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PORTOS 1 – FUNDAÇÕES PROFUNDAS, EXECUÇÃO PROFESSOR: PAULO CASTANHEIRA DCCT – FEN / UERJ 1 2 INTRODUÇÃO Para a escolha da fundação devem ser levados em consideração os seguintes aspectos: Técnicos EconômicosAmbientais Fundações bem projetadas 3% a 10% do custo total do edifício Fundações mal projetadas 5 a 10 vezes fundações bem projetadas ou mal concebidas 3 PREPARATIVOS Antes da execução de fundações os seguintes preparativos devem ser tomados: Preparação do terreno Locação de eixos, centros de estaca Observação das condições do terreno Equipamentos posicionados próximo ao local Verificação de materiais e verificação do locais de encaminhamento de solos e lama provenientes de escavações 4 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO 5 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO CARACTERÍSTICAS GERAIS: - concreto armado moldadas “in loco”; - são estacas escavadas ou perfurados por rotação; - executadas com emprego de lama bentonítica; - diâmetros variam de 70cm a 250cm e profundidade até 70m; - carga admissível proveniente do atrio lateral, a resistência de ponta só é mobilizada depois de recalques elevados. PRINCIPAIS APLICAÇÕES: - possibilidade de execução em qualquer tipo de terreno, na presença ou não de água, e de atravessar matacões de pequenas dimensões com a utilização de equipamentos especiais (trépano, trado); - locais onde a ausência de vibração seja importante; - possibilidade da utilização como cortina de contenção com estacas espaçadas ou secantes; - suporta cargas elevadas. 6 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO EQUIPAMENTO DE ESCAVAÇÃO: O equipamento de perfuração consta essencialmente de uma mesa rotativa que aciona uma haste telescópica e acoplada na sua extremidade inferior a ferramenta de perfuração. A mesa é acionada por motor diesel e transmite, por meio de um redutor, movimento rotatório a haste. A mesa também é dotada de uma central hidráulica que comanda o “pull down” da haste, para maior penetração ferramenta de perfuração. O tipo da ferramenta varia em função da natureza do terreno a perfurar. Os tipos são: Coroa Trado Mesa rotativa Haste telescópica (kelly bar). Caçamba 7 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO METODOLOGIA EXECUTIVA: Videos/estaca_escavada.mp4 8 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO METODOLOGIA EXECUTIVA: Cravação Camisa Guia Escavação Armação Concretagem No caso de estacas de seção circular, deve ser usado camisa guia de diâmetro 50 mm maior que o da estaca. No caso de outra forma da seção transversal da estaca, deve ser usada mureta-guia de concreto ou de aço. O comprimento enterrado do tubo-guia ou da mureta-guia não deve ser inferior a 1 m. Além de guia, a camisa serve para proteger contra desmoronamentos, garantir a seção da estaca em solos com menor coesão, conter o solo no trecho inicial da escavação e servir de apoio para a colocação da armadura. Em alguns tipos de solo, pode ser necessário aprofundar o trecho protegido pelas camisas metálicas, que passam a ser “perdidas” em função da impossibilidade de recuperá-las. 9 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO METODOLOGIA EXECUTIVA: Em qualquer dos casos, a perfuração é feita com ferramenta capaz de garantir a verticalidade da peça, concomitantemente com o lançamento de fluído estabilizante, até a cota prevista no projeto ou até material impenetrável. Durante a escavação a terra escavada é retirada e a ferramenta de perfuração esvaziada. Caçamba ou coroa: abertura do fundo da caçamba. Trado: a terra escavada é retirada pela própria hélice. É desejável que a perfuração seja contínua até sua conclusão; caso não seja possível, o efeito da interrupção deve ser analisado e a estaca eventualmente aprofundada, de modo a garantir a carga admissível prevista no projeto. Cravação Camisa Guia Escavação Armação Concretagem 10 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO METODOLOGIA EXECUTIVA: Terminada a escavação inicia-se a limpeza da lama bentonítica e o posicionamento da armação por meio de guindaste. Necessário preservar o recobrimento da gaiola. Cravação Camisa Guia Escavação Armação Concretagem 11 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO METODOLOGIA EXECUTIVA: Concretagem Submersa: de baixo para cima de modo contínuo e uniforme. Aplicação de concreto através de tubos, chamados de tremonha, acoplados a um funil, para o lançamento do concreto. O tubo tremonha deve estar embutido no concreto com profundidade mínima de 1,5. A pressão do concreto empurra a lama bentonítica para fora, o qual é aspirado e estocado em reservatórios para seu reaproveitamento. Cravação Camisa Guia Escavação Armação Concretagem 12 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO DADOS TÉCNICOS O concreto deve satisfazer as seguintes exigências: ✓ Abatimento = 20 ± 2 cm; ✓ Diâmetro máximo do agregado não superior a 10% do diâmetro do tubo de concretagem; ✓ Resistência característica fck ≥ 20 MPa; ✓ Consumo de cimento não inferior a 400 kg/m³; 13 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO TÉCNICA DE ANCORAR EM ROCHA COM ESTACAS RAIZ Neste caso, o fuste é executado pelos sistemas usuais utilizando perfuratrizes rotativas com haste Kelly, equipadas com caçambas ou trados ,e com aplicação da lama bentonítica ou revestimento até encontrar a rocha. Terminada a escavação, junto à armação, são colocados tubos guias para permitir a posterior execução das estacas raiz, com número, diâmetro e dimensões de acordo com projeto. Quando em presença de rocha muito fraturada ou com vazios, a execução das estacas raiz tem a vantagem de permitir também a injeção do maciço rochoso com argamassa ou nata de cimento, melhorando as propriedades mecânicas do mesmo. ANCORAGEM DA ESTACA EM ROCHA Após a escavação, avalia-se o comprimento escavado e o perfil do solo até a profundidade final da escavação. Então é feita a comparação das resistências, de ponta e lateral, reais com as previstas em projeto, baseadas em sondagem prévia. Se o resultado da tensão admissível executada for menor do que a prevista em projeto (comprimento insuficiente ou diferença de tipo de solo), adota-se uma solução de “pinar” / ancorar a estaca em rocha. 14 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO TÉCNICA DE ANCORAR EM ROCHA COM ESTACAS RAIZ ANCORAGEM DA ESTACA EM ROCHA 15 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO FLUIDOS ESTABILIZANTES LAMA BENTONÍTICA Mistura realizada em Misturador de Alta Turbulência de: BENTONITA + ÁGUA É uma argila produzida a partir de jazidas naturais, sofrendo, em alguns casos, um beneficiamento. O argilo mineral predominante é a montmorilonita sódica, o que explica sua tendência ao inchamento. A bentonita a ser utilizada para o preparo de lamas tixotrópicas deve atender às especificações da tabela: Tixotropia é a capacidade de um gel se liquefazer à medida que lhe aplicamos uma determinada quantidade de calor ou uma força mecânica. 16 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO FLUIDOS ESTABILIZANTES LAMA BENTONÍTICA Devido aos grandes desafios encontrados na perfuração de poços, há uma necessidade de se desenvolver fluidos com propriedades adequadas e capazes de atender todas as exigências da perfuração. As argilas bentonitas têm sua importância econômica por apresentar uma vasta gama de aplicações industriais. A bentonita pode ser usada como agente controlador de viscosidade de um fluido de perfuração, de modo a permitir uma maior eficiência no transporte de fragmentos de rochas para a superfície. Quanto às propriedades tixotrópicas, o uso da argila bentonita, permite que a suspensão assuma uma estrutura gelatinosa quando em repouso. 17 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO FLUIDOS ESTABILIZANTES LAMA BENTONÍTICA Características: a) Estabilidade produzida pelo fato de a suspensão de bentonita se manter por longo período; b) Capacidade de formar nos vazios do solo e especialmente junto à superfície lateral da escavação uma película impermeável (cake); c) Tixotropia, isto é, ter um comportamento fluidoquando agitada, porém capaz de formar um “gel” quando em repouso. Nível mínimo da lama bentonítica em relação ao lençol freático: 2D da estaca 2L da estaca tipo diafragma (barrete) 2m 18 ESTACAS ESCAVADAS DE GRANDE DIÂMETRO ALTERNATIVA AO USO DE LAMA BENTONÍTICA → POLÍMERO Vantagens do uso do polímero em relação à bentonita: 1) Produto de aceitável biodegradabilidade podendo ser usado onde há restrições ao uso da bentonita, viabilizando obras; 2) Descarte barato, podendo ser realizado em qualquer tipo de bota-fora; 3) Necessidade de pequena área para estoque e frete mais barato; 4) Fácil preparo e dispersão em água; 5) Aplicação imediata após aproximadamente 15 min de mistura; 6) Alto índice de reaproveitamento da mistura (3,5 a 5 vezes); 7) Minimiza ou elimina a necessidade de desarenação antes da concretagem; 8) Obra mais limpa sendo possível visualizar com boa definição as características do material escavado; 9) Menor desgaste dos equipamentos e ferramentas, ocasionando menor número e tempo de paralisações por quebra de equipamentos; 10) Menor formação de borra de concretagem na cabeça da estaca, ocasionando em média menores quebras para arrasamento. Desvantagens em relação à bentonita: 1) Custo unitário do fluido ainda superior à bentonita; 2) Necessidade de monitoramento contínuo de suas propriedades já que a contaminação por cloretos ou matéria orgânica pode ser desastrosa. 19 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 20 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concreto armado moldado “in loco” ; • execução por trado contínuo; não produz vibrações; • boa produtividade; • atravessa camadas de solos resistentes, acima de SPT 50. • diâmetros entre 25 e 100cm. Utilização: • locais onde a ausência de vibração seja importante; • locais onde há grande número de estacas sem variação de diâmetro (ex. conjuntos habitacionais e obras industriais); • solos coesivos e arenosos, na presença ou não de lençol freático; • como estrutura de contenção; • próximo a estruturas existentes. 21 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA EQUIPAMENTO DE PERFURAÇÃO: O equipamento de perfuração consta essencialmente de uma mesa rotativa que aciona um trado. O trado deve ser retilíneo, com diâmetro constante e comprimento mínimo igual ao da estaca. O concreto chega ao interior do trado por meio de uma mangueira ligada a bomba de injeção. Esta é flexível com diâmetro interno maior ou igual que o diâmetro interno da haste. 22 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA METODOLOGIA EXECUTIVA Videos/estaca_helice.mp4 23 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA METODOLOGIA EXECUTIVA Escavação Concretagem Armação Consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado. A terra escavada é retirada pela própria hélice. O concreto é bombeado através do tubo central, preenchendo o furo enquanto a hélice é extraída do terreno sem girar ou, no caso de terrenos arenosos, girando lentamente no mesmo sentido da perfuração. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com auxílio de um pilão de pequena carga. 24 ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA DADOS TÉCNICOS O concreto deve satisfazer as seguintes exigências: ✓ resistência característica fck >= 20,0 MPa; ✓ consumo mínimo de cimento não inferior a 400 kg/m3 ; ✓ o abatimento ou “slump test” de 220mm +/- 30 mm. 25 ESTACAS HÉLICE SEGMENTADA (HOLLOW AUGER) 26 ESTACAS HÉLICE SEGMENTADA (HOLLOW AUGER) PRINCIPAIS APLICAÇÕES: • áreas com dimensões reduzidas; • locais de difícil acesso; • locais onde haja necessidade de ausência de vibração; • próximo a estruturas existentes; • solos coesivos e arenosos, na presença ou não de lençol freático; • como estrutura de contenção. CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concreto moldado “in loco”; • diâmetros de 30cm a 55cm e profundidade até 24m; • trado composto por um tubo helicoidal (segmentado); • equipamentos menores e mais leves do que os da hélice contínua; • ausência de vibrações; • especificações de concreto e capacidade de carga semelhante a hélice contínua. 27 ESTACAS HÉLICE SEGMENTADA (HOLLOW AUGER) PRINCIPAIS APLICAÇÕES: • áreas com dimensões reduzidas; • locais de difícil acesso; • locais onde haja necessidade de ausência de vibração; • próximo a estruturas existentes; • solos coesivos e arenosos, na presença ou não de lençol freático; • como estrutura de contenção. CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concreto moldado “in loco”; • diâmetros de 30cm a 55cm e profundidade até 24m; • trado composto por um tubo helicoidal (segmentado); • equipamentos menores e mais leves do que os da hélice contínua; • ausência de vibrações; • especificações de concreto e capacidade de carga semelhante a hélice contínua. 28 ESTACAS HÉLICE SEGMENTADA (HOLLOW AUGER) METODOLOGIA EXECUTIVA Consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque e pressão (vertical) apropriados. A cada 6m perfurados outro trado é mobilizado e acoplado em sua extremidade. Escavação Concretagem Armação Inicia-se a concretagem por dentro do trado, até que o concreto extravase pela boca do mesmo. Completada a concretagem, faz-se a retirada dos segmentos da tubulação, sempre completando com concreto, após a retirada de cada trado. A armação em forma de gaiola é introduzida na estaca por gravidade ou com auxílio de um pilão de pequena carga. 29 ESTACAS ÔMEGA EQUIPAMENTO DE PERFURAÇÃO: O princípio da estaca Omega é baseado na forma do trado de perfuração, com o diâmetro e passo da hélice espiral aumentados progressivamente, de forma a utilizar a mínima energia necessária (torque), para deslocar e compactar lateralmente o terreno. O tubo central é fechado por uma ponta metálica que será perdida. 30 ESTACAS ÔMEGA CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concretada “in loco” • solo deslocado lateralmente; • os diâmetros disponíveis do trado iniciam com 270mm até 470mm com acréscimo de 50mm, mas não há nenhuma limitação teórica, contanto que haja quantidade de energia disponível para cravação; • profundidade até 28m; • alta relação diâmetro x carga; • menor consumo de concreto - comparado à hélice contínua ; • maior agilidade na mudança de diâmetro, onde só o elemento com o trado é trocado; • não produz vibrações. 31 ESTACAS ÔMEGA METODOLOGIA EXECUTIVA: Por rotação e força vertical do trado, que desloca e compacta lateralmente o solo; Em geral, torque mínimo de 180 kN x m e rotação de 8 a 10 rpm. Escavação Concretagem Armação Concreto bombeado pelo núcleo do trado sob pressão de 0,4 a 4 kgf/cm². Durante a concretagem, a retirada do trado é feita girando-o no mesmo sentido da perfuração. Pode ser feita: • Após a concretagem, como na hélice contínua. • Antes da concretagem, através do núcleo da cabeça de perfuração. 32 ESTACAS ÔMEGA DADOS TÉCNICOS ✓Resistência característica do concreto fck = 20 MPa; ✓Cimento CP III, Consumo de cimento ≥ 400Kg por m³; ✓Recomendável sem adição de escória ; ✓fator a/c entre 0,53 e 0,56; ✓Agregados: Pedra nº. 0 (pedrisco) e areia; ✓Exsudação ≤ 1%; ✓Teor de ar incorporado = 4,5%; ✓A carga admissível pode chegar a 200 tf. 33 ESTACAS ÔMEGA DADOS TÉCNICOS ✓Resistência característica do concreto fck = 20 MPa; ✓Cimento CP III, Consumo de cimento ≥ 400Kg por m³; ✓Recomendável sem adição de escória ; ✓fator a/c entre 0,53 e 0,56; ✓Agregados: Pedra nº. 0 (pedrisco) e areia; ✓Exsudação ≤ 1%; ✓Teor de ar incorporado = 4,5%; ✓A carga admissível pode chegar a 200 tf. 34 ESTACAS RAIZ 35 ESTACAS RAIZ CARACTERÍSTICAS GERAIS: • alta capacidade de carga; • recalques muito reduzidos; • pequeno diâmetro – de 10cm a 40cm; • concretada “in loco”; • atrito elevado mediante aplicação de carga; • direção vertical ou inclinada; • possibilidade de causar vibrações, na presença de matacões ou blocos de concreto no solo; • utilização de camisa de revestimento para perfuração. Camisa de revestimento Perfuratriz inclinada 36 ESTACAS RAIZUTILIZAÇÃO: Cada vez mais utilizada, possui um campo de aplicação bastante amplo: • áreas com dimensões reduzidas / locais de difícil acesso; • solos com presença de matacões, rocha ou concreto; • reforço de fundações; • contenção de taludes; • quando há esforço de tração a solicitar o topo da estaca; • reforço de cais de atracação; • fundação de bases de equipamentos em unidades industriais em operação; • ancoragem de muros de arrimo; • paredes diafragma, • tirante-raiz. 37 ESTACAS RAIZ Perfuratriz rotativa: demolição é feita por rotação que trabalha a pressão constante. Sapata de corte Martelo de fundo Tricone EQUIPAMENTO DE ESCAVAÇÃO Roto percussiva: com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido. Solos coerentes – sem tubo de revestimento Solos incoerentes – com tubo de revestimento 38 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Videos/estaca_raiz.mp4 39 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Escavação Armação Injeção Ar comprimido e remoção tubo de revestimento EM SOLO ➢A escavação será executada com perfuratriz rotativa hidráulica ou roto percussiva, com a utilização, quando necessário, de tubo de revestimento metálico de diâmetro ligeiramente inferior ao diâmetro final da perfuração. Normalmente, a coroa de perfuração é acoplada na extremidade inferior do tubo de revestimento. ➢Escavação com retirada do solo. Os resíduos da escavação serão transportados à boca do furo pela água de circulação que é injetada sob pressão controlada, de cima para baixo no interior do tubo de revestimento. O retorno de água + resíduos ocorre entre o revestimento e a parede do furo. O material deverá ser coletado em um recipiente de decantação e especialmente preparado para evitar o espalhamento da lama no local de perfuração. É permitida a reutilização da água de circulação proveniente do decantador durante a perfuração. Após atingir a profundidade do projeto, a limpeza final do furo deverá ser executada com o emprego de água limpa. A limpeza final do furo dar-se-á por concluída quando a água de circulação retornar à superfície, limpa ou com pouca turbidez. Durante a fase final de limpeza do furo, a haste de perfuração (tubo de revestimento) deverá permanecer paralisada. ➢Na dificuldade de avanço devem ser empregadas brocas de três asas, tipo tricone, para pré-furo. 40 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Escavação Armação Injeção Ar comprimido e remoção tubo de revestimento EM SOLO E ROCHA: Repetir os procedimentos até atingir rocha/ matacão/ concreto. Prosseguir com o uso de: • martelo de fundo pneumático; • roller-bits (similar as brocas tricones); • sapata ou coroa diamantada. 41 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Escavação Armação Injeção Ar comprimido e remoção tubo de revestimento Concluída a limpeza do final do furo, deverá ser colocada a armadura completa pré montada, curvando-se a mesma para introdução no interior do tubo de revestimento e/ou em segmentos sucessivos com transpasse de 1,00 metro também pré-montados, até apoiá-la no fundo do furo. 42 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Escavação Armação Injeção Ar comprimido e remoção tubo de revestimento ➢Introdução de um tubo de aço galvanizado, ou PVC rígido, até apoiá-lo no fundo do furo. Através do tubo, a argamassa é bombeada de baixo para cima com regular aplicação de uma pressão controlada. ➢O lançamento da argamassa deverá ser contínuo até o vertimento para fora do tubo, de forma a impedir a entrada de ar dentro do tubo, e assim, impedir a formação de bolhas de ar no concreto da estaca. ➢Essa operação de purga de argamassa deverá ser realizada até a subida de argamassa com características similares (aspecto, textura, viscosidade, coloração, etc) à argamassa especificada. Idealmente, a argamassa deverá preencher o interior do tubo de revestimento e o espaço entre o revestimento e a parede. ➢A pressão de ar a ser aplicada dependerá da profundidade do furo, consistência do solo, maior ou menor obstrução lateral, etc, devendo ser fixada no campo durante a execução das primeiras estacas. Prevê-se que essa pressão não seja superior a 4,00 kgf/cm². ➢Durante a execução dos primeiros golpes de ar comprimido deve-se observar a saída de água ou argamassa contaminada proveniente da expulsão de material de preenchimento existente entre o revestimento e a parede do furo. ➢Toda a operação deverá ser executada dentro do prazo previsto de início da pega da argamassa. Durante a execução das estacas-raiz serão anotados em boletins de campo todas as informações pertinentes a ela e após o término de execução de todas as estacas será emitido um relatório técnico. 43 ESTACAS RAIZ METODOLOGIA EXECUTIVA Dados técnicos: ➢ Estimativa de consumo de materiais por metro linear: 44 MICROESTACAS CARACTERÍSTICAS GERAIS: • diâmetro reduzido (10 a 20 cm) e grande comprimento; • qualquer direção entre 0 e 90 º; • capacidade de carga relativamente elevada mesmo em solos de características fracas ou impermeáveis, chega a 130 tf; •reduzida capacidade de transmitir carga por ponta; • elevada esbeltez; • versatilidade de equipamentos (semelhante estaca raiz). PRINCIPAIS APLICAÇÕES: • reforço de fundações; • recalce de fundações; • fundações de novas estruturas; • locais de difícil acesso ou permanência; • fundações de equipamentos industriais; • melhoria de solos e maciços rochosos; • consolidação de terrenos; • contenções. 45 MICROESTACAS 46 MICROESTACAS Armadura principal (tubo manchete) Armadura secundária Parede do furo Tubo manchete Manchete SEÇÃO DA ESTACA Calda de Cimento 47 MICROESTACAS METODOLOGIA EXECUTIVA 1. Perfuração até a cota de projeto. A remoção do solo é executada com jato de água (varas e bit) ou extraída pela rosca do trado; 2. Limpeza do furo Escavação Armação principal Injeção do tubo manchete 3. Colocação do tubo manchete 4. Processo de selagem: Injeção da calda entre a armadura principal e o terreno (ou tubo de revestimento), a baixa pressão com um mangueira de obturador simples. 5. Extração do tubo modelador (se houver). 6. Injeção faseada do bulbo, por tubo manchete e obturador duplo , até atingir pressão de projeto. 7. Preenchimento do tubo manchete com calda cimentícia. 8. Introdução de eventual armadura secundária. 48 ESTACAS FRANKI 49 ESTACAS FRANKI CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concreto armado moldada “in loco”; • base alargada com tubo recuperável ou não – a base alargada aumenta consideravelmente a capacidade de carga da estaca, ou reciprocamente, permite obter uma mesma capacidade de carga com profundidade menor em relação a uma estaca que não tenha a base alargada. • não é limitada pelo lençol freático; • devido ao uso de bate estaca, gera vibração; • necessita de área adequada para bate estacas. 50 ESTACAS FRANKI PRINCIPAIS APLICAÇÕES ➢ Casos em que a camada resistente encontra-se em profundidades variáveis. ➢ Terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos. ➢ Não é recomendada em terrenos com matacões quando as construções vizinhas não podem suportar grandes vibrações, ou em terrenos com camadas de argila mole pois poderá haver deslocamento da estaca já concretada por compressão lateral. Camisa de revestimento Pilão – altura de queda do pilão determina a potência de cravação. EQUIPAMENTO DE CRAVAÇÃO 51 ESTACAS FRANKI METODOLOGIA EXECUTIVAMETODOLOGIA EXECUTIVA Cravação Base alargada Concretagem Cravação de um tubo de aço cuja ponta é fechada e obturada por uma mistura de brita e areia. É feita por pilão de queda livre. Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base alargada; Colocação da armadura. Concretagem do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo-se o tubo à medida da concretagem. ✓Para estaca com diâmetro inferior a 450 mm é necessário que os últimos 90 litros sejam introduzidos na basecom uma energia mínima de 1500 KN.m; ✓Para estacas com diâmetro superior a 450 mm é necessário que os últimos 150 litros sejam introduzidos na base com uma energia mínima de 5000 KN.m. Videos/franki.mp4 52 ESTACAS FRANKI ALTERNATIVAS: ➢Em situações onde não é permitido vibrações Perfuração é feita: • Por meio de perfuração prévia • Cravando-se, numa primeira etapa, o tubo com a ponta aberta e desagregando o solo com água ➢No caso de existir uma camada espessa de argila orgânica mole saturada Crava-se o tubo até terreno firme, enche-se o mesmo com areia, arranca-se o tubo e torna-se a cravá-lo no mesmo lugar. Assim, protegerá contra o estrangulamento. Após a cravação do tubo, concretagem com concreto plástico (slump de 8 a 12 cm) e retirada do tubo. 53 ESTACAS STRAUSS CARACTERÍSTICAS GERAIS: • concreto simples ou armado moldado “in loco”; • diâmetros de 25 a 55cm; • apresenta leveza e simplicidade de execução; • não gera vibrações consideráveis; • executada com revestimento metálico recuperável; • carga reduzida, comparada a estaca Franki ou pré moldada; • o processo não deve ser utilizado em solos arenosos ou sujeitos a desmoronamentos e na presença de água. PRINCIPAIS APLICAÇÕES: • locais com limitação de vibrações; • locais confinados e com pé direito reduzido; • terrenos acidentados; • geralmente em obras de pequeno à médio porte. 54 ESTACAS STRAUSS 55 ESTACAS STRAUSS METODOLOGIA EXECUTIVAMETODOLOGIA EXECUTIVA Furo de até 1 ou 2m com o soquete ➢Servirá de guia para introdução do 1º tubo, dentado na extremidade inferior (coroa). Inicio escavação Escavação Concretagem Por golpes sucessivos do soquete com auxilio de água. O solo abaixo da coroa é retirado por sonda enquanto a mesma penetra no solo. São rosqueados mais tubos até a cota de projeto. Concretagem de 1m; apiloa-se o material com soquete formando uma base alargada; lançamento do concreto na tubulação e apiloamento enquanto as camisas metálicas são retirados. 56 ESTACAS STRAUSS DADOS TÉCNICOS • Consumo mínimo de cimento - 320 kg/m³ EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS ✓ tripé de madeira ou de aço; ✓ guincho acoplado a motor a explosão ou elétrico; ✓ sonda de percussão, com válvula para retirada de terra na sua extremidade inferior; ✓ soquete de 300 kg, aproximadamente; ✓ tubos de aço com 2,0 a 3,0 m de comprimento, rosqueáveis entre si; ✓ guincho manual para retirada da tubulação; ✓ roldanas, cabos e ferramentas. 57 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO 58 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO existem de varias possíveis seções: retangulares, circulares, duplo “T”, vazadas etc; TIPOS DE SEÇÕES São estacas requerem grande controle de qualidade, fabricadas na obra ou de fornecedores previamente qualificados. 59 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO CARACTERÍSTICAS GERAIS • Concreto armado ou protendido. • Limitações de comprimento decorrentes do problema de transporte e equipamentos e requerem armaduras especiais para içamento e transporte. • Levam a necessidade de grandes estoques. • Fabricadas em empresas especializadas ou no próprio canteiro. • Cravação emite ruído e vibração. • Não atravessam camadas resistentes. •Solo deslocado lateralmente. •A partir do tamanho de cravação previsto, adequar os comprimentos das peças a fim de diminuir as perdas das pontas. 60 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO ESTOQUE ✓Área proporcional ao volume e/ou à velocidade de cravação quantidade de equipamentos simultâneos. ✓Verificar restrições de empilhamento do fabricante. ✓Prever apoios entre as peças e cunhas para evitar rolamento. ✓Apoio do primeiro nível essencial para evitar contaminação do material. 61 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO Quando o comprimento de cravação difere do previsto pela sondagem necessita-se: ➢ Emenda com luvas de simples encaixe, luvas soldadas, ou emenda com cola epóxi através de cinta metálica e pinos para encaixe (mais eficiente). ➢Corte ou arrasamento de maneira adequada sem causar danos a estaca. Detalhe da emenda – cinta metálica Detalhe do anel 62 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO METODOLOGIA EXECUTIVAMETODOLOGIA EXECUTIVA ➢Consiste na cravação da estaca. É necessário ter bem defenido qual o critério de parada de cravação, se será nega ou comprimento cravado (estaca flutuante), especificado em projeto. ➢A logísica de cravação deve obedecer a capacidade de movimentação dos equipamentos, a quantidade de equipamentos simultânea e a sequência de execução prevista no planejamento. ➢Escolha do equipamento deve ser feita de acordo com a dimensão da estaca, características do terreno e condições de vizinhanças. 63 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO METODOLOGIA EXECUTIVAMETODOLOGIA EXECUTIVA Tipos de cravação de estacas: Percussão ➢Martelo de queda livre: peso é levantado por guincho e cai orientado por guias laterais. ➢Martelo diesel. Martelo hidráulico: peso é levantado por pressão de vapor e a queda pode ser por gravidade ou por pressão do vapor. ➢Guia de estaca – associa-se martelo queda livre, hidráulico e diesel. 64 ESTACAS PRÉ MOLDADAS EM CONCRETO METODOLOGIA EXECUTIVAMETODOLOGIA EXECUTIVA Vibração ➢Martelo vibratório Transmite vibrações ao solo e obras próximas Prensagem ➢Macaco hidráulico introdução de uma pressão na cabeça da estaca por macacos hidráulicos que reagem contra uma plataforma com sobrecargas ou contra a própria estrutura. 65 ESTACAS METÁLICAS 66 ESTACAS METÁLICAS TIPOS DE SEÇÕES perfis laminados e perfis soldados trilhos perfis mistos estacas tubulares 67 ESTACAS METÁLICAS CLASSIFICAÇÃO • Profunda e Indireta, D/B ≥ 10. D = profundidade B = largura ou diâmetro •Pequena perturbação, ou seja, sem extração do solo. -Exceção de casos com estacas metálicas tubulares com ponta obturada durante a cravação •Disposição: estacas isoladas, grupo de estacas •Posição: inclinadas, verticais http://www.google.com.br/url?url=http://www.dicionariogeotecnico.com.br/album/fundacoes/perfil/pages/image/imagepage20.html&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=o84AVOu1IoXksATejoGwCA&ved=0CB4Q9QEwBDgo&usg=AFQjCNFwCkdeeSLBTKruEpcHMpDeqGEZ6g 68 ESTACAS METÁLICAS VANTAGENS • Podem ser cravadas em solos de difícil transposição como argilas rijas a duras, pedregulhos, sem o incoveniente do “levantamento de estacas vizinhas já cravadas e sem perdas de estacas “quebradas”; • reduzido nível de vibração durante sua cravação; • facilidade de corte e emenda; • podem atingir grande capacidade de carga; • trabalha bem à flexão (motivo de ser muito comum em contenções) e à tração (exceto quando as estacas se apoiam em rocha. DESVANTAGENS • Custo relativamente elevado; • fácil oxidação quando da flutuação do nível da água. 69 ESTACAS METÁLICAS PRINCIPAIS APLICAÇÕES Embora possua um custo relativamente mais elevado comparado com de outros tipos de estaca, em várias situações a utilização das mesmas se torna economicamente viável devido sua rapidez e facilidade de cravação, manipulação, transporte, corte e emenda. Como elementosde fundação : •construções industriais, •em edifícios de andares múltiplos, •pontes e viadutos, •portos e •torres de transmissão. Nas estruturas de contenção têm papel preponderante em função da facilidade de cravação, de sua alta resistência e da versatilidade de integração com elementos construtivos complementares 70 ESTACAS METÁLICAS ESTOQUE DAS ESTACAS ✓Área proporcional ao volume e/ou à velocidade de cravação ✓Verificar restrições de empilhamento do fabricante ✓Prever apoios entre as peças e cunhas para evitar rolamento ✓Apoio do primeiro nível essencial para evitar contaminação do material. 71 ESTACAS METÁLICAS ✓Para estacas tracionadas deve ser feita uma verificação do comprimento das talas soldadas de modo que as mesmas resistam aos esforços de tração. EMENDA DAS ESTACAS Solda topo e chapas de ligação. (geralmente executada por subempreiteiro de cravação. 72 ESTACAS METÁLICAS METODOLOGIA EXECUTIVACravação com a utilização de martelos de queda livre, martelos hidráulicos, martelos a diesel, martelos pneumáticos e martelos vibratórios. A escolha do martelo depende, principalmente, das características do solo, do comprimento da estaca e do nível de barulho e vibração. - A cravação é facilitada pois limita-se à cortar as camadas do terreno. - O solo não é retirado do terreno. - Possível em qualquer ângulo, ao ar livre ou submersa. 73 EMPRESAS EXECUTORAS ALGUMAS DAS PRINCIPAIS EMPRESAS CONTRATADAS PARA EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES NO BRASIL: BIBLIOGRAFIA •Velloso, D. A.; Lopes, F. R. Fundações • RODRIGUEZ ALONSO, Urbano. Exercícios de fundações. • Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado v.2, Carvalho, R.C., Pinheiro, L.M., • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122:2019 – Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010. 74 MUITO OBRIGADO!!! 75