que muitas vezes é suficiente para suportar todo o carregamento. "Nesse caso, o cálculo da resistência precisa ser compatível ao atrito lateral ao longo do fuste para que a fundação não dependa de resistência de ponta, inexistente nesse tipo de fundação", finaliza a pesquisadora do IPT.

Fissuras em estacas pré-moldadas de concreto

O fissuramento e até o rompimento de estacas pré-moldadas de concreto são bastante freqüentes, principalmente quando a estaca é vazada ou não é protendida. Normalmente as aberturas das fissuras são inferiores a 1 mm. Já são consideradas trincas as fissuras com abertura superior a 1 mm . A NBR 6122/96 não aborda essa questão, porém, podem-se adotar a classificação e os limites abaixo indicados para estacas total e permanentemente enterradas.

Classe 1: Fissuras transversaisSegundo o anexo da NBR 7480, a fissuração não é nociva quando pelo menos 85% das fissuras não ultrapassam os valores:

0,3 mm para estruturas protegidas com revestimento

0,2 mm para estruturas expostas em meio não-agressivo

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0,1 mm para estruturas expostas em meio agressivo

Quando as fissuras ultrapassarem esses valores, porém não atingirem 1 mm, a estaca deverá ser marcada e acompanhada durante seu içamento e aprumo junto ao bate-estacas. Após esse procedimento, novo exame deve ser realizado, e se mostrar que as fissuras não se fecharam até os limites acima mencionados a estaca deverá ser rejeitada

Classe 2: Fissuras longitudinaisEsse tipo de fissura, relativamente rara, é suficiente para rejeitar a estaca.

Classe 3: Trincas transversaisIndicam que a armadura longitudinal superou o estado elástico e a estaca deve ser rejeitada.

Classe 4: Trincas longitudinaisA estaca deve ser desprezada.

Classe 5: DesagregaçõesPequenas partes superficiais da peça que se soltam por motivos diversos, geralmente pancadas acidentais. Neste caso, a estaca deve ser recuperada na região afetada.

Classe 6: Ruptura do corpo da estacaSe ocorrer na descarga ou durante o içamento e se for justificável economicamente, a estaca poderá ser recuperada. Se a ruptura ocorrer durante a cravação, a estaca deverá ser analisada e, dependendo da causa e profundidade onde ocorreu, poderá ser extraída, abandonada ou cortada.

Classe 7: Esmagamento da cabeça da estacaSão válidas as recomendações do caso anterior. Se o topo da estaca estiver acima da cota de arrasamento, ela deverá ser demolida até essa cota. Se o topo da estaca estiver abaixo da cota de arrasamento, deve-se fazer a demolição do comprimento necessário da estaca.

Fonte: Urbano Rodriguez Alonso, em "Fundações Teoria e Prática", Editora Pini

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Estacas a toda provaTestes dinâmicos e estáticos ajudam a confirmar capacidade de suporte dos elementos de fundação executados in loco

Texto original de Heloisa Medeiros

Edição 95 - Fevereiro/2005

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A melhoria do projeto e processo executivo das estacas moldadas in loco está

relacionada à realização de ensaios que comprovam a capacidade de carga e a

integridade das peças executadas. Para isso, três ensaios são apontados pelos

especialistas como importantes nesse processo: a prova de carga estática, os

ensaios de carregamento dinâmico (ambos previstos em norma) e o PIT (Pile

Integrity Test), que oferece dados sobre a integridade da estaca executada. Entre

as estacas moldadas in loco, que necessitam de controle de capacidade de carga

e de integridade, a mais executada atualmente é a hélice contínua, em razão da

redução de ruído, já que não necessita de bate-estacas, e da eliminação de

vibrações, responsáveis por danos em edificações vizinhas. 

Em áreas urbanas, densamente povoadas e quase totalmente construídas, como é

o caso de São Paulo, Rio de Janeiro e outras grandes cidades do País, esse tipo

de estaca se difundiu, nos últimos anos, pelo fato de evitar transtornos à

vizinhança. Parente próximo da hélice contínua, só que um pouco mais cara,

existem ainda as estacas Ômega, que são executadas de maneira semelhante,

com a diferença de não retirar a terra da escavação e sim compactá-la

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promovendo o melhoramento do solo. Mais utilizadas para fundações de porte

maior, com grandes solicitações de carga, outros tipos de estacas moldadas in

loco, tais como as escavadas, estacões e estacas barrete, também requerem

realização de ensaios para o controle de execução. 

E como na medicina, em que cada caso é um caso e para cada paciente existe um

remédio distinto, para a área de fundações vale o mesmo axioma. Dessa maneira,

os vários intervenientes no processo vão ter um comportamento conjunto. A

interação solo¿elemento estrutural da fundação é um conjunto que deve ser

avaliado com o controle pós-execução. Para tanto, é necessário passar por

ensaios para determinar como essa interação funciona na prática. 

A prova de carga estática é preconizada pela NBR 6122 - Projeto e Execução de

Fundações, norma do setor que está sendo revisada, assim como o ensaio de

carregamento dinâmico. Ambos os ensaios também estão normalizados. Já o PIT,

que mede a integridade, não é exigido pela NBR 6122 e não é normalizado no

Brasil (segue procedimentos básicos e normas internacionais), o que não quer

dizer que não seja necessário e muito menos que os dados fornecidos por ele não

sejam importantes.

Cruzamento de dados

Segundo a engenheira Gisleine Coelho de Campos, responsável pela Seção de

Fundações da Divisão de Engenharia Civil do IPT, os ensaios são todos

importantes e a execução de um não exclui a dos dois outros. "Os resultados se

complementam", diz Gisleine. "E como sabemos que em matéria de fundações

existe mais exceção do que regra, é preciso estudar caso a caso, pois cada um

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merece investigação particular." De acordo com a norma é preciso confrontar os

resultados da prova de carga estática com os do ensaio de carregamento

dinâmico, comparando-os. 

O PIT completa a checagem com dados a respeito da integridade das estacas.

Qualquer valor discrepante que apareça num desses três ensaios indica

problemas. Nesse caso, os resultados dos ensaios, embora não sejam

conclusivos, indicarão que precisam ser tomadas providências para se conhecer

as causas dos desvios.

A prova de carga estática é a mais cara e a mais demorada e, por isso mesmo,

mais rara, realizada em obras como pontes, viadutos e edifícios de grande porte.

Prepara-se uma estaca teste e sobre ela coloca-se um carregamento (cargueiro,

tirantes ou outras estacas) que deve ter o dobro do valor especificado no projeto. A

carga é medida pelo deslocamento resultante (recalque) da estaca (veja detalhes

no boxe). A partir disso associa-se a curva de resultados às especificações de

projeto. Se estiver dentro das tolerâncias, as outras estacas podem ser

executadas. 

Caso contrário, recorre-se ao redimensionamento mudando-se a seção ou

comprimento das estacas, na maior parte dos casos. Entre os vários empecilhos

desse tipo de ensaio está o tempo demandado para sua execução, cerca de dois

dias. Além disso, a montagem é complexa e requer a interrupção da obra. Sem

falar do seu alto custo, cerca de R$ 15 mil para uma estaca.

Projeto otimizado

Segundo Gisleine, a maior vantagem da prova de carga estática é poder verificar

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in loco o real comportamento da estaca. Com os resultados em mãos torna-se

possível otimizar o projeto de fundações e reduzir custos. Por exemplo, se for

verificado que a capacidade de carga está acima da determinada em projeto,

pode-se reduzir o número de estacas, ou especificar seção ou comprimento

menores. "O ideal é realizar o ensaio na estaca teste antes de executar as

fundações, pois dessa maneira consegue-se otimizar em muito o projeto. Mas o

objetivo é determinar a capacidade de carga para saber se é a especificada em

projeto", ressalta Gisleine. 

Mesmo sendo uma exigência da norma, esse ensaio é cada vez menos executado.

Em uma cidade como São Paulo, por exemplo, quase totalmente construída, as

conseqüências são menos drásticas, pois existe um conhecimento prévio do solo,

das fundações vizinhas e o conhecimento acumulado dos consultores. Mas,

sempre que os outros ensaios gerarem alguma desconfiança, recomenda-se a

prova de carga estática.

Segundo o engenheiro Jorge William Beim, da PDI, empresa de consultoria

especializada em ensaios dinâmicos em estacas, o ideal seria executar os ensaios

em obras de qualquer porte. Na prática, porém, isso nem sempre é possível. "A

própria norma NBR 6122, no capítulo referente a estacas pré-moldadas de

concreto, exige ensaios apenas se a carga de trabalho corresponder a uma tensão

no concreto maior do que 6 MPa. Assim, o projetista tem a alternativa de usar uma

carga baixa por estaca e consequentemente maior número de estacas, porém sem

ensaios, ou uma carga maior por estaca, menor número total de estacas, porém

com execução de ensaios", informa. 

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Carregamento dinâmico

O ensaio de carregamento dinâmico, PDA (veja boxe), desenvolvido inicialmente

para estacas pré-moldadas, mas usado para as moldadas in loco, é menos

oneroso (cerca de R$ 5 mil para cinco a seis estacas). Prevê a aplicação de uma

carga dinâmica por meio de um tipo de bate-estaca num prolongamento da estaca

acima do solo. Dessa maneira, é possível colocar nessa parte externa da estaca,

mais especificamente no seu fuste, dois tipos de sensores: acelerômetros e

transdutores de deformação. 

Esses sensores estão ligados a um equipamento eletrônico de análise de dados

que faz registros das ondas. Por meio da Teoria de Equação da Onda esses dados

são depois interpretados. "Esse ensaio consegue verificar a capacidade de carga

mobilizada e também fornece dados sobre integridade e resistência. Ele serve

para validar a prova de carga estática, mas não a substitui porque não determina a

carga de ruptura", alerta Gisleine. 

A vantagem é que o tempo de execução é mais curto e a produtividade maior:

consegue-se ensaiar de cinco a seis estacas em um dia, além de não ser

necessário interromper a obra. Mas exige um conhecimento teórico prévio para a

interpretação das ondas, ainda pouco dominado pelo meio técnico, segundo

Gisleine. Quanto ao fato de o ECD substituir as provas estáticas, Beim explica que

se por algum motivo for necessário determinar a real carga de ruptura de uma

estaca é preciso efetuar uma prova de carga estática, necessariamente levada à

ruptura. Para ele, em solos com características incomuns ou desconhecidas, é

sempre aconselhável fazer pelo menos uma prova estática de aferição para

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verificar se a metodologia adotada para os ECD está correta. 

"É o caso, por exemplo, de solos que exibem relaxação, onde o ECD deve ser

preferencialmente feito bastante tempo após a cravação das estacas. A

capacidade é determinada com um golpe de alta energia", explica. Mas, se for

apenas para confirmar se as estacas atendem aos requisitos de projeto, o ECD

sozinho pode ser suficiente, com a vantagem de ser mais rápido do que as provas

estáticas, e ter um custo mais baixo e praticamente independente da carga que se

vai medir. 

Pile Integrity Test 

Já no ensaio de integridade, PIT (veja boxe), é colocado um acelerômetro no topo

da estaca, que é previamente preparada para receber golpes de um martelo

instrumental. Dessa maneira são registradas ondas para fazer um perfil da estaca.

Com esse perfil é possível verificar se há estrangulamento, alargamento de seção,

trincas, fissuras ou vazios na estaca moldada. Permite realizar de 30 a 40 ensaios

diários e tem custo de cerca de R$ 100 por estaca. 

Por essa razão, acaba sendo o mais utilizado. Tornou-se uma ferramenta de

controle para a execução de estacas hélice contínua. Gisleine alerta, porém, que

nem sempre os resultados são conclusivos, pois o ensaio detecta que há

problema, mas não qual é, servindo para adoção de outras providências. Pode ser

útil para rever o projeto de fundações ao verificar que o tipo de estaca escolhida

não é compatível com o solo encontrado na obra.

As informações sobre o tipo de solo fornecidas pelas sondagens e os boletins de

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execução, que fazem parte do controle executivo, trazem informações vitais para

ajudar na interpretação do PIT. "É preciso ter o maior número de informações

confiáveis sobre a execução das estacas e sobre o solo, caso haja algum

problema revelado pelos ensaios. Quando eles ocorrem, pode-se fazer uma

sondagem destrutiva da estaca, abrir um poço ao lado para verificações e executar

uma estaca vizinha de reforço que vai trabalhar com as outras, ou desprezar a

estaca com problema e redistribuir os esforços. O que deve ser feito dependerá

das informações disponíveis", explica Gisleine.

Posicionamento do macaco hidrálico e defletômetros para prova de carga estática. Resultado mostra o

recalque em função da curva de carga sob carregamentos constantes

Vantagens do PIT

Para Jorge Beim, entre as diversas vantagens do PIT estão a rapidez, a

possibilidade de se fazer mais de 50 ensaios por dia, a capacidade de detectar

danos na superfície do fuste da estaca, e o fato de não exigir preparo durante a

execução. Possui equipamento leve e portátil, mobilizando um mínimo de recursos

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da obra durante os ensaios, além de ser a maneira mais rápida e barata entre as

poucas existentes para se obter informações sobre a integridade das estacas. 

Mas a precisão dos resultados do PIT é um tema controverso. "Alguns consultores

são entusiastas do método e outros o vêem com reservas. Existem histórias de

sucessos e fracassos para justificar essas duas atitudes. Acreditamos que o PIT é

uma ferramenta útil, mas não pode ser visto como uma verdade absoluta", destaca

Beim. Para ele, a precisão do PIT é em geral muito boa na determinação da

localização do dano, principalmente se for possível ver uma clara reflexão de

ponta, e se o comprimento da estaca for conhecido com exatidão. "Com isso, será

possível determinar a exata velocidade de propagação da onda no material da

estaca. Caso essa velocidade não possa ser determinada, pode-se usar uma

velocidade típica para as estacas da obra, com pequena diminuição da precisão",

esclarece. 

Beim explica que caso se deseje saber o comprimento de uma estaca, uma

maneira de determinar a velocidade de propagação da onda com precisão é

instalar um segundo acelerômetro no fuste, a uma distância conhecida do topo. Se

ao se aplicar um golpe no topo da estaca for possível ver a reflexão da ponta, será

possível medir o tempo decorrido entre a passagem da onda pelo acelerômetro e a

chegada da reflexão de ponta. Esse tempo é o que a onda leva para percorrer o

comprimento total da estaca menos a distância abaixo do topo onde foi instalado o

sensor. Pelo sensor colocado no topo tem-se o tempo decorrido entre o golpe e a

reflexão de ponta, para o comprimento total da estaca. "Isso permite montar um

sistema de duas equações com duas incógnitas (comprimento da estaca e

velocidade de propagação da onda). 

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Quanto mais distante do topo for instalado o segundo sensor, maior a precisão da

medida. Existem acelerômetros especiais, dotados de um anel que permite sua

fixação por parafuso no fuste da estaca", explica.

O ensaio de carregamento dinâmico aplica-se tanto a estacas pré-moldadas como estacas moldadas in loco. A repercussão das ondas após a batida com o

martelo mostra a integridade da estaca e a interação com o solo

Resultados inconclusos

No entanto, ele acrescenta que não se pode exigir que o PIT forneça resultados

sempre conclusivos e incontestáveis. Em sua avaliação, é um ensaio muito útil

para detectar falhas que de outra maneira passariam despercebidas, muitas vezes,

com grave risco para a estabilidade da construção. De acordo com o consultor

Luciano Decourt pode acontecer o oposto. "O PIT pode indicar problema de

integridade e este não existir. Além disso, tem limitações de profundidade (no

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máximo 10 m)", afirma. Para ele, os ensaios, sejam quais forem, embora

importantíssimos, são sempre indicativos, mas não conclusivos. 

Essa foi a conclusão do Congresso Internacional sobre Fundações Escavadas,

realizado na Bélgica, em 2003. "O processo executivo é o que manda na

capacidade de carga das estacas e esse assunto é ignorado por 90% do mercado

da construção", revela Decourt. Para compensar essa "incerteza" nas informações

ele lembra que o coeficiente de segurança adotado em fundações no Brasil se

situa entre oito e dez vezes, quando o preconizado em norma é duas. "Isso se

reflete nos custos que proporcionalmente acabam sendo de oito a dez vezes mais

caros do que poderiam ser. O desperdício em fundações equivale a dizer que um

carro precisaria de 20 rodas e não de quatro", argumenta.

Para Decourt, as estacas moldadas in loco precisam de controle efetivo de

execução e dos ensaios, para que se possa obter o maior número possível de

informações e reduzir o desperdício de recursos. "Em uma obra em que fui

consultor, consegui fazer 12 provas de carga antes de concluir o projeto de

fundações. Isso é um feito inédito, pois em geral as provas de carga estáticas,

quando realizadas, são feitas depois de a obra já ter sido iniciada. Dessa maneira,

tivemos a oportunidade de otimizar o projeto, economizando cerca de 25% do

custo total da obra", ressalta.

Prova de carga estática

O que é 

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Trata-se de um ensaio em verdadeira grandeza que permite avaliar a capacidade

de carga de uma fundação pela simulação de carregamentos.

Preparo

Sobre a estaca a ser ensaiada monta-se um sistema de reação - pode ser uma

cargueira, estacas de reação, tirantes ou outras montagens especiais - com

capacidade de suporte superior às cargas previstas no ensaio. Para a medida dos

deslocamentos monta-se um sistema de referência, fixado fora da área de

influência do ensaio. São ainda necessários os sistemas de cobertura e iluminação

do local.

Como é feito

Com um macaco hidráulico, bomba, manômetro e célula de carga. Aplica-se o

carregamento à estaca em estágios de no máximo 20% da carga máxima prevista.

A cada estágio, registram-se os deslocamentos resultantes por meio de

dispositivos especiais, até verificar-se a estabilização dos recalques (deve-se

seguir os critérios de estabilização recomendados pela norma brasileira). Após a

estabilização aplica-se novo estágio de carregamento até atingir-se a ruptura ou a

carga máxima (duas vezes a carga de trabalho de projeto).

Valores e parâmetros

O ensaio possibilita o registro das cargas aplicadas e dos deslocamentos

resultantes. Caso seja empregada instrumentação ao longo da profundidade,

outras informações podem ser obtidas, tais como distribuição do atrito lateral e

carga e deslocamento na ponta da estaca.

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Dados obtidos

O principal resultado obtido é a chamada curva carga x recalque, que mostra o

comportamento da fundação sob carregamentos estáticos crescentes.

Como são utilizados os dados 

Esses dados permitem assegurar a capacidade de carga da fundação ensaiada,

confirmando o fator de segurança definido pelo projetista. Pode ainda levar a uma

otimização do projeto, quando realizado em estaca teste antes do início efetivo da

obra.

Vantagens e desvantagens

A principal vantagem reside no fato de se conseguir simular, em verdadeira

grandeza, os carregamentos reais de uma construção, observando a resposta da

fundação a essas cargas. A principal desvantagem está na necessidade de um

aparato especial para ensaio (sistemas de reação, referência, iluminação e

cobertura), que demandam tempo e recursos financeiros para serem montados.

Ensaio de carregamento dinâmico

O que é 

Conhecido como ensaio dinâmico tem como função determinar a capacidade de

ruptura da interação estaca-solo para carregamentos estáticos axiais. Difere das

provas de carga estáticas pelo fato de o carregamento ser aplicado

dinamicamente, com golpes de um sistema de percussão adequado.

Preparo

Em estacas moldadas in loco, é necessário fazer um preparo que consiste na

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execução de um bloco de concreto armado (fck>30 MPa), para receber os

impactos. O bloco deverá ter seção transversal parecida com a da estaca

e altura de cerca de 1 m. Os sensores devem ser instalados no fuste da estaca, e

não no bloco. Os golpes são aplicados por qualquer sistema capaz de liberar um

peso em queda livre. O pilão a ser utilizado deverá ter um peso correspondente de

2% a 3% da carga de trabalho prevista para a estaca. Deve-se usar chapas de

madeira compensada, que podem ser encimadas por uma chapa metálica, para

amortecimento dos golpes. 

Como é feito

São usados dois pares de sensores. Um deles é um transdutor de deformação

específica. Gera uma tensão proporcional à deformação sofrida pelo material da

estaca durante o golpe. O outro sensor é um acelerômetro, que gera uma tensão

proporcional à aceleração das partículas da estaca. 

Valores e parâmetros 

O ensaio é baseado na teoria da onda. Quando uma estaca é atingida por um

golpe gera-se uma onda de tensão. Essa onda trafega com uma velocidade fixa

dependente apenas das características do material. O sinal de cada um dos

transdutores de deformação é multiplicado pelo módulo de elasticidade do material

da estaca e pela área de seção na região dos sensores, para obtenção da

evolução da força em relação ao tempo.O PDA tira a média dos dois sinais de

força assim obtidos, a fim de detectare compensar os efeitos da excentricidade do

golpe. 

Dados obtidos

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O PDA leva em consideração que o deslocamento rápido da estaca num meio

viscoso como o solo produz uma resistência estática e uma dinâmica. Essa última

é subtraída da resistência total medida, sendo sempre informado apenas o valor

da resistência estática.

A capacidade de carga é calculada pelo PDA entre dois golpes sucessivos. O PDA

fornece outros resultados em campo, como máximas tensões durante o golpe e

energia máxima transferida. 

Para que servem os dados

O PDA fornece dados sobre a capacidade de ruptura do solo. Mas outros dados

são obtidos pelo ensaio, tais como as tensões máximas de compressão e de

tração no material da estaca durante os golpes, nível de flexão sofrido pela estaca

durante o golpe, informações sobre a integridade da estaca, com localização de

eventual dano, e estimativa de sua intensidade, energia efetivamente transferida

para a estaca, permitindo estimar a eficiência do sistema de cravação, velocidade

de aplicação dos golpes, e estimativa de altura de queda para martelos diesel de

ação simples e deslocamento máximo da estaca durante o golpe. 

Vantagens e desvantagens

Trata-se de um ensaio mais rápido do que as provas estáticas, com custo mais

baixo e independente da carga que se vai medir. Tem também a vantagem de

causar pouco transtorno à obra, pois não exige a parada de equipamentos ao

redor da estaca sob teste.

Ensaio de integridade PIT

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O que é 

O PIT é um ensaio que visa determinar a variação ao longo da profundidade das

características do concreto de estacas de fundação. É usado para detectar falhas

na concretagem de estacas moldadas in loco. No entanto, o ensaio pode também

ser usado para determinar ou confirmar o comprimento de estacas. 

Preparo

Retira-se o concreto de má qualidade porventura existente no topo. Em seguida,

lixa-se a superfície do topo da estaca, que deverá estar acessível e seco. Caso já

tenha sido lançado o concreto da base do bloco (magro), a estaca terá que ser

isolada dessa base, mediante a quebra de uma estreita região em volta da estaca.

Pode haver água ao redor da estaca, contanto que o topo esteja seco, e que seja

possível o acesso do operador. O acelerômetro e os golpes têm de ser aplicados

em material idêntico ao do restante da estaca.

Como é feito

O ensaio consiste na colocação de um acelerômetro de alta sensibilidade no topo

da estaca, e na aplicação de golpes com um martelo de mão. O acelerômetro é

fixado com cera de petróleo. Os golpes geram uma onda de tensão, que trafega ao

longo da estaca, e sofre reflexões ao encontrar qualquer variação nas

características do material (área de seção, peso específico ou módulo de

elasticidade). 

Valores e parâmetros 

O ensaio também é baseado na teoria da onda. As reflexões registradas acima

causam variações na aceleração medida pelo sensor. Assim, é feito o registro da

Page 23: Fundações Profundas I

evolução dessa aceleração com o tempo. Como a onda trafega com uma

velocidade fixa, conhecendo-se a velocidade de propagação da onda, e o tempo

transcorrido entre a aplicação do golpe e a chegada da reflexão correspondente à

variação de características, pode-se determinar a localização dessa variação.

Dados obtidos

À medida que se propaga, a onda sofre reflexões em seu trajeto. Essas reflexões

podem ser provocadas por variações nas características do material da estaca,

pela presença de atrito lateral ou resistência de ponta, ou pela própria ponta da

estaca. Qualquer variação de impedância ao longo da estaca provoca reflexões da

onda. Essas reflexões, ao atingirem o ponto onde está instalado o sensor,

provocam uma variação brusca na velocidade de deslocamento da partícula nesse

ponto. Um aumento de impedância causa uma queda na velocidade, e uma

diminuição de impedância causa seu aumento. 

Para que servem os dados

O PIT oferece informações sobre a integridade das estacas, se há fissuras,

estrangulamentos e alargamento de seção. Porém, não fornece nenhuma

informação quanto à capacidade de carga da estaca. 

Vantagens e desvantagens

A execução é barata e rápida e podem ser realizados até 50 ensaios por dia.

O equipamento é leve e portátil. É uma das poucas maneiras de se obter

informações sobre a integridade das estacas. É capaz de detectar danos na

superfície do fuste. Porém, apresenta pouca precisão na avaliação da intensidade

do dano e isso pode fazer com que sejam detectados problemas que não

Page 24: Fundações Profundas I

comprometeriam a utilização da estaca. Além disso, em alguns casos, a

interpretação dos sinais obtidos se torna difícil por influência do atrito lateral (que

também provoca reflexões da onda). 

Cross Hole: tomografia para estacas

No mundo todo a avaliação da integridade das

estacas moldadas in loco tem seguido uma tendência

do uso de métodos indiretos e não-destrutivos,

baseados em fundamentos de emissão e recepção

de ondas acústicas. Entre os ensaios que empregam

esse recurso o mais conhecido é o PIT (veja quadro).

O mais recente deles, no entanto, o Cross Hole

Sonic Logging (CSL), está disponível no Brasil desde

o ano passado. Conhecida como tomografia, essa

tecnologia é uma importante ferramenta para a

verificação da qualidade de fundações profundas.

Segundo a engenheira Cristiana Sanches Andreo, da In Situ Geotecnia, empresa

que trouxe o equipamento ao País, o ensaio tem como objetivo a verificação da

qualidade da concretagem do fuste.

A tecnologia envolve a geração de pulsos elétricos em uma unidade de controle

e aquisição de dados. Em uma sonda transmissora, os pulsos são convertidos em

ondas ultra-sônicas, que são captadas por uma sonda receptora e convertidas

novamente em sinais elétricos. A resposta da sonda receptora é filtrada em torno

Page 25: Fundações Profundas I

de sua freqüência de ressonância, procedimento que permite minimizar o ruído

eletrônico. 

O transmissor e o receptor operam no interior de tubos preenchidos com água,

previamente incorporados à fundação durante a concretagem. Para garantir uma

varredura completa do interior do fuste, são empregados tubos dispostos em

círculo (geralmente um tubo para cada 25 a 30 cm de diâmetro), instalados

próximos à periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento. Os tubos

podem ser metálicos ou de PVC, sendo usualmente fixados na própria armadura

da fundação.

A execução do ensaio envolve o posicionamento do transmissor e do receptor na

porção inferior de dois tubos. Em seguida, faz-se com que as sondas percorram

simultaneamente a estaca, registrando-se continuamente a profundidade, o tempo

transcorrido entre a emissão do pulso e sua chegada no receptor e a energia do

sinal recebido.

O movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se dá mediante o

acionamento manual ou mecânico de cabos apropriados. O ensaio é repetido

diversas vezes, selecionando-se novas combinações de tubos. Com isso,

possíveis regiões defeituosas poderão ser mapeadas espacialmente ao longo da

profundidade e também por quadrante.

Os sinais monitorados em campo são analisados com software específicos. 

A interpretação é efetuada com base no tempo de transmissão do pulso de ultra-

som. O princípio físico consiste no fato de que a presença de material de má

Page 26: Fundações Profundas I

qualidade no fuste retardará ou impedirá a chegada do sinal emitido. Muitos dos

fatores que podem causar um atraso na chegada do pulso de ultra-som - tais com

o intrusões de solo (ou lama bentonítica), concreto de baixa qualidade ou formação

de vazios - levam também a uma diminuição da energia do sinal transmitido, de

modo que esta grandeza também é considerada na análise.

Fundações - Estacas - Tirantes - Hélice Contínua - Franki - Tubular Metálica - Raiz - DrenoFundações - Estacas

Nos países desenvolvidos a participação de aço nas construções prediais é significativa. No Brasil, inexistem oligopólios que dominem o mercado e impedem a entrada de novos concorrentes. A entrada de novas empresas nesse setor é ditado pela eficiência competitiva, o que representa um estímulo de atualização para a estrutura.

Estamos credenciados pela USIMEC, através de contrato, a divulgar a aplicação do aço, e a mesma nos coloca à disposição, uma estrutura técnica/comercial, capaz de atender o cliente mais exigente.

Vale salientar, que outros mercados além da Bahia, já foram sondados e com boas perspectivas e receptividade.

Literatura sobre o assunto é farta e consistente, e acreditamos, baseados na tendência mundial, que o Brasil está caminhando para esta realidade. Outro cenário provável é a expansão da terceirização de etapas da cadeia produtiva de importantes setores consumidores de aço, especialmente, o automotivo, exigindo maior fornecimento de produtos beneficiados."

Fundações - Tirantes

Os principais campos de aplicação são:Sustentação de paredes para escavações profundasContenção de taludesAncoragem de lajes para combater pressões de águaFundações de linhas de transmissãoA técnica executiva normalmente empregada é a seguinte:

*Perfuração do solo com sonda rotativa, ou rotopercurssão, com inclinação, diâmetros e cumprimentos de projeto.*Colocação dos cabos de ancoragens junto com os tubos de injeção, preparados normalmente na obra.*Injeções de nata de cimento, a pressões controladas, na parte mais profunda da

Page 27: Fundações Profundas I

ancoragem, chamada bulbo, para cimentar e criar no solo a devida resistência.*Colocação da cabeça de protensão.*Protensão dos cabos ou monobarras dos tirantes com macacos hidráulicos até a carga de projeto.*Caso necessário, pode-se providenciar novas protensões para compensar eventuais recalques do terreno em volta da área ativa.

Os tirantes podem ser provisórios ou definitivos, sendo o grande problema destes últimos a corrosão. Cuidados especiais devem ser adotados, entre os quais a protensão com pinturas anti-corrosivas

Fundações - Hélice Contínua

IntroduçãoA estaca hélice contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco", executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto através da haste central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno.

Metodologia executiva - Perfuração

A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado para vencer a sua resistência.A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua penetração no terreno.A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes com índices de STP`s acima de 50 dependendo do tipo de equipamento utilizado.A velocidade de perfuração produz em média 250m por dia dependendo do diâmetro da hélice, da profundidade e da resistência do terreno.

Concretagem

Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central, preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é extraída do terreno sem girar ou girando lentamente no mesmo sentido da perfuração.O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica fck de 18 Mpa, é bombeável e composto de areia, pedriscos ou brita 1 e consumo de cimento de 350 a 450 Kg/m3, sendo facultativa a utilização de aditivos.

Page 28: Fundações Profundas I

O abatimento ou "Slump" é mantido entre 200 e 240mm. Normalmente é utilizada bomba de concreto ligada ao equipamento de perfuração através de mangueira flexível. O preenchimento da estaca com concreto é normalmente executado até a superfície de trabalho sendo possível o seu arrastamento abaixo da superfície do terreno guardadas as precauções quanto a estabilidade do furo no trecho não concretado e a colocação da armação.

Colocação da armação

O método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da armação após a sua concretagem.A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com o auxílio de um pilão de pequena carga ou vibrador. As estacas submetidas a esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de 2 a 5,5m de comprimento. No caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração, somente será possível para comprimentos de armações de no máximo 16m, m função do método construtivo. No caso de armações longas, as "gaiolas" devem ser constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na armação longitudinal para evitar a sua deformação durante a introdução no fuste da estaca.

Equipamentos

O equipamento empregado pela Fundesp para cravar a hélice no terreno é constituido de um guindaste de esteiras, sendo nele montada a torre vertical de altura apropriada à profundidade da estaca, equipada com guias por onde corre a mesa de rotação de acionamento hidráulico. Os equipamentos disponíveis permitem executar estacas de no máximo 25m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V)

Controle executivo

Para controlar a pressão de bombeamento do concreto, a Fundesp possui instrumento medidor digital, que informa todos os dados de execução da estaca, tais como: inclinação da haste, profundidade da perfuração, torque e velocidade de rotação da hélice, pressão de injeção, perdas e consumo de concreto. Os parâmetros indicados no mostrador digital são registrados e fornecidos a um microcomputador para aplicação de software que imprime o relatório da estaca com as informações obtidas no campo.

Em centros urbanos, próximo a estruturas existentes, escolas, hospitais e edifícios históricos, por não produzir distúrbios ou vibrações e de não causar descompressão do terreno.Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde, em geral, há um grande número de estacas sem vibrações de diâmetros pela produtividade alcançada.Como uma estrutura de contenção, associada ou não a tirantes protendidos, próximo à estruturas existentes, desde que os esforços transversais sejam compatíveis com os comprimentos de armação permitidos.

Estaca Hélice Contínua Monitorada

PERFURATRIZES

Page 29: Fundações Profundas I
Page 31: Fundações Profundas I

um tubo com a ponta fechada por uma "bucha" de brita e areia, socada com energia por um pilão de queda livre, que arrasta o tubo por atrito, obtendo-se ao final da cravação uma forma absolutamente estanque.

Base alargada

Ao atingir a profundidade estimada, o tubo é levantado ligeiramente e mantido imóvel pelos cabos do bate-estacas, expulsando-se a bucha através de golpes de pilão, tomando-se o cuidado de deixar no tubo uma certa quantidade de bucha para garantir a estanqueidade. Nesta fase, introduz-se concreto seco sob golpes de pilão formando no terreno a base alargada. Na execução da base alargada é necessário que os últimos 150 litros de concreto sejam introduzidos com uma energia mínima de 150tf x m para estacas com diâmetro inferior ou igual a 450mm e 500tf x m para estacas com diâmetro superior a 450 mm

Armadura

A Armadura é constituída de barras longitudinais e estribo espiral soldado, mesmo que as solicitações a que a estaca venha a ser submetida não indiquem a sua necessidade, usa-se uma armadura mínima de ordem construtiva.

Concretagem

Uma vez colocada a armadura, concreta-se o fuste da estaca apiloando-se concreto seco em pequenas quantidades ao mesmo tempo em que o tubo é retirado do terreno, mantendo-se uma altura de concreto dentro do tubo, suficiente para impedir a entrada de água e do solo.

Tubo com ponta aberta

Em situações especiais pode-se cravar numa primeira etapa o tubo com a ponta aberta (tubo cravado com tração dos cabos do bate-estacas) e o solo no interior do tubo é retirado com auxílio de uma piteira.

Page 32: Fundações Profundas I

Fundações - Tubular metálica

As estacas tubulares metálicas se caracterizam por ser facilmente cravadas em quase todos os tipos de terreno, podendo atingir elevada capacidade de carga e grandes profundidades pela facilidade de corte e emenda dos elementos.Quando inteiramente enterradas em terreno natural, as estacas de aço dispensam tratamento especial. Em trecho desenterrado ou imerso em meio capaz de atacar o aço, é obrigatória a proteção com enchimento de concreto ou outro recurso como pintura a base de resina epoxi, proteção catódica etc.As estacas metálicas são cravadas por vibração ou percussão com martelos de queda livre ou diesel. A Fundesp normalmente utiliza martelos vibratórios VT 12000 da Soilmec, pilão de queda livre de até 8000Kgf ou martelo diesel Delmag D44.A limpeza interna das estacas tubulares quando necessária, pode ser feita com perfuratriz rotativa munida de caçamba (bucket) ou "Hammer Grab". Neste caso, a concretagem do trecho escavado é feita com funil utilizando-se a metodologia de concretagem submersa.

Page 33: Fundações Profundas I

Fundações - Raiz

A estaca raiz é uma estaca concretada "in loco", com diâmetro acabado variando de 80 a 410mm e de elevada tensão de trabalho fuste, que é constituido de argamassa de areia e cimento e é inteiramente armado ao longo de todo o seu comprimentoAs estacas raiz foram desenvolvidas na Itália, no final da década de 50 e tinham como função básica o reforço de fundações. No entanto, os recentes desenvolvimentos da técnica executiva e dos conhecimentos da mecânica dos solos permitiram aumentar, com segurança a capacidade de carga e a produtividade deste tipo de estaca.

Método executivo

A estaca raiz é executada em direção vertical ou inclinada, mediante uso de rotação ou rotopercurssão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido, e pode, por meio de ferramentas especiais, atravessar terrenos de qualquer natureza, inclusive alvenarias, concreto armado, rochas ou matacões. Completada a perfuração com revestimento total do furo, é colocada a armadura necessária ao longo da estaca, procedendo-se a concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de revestimento. A concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável em função da natureza do terreno.Com esse procedimento, além de se aumentar substancialmente o valor do atrito lateral, garante-se também a integridade do fuste, permitindo que se considere a resistência da argamassa no dimensionamento estrutural da estaca, conseguindo-se, deste modo, uma sensível redução na armadura e, conseqüentemente, no custo final da estaca. Dentre os vários tipos de estaca injetada, com e sem pressão mantida, podemos afirmar que a estaca raiz apresenta a menor relação custo/carga, além de facilmente permitir o controle de qualidade realizado através de provas de carga.

Controle de execuxão

Devido ao método executivo, as estacas raiz podem suportar também elevadas cargas

Page 34: Fundações Profundas I

de tração. Este fato permite que sejam executadas provas de carga a compressão sem a necessidade do uso de tirantes ou cargueiras, utilizando-se simplesmente as estacas vizinhas como elemento de reação.É importante ressalvar que o uso de provas de carga a tração em estacas que irão trabalhar a compressão, além de não refletir o verdadeiro comportamento das estacas,pode até triplicar a armadura do fuste, uma vez que não mais poderemos contar com a resistência do concreto, trazendo elevados custos adicionais.

Principais vantagens técnicas

O processo de perfuração, não provocando vibrações, nem qualquer tipo de descompressão do terreno em conjunto com o reduzido tamanho do equipamento, torna esse tipo de estaca particularmente indicado em casos especiais como: reforço de fundações, fundações de obras com vizinhanças sensíveis a vibrações ou poluição sonora, ou em terrenos com presença de matacões e para obras de contenção de talude.A existência de modernos equipamentos que permitem a execução de estacas raiz com altas médias de produtividade e o uso de cargas de trablaho de até 1500 KN (150tf), aumentaram muito a competitividade da estaca raiz em obras normais. Além disso, esta estaca possui a vantagem de resistir a cargas de tração muito elevadas, sendo ideal para as fundações de várias obras especiais, desde torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo. Atualmente podemos afirmar que em vários casos da prática corrente da engenharia de fundações, esse tipo de estaca constitui a melhor opção técnico-comercial.

Principais utilizações-Fundações em locais de difícil acesso

No caso de terrenos de encostas íngremes ou que não permitam o acesso de veículos de grande porte, a instalação dos bate-estacas tradicionais torna-se de difícil execução e de custo elevado.Neste caso, ressaltamos o uso das estacas raiz como fundação de torres de linha de transmissão pois, além de possuir uma capacidade de carga à tração praticamente igual à de compressão, permite um deslocamento rápido e econômico dos equipamentos entre as diversas torres.

Fundações em locais de antigas fundações

Neste tipo de solo o uso de estacas tradicionais exige operações custosas e de sucesso duvidoso. O uso da estaca raiz, neste caso, é a solução mais correta, uma vez que o processo executivo permite o atravessamento com relativa facilidade destes obstáculos.

Reforço de fundações

A estaca raiz é a solução mais indicada para o reforço de fundações, seja devido à deficiência da fundação original, seja devido a acréscimo de carga, uma vez que seus equipamentos possuem reduzidas dimensões, conseguindo trabalhar em áreas restritas e com pé direito reduzido. Podendo perfurar os blocos ou sapatas existentes, permite ser incorporada a estrutura sem a necessidade da construção, na maioria dos casos, de novos blocos de fundação.Além disto, como necessitam de pouca deformação para mobilizar a carga de trabalho, as estacas raiz praticamente não provocam esforços adicionais na estrutura durante a transferência de carga.

Fundações em locais próximos a construções em estado precário ou com restrições

Page 35: Fundações Profundas I

de barulho.

Utilizando-se estacas raiz, a cravação será realizada praticamente sem barulho ou vibração, tendo-se ainda a vantagem do furo estar sempre revestido, não causando descompressão do terreno.

Estabilização de encostas

O reticulado de estacas raiz é utilizado nos problemas de reforço e contenção de taludes, aplicação essa que varia conforme se trate de terreno solto ou de talude em rocha alterada. No caso de taludes em terrenos soltos, o emprego das estacas raiz consiste na realização de uma ou mais paredes de interceptação, destinadas a fracionar e a conter a massa de solo em movimento descendente. No caso de terrenos com rocha alterada, as estacas raiz, distribuídas no terreno com densidade conveniente, criam uma espécie de costura, fazendo com que o maciço se comporte como uma parede ciclópica. Esta solução tem a vantagem de evitar a construção de grandes muros de concreto armado, muros estes que além de dispendiosos, afetam negativamente o visual dos maciços a serem estabilizados.

Estacas raiz em substituição a parede diafragma

Quando, em situações especiais, não é possível executar paredes diafragma, o reticulado de estacas raiz pode ser utilizado como estrutura de contenção. Este sistema além de resistir ao empuxo do terreno e proteger as construções vizinhas durante as escavações, pode resistir a cargas verticais, funcionando também, quando necessário, como submuração e reforço das construções vizinhas, ou como fundações dos pilares da nova obra.

Fundações de equipamentos indústriais

O uso de estacas raiz é a solução mais indicada principalmente nas seguintes situações:

Substituição ou acréscimo das instalações existentes por novos equipamentos de maior potência com novos carregamentos. Geralmente estas substituições são executadas nas proximidades ou no interior de estruturas existentes e não devem interromper a produção fabril.

Estabilização de grandes máquinas com peças de movimento rápido que apresentam vibrações elevadas. O uso de estacas raiz, executadas através do bloco das fundações existentes, modifica a inércia das fundações e elimina as vibrações danosas.

Estacas raiz em rocha

Em presença de camadas de solo de pouca resistência sobrejacentes ao topo rochoso, onde é necessário o embutimento da estaca raiz em rocha, utiliza-se sistema de perfuração a roto-percursão com martelo de fundo (down-the-hole) e bits de vídia, internamente ao tubo de revestimento no trecho em solo, com diâmetro reduzido em rocha.A Fundesp dispõe de equipamentos e ferramentas que permitem perfurar em rocha com diâmetros de 76mm a 355mm

Estacas raiz em terrenos com presença de matações e enrocamentos

Page 36: Fundações Profundas I

Introdução

A perfuração em terrenos arenosos, constituídos de pedregulhos e matacões, com nível d'água elevado, é praticamente impossível pelos métodos de perfuração convencionais.Para solucionar o problema, a Fundesp dispõe de martelo Down-the-hole tipo Tubex que reveste o furo simultaneamente à perfuração.

Metodologia

Fundações - Dreno Fibroquímico

IntroduçãoCom a utilização de drenos verticais fibroquímicos é possível a eliminação rápida da água do solo, ocasionando uma grande redução do tempo necessário ao adensamento de terrenos compreensíveis. Na prática os drenos verticais são utilizados em terrenos argilosos moles e pouco permeáveis, permitindo também o aumento da resistência ao cisalhamento e por conseguinte, da capacidade de suporte.O emprego dos drenos faz com que a maior parte do recalque ocorra antes da execução da obra, trazendo substancial economia nos custos de manutenção, como por exemplo no renivelamento e reconstrução de pavimentos, galerias, linhas férreas, rodovias etc. O processo de consolidação começa quando o terreno. Sendo comprimido, filtra a água contida entre os poros das partículas sólidas, reduzindo seu volume. A consolidação é tanto mais lenta quanto menos permeável é o terreno.

A instalação dos drenos verticais reduz sensivelmente o percurso que a água deve fazer para sair da área comprimida e chegar numa região permeável sem pressões, ou seja, nas colunas dos drenos. Com o uso de drenos, o fluxo da água no interior da argila é predominantemente horizontal, enquanto no processo de adensamento normal, o fluxo é vertical. O coeficiente de permeabilidade horizontal é substancialmente superior ao coeficiente de permeabilidade vertical, conferindo ao uso de drenos, uma significativa vantagem adicional.

A execução de um dreno vertical consiste basicamente na introdução no terreno de um material com elevado coeficiente de permeabilidade e capacidade de resistir aos esforços de cravação e aos movimentos da camada argilosa provocados pelo adensamento e execução de aterros. Deste modo, os drenos pré-fabricados estão substituindo com vantagens os drenos de areia que, apesar de possuírem boa permeabilidade, apresentam muito pouca resistência aos movimentos da camada argilosa.Caso necessário pode-se cravar drenos de até profundidades da ordem de 40m.

Page 37: Fundações Profundas I

O dreno é posicionado no interior da haste metálica vazada sendo conectado a uma âncora que, além de evitar a penetração de solo no interior da haste, garante a fixação do dreno no terreno final da cravação, ou seja, impede que o dreno se solte na ponta da haste ou que volte a subir durante a retirada da haste metálica. Este tipo de dreno possui as seguintes vantagens principais:

*Não necessita de água para instalação dos drenos, mantendo limpo e acessível o canteiro de obras.*Não há remoção de solo para sua instalação.*Mantém inalterada a sua capacidade de funcionamento mesmo quando a sua posição vertical, quando da instalação, é alterada pelos recalques ou movimentos laterais provocados pelo adensamento do solo.*A permeabilidade horizontal do solo em torno do dreno é mantida inalterada, pois o efeito de cravação é desprezível.*Possui eficiente sistema de proteção contra a colmatação*Toda área lateral do dreno funciona como superfície livre para a captação de água.*O sistema de cravação permite uma elevada produtividade e protege totalmente o dreno, podendo atravessar ou deslocar, sem causar danos ao dreno, camadas de solo de elevada resistência, pedaços de madeira ou matacões de pequenas dimensões

Fonte: Site Engenharia, Geosonda

Postado por Junio Gracielo   à

Fundações

Uma das primeiras etapas a serem realizadas em uma obra - e das mais  importantes para

o sucesso de qualquer construção,as fundações  vêm acompanhando o processo de

desenvolvimento tecnológico  que atinge praticamente todas as fases do processo

construtivo no Brasil.

Page 38: Fundações Profundas I

As vantagens da fundação com estacas hélice

Uma das primeiras etapas a serem realizadas em uma obra - e das mais  importantes para

o sucesso de qualquer construção,as fundações  vêm acompanhando o processo de

desenvolvimento tecnológico  que atinge praticamente todas as fases do processo

construtivo no Brasil.

É isso que se pode verificar na prática na construção  de um galpão para uso comercial,

com aproximadamente 10.250 m²,  que está sendo executado pela Zaclis Falconi, na

região  de Suzano, interior de São Paulo.

Segundo o engenheiro responsável pela direção técnica  das fundações da obra, Celso

Nogueira Corrêa, o perfil geotécnico da região indicava a necessidade da  utilização de

fundações profundas, pois  o material superficial não tem capacidade de suporte e o nível

d’água é relativamente elevado.

Como o material não tem estabilidade a escavações  a céu aberto,as alternativas

possíveis eram estacas cravadas  à percussão ou estacas escavadas com hélice contínua.

No primeiro caso, as estacas podem ser metálicas ou pré-moldadas  de concreto, e são

cravadas por perprocescussão, até  que sejam atingidos os comprimentos, negas e

repiques elásticos  definidos na estaca prova. “Optamos pela hélice contínua  porque o tipo

de estrutura e as cargas envolvidas descartavam a utilização  das estacas escavadas de

grande diâmetro com a utilização  de lama para estabilização da escavação”,  afirma o

engenheiro.

 

Especificação de Traços Padrão ABEF/ABEG/ABESC

Aplicação: Parede Diafragma; Estação; Barrete Código SB

 - Fator agua/cimento ≤ 0.6 

 - fck ≥ 20 MPa 

 - Pedra 1 (dimensão máxima caracteristica 19 mm) 

 - Slump na nota fiscal: 220 ± 30 mm 

 - Consumo minimo de cimento: 400 kg/m³ 

 - Tempo para sacar o perfil ou chapa junta: entre 4 e 6 horas após a chegada da primeira

Page 39: Fundações Profundas I

betoneira na obra (só para parede diafragma). 

 - % de Argamassa em massa = 55 % 

 [Massa do cimento + Massa dos agregados miudos]*100/[Massa cimento +Massa dos

agregados miudos + Massa dos agregados graúdos] 

 - Podem ser usados aditivos plastificantes 

 - Permitido o uso de agregados miudos artificiais conforme a NBR 7211. 

 - Especificar na nota fiscal a quantidade máxima de água a ser adicionada na obra

considerando a água retida na central mais uma estimativa de água perdida por

evaporação.

Aplicação: Hélice Contínua Código HC

- Fator agua/cimento ≤ 0.60 

- fck ≥ 20 MPa 

- Pedra 0 (dimensão máxima caracteristica 12.5 mm) 

- Slump na nota fiscal: 220 ± 30 mm 

- Consumo minimo de cimento: 400 kg/m³ 

- A colocação da ferragem na estáca hélice deve ser de no máximo 2 horas após a

chegada do Caminhão Betoneira na obra, respeitando a NBR 7212 

- % de Argamassa em massa = 55 % 

 [Massa do cimento + Massa dos agregados miudos]*100/[Massa do cimento + Massa dos

agregados miudos + Massa dos agregados graúdos] 

- Traço tipo bombeado 

- Podem ser usados aditivos plastificantes 

- Permitido o uso de agregados miudos artificiais conforme a NBR 7211. 

- Especificar na nota fiscal a quantidade máxima de água a ser adicionada na obra

considerando a água retida na central mais uma estimativa de água perdida por

evaporação