Técnicas Fundações parte 03

TÉCNICAS TÉCNICAS CONSTRUTIVAS ICONSTRUTIVAS I

FUNDAÇÕES FUNDAÇÕES Parte - 03Parte - 03

Prof. Sérgio Bezerra de Sant’ AnnaProf. Sérgio Bezerra de Sant’ Anna

Fundações:Fundações: Estacas Raiz Estacas Raiz

São estacas moldadas in loco perfuradas São estacas moldadas in loco perfuradas com circulação de água ou método com circulação de água ou método rotativo ou rotativo-percursivo em rotativo ou rotativo-percursivo em diâmetros variando de 130 a 450 mm e diâmetros variando de 130 a 450 mm e executadas com injeção de argamassa executadas com injeção de argamassa ou calda de cimento sob baixa pressão.ou calda de cimento sob baixa pressão.

No caso de estacas raiz perfuradas No caso de estacas raiz perfuradas exclusivamente em solos, a perfuração é exclusivamente em solos, a perfuração é revestida com tubo metálico recuperável revestida com tubo metálico recuperável para garantir a integridade do fuste. Se para garantir a integridade do fuste. Se ocorrer perfuração em trecho de rocha ocorrer perfuração em trecho de rocha (passagem de matacões ou (passagem de matacões ou engastamento em rochas sãs), isso se engastamento em rochas sãs), isso se dará pelo processo rotativo-percursivo dará pelo processo rotativo-percursivo sem a necessidade de revestimento sem a necessidade de revestimento metálico.metálico.

A estaca raiz é indicada para reforços de A estaca raiz é indicada para reforços de fundação, complementação de obras fundação, complementação de obras (ampliações), locais de difícil acesso e (ampliações), locais de difícil acesso e em obras onde é necessário ultrapassar em obras onde é necessário ultrapassar camadas rochosas, fundações de obras camadas rochosas, fundações de obras com vizinhança sensível a vibrações ou com vizinhança sensível a vibrações ou poluição sonora, ou ainda, para obras de poluição sonora, ou ainda, para obras de contenções de taludes contenções de taludes


Dependendo do equipamento utilizado Dependendo do equipamento utilizado as estacas podem ser executadas em as estacas podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0° a 90°). ângulos diferentes da vertical (0° a 90°). O equipamento perfuratriz é equipado O equipamento perfuratriz é equipado com sistema de rotação e avanço do com sistema de rotação e avanço do revestimento metálico provisório ou por revestimento metálico provisório ou por máquinas a roto-percussão com martelo máquinas a roto-percussão com martelo acionados a ar comprimido. São acionados a ar comprimido. São equipamentos relativamente pequenos equipamentos relativamente pequenos e robustos que possibilitam a operação e robustos que possibilitam a operação em locais com espaços restritos, no em locais com espaços restritos, no interior de construções existentes e interior de construções existentes e locais subterrâneos. locais subterrâneos.

Existem ainda equipamentos autônomos Existem ainda equipamentos autônomos sobre trator de esteiras, acionados por sobre trator de esteiras, acionados por motor diesel para sua locomoção e para motor diesel para sua locomoção e para funcionamento do sistema hidráulico.funcionamento do sistema hidráulico.Completada a perfuração com Completada a perfuração com revestimento total do furo, é colocada a revestimento total do furo, é colocada a armadura necessária, procedendo-se a armadura necessária, procedendo-se a seguir a concretagem do fuste com a seguir a concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de correspondente retirada do tubo de revestimento. A armadura pode ter a revestimento. A armadura pode ter a seção de aço modificada ao longo do seção de aço modificada ao longo do fuste, em função do diagrama de atrito fuste, em função do diagrama de atrito lateral.lateral.


A concretagem é executada de baixo A concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se para cima, aplicando-se regularmente uma pressão regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável, rigorosamente controlada e variável, em função da natureza do terreno. em função da natureza do terreno. Normalmente, esta pressão varia de Normalmente, esta pressão varia de 0 a 0,4 Mpa (4,0 kgf/cm2). A 0 a 0,4 Mpa (4,0 kgf/cm2). A argamassa de cimento e areia argamassa de cimento e areia (podendo utilizar cimento de alta (podendo utilizar cimento de alta resistência inicial quando houver a resistência inicial quando houver a possibilidade de fuga da nata de possibilidade de fuga da nata de cimento) com resistência mínima de cimento) com resistência mínima de 18 Mpa.18 Mpa.

a) perfuração com utilização de a) perfuração com utilização de circulação d'água e revestida do furo;circulação d'água e revestida do furo;b) perfuração executada até a b) perfuração executada até a profundidade necessária, cota de profundidade necessária, cota de ponta da estaca;ponta da estaca;c) colocação da armação após c) colocação da armação após limpeza final do interior do tubo;limpeza final do interior do tubo;d) introdução de argamassa de d) introdução de argamassa de cimento e areia, sob pressão baixa;cimento e areia, sob pressão baixa;e) retirada do tubo de revestimento e e) retirada do tubo de revestimento e aplicações parciais de ar comprimido aplicações parciais de ar comprimido


A seqüência de fotos mostra a A seqüência de fotos mostra a confecção de uma estaca raiz.confecção de uma estaca raiz.

Fundações:Fundações: Estacas Cravadas Estacas Cravadas

Bate-estacas por Bate-estacas por gravidadegravidade

São os mais utilizados e de São os mais utilizados e de funcionamento mais simples, funcionamento mais simples, constituído de uma massa constituído de uma massa metálica (pilão ou martelo) metálica (pilão ou martelo) que içado por meio de que içado por meio de guinchos, cabos e uma torre guinchos, cabos e uma torre ou tripé, é deixado cair de ou tripé, é deixado cair de uma altura determinada, uma altura determinada, cravando a estaca com cravando a estaca com golpes sucessivos. Embora de golpes sucessivos. Embora de custo relativamente custo relativamente acessível, tem como principal acessível, tem como principal desvantagem sua lentidão, desvantagem sua lentidão, pois não consegue ser pois não consegue ser manobrado facilmente.manobrado facilmente.


Bate-estacas de simples ou duplo Bate-estacas de simples ou duplo efeitoefeito

Em geral, funcionam a vapor ou a ar Em geral, funcionam a vapor ou a ar comprimido, proporcionando uma comprimido, proporcionando uma cravação mais rápida pois além da cravação mais rápida pois além da gravidade recebem um adicional de gravidade recebem um adicional de pressão no martelo. Embora muito pressão no martelo. Embora muito eficientes estão caindo em desuso. A eficientes estão caindo em desuso. A estrutura da torre, a movimentação e estrutura da torre, a movimentação e a operação são muito semelhantes ao a operação são muito semelhantes ao bate-estaca comum de gravidade. Os bate-estaca comum de gravidade. Os de simples efeito, apenas recebem de simples efeito, apenas recebem pressão no martelo de baixo para pressão no martelo de baixo para cima para elevar o martelo e a cima para elevar o martelo e a cravação se dá por gravidade. Os de cravação se dá por gravidade. Os de duplo efeito, além da pressão de duplo efeito, além da pressão de levantamento ocorre uma pressão levantamento ocorre uma pressão adicional no momento da queda do adicional no momento da queda do martelo, somando-se o efeito da martelo, somando-se o efeito da gravidade e da pressão adicional na gravidade e da pressão adicional na

cravação.cravação.


Capacidade de carga das Capacidade de carga das estacasestacas

A determinação da resistência A determinação da resistência de estacas cravadas pode ser de estacas cravadas pode ser feita por meio da aplicação de feita por meio da aplicação de fórmulas empíricas que fórmulas empíricas que relacionam a resistência da relacionam a resistência da estaca com a penetração estaca com a penetração média ocorrida na última série média ocorrida na última série de batidas do bate-estaca. Já de batidas do bate-estaca. Já para estacas moldadas in loco para estacas moldadas in loco o ideal é realizar provas de o ideal é realizar provas de carga de conformidade com a carga de conformidade com a norma técnica. A prova de norma técnica. A prova de carga também é necessária carga também é necessária nas obras de maior vulto, pois nas obras de maior vulto, pois poderão indicar a poderão indicar a possibilidade da redução dos possibilidade da redução dos coeficientes de segurança coeficientes de segurança adotados e com isso auferir adotados e com isso auferir menos custo de execução menos custo de execução dentro de uma garantia dentro de uma garantia máxima de qualidademáxima de qualidade

Fundações:Fundações: Estacas Cravadas em Estacas Cravadas em

Concreto ArmadoConcreto Armado

As estacas de concreto são indicadas As estacas de concreto são indicadas para transpor camadas extensas de para transpor camadas extensas de solo mole e em terrenos onde o plano solo mole e em terrenos onde o plano de fundação se encontra a uma de fundação se encontra a uma profundidade homogênea, sem profundidade homogênea, sem restrição ao seu uso abaixo do lençol restrição ao seu uso abaixo do lençol freático.freático.

As estacas podem ser de concreto As estacas podem ser de concreto centrifugado ou receber protensão e centrifugado ou receber protensão e exigem controle tecnológico na sua exigem controle tecnológico na sua fabricação.fabricação.

A principal desvantagem é a A principal desvantagem é a relacionadas ao transporte, que exige relacionadas ao transporte, que exige cuidado redobrado no manuseio e cuidado redobrado no manuseio e verificação de sua integridade verificação de sua integridade momentos antes da sua cravação. momentos antes da sua cravação.



Modelos de estacas pré-moldadas em concreto Modelos de estacas pré-moldadas em concreto armado, capacete de cravação, e anéis metálicos armado, capacete de cravação, e anéis metálicos utilizados para execução de uma emenda.utilizados para execução de uma emenda.



A Seqüência de fotos mostra a cravação de A Seqüência de fotos mostra a cravação de uma estaca em concreto armado.uma estaca em concreto armado.


Concreto armadoConcreto armado

A seqüência de fotos mostra o coroamento de A seqüência de fotos mostra o coroamento de quatro estacas cravadas de concreto armado.quatro estacas cravadas de concreto armado.


MetálicasMetálicas

As estacas metálicas são particularmente indicadas pela As estacas metálicas são particularmente indicadas pela sua grande capacidades de suporte de cargas e em sua grande capacidades de suporte de cargas e em terrenos onde a profundidade do plano de fundação é terrenos onde a profundidade do plano de fundação é muito variável, sem problemas quanto ao transporte e muito variável, sem problemas quanto ao transporte e manuseio, permitindo aproveitamento de peças cortadas manuseio, permitindo aproveitamento de peças cortadas e a combinação de perfis, desde que devidamente e a combinação de perfis, desde que devidamente soldados.soldados.

A principal vantagem é a rapidez na cravação, podendo A principal vantagem é a rapidez na cravação, podendo ser utilizadas em solos duros e a desvantagem particular é ser utilizadas em solos duros e a desvantagem particular é a dificuldade em avaliar a nega. a dificuldade em avaliar a nega.


MetálicasMetálicas

A seqüência de fotos mostram a cravação A seqüência de fotos mostram a cravação de uma estaca metálica.de uma estaca metálica.

Fundações:Fundações: Estacas Cravadas de Estacas Cravadas de

MadeiraMadeira

As estacas de madeiras devem ser de madeira dura, resistente, em peças As estacas de madeiras devem ser de madeira dura, resistente, em peças

retas, roliças e descascadas. O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 retas, roliças e descascadas. O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35

cm e o comprimento de 5 a 8 metros, geralmente limitado a 12 metros cm e o comprimento de 5 a 8 metros, geralmente limitado a 12 metros

com emendas. No caso da necessidade de comprimentos maiores as com emendas. No caso da necessidade de comprimentos maiores as

emendas deverão ser providenciadas com talas de chapas metálicas e emendas deverão ser providenciadas com talas de chapas metálicas e

parafusos, devidamente dimensionados. Durante a cravação, as cabeças parafusos, devidamente dimensionados. Durante a cravação, as cabeças

das estacas devem ser protegidas por um anel cilíndrico de aço, destinado das estacas devem ser protegidas por um anel cilíndrico de aço, destinado

a evitar seu rompimento sob os golpes do pilão, assim como é a evitar seu rompimento sob os golpes do pilão, assim como é

recomendável o emprego de uma ponteira metálica, a fim de facilitar a recomendável o emprego de uma ponteira metálica, a fim de facilitar a

penetração e proteger a madeira. A vida útil de uma estaca de madeira é penetração e proteger a madeira. A vida útil de uma estaca de madeira é

praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente sob lençol praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente sob lençol

freático (água). Caso esteja sujeita a variação de umidade apodrecerá freático (água). Caso esteja sujeita a variação de umidade apodrecerá

rapidamente. De qualquer maneira a estaca deve receber tratamento de rapidamente. De qualquer maneira a estaca deve receber tratamento de

preservação para evitar o apodrecimento precoce e contra ataques de preservação para evitar o apodrecimento precoce e contra ataques de

insetos xilófagos. As madeiras mais utilizadas são: eucaliptos, peroba do insetos xilófagos. As madeiras mais utilizadas são: eucaliptos, peroba do

campo, maçaranduba, arueira etc.campo, maçaranduba, arueira etc.

Fundações:Fundações: Estacas Cravadas de Estacas Cravadas de

MadeiraMadeira

Empiricamente, pode-se calcular Empiricamente, pode-se calcular o diâmetro mínimo de uma o diâmetro mínimo de uma estaca de madeira em função do estaca de madeira em função do seu comprimento, usando a seu comprimento, usando a seguinte fórmula que aparece na seguinte fórmula que aparece na figura.figura.

A carga admissível depende das A carga admissível depende das dimensões da estaca e da dimensões da estaca e da natureza das camadas natureza das camadas atravessadas no terreno, como atravessadas no terreno, como ordem de grandeza, exemplifica-ordem de grandeza, exemplifica-se no quadrose no quadro..

Fundações:Fundações: Estacas Mega ou de Estacas Mega ou de

ReaçãoReação

Este tipo de estaca é indicado para Este tipo de estaca é indicado para recuperação de estruturas que sofreram recuperação de estruturas que sofreram algum tipo de recalque ou dano ou para algum tipo de recalque ou dano ou para reforço de embasamento nos casos em reforço de embasamento nos casos em que se deseje aumentar a carga sobre a que se deseje aumentar a carga sobre a fundação existente. Na sua execução é fundação existente. Na sua execução é usado pessoal e equipamento usado pessoal e equipamento especializados e utilizam módulos de especializados e utilizam módulos de estacas pré-moldados sendo sua estacas pré-moldados sendo sua cravação conseguida por reação da cravação conseguida por reação da estrutura existente.estrutura existente.

Os elementos constituem de uma ponta Os elementos constituem de uma ponta que pode ser em aço ou, mais que pode ser em aço ou, mais freqüente, de concreto pré-moldado e freqüente, de concreto pré-moldado e por módulos extensores em formato de por módulos extensores em formato de tubo, ou seja oco por dentro, com tubo, ou seja oco por dentro, com encaixes, de modo que fiquem bem encaixes, de modo que fiquem bem travados. A solidarização é conseguida, travados. A solidarização é conseguida, após atingir a nega (por reação), após atingir a nega (por reação), colocando-se a armadura e colocando-se a armadura e concretando-se na parte oca da estaca, concretando-se na parte oca da estaca, deixando esperas. Por fim é conveniente deixando esperas. Por fim é conveniente executar um bloco de coroamento logo executar um bloco de coroamento logo acima de um travesseiro, para acima de um travesseiro, para solidarizar a estrutura a ser reforçada solidarizar a estrutura a ser reforçada com a estaca prensada colocada.com a estaca prensada colocada.

Fundações:Fundações: Estacas Mega ou de Estacas Mega ou de

ReaçãoReação

Foto abaixo o macaco hidráulico apoiando-Foto abaixo o macaco hidráulico apoiando-se nas fundações e empurrando a estaca se nas fundações e empurrando a estaca Mega para baixo, até encontrar o valor de Mega para baixo, até encontrar o valor de reação e iniciar a suspensão da fundação reação e iniciar a suspensão da fundação recalcada. recalcada.

Foto ao lado, momento da inserção de novo Foto ao lado, momento da inserção de novo estágio da estaca.estágio da estaca.

No esquema abaixo é apresentado a estaca No esquema abaixo é apresentado a estaca pronta com o bloco de solidarização, o pronta com o bloco de solidarização, o travesseiro e o canal de solidarização dos travesseiro e o canal de solidarização dos elementos pré-moldados após a elementos pré-moldados após a concretagem.concretagem.

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