Tópico 2 - Processos e técnicas construtivas de fundações

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<p>Processos e técnicas construtivas de</p><p>fundações</p><p>Apresentação</p><p>As fundações são o elemento de suporte de toda a estrutura de uma construção, sendo</p><p>responsável pela transmissão dos carregamentos da superestrutura para o solo. O</p><p>dimensionamento e a execução adequados são indispensáveis para que a edificação cumpra com</p><p>sua função estrutural e funcional.</p><p>As fundações podem ser classificadas em diretas ou indiretas, de acordo com a forma de</p><p>transmissão dos carregamentos para o solo. Além disso, de acordo com a profundidade com que</p><p>são executadas, as fundações podem ser classificadas em rasas, ou superficiais, e profundas.</p><p>Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai aprender quais os principais tipos de fundações rasas e</p><p>profundas e como são seus processos e técnicas de execução.</p><p>Bons estudos.</p><p>Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p>Caracterizar as etapas de execução de fundações rasas.•</p><p>Descrever as etapas de execução de fundações profundas com estacas escavadas.•</p><p>Descrever as etapas de execução de fundações profundas com estacas cravadas.•</p><p>Desafio</p><p>Uma das patologias existentes na execução de estacas escavadas é o estrangulamento da seção da</p><p>estaca. O estrangulamento ocorre quando, antes ou durante a concretagem, uma parcela de solo da</p><p>parede do furo desaba e obstrui, parcial ou totalmente, a seção da estaca. O estrangulamento</p><p>prejudica a transmissão de cargas da estaca, podendo fazer com que camadas de solo com baixa</p><p>capacidade de suporte sejam submetidas a esforços elevados, resultando em recalques, vibrações</p><p>e, inclusive, na ruptura da construção. Para evitar o estrangulamento, devem ser previstos, durante</p><p>a execução, procedimentos que garantam a estabilidade das paredes do furo, como tubos metálicos</p><p>recuperáveis ou lama bentonítica.</p><p>Você é o engenheiro responsável pela execução de fundações profundas, do tipo escavada, em um</p><p>determinado terreno, onde será construído um shopping center. Pelas características geotécnicas,</p><p>foi decidido fazer o estaqueamento com estacas de até 15 m, mas não foi decidido qual o</p><p>procedimento a ser utilizado para garantir a estabilidade do furo.</p><p>Elabore um relatório apontando as principais vantagens e desvantagens do procedimento com</p><p>tubos metálicos recuperáveis e do procedimento com uso de lama bentonítica.</p><p>Infográfico</p><p>A primeira etapa de execução de um projeto de fundações é a realização de sondagens geotécnicas</p><p>no terreno, com o objetivo de identificar as características do material e o nível do lençol freático.</p><p>Por vezes, o lençol freático encontra-se logo nas primeiras camadas do maciço de solo, sendo</p><p>necessária a realização de drenagem antes do início dos procedimentos de escavação. A drenagem</p><p>pode ser realizada por meio do rebaixamento do nível do lençol freático ou, então, pelo isolamento</p><p>da área a ser escavada.</p><p>Neste Infográfico, conheça os dois principais métodos de drenagem utilizados na escavação de</p><p>fundações rasas e quais os procedimentos de execução.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/da5e7e7a-0684-4f5c-9b22-0f9378d311ff/54aafe65-0fb6-4a11-976d-95c2d51492e0.png</p><p>Conteúdo do livro</p><p>As fundações possuem a função de transmitir os carregamentos provenientes da estrutura para o</p><p>solo. Os carregamentos podem ser transmitidos diretamente pela base do elemento, como no caso</p><p>das fundações diretas, ou, então, por meio da ponta ou do fuste das estacas, como no caso das</p><p>fundações indiretas.</p><p>A execução adequada das fundações é fundamental para que a transmissão de cargas ocorra de</p><p>acordo com o previsto em projeto, seja com elementos de fundação rasa ou com elementos de</p><p>fundação profunda.</p><p>Na obra Sistemas, métodos e processos de construção civil, leia o capítulo Processos e técnicas</p><p>construtivas de fundações, base teórica desta Unidade de Aprendizagem, e conheça as</p><p>características dos principais tipos de fundações e os procedimentos de execução empregados.</p><p>Boa leitura!</p><p>SISTEMAS,</p><p>MÉTODOS</p><p>E PROCESSOS</p><p>DE CONSTRUÇÃO</p><p>CIVIL</p><p>Diego da Luz Adorna</p><p>Processos e técnicas</p><p>construtivas de fundações</p><p>Objetivos de aprendizagem</p><p>Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:</p><p> Caracterizar as etapas de execução de fundações rasas.</p><p> Descrever as etapas de execução de fundações profundas com estacas</p><p>escavadas.</p><p> Listar as etapas de execução de fundações profundas com estacas</p><p>cravadas.</p><p>Introdução</p><p>Fundações são elementos estruturais cuja função é transmitir as cargas</p><p>atuantes sobre a superestrutura da edificação para o maciço de solo.</p><p>Portanto, o tipo de fundação utilizado depende das cargas transmitidas</p><p>pela estrutura e das características geotécnicas do maciço de solo. A</p><p>topografia do terreno e as características das construções vizinhas também</p><p>influenciam no projeto de fundações (VELLOSO; LOPES, 2010).</p><p>Assim, as fundações podem ser classificadas em rasas ou profundas.</p><p>Nas fundações rasas, a transmissão de cargas se dá nas primeiras ca-</p><p>madas do maciço de solo. Nas fundações profundas, por outro lado, a</p><p>capacidade de suporte necessária para resistir às cargas transmitidas pela</p><p>edificação somente é obtida em camadas mais profundas do maciço de</p><p>solo (SANTOS, 2017).</p><p>Neste capítulo, você vai conhecer as características dos principais</p><p>tipos de fundações rasas e profundas. Além disso, vai estudar quais são</p><p>os processos e as técnicas aplicados na execução das fundações.</p><p>1 Fundações rasas</p><p>As fundações rasas — também denominadas superfi ciais — são aquelas em</p><p>que a transmissão de cargas ocorre logo nas primeiras camadas do maciço de</p><p>solo. De modo geral, considera-se como fundação rasa aquela executada com</p><p>até 2 m de profundidade. Fundações executadas com profundidades superiores</p><p>a 2 m são consideradas profundas.</p><p>Nas fundações rasas, as cargas são transmitidas diretamente ao terreno</p><p>pelas pressões distribuídas sob a base da fundação. Isso resulta na mobilização</p><p>de esforços resistentes exclusivamente na superfície de contato entre a base</p><p>da fundação e o solo (CINTRA; AOKI; ALBIERO, 2011). Desse modo, as</p><p>fundações rasas são classificadas como fundações diretas.</p><p>O projeto de fundações rasas deve satisfazer os seguintes critérios, de</p><p>acordo com Rebello (2008, p. 41):</p><p>- As camadas superficiais do maciço de solo devem possuir resistência su-</p><p>ficiente para resistir às cargas transmitidas pelos elementos de fundação;</p><p>- Os elementos de fundação devem ser executados com profundidade má-</p><p>xima de 2 m, visto que profundidades superiores elevariam os custos de</p><p>escavação e reaterro.</p><p>O projeto de fundações deve ser precedido de análise geotécnica do solo. O Standard</p><p>Penetration Test consiste no método de sondagem mais utilizado no mundo, permitindo</p><p>a identificação do tipo de solo e a estimativa da resistência mecânica das camadas.</p><p>No link a seguir, você pode ver quais os procedimentos do ensaio e como interpretar</p><p>os resultados obtidos.</p><p>https://qrgo.page.link/SEf8a</p><p>As fundações rasas podem ser divididas, de acordo com as suas carac-</p><p>terísticas estruturais, em quatro grupos principais: blocos, sapatas, vigas</p><p>de fundação e radiers. Veja no Quadro 1 as principais características de</p><p>cada grupo.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações2</p><p>Fonte: Adaptado de ABNT (1996).</p><p>Grupo Descrição</p><p>Bloco Os blocos de fundação são elementos de base quadrada ou retan-</p><p>gular, executados em concreto simples, dimensionados de modo</p><p>que o concreto resista às tensões de tração a ele submetidas. O</p><p>bloco de fundação normalmente possui faces verticais, mas pode</p><p>ser executado com faces escalonadas.</p><p>Sapata As sapatas são</p><p>elementos de</p><p>fundação executa-</p><p>dos em concreto</p><p>armado, de modo</p><p>que as tensões</p><p>de tração sejam</p><p>resistidas pelas</p><p>armaduras de aço.</p><p>Em geral, possuem</p><p>base quadrada ou</p><p>retangular. A altura</p><p>do elemento pode</p><p>ser constante ou</p><p>variável.</p><p>Sapatas</p><p>isoladas</p><p>Cada elemento de fundação</p><p>recebe e transmite o carrega-</p><p>mento de um único pilar.</p><p>Sapatas</p><p>associadas</p><p>Cada elemento de fundação</p><p>recebe e transmite o carrega-</p><p>mento de dois ou mais pilares</p><p>não alinhados. As sapatas</p><p>associadas são o resultado da</p><p>sobreposição de duas ou mais</p><p>sapatas isoladas.</p><p>Sapatas</p><p>corridas ou</p><p>baldrames</p><p>Consiste em um elemento</p><p>linear que recebe o carrega-</p><p>mento linearmente distribuído</p><p>das paredes da construção.</p><p>Vigas de</p><p>fundação</p><p>As vigas de fundação são elementos de fundação lineares, formados</p><p>por vigas de concreto armado, que recebem vários pilares situados</p><p>no mesmo alinhamento. O cruzamento de várias vigas de fundação</p><p>resulta em uma estrutura denominada grelha de fundação.</p><p>Radier O radier consiste em um elemento de fundação em forma de placa,</p><p>executado em concreto armado, que recebe o carregamento de</p><p>todos os pilares e paredes da construção. A utilização do radier é reco-</p><p>mendada quando a área das sapatas projetada em planta for superior</p><p>a 50% da área total projetada em planta da construção.</p><p>Quadro 1. Principais grupos de fundações rasas</p><p>Execução de fundações rasas</p><p>Antes de iniciar a execução das fundações, o profi ssional responsável deve</p><p>verifi car se os seguintes serviços foram realizados:</p><p>3Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p> estudo geotécnico do maciço de solo, determinando o tipo de solo, a</p><p>sua resistência e a existência e posição do lençol freático;</p><p> projeto arquitetônico e estrutural, indicando as dimensões, posições e</p><p>alinhamentos dos elementos de fundação;</p><p> limpeza do terreno, de modo a retirar a cobertura vegetal, resíduos e</p><p>dejetos orgânicos e não orgânicos da área onde a obra será executada.</p><p>Satisfeitas essas exigências, o profissional responsável pode dar início à</p><p>execução da obra, por meio da locação das fundações. A locação consiste</p><p>na demarcação, no terreno, da posição dos elementos de fundação, de acordo</p><p>com as informações constantes no projeto arquitetônico e estrutural.</p><p>Os procedimentos de locação variam de acordo com a complexidade da obra</p><p>e da disponibilidade de recursos humanos, materiais e financeiros. A locação</p><p>das fundações pode ser realizada por meio dos seguintes procedimentos:</p><p>a) Métodos dos cavaletes – nesse processo, os elementos construtivos</p><p>são locados por meio de fios de náilon amarrados a pregos fixados em</p><p>cavaletes opostos. Os cavaletes são formados por uma travessa pregada</p><p>a duas estacas fixadas ao solo. A principal desvantagem do método, de</p><p>acordo com Borges (2009), reside na facilidade de deslocamento dos</p><p>cavaletes, devido a choques de carrinhos de mão e pontapés. O método</p><p>dos cavaletes é recomendado para obras simples ou de pequeno porte.</p><p>b) Método das tábuas corridas – nesse processo, são fixados ao solo</p><p>pontaletes de pinho afastados 1,50 m entre si e 1,20 m em relação à</p><p>face externa do elemento de fundação. Nos pontaletes, são fixadas</p><p>tábuas sucessivas, delimitando a área a ser construída e permitindo</p><p>a locação dos elementos de fundação. A locação por tábuas corridas</p><p>implica maior gasto que o processo por cavaletes, mas confere maior</p><p>precisão e segurança à locação das fundações, devido à impossibilidade</p><p>de deslocamento dos pontos marcados (BORGES, 2009). O método é</p><p>utilizado em construções de pequeno e médio porte.</p><p>c) Equipamentos topográficos – em obras de maior complexidade e</p><p>com maior disponibilidade de recursos financeiros, a locação pode</p><p>ser realizada com o auxílio de equipamentos topográficos eletrônicos,</p><p>por exemplo, a estação total. A utilização desse processo demanda a</p><p>contratação de empresa especializada.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações4</p><p>As fundações rasas normalmente são dimensionadas de forma que o seu centro</p><p>coincida com o centro da seção dos pilares ou com o eixo das paredes. A locação</p><p>adequada das fundações é, portanto, fundamental para a execução da construção</p><p>conforme o projeto.</p><p>Após a locação dos elementos de fundação, providencia-se a escavação do terreno.</p><p>Nota-se que a escavação resultará em maior ou menor volume, dependendo do tipo</p><p>de fundação a ser executado. Na execução de blocos e sapatas isoladas ou associadas,</p><p>é necessária apenas a abertura de uma cava; já na execução de sapatas corridas e</p><p>vigas de fundação, é necessária a abertura de valas lineares. Para a execução de</p><p>radier, todo o solo sobre a construção deverá ser escavado, visto que o elemento de</p><p>fundação consiste em uma laje que recebe toda a estrutura da construção.</p><p>A escavação deve ser realizada até a cota de apoio da fundação, respeitando</p><p>uma folga de 20 cm na abertura, em relação à dimensão de projeto, de modo</p><p>a permitir a execução posterior das fôrmas de concretagem. A cota de apoio</p><p>não deve ser inferior a 70 cm, a fim de garantir a proteção do elemento de</p><p>fundação aos agentes atmosféricos e ao fluxo de água. A escavação é iniciada</p><p>a partir do elemento de fundação mais profundo (YAZIGI, 2009).</p><p>Borges (2009) alerta que a escavação em terrenos inclinados deve ser reali-</p><p>zada de forma escalonada, conforme apresentado na Figura 1a. A abertura de</p><p>valas inclinadas, conforme Figura 1b, resulta em um plano de escorregamento,</p><p>que pode acarretar patologias e risco de ruptura para a construção.</p><p>Figura 1. Escavação em terrenos inclinados.</p><p>Fonte: Adaptado de Borges (2009).</p><p>5Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>A escavação deve ser realizada de modo a garantir o nivelamento do fundo</p><p>da vala. O nivelamento pode ser verificado por meio de nível a laser ou nível</p><p>de mangueira. Em seguida, o fundo da vala deve ser compactado e regulari-</p><p>zado, até 5 cm abaixo da cota de apoio, com um soquete de 5 kg ou com um</p><p>compactador mecânico do tipo sapo (YAZIGI, 2009).</p><p>Durante a escavação, o profissional deve sempre atentar para a existência de</p><p>formigueiros ou a presença de matéria orgânica. Formigueiros consistem em vazios</p><p>no maciço de solo que podem causar recalques imediatos e danificar a estrutura.</p><p>Solos com matéria orgânica tendem a apresentar menor resistência mecânica e</p><p>maior deformabilidade, prejudicando a segurança e estabilidade da estrutura.</p><p>Após a regularização, deve-se executar um lastro de concreto simples, com</p><p>5 cm de espessura, no fundo da vala. O lastro de concreto tem por objetivo</p><p>regularizar a superfície onde o elemento de fundação será executado e uni-</p><p>formizar a transmissão das cargas que descarregam na fundação.</p><p>Para a execução do elemento de fundação, confeccionam-se fôrmas de</p><p>madeira, que são construídas com sarrafos e tábuas de madeira. Yazigi (2009)</p><p>destaca que essas fôrmas devem ser escoradas em estacas de madeira apoiadas</p><p>no fundo e nas laterais da vala. O alinhamento, nivelamento e esquadro das</p><p>fôrmas deve ser verificado durante e após o seu posicionamento na vala.</p><p>A concretagem dos elementos de fundação nunca deve ser feita sem o uso de fôrmas,</p><p>visto que o contato do concreto fresco diretamente com o solo resultaria na perda</p><p>excessiva de água de amassamento, em função da porosidade do solo. Além disso,</p><p>haveria conformação inadequada do elemento de fundação e contaminação da</p><p>mistura de concreto por solo e matéria orgânica, prejudicando o desenvolvimento de</p><p>resistência mecânica, entre outras características do concreto endurecido.</p><p>Após o posicionamento das fôrmas, insere-se a armadura de aço, quando</p><p>necessário. Em geral, as sapatas possuem apenas armadura inferior e armadura</p><p>de cisalhamento, enquanto o radier e as vigas de fundação possuem armadura</p><p>inferior e superior, além da armadura de cisalhamento. A definição do diâmetro</p><p>e da disposição das armaduras de aço depende de projeto estrutural prévio.</p><p>Na Figura 2, você pode observar como é feita a disposição das armaduras na</p><p>sapata e como é realizada a amarração entre o pilar e o elemento de fundação.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações6</p><p>Figura 2. Disposição das armaduras de aço em uma sapata de fundação.</p><p>Fonte: Adaptada de Multistock/Shutterstock.com.</p><p>O concreto utilizado deve apresentar resistência compatível com as neces-</p><p>sidades do projeto. De acordo com a complexidade da obra</p><p>e disponibilidade</p><p>de recursos, o concreto utilizado poderá ser produzido in loco ou em central,</p><p>sendo lançado por meio de bombeamento.</p><p>Os procedimentos de projeto, dimensionamento e execução de fundações rasas são</p><p>definidos pela Norma Técnica ABNT NBR 6.122/1996 – Projeto e execução de fundações.</p><p>7Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>2 Fundações profundas com estacas escavadas</p><p>As fundações profundas são utilizadas quando as primeiras camadas do maciço</p><p>de solo não têm a capacidade de suporte necessária para resistir às cargas pro-</p><p>venientes da estrutura, ou seja, quando não é possível utilizar fundações rasas.</p><p>Assim, as fundações profundas são executadas com mais de 2 m de profundidade.</p><p>As fundações profundas se caracterizam por transmitir as cargas provenien-</p><p>tes da estrutura por meio da sua base (resistência de ponta), da sua superfície</p><p>lateral (resistência de fuste ou resistência de atrito lateral) ou da combinação</p><p>das duas (VELLOSO; LOPES, 2010). Desse modo, essas fundações são clas-</p><p>sificadas como indiretas. Veja na Figura 3 um esquema da distribuição de</p><p>esforços em uma fundação profunda.</p><p>Figura 3. Distribuição de esforços em uma fundação profunda.</p><p>Fonte: Rebello (2008, p. 69).</p><p>Sobre as fundações profundas, geralmente são executados blocos de funda-</p><p>ção, que têm a função de absorver os esforços provenientes da superestrutura e</p><p>distribuí-los para a estaca. Esse procedimento permite que mais de uma estaca seja</p><p>executada, de modo a atender a um mesmo pilar. As estacas são o tipo de fundação</p><p>profunda mais utilizado nas obras de construção civil, embora se destaquem, ainda,</p><p>os tubulões e os caixões como exemplos desse tipo de fundação. As estacas podem</p><p>ser classificadas, de acordo com o processo de execução, em escavadas e cravadas.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações8</p><p>As estacas escavadas — também denominadas estacas de substituição —</p><p>são aquelas cuja execução exige a escavação do solo, sendo o volume escavado</p><p>substituído pelo elemento de fundação. A seguir, você verá os principais tipos</p><p>de estacas escavadas.</p><p>Estaca broca</p><p>A estaca broca consiste em um tipo de fundação profunda em que a escavação</p><p>é realizada manualmente, com o uso de um trado rotativo, como representado</p><p>na Figura 4. O movimento de giro realizado pelo operário faz com que as</p><p>lâminas “rasguem” o solo, permitindo que este penetre no interior do cilindro</p><p>e viabilizando a escavação (REBELLO, 2008).</p><p>Figura 4. Esquema de trado rotativo.</p><p>Fonte: Rebello (2008, p. 70).</p><p>As estacas broca demandam pouco investimento com mão de obra e equi-</p><p>pamento, mas apresentam limitação quanto à profundidade máxima (6 m) e</p><p>não podem ser executadas abaixo do nível do lençol freático. A seguir, são</p><p>apresentadas as etapas de execução das estacas desse tipo.</p><p>9Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>1. Inicialmente, é realizada a escavação do terreno com o uso do trado</p><p>rotativo, conforme esquematizado na Figura 5a, até se atingir a camada</p><p>de solo resistente.</p><p>2. Em seguida, com o uso de um pilão, faz-se o apiloamento do fundo</p><p>do furo, de modo a regularizar a superfície e reduzir a quantidade de</p><p>partículas soltas, conforme a Figura 5b.</p><p>3. O furo é, então, preenchido com concreto fresco, com trabalhabilidade</p><p>adequada, como na Figura 5c. Caso o projeto estrutural exija o uso de</p><p>armaduras de aço, estas devem ser inseridas e posicionadas no furo</p><p>antes da concretagem.</p><p>4. Por fim, como mostra a Figura 5d, são colocadas armaduras de espera no</p><p>topo da estaca, de modo a viabilizar a amarração com a superestrutura.</p><p>Rebello (2008) destaca que normalmente são utilizadas quatro barras</p><p>de aço de 6,3 mm de diâmetro e 2 m de comprimento.</p><p>Figura 5. Esquema de execução de fundação com trado rotativo.</p><p>Fonte: Rebello (2008, p. 71).</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações10</p><p>Estaca tipo Strauss</p><p>As estacas tipo Strauss consistem em estacas de concreto simples ou armado,</p><p>de acordo com as especifi cações de projeto, executadas in loco, por meio da</p><p>perfuração do solo e posterior concretagem. A execução desse tipo de estacas</p><p>não produz vibrações signifi cativas, implicando ainda um custo relativamente</p><p>baixo. Por outro lado, elas não são indicadas para execuções abaixo do nível</p><p>do lençol freático e não apresentam grande capacidade de carga.</p><p>A execução de estacas tipo Strauss demanda o uso de equipamentos simples,</p><p>conforme apontam Velloso e Lopes (2010): um tripé equipado com guincho,</p><p>um pilão ou soquete, uma ferramenta de escavação denominada sonda ou</p><p>“piteira”, e tubos metálicos de revestimento. Os procedimentos de execução</p><p>de estacas tipo Strauss estão detalhados a seguir.</p><p>1. Inicialmente, o pilão é lançado de determinada altura, até que o solo</p><p>seja perfurado até uma profundidade de até 2 m. Essa perfuração serve</p><p>de gabarito para a introdução do primeiro tubo de revestimento, dotado</p><p>de uma base cortante na extremidade, denominada “coroa”.</p><p>2. Em seguida, o pilão é substituído pela sonda, a qual é dotada de abertura</p><p>na extremidade inferior, permitindo a entrada do solo e viabilizando a</p><p>escavação, conforme você pode observar na Figura 6a.</p><p>3. À medida que a escavação se desenvolve, a coroa penetra no solo.</p><p>É necessário rosquear tubos metálicos sucessivamente, até que seja</p><p>atingida a cota de assentamento, conforme demonstra a Figura 6b. Os</p><p>tubos metálicos têm o objetivo de conferir estabilidade para as pare-</p><p>des do furo, impedindo que o solo desmorone durante a escavação ou</p><p>concretagem e estrangule a seção da estaca.</p><p>4. Atingida a cota de assentamento, é realizada a limpeza do furo, de</p><p>modo a retirar a lama que possa ter se acumulado ao longo do fuste. As</p><p>armaduras da estaca são inseridas, quando necessário, e é realizada a</p><p>concretagem. O furo é preenchido por 75 cm de concreto fresco, o qual</p><p>se espalha à medida que o revestimento metálico é retirado, como na</p><p>Figura 6c. A retirada dos tubos metálicos deve ser feita com cuidado,</p><p>a fim de impedir o desmoronamento do solo ou o desprendimento do</p><p>concreto já executado. Os tubos metálicos podem ser reaproveitados</p><p>em outras estacas. O procedimento é repetido até se atingir a cota de</p><p>arrasamento, como mostrado na Figura 6d.</p><p>11Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>Figura 6. Esquema de execução de estaca tipo Strauss.</p><p>Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 206).</p><p>Estaca escavada com trado helicoidal</p><p>Conforme Rebello (2008, p. 75), o trado helicoidal consiste em “[...] uma</p><p>haste metálica montada sobre uma base incorporada a caminhões ou a chassi</p><p>metálico sobre rodas”. Logo, a utilização do trado helicoidal permite rápida</p><p>movimentação pelo canteiro de obras. Na Figura 7, você pode ver um trado</p><p>helicoidal incorporado a um caminhão.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações12</p><p>Figura 7. Trado helicoidal incorporado a um caminhão.</p><p>Fonte: Volodymyr_Shtun/Shutterstock.com.</p><p>A escavação do solo é realizada por meio do giro da haste metálica. A cada 2</p><p>m, a haste é retirada, sem giro, e posta a girar no sentido contrário, permitindo que</p><p>o solo escavado seja retirado. A escavação pode ou não fazer uso de revestimento</p><p>metálico ou estabilização com lama bentonítica (VELLOSO; LOPES, 2010). A</p><p>lama é resultado da mistura de um tipo de argila chamada de bentonita, a qual se</p><p>expande ao entrar em contato com a água. Ao ser injetada no furo, a lama bentoní-</p><p>tica se adere às paredes, formando uma proteção que impede o desmoronamento.</p><p>Uma vez atingida a cota de assentamento, deve-se inserir a armadura. A concre-</p><p>tagem é realizada a cada 50 cm, à medida que o revestimento metálico é retirado.</p><p>No caso de revestimento com lama, a diferença de densidade entre ela e o concreto</p><p>faz com que a lama seja empurrada em direção à abertura do furo, devendo ser</p><p>recolhida e descartada. Se não for utilizado revestimento, a concretagem é realizada</p><p>normalmente, devendo sempre ser verificada a trabalhabilidade do concreto.</p><p>As estacas escavadas com trado helicoidal são indicadas para a execução</p><p>de estacas com até 15 m de profundidade</p><p>e possuem um custo acessível.</p><p>Contudo, não são indicadas para solos instáveis (arenosos) e não podem ser</p><p>executadas abaixo do nível do lençol freático.</p><p>13Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>Estaca hélice contínua</p><p>A estaca hélice contínua, de acordo com Yazigi (2009), consiste em um tipo</p><p>de fundação profunda em que a escavação é mecânica. Esta é realizada por</p><p>uma hélice contínua fi xada externamente a um tubo metálico com diâmetro</p><p>interno de 100 mm a 127 mm, conforme apresenta a Figura 8. A escavação</p><p>ocorre pela penetração da hélice contínua no solo. Diferentemente da escavação</p><p>com trado helicoidal, a hélice não é retirada durante o processo, penetrando</p><p>continuamente até atingir a cota de assentamento.</p><p>Na sequência, a hélice é retirada do solo sem giro, enquanto o concreto é</p><p>injetado no furo por meio do tubo metálico central da hélice. Rebello (2008)</p><p>destaca que a retirada da hélice concomitantemente à concretagem evita o</p><p>confinamento do solo e o possível estrangulamento da seção da estaca. Após</p><p>a retirada da hélice, a armadura de aço é mergulhada na massa, por meio de</p><p>gravidade ou com auxílio de um soquete.</p><p>A estaca hélice contínua apresenta alta produtividade e controle tecnoló-</p><p>gico durante a execução, permitindo a execução de fundações de até 30 m de</p><p>profundidade. Além disso, esse tipo de estaca pode ser executado abaixo do</p><p>nível do lençol freático.</p><p>Figura 8. Modelo de hélice contínua.</p><p>Fonte: B.Panupong/Shutterstock.com.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações14</p><p>Estaca raiz</p><p>As estacas do tipo raiz consistem em fundações profundas, escavadas por</p><p>meio de perfuração rotativa ou rotopercussiva. Apesar de apresentarem custo</p><p>elevado e resultarem em um grande impacto ambiental, as estacas do tipo raiz</p><p>permitem a execução de fundações com até 50 m de profundidade, em maciços</p><p>de solo compostos por matacões e rochas. Na Figura 9, são representados os</p><p>procedimentos de execução de uma estaca raiz.</p><p>Figura 9. Esquema de execução de estaca raiz.</p><p>Fonte: Rebello (2008, p. 87).</p><p>Inicialmente, é realizada a perfuração do maciço de solo, por meio da penetração</p><p>de um tubo rotativo dotado de uma base denominada sapata de perfuração. À</p><p>medida que a perfuração avança, são inseridos tubos metálicos de revestimento, que</p><p>têm por objetivo impedir o colapso do solo que forma as paredes do furo. Durante</p><p>a perfuração, é injetada água ou lama bentonítica através do tubo rotativo. Esse</p><p>procedimento permite a limpeza do furo, visto que as partículas de solo escavado</p><p>são expulsas para o exterior por meio da pressão da água ou lama.</p><p>Após se atingir a cota de assentamento, a armadura de aço é inserida</p><p>no interior do tubo e, na sequência, é feita a injeção de argamassa no furo.</p><p>Conforme a argamassa é injetada, os tubos de revestimento são retirados, e</p><p>golpes de ar comprimido são aplicados, de modo a garantir a compactação</p><p>da argamassa e o preenchimento dos vazios.</p><p>15Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>3 Fundações profundas com estacas cravadas</p><p>As estacas cravadas — também denominadas estacas de deslocamento — são</p><p>aquelas cuja execução não demanda nenhum processo de escavação. Nesse tipo</p><p>de fundação, à medida que a estaca penetra no solo, ele se desloca horizon-</p><p>talmente. A seguir, são apresentados os principais tipos de estacas cravadas.</p><p>Estacas pré-moldadas</p><p>As estacas pré-moldadas são fabricadas em madeira, aço ou concreto ar-</p><p>mado/protendido. Elas também podem ser compostas pela combinação de</p><p>dois materiais diferentes, sendo denominadas estacas mistas. Essas estacas</p><p>normalmente são fabricadas em indústrias e transportadas já prontas para o</p><p>local da obra. No Quadro 2, você pode ver as principais características das</p><p>estacas pré-moldadas, de acordo com o tipo de material empregado.</p><p>Tipo Descrição</p><p>Estaca de madeira</p><p>As estacas de madeira são utilizadas hoje quase que exclusiva-</p><p>mente em obras temporárias (como cimbramento de pontes)</p><p>em função da deterioração que o material sofre, especialmente</p><p>quando exposto a ambientes sujeitos à variação de nível d’água. Es-</p><p>sas estacas devem ter diâmetro mínimo de 15 cm e uma proteção</p><p>metálica no seu topo, de modo que a queda do soquete, durante a</p><p>prensagem no solo, não danifique a estaca.</p><p>Estaca de aço</p><p>As estacas de aço são indicadas para situações em que o uso de</p><p>estacas de concreto não é recomendado, como no estaqueamento</p><p>próximo a construções vizinhas, em função da vibração excessiva,</p><p>e em solos com atrito alto. Essas estacas são normalmente produ-</p><p>zidas com perfis I ou H. Como podem ser unidas entre si por meio</p><p>de soldagem, elas podem ser cravadas no solo em segmentos</p><p>menores que os demais tipos de estacas.</p><p>Quadro 2. Principais características das estacas pré-moldadas</p><p>(Continua)</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações16</p><p>As estacas pré-moldadas podem ser cravadas no solo por percussão ou por</p><p>prensagem. A cravação por percussão ocorre pela aplicação de golpes de</p><p>martelo no topo da estaca, conforme você pode observar na Figura 10, em que</p><p>estacas pré-moldadas de concreto com seção circular vazadas são cravadas no</p><p>solo com o auxílio de um equipamento denominado bate-estaca.</p><p>Figura 10. Cravação de estacas pré-moldadas com auxílio de</p><p>bate-estaca.</p><p>Fonte: HacKLeR/Shutterstock.com.</p><p>Fonte: Adaptado de Rebello (2008).</p><p>Tipo Descrição</p><p>Estaca de con-</p><p>creto armado ou</p><p>protendido</p><p>As estacas de concreto armado são produzidas em indústrias,</p><p>tendo comprimento máximo de 12 m. Caso seja necessário</p><p>um comprimento maior, deve-se emendar as estacas por meio</p><p>de soldagem de anéis metálicos previamente instalados. Essas</p><p>estacas podem ser produzidas com seção quadrada, retangu-</p><p>lar ou circular. As estacas de concreto protendido apresentam</p><p>maior resistência mecânica e menor risco de fissuras durante a</p><p>cravação do que as de concreto armado.</p><p>Quadro 2. Principais características das estacas pré-moldadas</p><p>(Continuação)</p><p>17Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>No processo de prensagem, a cravação das estacas é feita com o auxílio</p><p>de macaco hidráulico, conforme o esquema apresentado na Figura 11. Esse</p><p>procedimento demanda a existência de uma carga no terreno, que funciona</p><p>como reação ao esforço proveniente da prensagem. Essa carga pode ser pro-</p><p>videnciada por meio de pesos, caixas de areia, entre outros, ou pela estrutura</p><p>já existente, como blocos de fundação.</p><p>Figura 11. Cravação de estacas pré-moldadas com auxílio de macaco hidráulico.</p><p>Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 231).</p><p>No Brasil, o procedimento apresentado é denominado estaca de reação</p><p>ou estaca mega. A estaca de reação é indicada para a execução de reforços</p><p>em fundações existentes, podendo utilizar a própria estrutura como carga</p><p>de reação. Além disso, o procedimento pode ser utilizado na execução de</p><p>fundações novas, visto que gera pouca vibração.</p><p>Estaca tipo Franki</p><p>A estaca tipo Franki consiste em um tipo de fundação profunda em que, com</p><p>o auxílio de um bate-estaca, um tubo metálico cilíndrico é cravado no solo.</p><p>O tubo metálico é dotado de um volume de concreto na sua base, o qual é</p><p>denominado bucha. A bucha tem a função de receber os golpes do bate-estaca e,</p><p>desse modo, promover a cravação do tubo, conforme você observa na Figura 12.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações18</p><p>Figura 12. Esquema representando a execução de uma estaca tipo Franki.</p><p>Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 207).</p><p>Após atingida a cota de assentamento, o tubo metálico é amarrado ao</p><p>bate-estaca, permitindo que a bucha seja desprendida do tubo por meio</p><p>de golpes do soquete, formando a base da fundação. As armaduras são</p><p>inseridas no tubo e a concretagem é iniciada, sendo realizada a cada 50</p><p>cm. O tubo metálico é retirado à medida que a concretagem se desenvolve</p><p>(REBELLO, 2008).</p><p>As estacas Franki possuem alta capacidade de carga e podem ser executadas</p><p>com grandes profundidades, podendo ser executadas também abaixo do nível</p><p>do lençol d’água. No entanto, esse tipo de estaca gera muita vibração durante</p><p>o processo de execução,</p><p>podendo afetar as construções próximas.</p><p>19Processos e técnicas construtivas de fundações</p><p>O projeto e a execução de fundações devem sempre ser embasados em conhecimento</p><p>técnico sobre as características do solo e da construção. Portanto, exigem a presença</p><p>de profissionais técnicos capacitados e habilitados.</p><p>ABNT. NBR 6122: projeto e execução de fundações – procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 1996.</p><p>BORGES, A. C. Prática das pequenas construções. 9. ed. São Paulo: Blucher, 2009. v. 1.</p><p>CINTRA, J. C. A.; AOKI, N.; ALBIERO, J. H. Fundações diretas: projeto geotécnico. São Paulo:</p><p>Oficina de Textos, 2011.</p><p>REBELLO, Y. C. P. Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento. 3. ed.</p><p>São Paulo: Zigurate Editora, 2008.</p><p>SANTOS, J. S. Desconstruindo o projeto estrutural de edifícios: concreto armado e protendido.</p><p>São Paulo: Oficina de Textos, 2017.</p><p>YAZIGI, W. A técnica de edificar. 10. ed. São Paulo: PINI, 2009.</p><p>VELLOSO, D. A; LOPES, F. R. Fundações: critérios de projeto, investigação do subsolo, fundações</p><p>superficiais, fundações profundas. 2. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2010.</p><p>Leitura recomendada</p><p>VIANA, D. Ensaio SPT: aprenda como interpretar os resultados. In: GUIA DA ENGENHARIA.</p><p>[S. l.: s .n.], 2018. Disponível em: https://www.guiadaengenharia.com/resultado-ensaio-spt/.</p><p>Acesso em: 11 fev. 2020.</p><p>Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun-</p><p>cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a</p><p>rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de</p><p>local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade</p><p>sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links.</p><p>Processos e técnicas construtivas de fundações20</p><p>Dica do professor</p><p>A segurança do trabalho é umas principais exigências da engenharia moderna. A saúde e o bem-</p><p>estar do trabalhador devem ser vistos como prioridades pelo empregador. Além disso, a redução de</p><p>prejuízos financeiros é nítida quando os critérios de segurança do trabalho são cumpridos.</p><p>A escavação de fundações e contenções é uma das atividades mais perigosas na indústria da</p><p>construção civil. Um deslizamento de terra pode ferir inúmeros funcionários; portanto, o</p><p>responsável técnico deve estar ciente das exigências de segurança do trabalho antes do início dos</p><p>procedimentos de escavação.</p><p>Nesta Dica do Professor, veja os principais pontos que devem ser observados antes do início de</p><p>serviços de escavação para garantir a segurança dos trabalhadores.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/9e3b29de99245f6e0d73eae8d4637a0f</p><p>Exercícios</p><p>1) As fundações rasas são aquelas que transmistem as cargas provenientes da superestrutura</p><p>para as primeiras camadas do maciço de solo, por meio da sua base. Analise as afirmativas a</p><p>seguir, referentes aos tipos de fundações rasas, e assinale a alternativa correta.</p><p>A) A sapata associada consiste em um elemento de fundação rasa que recebe o carregamento de</p><p>dois ou mais pilares alinhados.</p><p>B) O radier consiste em um elemento de fundação rasa executado em concreto simples, que</p><p>recebe o carregamento de todos os pilares da edificação.</p><p>C) Nas sapatas isoladas, os esforços de tração são resistidos pelas armaduras de aço. Por essa</p><p>razão, as sapatas tendem a ser maiores que os blocos.</p><p>D) A viga de fundação recebe o carregamento linearmente distribuído das paredes. O</p><p>cruzamento de várias vigas de fundação resulta na grelha de fundação.</p><p>E) A baldrame consiste em um tipo de fundação rasa que recebe o carregamento de cargas</p><p>linearmente distribuídas.</p><p>2) A execução de fundações rasas inclui etapas de locação da obra, escavação do maciço de</p><p>solo e execução do elemento de fundação. Analise as afirmativas a seguir, sobre os</p><p>procedimentos executivos de fundações rasas, e assinale a alternativa correta.</p><p>A) A locação por meio do método dos cavaletes é a ideal para obras de maior complexidade,</p><p>visto que os cavaletes de madeira conferem maior estabilidade e segurança durante os</p><p>procedimentos de execução.</p><p>B) O volume de escavação varia de acordo com o tipo de fundação adotado. O radier é o tipo de</p><p>fundação que demanda o menor volume de escavação, visto que apenas um elemento é</p><p>executado.</p><p>C) Durante a escavação, caso se opte pelo uso de fôrmas para a concretagem do elemento de</p><p>fundação, deve ser prevista uma folga de 20 cm nas dimensões da vala. Caso contrário, a vala</p><p>deve ter a dimensão exata do elemento de fundação.</p><p>A topografia do terreno tem influência nos procedimentos de escavação. Caso o terreno seja</p><p>inclinado, sua escavação deverá ocorrer de forma escalonada, de modo a evitar planos</p><p>D)</p><p>inclinados de escorregamento.</p><p>E) A escavação deve encerrar aproximadamente 5 cm antes de ser atingida a cota de apoio, de</p><p>modo que o fundo da vala seja compactado e regularizado, permitindo a execução do lastro</p><p>de concreto.</p><p>3) As fundações profundas são aquelas que se desenvolvem a partir de 3 m de profundidade,</p><p>podendo transmitir suas cargas para o solo por meio da base, do atrito lateral ou da</p><p>combinação de ambos. Relacione as colunas a seguir:</p><p>1. Estaca broca1.</p><p>2. Estaca Strauss2.</p><p>3. Estaca hélice contínua3.</p><p>4. Estaca raiz4.</p><p>( ) Utiliza um instrumento de escavação denominado “piteira”, que possui base aberta,</p><p>“engolindo” o solo e permitindo o prosseguimento da escavação.</p><p>( ) Utiliza um instrumento denominado tubo rotativo, o qual é dotado de uma base cortante</p><p>chamada sapata de perfuração.</p><p>( ) Utiliza um trado rotativo manual, que, à medida que gira, rasga o solo, acumulando-o entre</p><p>suas lâminas, permitindo que seja retirado do furo.</p><p>( ) Utiliza um instrumento formado por um tubo metálico vazado, envolto por uma hélice,</p><p>que penetra no solo até atingir a cota de assentamento.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.</p><p>A) 1 – 2 – 3 – 4.</p><p>B) 3 – 1 – 2 – 4.</p><p>C) 4 – 2 – 1 – 3.</p><p>D) 2 – 4 – 1 – 3.</p><p>E) 1 – 4 – 3 – 2.</p><p>Os diferentes tipos de estacas escavadas apresentam particularidades quanto aos</p><p>procedimentos de escavação, assim como vantagens e desvantagens. Analise as afirmativas</p><p>a seguir.</p><p>4)</p><p>I. A escavação com trado manual demanda o uso de revestimento metálico, quando</p><p>executada abaixo do nível da água.</p><p>II. A escavação com trado helicoidal demanda que, a cada 2 m de profundidade, a haste seja</p><p>retirada e girada no sentido contrário, desprendendo o solo.</p><p>III. A hélice contínua permite a escavação do furo em uma única vez. Após a retirada da</p><p>hélice, inicia-se a concretagem.</p><p>IV. A estaca raiz é executada com argamassa ao invés de concreto e permite a execução de</p><p>fundações de até 50 m de profundidade.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.</p><p>A) Apenas a afirmativa I está correta.</p><p>B) Apenas a afirmativa III está correta.</p><p>C) Apenas as afirmativas II e IV estão corretas.</p><p>D) Apenas as afirmativas I, II e IV estão corretas.</p><p>E) Todas as afirmativas estão corretas.</p><p>5) As estacas cravadas são aquelas cuja execução não se dá por escavação, e, sim, pelo</p><p>deslocamento do solo. Analise as afirmativas a seguir, referentes às estacas cravadas.</p><p>I. As estacas pré-moldadas de madeira são muito utilizadas em obras de engenharia,</p><p>especialmente, em função da sua resistência à deterioração.</p><p>II. As estacas de concreto pré-moldado são produzidas com comprimento máximo de 12 m,</p><p>não permitindo a execução de emendas.</p><p>III. As estacas pré-moldadas podem ser cravadas no solo por meio de percussão (bate-</p><p>estaca) ou por meio de prensagem (macaco hidráulico).</p><p>IV. As estacas Franki são estacas pré-moldadas de aço, cravadas no solo com auxílio de um</p><p>equipamento de bate-estaca.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.</p><p>A) Apenas a afirmativa I está correta.</p><p>B) Apenas a afirmativa III está correta.</p><p>C) Apenas as afirmativas II e IV estão corretas.</p><p>D) Apenas</p><p>as afirmativas I, II e IV estão corretas.</p><p>E) Todas as afirmativas estão corretas.</p><p>Na prática</p><p>A execução de estacas cravadas deve ser feita por profissionais, tanto técnicos, quanto operários,</p><p>capacitados e habilitados, pois a quebra de estacas é irrecuperável. Após a estaca ter se partido, ela</p><p>não pode mais ser utilizada, tampouco retirada do solo.</p><p>O responsável técnico de uma obra deve, além disso, ter conhecimento sobre as opções a serem</p><p>tomadas caso, eventualmente, alguma estaca quebre durante a execução.</p><p>Neste Na Prática, veja uma situação de quebra de estaca que pode ocorrer no cotidiano da</p><p>construção civil.</p><p>Aponte a câmera para o</p><p>código e acesse o link do</p><p>conteúdo ou clique no</p><p>código para acessar.</p><p>https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/94b4b8d4-d4b8-4dff-a3a3-70a30c684203/25693304-6bc0-4090-9510-03f3cd3b3b0f.png</p><p>Saiba +</p><p>Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:</p><p>Tipos de Estacas | Fundações Profundas</p><p>As estacas de fundações podem ser de vários tipos. As diferenças vão desde o comportamento</p><p>estrutural até os procedimentos de execução. No link a seguir, acesse um vídeo que demonstra,</p><p>esquematicamente, os procedimentos de execução de alguns tipos de fundações. Assista.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Microestacas injetadas</p><p>Existem muitas pesquisas na área de fundações e, frequentemente, novos tipos de fundações são</p><p>lançados no mercado. Um exemplo são as microestacas injetadas. No link a seguir, leia um artigo</p><p>técnico sobre este tipo de fundação.</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>Tubulão é opção pouco mecanizada para fundação de solo</p><p>superficial ruim</p><p>Os tubulões são um exemplo de fundação profunda. Sua execução envolve a descida de</p><p>trabalhadores pelo furo escavado, com o objetivo de promover o alargamento da base. Em função</p><p>disso, os tubulões são, frequentemente, deixados de lado. A seguir, acesse o link referente a um</p><p>artigo técnico sobre os tubulões.</p><p>https://www.youtube.com/embed/bS-bcN8LRWc</p><p>https://www.unicomengenharia.com.br/micro-estaca-injetada</p><p>Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.</p><p>https://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/tubulao-e-opcao-pouco-mecanizada-para-fundacao-de-solo-superficial-ruim_16226_10_0</p>