Reforço de Fundações

DFA Estruturas Estruturas de Edifcios de B.A.Reforo de Fundaes

1/73

Reforo de Fundaes


2/73

Tipos e Patologias

Tcnicas de Reforo

Casos Prticos

Mtodos Construtivos

Disposies Construtivas


3/73

Tipos e Patologias


4/73

Tipos de Fundaes tradicionais em terrenos brandos

Soluo de fundaes por arcos apoiados em peges

Soluo de fundaes por lintis sobre estacas de madeira


5/73Tipos de Fundaes

Variabilidade da Geologia


6/73

Patologias

Piso trreo

Degradao da estaca de madeira pelo efeito de rebaixamento do NF

Estacas de madeira: efeito da variao do nvel fretico

NF actual

Estacas madeira

Grelha de distribuio

trreo

Exemplo : Baixa Pombalina - estacas adoptadas como elemento de tratamento do terreno

NF inicial


7/73

Patologias

Fissuras Fissuras verticais

junto a edifcio Fissuras diagonais devidas a

assentamento diferencial

junto a edifcio vizinhos


8/73

Patologias Tipo

Roturas em condutas Escavaes Deficiente concepo

Fundao em aterros Vibraes Heterogeneidade geolgica


9/73

Patologias

CargaE.L. ltimo

Margem S

Deformao

E.L. Utilizao (comb. rara aces)

Segurana em relao

rotura

Deformao admissvel


10/73

Tcnicas de Reforo

Tipos e Patologias


11/73

Tcnicas de Reforo

Incremento da capacidade resistente por tratamento

do terreno

Incremento da capacidade resistente

por microestacas

Incremento da capacidade resistente por alargamento

das sapatas


12/73

Tcnicas de Reforo

Tipos e Patologias

Mtodos Construtivos


13/73

Faseamento executivo, injeco IRS com tubo TM

1 fase

Mtodos Construtivos (i): Microestacas

Perfurao destrutiva com vara de pequeno dimetro at base da microestaca


14/73


1 fase 2 fase



Colocao do tubo da micro-estaca no interior do furo e preenchimento do espao anelar entre o tubo e o solo com calda de cimento


15/73


1 fase 2 fase 3 fase




Injeco com obturador duplo, atravs de vlvulas manchete (IRS), localizadas na zona do tubo correspondente ao comprimento de selagem (Ls)

L S


16/73


1 fase 2 fase 3 fase 4 fase




Injeco com obturador duplo, atravs de vlvulas manchete (IRS), localizadas na zona do tubo correspondente ao comprimento de selagem (Ls)

Preenchimento do espao interior do tubo, correspondente ao comprimento livre, com calda de cimento

L S


17/73

Faseamento executivo, injeco IGU com tubo MV

1 fase

Mtodos Construtivos (ii): Microestacas



18/73


1 fase 2 fase



Colocao do perfil da micro-estaca no interior do furo e preenchimento do espao anelar entre o tubo e o solo com calda de cimento


19/73






Injeco com obturador simples, atravs de tubo multivlvulas aco-plado ao perfil (IGU), com as vlvulas na zona correspondente ao comp. selagem (Ls)

L S


20/73






Injeco com obturador simples, atravs de tubo multivlvulas aco-plado ao perfil (IGU), com as vlvulas na zona correspondente ao comp. selagem (Ls)

Preenchimento do espao interior do tubo, correspondente ao comprimento livre, com calda de cimento

L S


21/73

a) Perfurao de pequeno dimetro

b) Instalao do tubo TM no interior do furo

c) Injeco de preenchimento do espao anelar entre paredes do furo e do TM

d) Injecco IRS

Injeco de calda de cimento atravs das vlvulas manchete e de obturador duplo

Calda injectada

Faseamento executivo, injeco IGU com tubo MVMtodos Construtivos (ii): Microestacas

Manchete

Solo

jsob presso

Calda


22/73

Microestacas como ele. de fundao / reforo de fundao de estruturas de grande porte


23/73

Microestacas em solues de recalamento

100Pormenor A

Barras Gewi

Pilar a recalar

Car

ga

Pormenor B

Macio e perfil de

travamento

Microestacas dimensionadas

para a encurvadura

1 T

rans

fer

ncia

C

94,5


24/73

Microestacas em solues de recalamento

Car

ga

Macaco plano

100Pormenor A

Pilar a recalar

2 T

rans

fer

ncia

C

Nova viga

94,5

Nova laje

Paredes

Microestacas cortadas depois

de aliviadas

Pormenor B

Macaco plano

Nova laje


25/73

Microestacas em solues de recalamento: macacos planosPilar / Parede a

recalarDescarregado

Carregado

hc - hd = 25mm: abertura mx.Circuito hidrulico

hc

hdChapa de ao

Nicho de acesso

Nova laje

Nova estrutura

Microestacas

Macaco Plano (Nmx terico=600 kN, Nmx aplicado=200 kN)

Manmetro

Bomba

G1Vlvula de

entrada

Vlvula de sada

Nova laje


26/7326/150Macios de

encabeamento em solues de

recalamento barras GEWI

Barras GEWI

Min 1,20

Ls (m

in 4

.0m

)


27/73

Macios de encabeamento em solues de recalamento barras GEWI


28/73

Macios de Encabeamento em solues de recalamento barras GEWI: momento aperto


29/73

Microestacas em solues de recalamento: importncia da utilizao de unies exteriores

Seccionamento do tubo metlico pela

unio interior


30/73

Dimensionamento de microestacas encurvadura

4Situaes de desconfinamento por escavao: recalamento

Condies de aplicao:

4Localizao na gua ou em terrenos brandos ou com potencial de liquefaco

Principais regras:4 Limitar comprimento de

encurvadura: < 1204 Limitar a tenso no ao:

fservio < 0,25 a 0,50 fyd


31/73

Conceito de comprimento de encurvadura: Le = le


32/73

P

L

P P

Pcr(2) = 4PE

Pcr(3) = 9PE

PConceito de carga crtica - PcrTrajectrias de

ps-encurvadura

Modos de encurvadura de

Diagrama de bifurcao de equilbrio

n = 1Pcr(1)=2EI/Le2

n = 2Pcr(2)=42EI/Le2

n = 3Pcr(3)=92EI/Le2

Pcr(1) = PE

PE - Carga de Euler, menor carga crtica

encurvadura de uma coluna

simplesmente apoiada

Conceito de comp. de encurvadura - Le distncia entre pontos de inflexoColuna bi- apoiada: Le = L

Coluna encastrada-apoiada: Le = 0,7 LColuna bi-encastrada: Le = 0,5 LColuna em consola: Le = 2 L

Casos reais: relao entre a rigidez da coluna (kc) e dos elementos adjacentes (k1 e k2) ver bacos


33/73

Comportamento de colunas em regime elasto-plstico

Geometria e imperfeio inicial (>0)

Trajectrias de equilbrio


34/73

Trajectrias de equilbrio da coluna com uma configurao deformada inicial

Carga - deslocamento adicional Carga deslocamento total


35/73

A curva de dimensionamento de uma coluna ideal definida pelo menor dos valores:

PE = A E - Carga de Euler, menor carga crtica;P = A fy - Carga da plastificao da seco

Curva de dimensionamento de uma coluna ideal: E = fy

NR = A R, com R = min (E, fy)Esforo axial resistente

C d di i t d l id l l t f (f )

(coluna ideal: para P < Pcr = 0)

E = PE /A = 2EI/ALe2Dimensionamento ptimo valor ptimo da esbelteza: 1, para: = fy = R = 2E/ 12

Curva de dimensionamento da coluna ideal relao entre fy e E R (fy, E)com: i = I /A e = Le/i E = 2E/ 2

1 = E/ fy

Esbelteza normalizada = / 1 = fy / E1

= Le / i = 1 = / 1

Plastificao da seco Encurvadura por varejamento

fy

R fy = E

E

Curva de dimensionamento de uma coluna ideal

Resistncia Encurvadura


36/73

Curva de dimensionamento de colunas

Resultados obtidos em ensaios experimentais de colunas reais


37/73

A curva de dimensionamento de uma coluna real condicionada pelo efeito das imperfeies geomtricas:

max = N/A + Mc/I < fy fy = N/A {1 + (c/i2) [E/(E-(N/A))]}

Efeito das imperfeies geomtricasMomento 2 ordem

(coluna real, com imperfeies geomtricas: para P < Pcr > 0 Mc= N )

Eq. Perry:

Pcr

P

Curva ideal

Curva real

N/A= 0,5{[fy + E(1+)] - [fy + E(1 + )]2 - 4fy E} , Eq. Perry -Robertsoncom = c /i2 = 0,003

1

fy

R

E

Coluna ideal: = 0

Coluna real: = 0

Curva de dimensionamento:

efeito das imperfeies geomtricas

O efeito das imperfeies

geomtricas maior na zona de

dimensionamento ptimo ( = 1)

EC3 - Coluna real curvas a, b, c e d (imperfeies geo. + tenses residuais)


38/73

Dimensionamento de colunas (perfis de ao laminados a quente):Resistncia das seces transversais ( e )

[estabilidade local (classificao da seces)];Encurvadura por compresso (varejamento);Deformabilidade (coef. esbelteza mximo - );

E.l.ltimos

E.l.utilizao

Necessrio verificar segurana encurvadura:Varejamento (REAE Art 42 e 48);

Resistncia Encurvadura de Barras Compresso (EC3).Fenmeno dependente da geometria da barra - conceitos:Carga crtica: Pcr(n) = n22EI/Le2, n - modo de encurvadura da barraComprimento de encurvadura: Le = L, - cond. fronteira da barra Coeficiente de esbelteza: = Le / i, i - raio de girao da barra

Elementos lineares submetidos a esforos axiais de compresso:


39/73

REAE (Resistncia compresso sem plastificao - Art 41):Sd < Rd = fyd, tenses normais

Sd < Rd = (1/ 3)fyd, tenses tangenciaisEC3 (Resistncia compresso Art 5.3):Estabilidade local - classificao seces

geometria distr. tenses fabrico

Classe 1: permite dim. plsticoClasse 2: permite dim. plstico, c/ capac. rotao limitadaClasse 3: permite dim. plstico, c/ capac. rotao limitadaClasse 4: no permite dim. Plstico

Compresso simples (Resistncia sem e com plastificao Art 5.4):

NSd


43/73

Curvas de dimensionamento de colunas: EC3

Os valores LT das curvas podem ser consultados na

Tabela 5.5.2 do EC3


44/73

Fundaes por microestacas controlo da verticalidade e dos parmetros de execuo


45/73

1 fase

Mtodos Construtivos(iii): C. Jet GroutingFaseamento executivo, colunas tipo 1

Perfurao destrutiva com vara de pequeno dimetro


46/73

1 fase 2 fase



Final da perfurao quando esta atingir a cota da base da coluna


47/73





Subida da vara com jacteamento de calda a alta presso, acompanhada de movimento de rotao velocidade pr-definida


48/73





Subida da vara com jacteamento de calda a alta presso, acompanhada de movimento de rotao velocidade pr-definida

Final do jacteamento quando o bico injector atingir a cota correspondente ao coroamento da coluna


49/73

Tcnicas de Reforo

Tipos e Patologias

Mt d C t tiMtodos Construtivos

Disposies Construtivas


50/73

Disposies Construtivas (i): Microestacas - Soluo Centrada

Min 1,20

Ls (m

in 4

.0m

)


51/73

Min0,25

Disposies Construtivas (ii): Microestacas - Soluo Excntrica

Ls (m

in 4

.0m

)

Min 1,20

sol

o -c

alda


52/73

Barras GEWI

Disposies Construtivas (iii): Microestacas Barras pr-esforadas

Min 1,20

Ls (m

in 4

.0m

)


53/73Disposies Construtivas (iv): Microestacas Unies exteriores


54/73Disposies Construtivas (v): Microestacas auto perfurantes


55/73

stru

tivas

(v):

erfu

rant

es

espe

ssur

a D

ispo

si

es C

ons

Mic

roes

taca

s au

to p

ede

sac

rifc

io


56/73

Disposies Construtivas (v): Microestacas auto perfurantes


57/73

Disposies Construtivas (vi): Microestacas Controlo verticalidade


58/73

Chapa de topo

Aumenta a aderncia entre o tubo e o beto do macio de encabeamento

Assegura a

Disposies Construtivas (vii): Microestacas Aspectos construtivos

Centra-lizador

Ponteira

Assegura a uniformizao do recobrimento das paredes do tubo

Facilita a introduo do tubo no furo, nos casos em que este se encontre previamente preenchido com calda de cimento


59/73Jet Grouting Solues Recalamento

Recalamento e reforo de fundaes

Recalamento e de fundaes e conteno

de terrenos



Versatilidade de equipamentos para trabalhos indoor (p direito 2,20m)








63/73Jet Grouting Solues Recalamento DFA Estruturas Estruturas de Edifcios de B.A.

Reforo de Fundaes




Reforo de Fundaes




Reforo de Fundaes




Reforo de Fundaes

70/73Injeces Polmeros Solues Reforo

Reforo por preenchimento dos vazios de solos submetidos a cargas moderadas atravs de injeco de resinas hidroexpansivas, base de

poliuretano


71/73 DFA Estruturas Estruturas de Edifcios de B.A.Reforo de Fundaes


Preenchimento de cavidades

Reforço de Fundações

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