sld_1 Fundações Profundas

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Prof. Marcus dos Reis
UNIDADE I
Fundações Profundas
 Tipos de fundações:
 Geralmente as fundações são classificadas em superficiais e profundas. De acordo 
com a NBR 6122 (ABNT, 2010).
 Fundações superficiais são aquelas em que as camadas do subsolo imediatamente abaixo 
da futura edificação têm a capacidade de suportar as cargas que lhes serão transmitidas. 
 Fundações denominadas profundas são elementos que 
transmitem a carga a profundidades maiores seja por sua 
ponta ou pela superfície lateral ou mesmo uma combinação 
das duas.
(Bloco 1)
Introdução
 Sapatas Isoladas: São executadas em concreto armado, de formato quadra ou retangular, 
podendo trabalhar a flexão. São utilizadas quando o terreno possui capacidade de carga 
suficiente para, numa pequena área, resistir aos esforços a que estará submetido. 
 Sapatas Corridas: Quando a capacidade de carga do terreno não é suficiente para resistir 
às cargas através de pontos isolados (onde estão os pilares), há necessidade de se 
aumentar a área de contato entre a fundação e o solo. Isto pode ser realizado com a 
utilização de fundações sob toda a superfície das paredes. 
 Podem ser empregados, para esta execução, vários tipos 
de materiais, tais como: alvenaria de tijolos, alvenaria 
de pedras e concreto.
Tipos de Fundações Superficiais
 Alvenaria de Tijolos: Deve ser utilizada em terrenos secos e para pequenas cargas. Após a 
escavação, executa-se um lastro de concreto magro. Faz-se a elevação da alvenaria que é 
respaldada por uma cinta de amarração de concreto armado.
 Alvenaria de Pedras: É utilizada em terrenos úmidos, possui uma maior capacidade de 
carga que a alvenaria de tijolos. O processo construtivo é idêntico ao de alvenaria de tijolos
 Concreto: Uma outra forma de executar uma fundação superficial é com a utilização de 
alicerce de concreto. Pode ser de formato regular (paralelepípedo) ou ter a superfície 
superior inclinada (de acordo com a distribuição das forças) semelhante à sapata isolada. 
Devem ser utilizadas fôrmas de madeira para a execução da concretagem
Fundações superficiais
 Radier: É utilizado quando o terreno tem baixíssima capacidade de carga, não havendo 
possibilidade de cravação de estacas ou a impossibilidade de escavar grande profundidade 
para atingir as camadas mais resistentes do terreno. Consiste de uma placa contínua de 
concreto armado (laje) com o objetivo de distribuir a carga em toda a superfície de contato 
com o terreno.
Fundações superficiais 
 Distribuir as tensões provenientes da superestrutura no solo ao longo do elemento estrutural.
 Q = carga
 C = coesão
 ɸ = ângulo de atrito
  = peso específico
 Z = profundidade
 Qz = carga atuante numa secção 
 Lp = profundidade equivalente 
ao comprimento da estaca
 Qp = carga de ponta da estaca
Tipos de Fundações Profundas
Fonte: Schulze (2013)
Alguns tipos – As estacas são peças esbeltas (L>>):
Estacas:
 cravadas por percussão
 cravadas por prensagem
 escavadas, com injeção
 tipo broca
 apiloadas
 tipo Strauss
 escavadas
 tipo Frank
 mistas
 “hélice contínua”
Fundações profundas 
 As estacas podem ser separadas em duas categorias
Fundações profundas
Fonte: Acervo próprio
Estacas para Cravação:
 Estas estacas têm a característica de possuírem um comprimento predeterminado, 
sendo cravadas, com auxílio de um bate-estaca, até a apresentação da "nega".
 Nega é o comprimento médio, pré-fixado em projeto, obtido dos 10 últimos golpes do martelo 
(ou pilão) durante o processo de cravação de uma estaca. É uma medida dinâmica e indireta 
da capacidade de carga de uma estaca e tem o objetivo de verificar a uniformidade 
do estaqueamento.
 Esse procedimento permite não só a medição da nega, mas também do repique
(deslocamento elástico), também usado na estimativa de capacidade de carga.
Fundações profundas
Estacas para Cravação:
 Figura: Nega e Repique 
 Elástico
Fundações profundas
Fonte: Adaptado de: ABEF – Anexo B – 2012
https://docplayer.com.br/39820929-2-revisao-
bibliografica.html
Repique
Nega
Cepo
Coxim
Capacete
Martelo
Estaca Fixação
LápisRégua
Papel
Sentido
Suporte
Papel
Obs.: Mover o lápis lenta e continuamente
ao longo do topo da régua durante
aplicação dos golpes.
As fundações são classificadas em dois grandes grupos, sendo as superficiais e profundas, em 
geral as estacas (profundas) podem ser separadas em duas categorias: 
com deslocamento e sem deslocamento.
Quais são os tipos de estacas que durante a execução apresentam o processo 
de deslocamento?
a) Pré-moldadas de concreto, barretes, radier etc.
b) Pré-moldadas de concreto, metálicas, barretes etc.
c) Pré-moldadas de concreto, tipo strauss, ômega etc.
d) Pré-moldadas de concreto, metálicas, ômega etc.
e) Hélice Contínua, metálicas, tipo “Franki” etc.
Interatividade
As fundações são classificadas em dois grandes grupos, sendo as superficiais e profundas, em 
geral as estacas (profundas) podem ser separadas em duas categorias: 
com deslocamento e sem deslocamento.
Quais são os tipos de estacas que durante a execução apresentam o processo 
de deslocamento?
a) Pré-moldadas de concreto, barretes, radier etc.
b) Pré-moldadas de concreto, metálicas, barretes etc.
c) Pré-moldadas de concreto, tipo strauss, ômega etc.
d) Pré-moldadas de concreto, metálicas, ômega etc.
e) Hélice Contínua, metálicas, tipo “Franki” etc.
Resposta
Estacas de Madeira:
 São troncos de árvores processados e tratados de modo que tenham o comprimento 
desejado ou modulado conforme o projeto.
 As estacas de madeira empregam-se em terrenos permanentemente secos ou úmidos.
 De acordo com a NBR 6122/2010 a ponta e o topo da estaca devem ter diâmetros maiores 
que 15 e 25 cm.
 No Brasil, a espécie de madeira mais utilizada é o eucalipto, 
principalmente como fundações de obras provisórias devido 
ao seu baixo custo.
 Em obras definitivas são utilizadas madeiras de lei, que são 
madeiras mais nobres com maior resistência, tais como 
peroba, aroeira, maçaranduba, ipê entre outras.
Fundações profundas – Estacas de Madeira
(Bloco 2)
Estacas de Madeira:
 Essas estacas podem receber na sua extremidade inferior uma ponteira de aço para facilitar 
a penetração no solo, e na superior um anel provisório, também de aço, para evitar que sob 
as pancadas do martelo (peso) se esfacelem. 
 Emenda – Se faz de topo ou à meia madeira utilizando chapas metálicas e parafusos.
Fundações profundas
Fonte: 
http://www.compramais.
net/uy/producto/455072
113/postes-de-
eucaliptus-tratado-cca
 Equipamento para Cravação Estaca Madeira
Fundações profundas
Martelo pneumático 
acoplado a 
equipamento 
hidráulico Martelo de queda livre
Fonte: Adaptado de: Pereira (2017).
Bate-estaca
de gravidadeTorre
10 a 25 m
Cabos
Martelo
1 a 4 ton
Capacete
Estaca
Guincho
de movimentação
e carregamento
Guincho
de cravação
Operador
Motor
diesel
Estrado de
pranchões
Plataforma
3 a 6 m
Fonte: SCHNAID, F. Ensaios de campo 
e suas aplicações à engenharia
de fundações. 2. ed. São Paulo: Oficina de 
Textos, 2012. p. 
 Bloco de ligação – a ligação das estacas com os pilares se dá através dos blocos 
de fundação, podendo haver mais de uma estaca para cada bloco.
Fundações profundas
Tabela – Informações 
técnicas das estacas 
de madeira. 
Fonte: VELLOSO, D. A.; LOPES F. R. Fundações. São Paulo: Oficina de Textos, 2010. v. 2. p. 196.
 Estacas Pré-moldadas de Concreto.
 Estaca pré-fabricada tem a mesma denominação para estaca pré-moldada, sendo ambas 
referidas a estacas não moldadas in situ. 
 Este tipo de estaca é uma excelente opção de escolha de fundação, pois o seu processo 
executivo possui um severo controle de qualidade tanto na sua fabricação como na sua 
cravação, podendo o engenheiro fazer amostras de seu material durante a confecção e obter 
resultados laboratoriais de sua capacidade de carga. 
 As estacas pré-moldadaspodem ser de concreto armado ou protendido, com várias opções 
da forma geométrica da seção transversal.
Fundações profundas – Pré-moldadas de Concreto
 Estacas Pré-moldadas de Concreto.
Fundações profundas
Fonte: Acervo próprio 
Estacas
quadradas
maciças
Estacas
circulares
maciças
Estacas
hexagonais
maciças
Estacas
estrela
Estacas
quadradas
vazadas
Estacas
circulares
vazadas
Estacas
hexagonais
vazadas
Estacas
octogonais
vazadas
Equipamentos:
 Uma das etapas mais importantes que necessita ser sempre realizada é a inspeção 
dos equipamentos de cravação. 
 Para movimentar os bate-estacas utilizam-se rolos metálicos para os equipamentos 
mais simples e esteiras para equipamentos hidráulicos. 
 Basicamente estes equipamentos são constituídos por chassi metálico reforçado ou por 
máquina hidráulica (semelhante à escavadeira), por sistema de guinchos e cabos de aço, 
torre metálica rígida para acoplamento de martelos hidráulicos a diesel ou do tipo queda 
livre e motor.
Fundações profundas
 Estacas Pré-moldadas de Concreto: armazenamento, transporte, içamento e cravação.
Fundações profundas 
Fonte: Acervo próprio.
Fonte: 
https://pt.freeimages.com/search/
concrete-pile
L / 5
L
L / 5
L / 5 L / 5
L
 A inspeção concentra-se na verificação da verticalidade 
(prumo) da torre, (desvio máx. 1:100) e se a altura está 
compatível com o comprimento das estacas. Também 
deve-se observar o capacete, cepo e suplemento se estão 
em bom estado e compatíveis com a bitola da estaca.
 O peso do martelo é compatível com o peso das estacas 
(relação mínima 1:0,75 e peso mínimo de 2.000 kg).
Fundações profundas 
Fonte: Adaptado de: Dutra (2017).
Capacete
Chapas
abauladas
Coxim
Estaca
CepoCinta
metálica
Chapas de
“madeirite”
Martelo
Equipamento para Cravação Estaca pré-moldada:
Fundações profundas
Martelo acoplado no 
equipamento hidráulico
Martelo de queda livre
Fonte: https://www.boavafundacoes.com.br/p/bate-
estaca.html
Fonte: 
https://www.solucoesindustriais.com.br/empres
a/maquinas-e-
equipamentos/hammertec/produtos/maquinas-
ferramenta/equipamento-para-cravacao-de-
estacas
 Estacas Pré-moldadas de Concreto.
 A NBR 6122 (ABNT, 2010) recomenda que a luva, ou anel de emenda, só seja usada caso 
haja uma única emenda por estaca e que não exista tração ou flexão tanto na cravação 
quanto na utilização das estacas.
Fundações profundas
Fonte: Acervo próprio.
 Estacas Pré-moldadas de Concreto.
 Algumas características das estacas 
pré-moldadas de concreto quanto 
às suas dimensões e as cargas 
de trabalho admissíveis.
Fundações profundas
Fonte: 
Acervo próprio
Durante o armazenamento e transporte de uma estaca pré-moldada de concreto e cimento 
Portland para o canteiro de obra, devemos ter alguns cuidados para não danificarmos 
as suas características técnicas.
Tendo a estaca um comprimento (L) de 10 m, qual deverá ser o critério de apoio das estacas 
para o seu armazenamento no canteiro de obra? 
a) 1 m, 8 m, 1 m.
b) 1,5 m, 7 m, 1,5 m.
c) 3 m, 4 m, 3 m.
d) 2 m, 6 m, 2 m.
e) 4 m, 2 m, 4 m.
Interatividade
Durante o armazenamento e transporte de uma estaca pré-moldada de concreto e cimento 
Portland para o canteiro de obra, devemos ter alguns cuidados para não danificarmos 
as suas características técnicas.
Tendo a estaca um comprimento (L) de 10 m, qual deverá ser o critério de apoio das estacas 
para o seu armazenamento no canteiro de obra? 
a) 1 m, 8 m, 1 m.
b) 1,5 m, 7 m, 1,5 m.
c) 3 m, 4 m, 3 m.
d) 2 m, 6 m, 2 m.
e) 4 m, 2 m, 4 m.
Resposta
 Estacas Metálicas.
 As estacas metálicas são elementos estruturais que são produzidos industrialmente, 
podendo ser formadas por perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos.
 Utilizam-se também tubos de chapa dobradas ou canelados, tubos com ou sem costura 
e trilhos.
 NBR 6122/2010: São consideradas retilíneas aquelas que apresentem flecha máxima 
de 0,2% do comprimento de qualquer segmento nela contido. 
 Dimensões externas das estacas metálicas, variações máximas de 5 mm em relação 
aos valores nominais de altura e largura.
 Espessuras: a variação não pode ser superior a 0,5 mm
em relação aos valores nominais previstos pelo fabricante.
Fundações profundas – Estacas Metálicas
(Bloco 3)
 Estacas Metálicas – Tipos de estacas metálicas
Alguns tipos de perfis de estacas metálicas:
 Perfil de chapas soldadas; perfis I laminados associados 
(duplo); perfis tipo cantoneira; tubo; trilhos associados (duplo); 
trilhos associados (triplo).
Fundações profundas
Fonte: Adaptado de: Gonçalves (2007).
solda
solda
Estacas Metálicas:
 Cravação de estacas metálicas.
 tipo prancha.
 * Torre do bate-estaca deve ser aprumada. 
 * Apruma-se a estaca. 
 * Verificar os prumos das faces frontais e laterais. 
 * A folga entre o martelo e capacete até 3,0 cm em relação às guias do equipamento.
Fundações profundas
Fonte: https://docplayer.com.br/19370790-Tecnologia-da-
construcao-civil-i-fundacoes-roberto-dos-santos-monteiro.html
Estacas Metálicas:
 Emenda realizada com talas.
Fundações profundas
Solda
Solda (eletrodo 7018)
VISTA GERAL
Solda
de topo
(sem chanfro)
Tala
proveniente
da alma
1
Tala
proveniente
da aba
2
ℓ
dbf
Fonte: Adaptado de: 
Manual de Estacas 
Metálicas Gerdau - 2018
https://www2.gerdau.co
m.br/catalogos-e-
manuais
Estacas Metálicas:
 Tabela – Informações técnicas 
de estacas de perfis laminados 
mais comuns.
Fundações profundas
Fonte: Manual de Estacas Metálicas Gerdau - 2018
https://www2.gerdau.com.br/catalogos-e-manuais
Estacas Strauss:
 Segundo a NBR 6122/2010, estacas Strauss são um “tipo de fundação profunda executada 
por perfuração através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total de revestimento 
recuperável e posterior concretagem”. 
 Estas estacas foram criadas com a finalidade de substituir as estacas pré-moldadas 
que produzem forte vibração e ruído no processo de cravação. 
 Para a sua execução não é exigida nenhuma aparelhagem especial, apenas um pequeno 
bate-estacas.
 O diâmetro da estaca pode variar entre 25 a 45 centímetros, 
o que limita a utilização para alguns tipos de obra, 
por não possuir grande capacidade de carga.
Fundações profundas – Estacas Strauss
Estacas Strauss:
 Diâmetro dos revestimentos e das ferramentas da estaca tipo Strauss.
Fundações profundas
Fonte: ABEF (2016).
Estacas Strauss:
Fundações profundas
Fonte: Adaptado de: Manual de 
Estacas Metálicas Gerdau - 2018
https://www2.gerdau.com.br/catal
ogos-e-manuais
Eventual
armadura
Rosca
Concreto
Perfuração
Balde
sonda
Água
Tripé
Roldana
Motor
Guincho
Tubo
Φ 20 a 50 cm
Estaca Strauss – (escavada)
Estacas Franki:
 Crava-se um tubo metálico no terreno utilizando golpes do pilão de queda livre numa bucha 
(tampão) de concreto seco ou seixo rolado compactado, colocado dentro da extremidade 
inferior do tubo. 
 Eficiente e produzindo uma estaca de elevada carga de trabalho. 
 Equipamentos adequados e a mão de obra especializada e experiente. 
 Diâmetros, normalmente podem ser de 30 a 70 cm e profundidade de até 30 metros. 
 Construídas em qualquer tipo de terreno, inclusive com a presença de lençol freático. 
 Em solos moles é importante ter um cuidado especial, neste 
caso é possível adotar técnicas para estabilização das 
paredes da escavação ou utilizar um tubo metálico perdido 
para auxílio na concretagem.
Fundações profundas – Estacas Franki
Estacas Franki:
 Os equipamentos utilizados para a execução da estaca são basicamente o bate-estacas, 
pilão, dumper motorizado, vibrador elétrico ou a combustão. 
 O bate-estacas é constituído por uma torre metálica com altura compatível 
com a profundidade prevista para a execução da estaca. 
 Para a movimentação do tubo e dos equipamentos se faz necessário um motor com potência 
mínima de 150 HP. 
 O guincho do bate-estacas deve ser provido nomínimo de três tambores com capacidade 
determinada em função do diâmetro e o comprimento das estacas.
Fundações profundas – Estacas Franki
Fonte: Capacidade do tambores. ABEF (2016).
Estacas Franki:
Equipamentos, acessórios e ferramentas: 
 Execução da estaca.
Fundações profundas – Estacas Franki
Fonte: https://docplayer.com.br/74299900-Dimensionamento-e-comparativo-
entre-estacas-franki-helice-continua-e-strauss-estudo-de-caso.html
Fonte: Adaptado de: ABEF (2012).
Janela
Pilão com cabeça
soldada
50 mm (2”)
25 mm (1”) 25 mm (1”)
Estacas Franki:
 Peso e diâmetro dos pilões (NBR 6122/2010)
Fundações profundas
Fonte: Manual de Estacas Metálicas Gerdau - 2018
https://www2.gerdau.com.br/catalogos-e-manuais
Estacas Franki:
 Sequência executiva da estaca Franki.
Fundações profundas
Fonte: ABEF (2012).
Estacas Franki:
 Cargas usuais e máximas para estacas tipo Franki.
Fundações profundas
Fonte: Hachich et al. (2012).
Durante a execução da fundação profunda por meio de estacas metálicas, qual equipamento 
devemos utilizar no processo de cravação dos perfis I laminados associados duplos?
a) Escavação manual.
b) Escavação com trado mecânico.
c) Prensagem mecânica.
d) Cravação com bate estaca.
e) Injeção de calda de cimento.
Interatividade
Durante a execução da fundação profunda por meio de estacas metálicas, qual equipamento 
devemos utilizar no processo de cravação dos perfis I laminados associados duplos?
a) Escavação manual.
b) Escavação com trado mecânico.
c) Prensagem mecânica.
d) Cravação com bate estaca.
e) Injeção de calda de cimento.
Resposta
Estacas Broca:
 Esta estaca é considerada a mais simples a ser executada. 
 Os equipamentos necessários são tão simples quanto a sua execução. 
 Atualmente são denominados de estacas do tipo escavadas sem fluido estabilizante. 
 A NBR 6122 (ABNT, 2010) define a estaca escavada como sendo um tipo de fundação 
profunda que é moldada in loco executada por perfuração no solo através de um trado 
espiral, sem necessidade de revestimento ou de fluido estabilizante, desde que o perfil 
do subsolo tenha características tais que o furo se mantenha estável. 
 Para execução desta estaca é utilizado trado curto acoplado 
a uma haste.
 A perfuração, quando atingida a profundidade de projeto, 
poderá ter o fundo apiloado.
Fundações profundas – Estacas Broca 
(Bloco 4)
Estacas Broca:
 Sequência executiva da estaca Broca Manual.
Fundações profundas – Estacas Broca 
Fonte: Hachich et al. (2012).
Estacas Broca:
 Trados copo e helicoidal
Fundações profundas – Estacas Broca 
Fonte: Acervo próprio
Estacas Raiz:
 Estaca Raiz (“Micro Estacas” ou “Estacas Escavadas com Injeção”);
 Processo executivo que sob pressão “enraíza” a argamassa ao solo;
 Estaca raiz é moldada “in loco” utilizando argamassa, com diâmetro variando de 80 a 500 
mm, suporta elevada tensão de trabalho no fuste, é constituída de armação ao longo 
de todo o comprimento da estaca. 
 A NBR 6122/2010 – Projetos de Fundação – orienta 
que a perfuração da estaca raiz deve ser revestida 
integralmente ao longo do seu fuste.
Fundações profundas – Estacas Raiz 
Estacas Raiz:
 A NBR 6122/2010 – Projetos de Fundação – orienta que a perfuração da estaca raiz deve 
ser revestida integralmente ao longo do seu fuste. 
 Este cuidado deve ser tomado para que não haja desbarrancamento da parede do fuste.
 A perfuração alcança camadas densas de rochas, deixando de ser necessário 
o revestimento, pois a própria camada atua como um revestimento natural. 
 Dessa forma, usa-se a nomenclatura de revestimento 
parcial (no solo com revestimento e parte em rocha, 
sem revestimento).
Fundações profundas – Estacas Raiz 
Estacas Raiz:
Fundações profundas – Estacas Raiz 
Fonte: Hachich et al. (2012).
Estacas Raiz:
 Sequência executiva 
da estaca tipo Raiz.
Fundações profundas – Estacas Raiz 
Fonte: Adaptado de: http://www.este.com.br/servicos.php
Fluxo
da água
Tubo de
revestimento
Sentido da
perfuração
Tubo de
revestimento
Ferragem
Sentido
da retirada
do tubo
Armação Armação
Sentido
da retirada
do tubo
Sentido
da retirada
do tubo
Argamassa
sob pressão Ar comprimido
Armação
ArgamassaArgamassa Argamassa
Fluxo
da água
1ª FASE
Perfuração
revestida
2ª FASE
Fim da perfuração
e limpeza do furo
3ª FASE
Instalação
da armadura
4ª FASE
Injeção de
argamassa
sob pressão
5ª FASE
Pressão adicional
com ar comprimido
(opcional)
6ª FASE
Conclusão
da estaca
Estacas de Hélice Contínua:
 Estacas de hélice contínua e CFA (continuous flight auger), utilizou-se nesta época 
um equipamento composto por uma lança treliçada com uma mesa rotativa acoplada 
que possibilitava a execução de estacas com diâmetro de 275, 300 e 400 mm.
Fundações profundas – Estacas de Hélice Contínua 
Estacas de Hélice Contínua:
 Equipamento composto por uma lança treliçada 
com uma mesa rotativa acoplada que possibilitava 
a execução de estacas com diâmetro de 275, 300 
e 400 mm.
Fundações profundas – Estacas de Hélice Contínua 
Fonte: Adaptado de: Penna et al. (1999).
Mesa de rotação
Lança do guindaste
Motor e bomba
hidráulica
Guia
do trado
Torre
Trado tipo
hélice
contínua
Guia e
limpador
Nivelamento
e locação
Guindaste
Estacas de Hélice Contínua:
 Processo executivo 
de uma estaca hélice contínua.
Fundações profundas – Estacas de Hélice Contínua 
Fonte: Penna et al. (1999). 
Fonte: Brasfond (2019).
Perfuração do terreno com trado
Concretagem sob pressão
com simultânea retirada
do trado
Colocação
da armadura
De acordo com a Norma Brasileira da Associação Brasileira de Normas Técnicas (NBR 
da ABNT), qual o tipo de estaca considerada como fundação profunda, que é moldada in loco, 
executada por perfuração no solo através de trados tipo espiral ou copo e adiciona hastes 
para prolongar a perfuração?
a) Estaca raiz.
b) Estaca Hélice Contínua.
c) Estaca Franki.
d) Estaca tipo broca.
e) Estaca mega.
Interatividade
De acordo com a Norma Brasileira da Associação Brasileira de Normas Técnicas (NBR 
da ABNT), qual o tipo de estaca considerada como fundação profunda, que é moldada in loco, 
executada por perfuração no solo através de trados tipo espiral ou copo e adiciona hastes 
para prolongar a perfuração?
a) Estaca raiz.
b) Estaca Hélice Contínua.
c) Estaca Franki.
d) Estaca tipo broca.
e) Estaca mega.
Resposta
ATÉ A PRÓXIMA!