PATOLOGIA DAS FUNDAÇÕES - Páginas...

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Especialização em Patologia das Construções 2013

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PATOLOGIA DAS

FUNDAÇÕES

UTFPR - Curitiba

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Ronaldo L. S. IZZO, D.Sc.

[email protected]

http://pessoal.utfpr.edu.br/izzo


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2Tópicos:• Recalques

– Conceito– Recalques admissíveis

• Efeitos de Movimentos das Fundações• Investigação Geotécnica

– Sondagem– Colapsibilidade– Expansibilidade– Zonas Cársticas– Matacões

• Projeto de Fundações– Interação Solo-Estrutura– Comportamento das Fundações– Fundações Sobre Aterro– Aterro sobre Solo Mole– Aterro Sanitário e Lixões

• Execução das Fundações• Pós-Conclusão das Fundações

– Carregamento– Alteração de Uso– Grandes Escavações Próximo a Construções– Escavações não Protegidas– Instabilidade de Taludes– Efeitos da Presença de Água– Variação do Nível de Água


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EXECUÇÃO


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4EXECUÇÃO

• Falhas na execução. Fator muito importante. Sucesso das fundações: Caracterização do subsolo. Cálculo e projeto adequados. Especificações precisas e detalhadas. Processos construtivos apropriados:

Pessoal qualificado; Equipamento adequado; Supervisão e controle construtivo rigoroso.

Em qualquer situação:. Sempre é necessário fiscalizar a execução; Com registro de todos os dados relevantes. Informar o projetista das reais condições executivas.

Verificar a conformidade com as especificações de normas eboas práticas.

Preservar informações para eventuais necessidades futuras.

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5EXECUÇÃO

• Falhas na execução. Em casos especiais: Ensaios complementares:

Prova de carga estática; Ensaio de carregamento dinâmico; Verificação de integridade.

• Deveria constituir prática corrente: Ensaios de acompanhamento e controle dosmateriais e processos.

Verificação de integridade e desempenho dasfundações prontas.

Utilização de procedimentos para a identificação deproblemas de integridade.


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6EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS.

Problemas envolvendo o solo.

Problemas envolvendo os elementos estruturais.


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7EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO O SOLO. Dentre os problemas causados pelo processo executivo

envolvendo o solo, tem-se: Fundações sobre solos de diferentes comportamentos; Amolgamento do solo (recalques incompatíveis). Escavação preliminar e reaterros mal executados.

₪ Condições diferentes das estimadas. Substituição de solo com uso de material não apropriado. Sapatas executadas em cotas diferentes com desmoronamento

ou alívio da fundação apoiada no nível superior.


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8EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO O SOLO. Dentre os problemas causados pelo processo executivo

envolvendo o solo, tem-se: Escavação preliminar e reaterros mal executados.

₪ Condições diferentes das estimadas. Substituição de solo com uso de material não apropriado. Sapatas executadas em cotas diferentes com desmoronamento

ou alívio da fundação apoiada no nível superior. Sapatas executadas próximas a canalizações.

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9EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO ELEMENTOSESTRUTURAIS. Qualidade inadequada do concreto. Ausência da regularização com concreto magro do fundo da

cava de fundação.


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10EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO ELEMENTOSESTRUTURAIS. Execução de elemento de fundação com dimensão e

geometria incorreta.


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11EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO ELEMENTOSESTRUTURAIS. Presença de água na cava durante a concretagem,

prejudicando a qualidade e integridade da peça em execução. Adensamento deficiente e vibração inadequada do concreto.


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12EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS. PROBLEMAS ENVOLVENDO ELEMENTOSESTRUTURAIS. Armaduras mal posicionadas ou insuficientes.

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13EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES PROFUNDAS. Pode não vir a ser executada conforme os requisitosdefinidos no projeto. Depende da variabilidade das condições de campo. Limitações quanto a capacidade e geometria. Muitas vezes obrigam mudanças no projeto original.

Comunicação entre projetista e executante. Adequar o projeto à realidade. Um pequeno detalhe esquecido, ou ainda, mal executado,

pode resultar em fracasso total.

Efeito da fundação no solo e nas fundaçõesvizinhas.


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14EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES PROFUNDAS. Basicamente: Estacas escavadas.

₪ Aquelas em que o processo executivo é realizado comretirada de solo.

Estacas cravadas.₪ Execução sem a retirada de solo.

Problemas Genéricos. Erros de locação.

₪ Solicitações não previstas.₪ Verificação pré e pós-execução.

Erros ou desvios de execução.₪ Presença de obstruções.₪ Desatenção


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15EXECUÇÃO

• FUNDAÇÕES PROFUNDAS.

Problemas Genéricos. Erro no diâmetro. Substituição no canteiro da estaca projetada por elementos

equivalentes. Ausência de ferramenta. Ausência de material. Típico de pessoal não qualificado. Exemplos:

₪ Estacas escavadas mais curtas (obstruções).₪ Estacas pré-moldadas de determinada dimensão, substituída

por duas de dimensões menores.₪ Reforço em elementos pré-moldados quebrados, sem

considerar os possíveis efeitos.


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16EXECUÇÃO


Problemas Genéricos. Inclinação final executada em desacordo com o projeto.

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17EXECUÇÃO


Problemas Genéricos. Falta de limpeza adequada da cabeça da estaca para

vinculação ao bloco.


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18EXECUÇÃO


Problemas Genéricos. Ausência ou posição incorreta de armadura de fretagem no

projeto do bloco ou topo de elemento de fundação.₪ Necessário quando há mudança de seção entre os elementos

estruturais.


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19EXECUÇÃO


Problemas Genéricos. Cota de arrasamento diferente do essencial.

₪ Necessidade de emenda ou perda de espera de pilar.₪ Alguns casos, não havendo vinculação de qualquer

natureza.


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20EXECUÇÃO


Problemas Genéricos.

Posicionamento indevido de armadura ou falta de efetiva

vinculação, não transmitindo as solicitações.

₪ Estacas tracionadas.

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21EXECUÇÃO


Problemas Genéricos.

Características do concreto inadequadas.

₪ Típico de estacas moldadas in situ.


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22EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. Falta de energia de cravação.

₪ Obstruções ou horizontes intermediários resistentes;₪ Elementos cravados aquém das necessidades.

Excesso de energia de cravação.₪ Provoca danos estruturais;₪ Se não detectados, resultam em mau desempenho das

fundações.


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23EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. Compactação do solo.

₪ Especialmente em solos granulares.₪ Pode induzir em comprimentos diferenciados em blocos

com grande número de estacas.₪ Pode impossibilitar a execução com o espaçmento inicial

de projeto.


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24EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. Levantamento de elementos já cravados.

₪ Típico de blocos com várias estacas.₪ Pode haver prejuízo no desempenho das fundações.

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25EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. Falsa nega.

₪ Após obtida a nega, ao se tentar cravar a estaca novamente,está penetra facilmente.

₪ Pode ser devido a geração de poro-pressões negativas ourelaxação do solo.

₪ Identificação.₪ Boa prática tentar recravar após 24 horas.

Flexão dos elementos sendo cravados.₪ Pode afetar o desempenho da estaca.₪ Provocar danos.


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26EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. Elevação da poro pressão em solos argilosos.

₪ Grupos de estacas muito próximas a taludes.₪ Ruptura.

Influência do uso de jato de água ou pré-perfuração nacapacidade de carga da estaca.

₪ Redução da resistência lateral.


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27EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. METÁLICAS

Problemas de soldagem entre os elementos.

Emendas com problema de dimensionamento.

₪ Resistência insuficiente para resistir à cravação.


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28EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. METÁLICAS Elementos muito esbeltos.

₪ Podem desviar da verticalidade durante a cravação.₪ Elementos surpreendentemente compridos.₪ Pode não atingir a nega.

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29EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. METÁLICAS Problema de flambagem.

₪ Elementos esbeltos em solos moles. Danos aos elementos.

₪ Em virtude de obstruções, excesso de energia ouexcentricidade do choque do martelo.


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30EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Concreto de baixa resistência.

₪ Cura não adequada ou dosagem pobre.


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31EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Danos no manuseio.


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32EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Falta de proteção na cabeça da estaca durante a cravação.

₪ Danos pelo choque do martelo.₪ Prejuízo da transferência de energia para a estaca.₪ Nega irreal.

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33EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Choque excêntrico do martelo.

₪ Danos à cabeça da estaca.


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34EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Estacas com armadura inadequada ao longo do fuste.

₪ Elementos longos.₪ Problemas de manuseio.


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35EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Estacas longas e esbeltas, com necessidade de cravação

enérgica na camada inicial.₪ Flambagem e/ou fissuras.

Estacas com armadura inadequada por insuficiência de seçãode aço na cabeça ou ponta da estaca.

₪ Esmagamento da seção durante a cravação. Uso de emendas inadequadas.


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36EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. MOALDADAS IN SITU - FRANKI Estrangulamento do fuste na etapa de concretagem.

₪ Em solos muito moles, pelo efeito do apiloamento doconcreto e ruptura do solo externo ao tubo, contaminando aestaca.

Injeção de volume menor que o projetado na base alargada. Problema de integridade.

₪ Devido à procedimento inadequado no levantamento dotubo.

₪ Sem o cuidado de manter uma altura de segurança doconcreto dentro do tubo.

₪ Descontinuidade do fuste.

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37EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. MOALDADAS IN SITU - FRANKI Danos causados em estacas recém-executadas pelo efeito da

cravação de elemento próximo. Baixa resistência estrutural.

₪ Uso de materiais inadequados.₪ Mistura inadequada dos agregados e cimento.

Falta de ancoragem da armadura na base.₪ Estacas tracionadas.


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38EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. MOALDADAS IN SITU - FRANKI Falta de ancoragem da armadura na base.

₪ Estacas tracionadas.


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39EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. ÔMEGA Equipamento sem capacidade para atingir a profundidade de

projeto.₪ Resistência inferior à projetada.

Concreto inadequado.₪ Trabalhabilidade e agregado graúdo em desacordo com a

boa prática e necessidade para o bombeamento. Descontinuidade causada por execução sem controle.

₪ Velocidade excessiva de subida da ferramenta. Impossibilidade de colocação da armadura projetada.

₪ Problemas de detalhamento da armadura.₪ Trabalhabilidade do concreto.₪ Demora no processo.


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40EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Cravadas. MEGA Falta de resistência do elemento estrutural.

₪ Elemento no qual a estaca está sendo apoiada para permitirsua penetração.

Má vinculação entre os elementos macaqueados..₪ Resultando em elemento não contínuo.

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41EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. Problemas de integridade ou continuidade.

₪ Não sendo detectado o problema, os resultados sãodesastrosos.


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42EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. Má qualidade do concreto. Demora na concretagem. Armadura pesada ou mal posicionada

₪ Dificultando a concretagem (inferior a 50 cm).₪ Estacas de grande diâmetro a armadura dificulta.


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43EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. Limpeza da base inadequada.

₪ Redução da resistência de ponta. Presença de água na perfuração por ocasião da concretagem.

₪ Sem a utilização de lama bentonítica, resulta em elementocom problema de integridade ou baixa resistência.


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44EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. Desmoronamento das paredes de escavação não protegidas

durante a concretagem.₪ Estaca descontínua e com desempenho comprometido.

Execução de estaca próxima a elemento recentementeconcretado.

₪ Solos instáveis ou pouco resistentes.₪ Comprometimento da integridade.

Variação do diâmetro da estaca.₪ Presença de solos muito moles, incapazes de resistir à

pressão.₪ Seccionamento do fuste.

Presença de situação de artesianismo.₪ Comprometimento da concretagem.

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45EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. Redução da resistência lateral.

₪ Pelo amolgamento do solo na colocação do revestimento.₪ Uso de lama como lubrificante

Falta de integridade do fuste.₪ Utilização de concreto com baixa trabalhabilidade em

estacas armadas.₪ Impedimento do concreto em entrar em contato com o solo.

Amolgamento ou recobrimento de parte do fuste da estaca porsolo transportado.

₪ Oriundo de camada muito mole, carregado pela ferramentade escavação.


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46EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. BROCA – TRADO MANUAL OUMECÂNICO.

Má qualidade do sistema e mão de obra não qualificada. Uso indevido do sistema em terrenos instáveis. Escavação de várias estacas para posterior concretagem.

₪ Problemas de limpeza de base, presença de água no fuste econsequente redução ou comprometimento de resistência.

Problemas de mistura inadequada do concreto.₪ Ocorre com mais frequência quando o concreto é feito à

mão.₪ Volumes pequenos.


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47EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. STRAUSS. Concreto de trabalhabilidade inadequada.

₪ Uso de concreto com abatimento baixo (slump inferior a10cm).

₪ Ou uso de material seco.₪ Provoca segregação na concretagem e problemas

operacionais no levantamento do revestimento. Concreto não homogêneo.

₪ Mistura manual. Instabilidade das paredes da escavação.

₪ No caso do não uso de revestimento. Má qualidade dos materiais.

₪ Cimento estocado inadequadamente. Diâmetro menor do que o projetado – falta do uso de

revestimento.


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48EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. ESCAVADAS MECANICAMENTE. Equipamento sem capacidade de escavação. Concreto com trabalhabilidade inadequada. Contaminação do concreto da cabeça da estaca. Instabilidade das paredes do furo.

₪ Revestimento colocado tardiamente.

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49EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. ESCAVADAS MECANICAMENTE. Falha da concretagem.

₪ Instabilidade do solo das paredes do furo.₪ Pode ser provocado pela retirada do revestimento.

Concretagem interrompida e reiniciada posteriormente.₪ Problema de integridade.₪ Junta seca.

Abertura de várias estacas para posterior concretagem.


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50EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. ESCAVADAS MECANICAMENTE. Demora na concretagem de elementos escavados.

₪ Instabilidade das paredes laterais.


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51EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. ESCAVADAS COMAUXÍLIO DE LAMA. Uso de lama somente após a ocorrência de instabilidade. Falta do controle de posição do tubo tremie (tremonha).

₪ Seccionamento do fuste. Parada e reinício da concretagem

₪ Graves problemas de descontinuidade do fuste. Baixa qualidade da lama. Baixa qualidade do concreto. Demora na concretagem dos elementos escavados.


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INTERVALO !

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53EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. INJETADAS DE PEQUENO DIÂMETRO(RAIZ).

Problema de emenda de armadura nas estacas tracionadas. Estrangulamento do fuste por interferência da armadura,

injeção ou trabalhabilidade do concreto. Descontinuidade do fuste causada pela retirada do

revestimento sem controle. Seccionamento do fuste provocado pela presença de espessa

camada muito mole.₪ Revestimento permanente.

Efeito do artesianismo. Uso de material inadequado para concretagem. Ausência de pressurização em elemento projetado para essa

condição.


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54EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. HÉLICE CONTÍNUA. Alivio das tensões horizontais pela remoção do solo. Equipamento sem capacidade. Concreto inadequado. Descontinuidade causada por execução inadequada. Dificuldade ou impossibilidade de colocação da armadura. Dano na estaca provocado pela colocação de armadura de

forma inadequada. Execução de concretagem não pressurizada até o topo da

estaca, provocando descontinuidades.


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55EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. TUBULÕES. Material na base não compatível com a tensão de projeto

adotada. Dimensões e geometria incorretas.

₪ Comum em tubulões não circulares. Instabilidade do solo durante a escavação. Presença de água durante a concretagem. Mau adensamento do concreto, resultando em peças sem a

geometria ou integridade projetadas e falta de recobrimento dearmadura.

₪ Situações inseguras ou mesmo colapso. Armaduras mal posicionadas ou insuficientes.

₪ Problemas de recobrimento.₪ Não atendimento às necessidades das solicitações.


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56EXECUÇÃO


Quanto a Estacas Escavadas. TUBULÕES. Qualidade inadequada do concreto. Colocação de pedras de mão no fuste do tubulão para reduzir

custos.₪ Elementos sem a devida integridade.

Ausência da colocação de armadura de fretagem no topo dostubulões.

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57EXECUÇÃO


Controle dos Volumes Concretados. Constitui uma forma de detectar defeitos ou problemas na

execução de estacas moldadas “in loco”. Basicamente, é a comparação entre o volume teórico e sua

evolução com o real.


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58EXECUÇÃO

• PREPARO DA CABEÇA DAS ESTACAS DECONCRETO. Cotas diferentes. Necessidade de limpeza do concreto contaminado. Limpeza acontece antes do concreto atingir a resistência

necessária. Danos.

Uso de ferramenta pesada. Grandes danos. Eventuais trincas no fuste. Difícil detecção.

Nas estacas armadas, o uso de ferramentas inadequadas. Trincamento do concreto junto à armadura.


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59EXECUÇÃO

• ENSAIOS DE INTEGRIDADE. Elimina as dúvidas sobre as condições obtidas noprocesso construtivo.

Em obras de grande responsabilidade, tornam-serotineiros.


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60EXECUÇÃO

• PROVAS DE CARGA. Quando há dúvidas quanto a capacidade detransferência de carga ao solo.

Ensaios estáticos ou dinâmicos. Provas de carga dinâmicas. Rapidez. Baixo custo. Em relação aos ensaios estáticos.

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61EXECUÇÃO

• PROVAS DE CARGA.


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PÓS-CONCLUSÃO DAS FUNDAÇÕES


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63PÓS-CONCLUSÃO DAS FUNDAÇÕES

• CARREGAMENTO. Alteração do uso da estrutura.


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• CARREGAMENTO. Ampliações e Modificações não Previstas noProjeto Original.

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• MOVIMENTO DE MASSA. Alteração do uso de terrenos vizinhos.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Alteração do uso de terrenos vizinhos.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Grandes Escavações Próximas.

Variação no estado inicial de tensões causado pela escavação.

Resistência e rigidez do solo.

Variação das condições do lençol freático.

Rigidez da parede e do sistema de suporte.

Forma e dimensão da escavação.

Qualidade executiva dos serviços.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Grandes Escavações Próximas.

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• MOVIMENTO DE MASSA. Escavações Não Protegidas.

Toda escavação próxima a fundações existentes, necessita de

uma previsão de metodologia construtiva.

Escavações abaixo do nível do lençol freático ou em solos

instáveis.

₪ Maior fonte de problemas pós construção.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Instabilidade de Taludes. Construções em taludes podem ser afetadas por:

₪ Instabilidade localizada do talude.

₪ Ser envolvida pela instabilidade geral pré-existente.

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• MOVIMENTO DE MASSA. Instabilidade de Taludes. A avaliação de cada situação.

₪ Teoria de equilíbrio limite.

₪ Baseado na suposição da existência de uma superfície

de ruptura que envolve a massa de solo.

₪ Mobilização de resistência ao cisalhamento do

material.

₪ Verifica-se o equilíbrio das cargas estabilizantes e

instabilizantes.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Efeitos da Presença de Água. Rompimento de canalizações Enterradas. Extravasamento de grandes coberturas sem sistema eficiente

de descarga.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Efeitos da Presença de Água.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Efeitos da Presença de Água.

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• MOVIMENTO DE MASSA. Variação do Nível de Água.

Naturais. Rebaixamento do NA.

Quando não consideradas em projeto, pode afetar aestabilidade do sub solo.

Pode não ser detectado durante as sondagens.

Fundações assentes sobre solos sensíveis à inundação. Ex.: Brasília.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Variação do Nível de Água. Aumento na tensão efetiva.

₪ Submerso Saturado. Resulta em deformações.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Erosão ou Solapamento.


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• MOVIMENTO DE MASSA. Ação de animais ou do Homem. Formigas, cupins, tatus, etc. Grandes vazios. Antes ou depois da construção concluída. Presídios, prédios históricos (escavações próximas às

fundações).

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• VIBRAÇÕES OU CHOQUES.

Equipamentos Insdustriais.

Cravação de estacas.

Compactação vibratória e dinâmica.

Explosões.

Choques.

Embarcações.


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DEGRADAÇÃO DOS MATERIAIS


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83DEGRADAÇÃO DOS MATERIAIS

• CONDIÇÕES AGRESSIVAS.

Concreto.

Ataque químico.

Meios ácidos.

Aço.

Corrosão

Madeira.

Mudanças físicas e químicas.


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CONSIDERAÇÕES FINAIS

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85CONSIDERAÇÕES FINAIS

15.9%

20.7%

28.9%

34.5%

Execução

Análise e Projeto

Eventos Pós-ConclusãoInvestigação doSubsolo


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86CONSIDERAÇÕES FINAIS

• CONTROLE.

Recalques.

Trincas.


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FIM

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