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FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES INDIRETAS In loco 1 Ricardo MELO Araujo M.Sc. http://lattes.cnpq.br/1851778133363868 FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 2 Parâmetros para a escolha Topografia da área + Características do solo + Dados da estrutura + Dados das construções vizinhas + Aspectos econômicos = Tipo de fundação FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 3 Tipos de Fundações FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 4 São aquelas que transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento com o solo e por efeito de ponta. As fundações indiretas são sempre profundas, e função da forma de transmissão de carga para o solo (atrito lateral) que exige grandes dimensões dos elementos de fundação. Fundações Indiretas FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 5 É uma fundação indireta em concreto (simples ou armado), profunda (até 25 metros) escavada através de percussão, moldada no solo ou in loco, executada com revestimento metálico recuperável. Indireta - Profunda Estacas Strauss Durante a escavação não há vibração, nem ruído que prejudiquem construções vizinhas, devendo ser feita acima do lençol freático. É possível verificar durante a perfuração a presença de corpos estranho ou matações, permitindo a mudança de local da estaca. Vídeo - Estaca Indireta Strauss FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 6 Execução O processo executivo inicia com a abertura de um furo no terreno, utilizando o soquete, até 1,0 a 2,0 m de profundidade, para colocação do primeiro tubo, dentado, na extremidade inferior, chamado "coroa". Indireta - Profunda Estacas Strauss Em seguida, aprofunda-se o furo com golpes sucessivos da sonda de percussão, retirando-se o solo abaixo da coroa. De acordo com a descida do tubo metálico, quando necessário é rosqueado o tubo seguinte, e prossegue-se na escavação até a profundidade determinada. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 7 Concretagem – lança-se concreto no tubo até obter uma coluna de 1,0 m e apiloa-se o material com o soquete, formando uma base alargada na ponta da estaca. Para formar o fuste, lança-se o concreto e apiloa-se, removendo lentamente as camisas metálicas. Deve-se concretar acima da cota de arrasamento da estaca, colocando-se barras de aço de espera para ligação com os blocos / baldrame que serão executado posteriormente. Posteriormente quebra-se o concreto excedente, eliminado concreto eventualmente contaminado. Indireta - Profunda Estacas Strauss FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 8 Vantagens e desvantagens • Utilizadas em locais confinados ou terrenos acidentados devido a simplicidade do equipamento. • Não causa vibrações. • Proteção do fuste, por ser encamisada do começo ao fim, também é muito usada em terrenos com presença de água, onde o fuste fica protegido pelas camisas de aço (tubulação externa) e • Possui menor capacidade de carga que as estacas Franki e pré- moldadas de concreto Indireta - Profunda Estacas Strauss FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 9 Indireta - Profunda Estacas Strauss Controle de execução oLocação das estacas; oProfundidade de escavação; oVerticalidade da camisa metálica; oVelocidade de retirada da camisa; oTipo de solo encontrado (retirada de amostras) oCota de arrasamento da cabeça das estacas; oArmadura, quando for o caso; oApiloamento do concreto para garantir continuidade do fuste, mantendo dentro da tubulação uma coluna de concreto suficiente para ocupar o espaço perfurado e eventuais vazios do subsolo. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 10 FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 11 Estaca de concreto armado moldada no solo, que usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente no terreno, com ponta fechada, derramando-se dentro do mesmo mistura de brita e areia, socada energicamente com um pilão de queda livre com peso mínimo que varia de 1 a 3 toneladas, caindo de vários metros de altura. Sob os golpes do pilão, a mistura de brita e areia forma na parte inferior do tubo uma "bucha" estanque, fortemente comprimida contra as paredes do tubo. Ao se bater com o pilão nessa bucha, a mesma arrasta o tubo e, graças a ela, a água e o solo não podem penetrar, obtendo-se ao final da cravação uma forma absolutamente estanque. Indireta - Profunda Estacas FRANKI Publicado no suplemento do jornal O Estado de São Paulo, (1ª quinzena de outubro de 1939), sobre a inauguração do prédio da Prefeitura de Santos. Site Novo Milênio. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 12 Quando o tubo atinge a profundidade prevista, ele é levantado ligeiramente e mantido fixo aos cabos do bate-estacas, expulsando-se a bucha por meio de golpes do pilão, tendo-se o cuidado de deixar no tubo uma certa quantidade de bucha que garante a estanqueidade. Nesta fase de execução, e ainda aos golpes do pilão introduz-se concreto seco no terreno provocando a formação de um bulbo que constitui a base alargada da estaca. A seguir, coloca-se a armação da estaca, constituída de barras longitudinais e estribos soldados, passando-se então à fase de concretagem do fuste da estaca que consiste em compactar com o pilão pequenas quantidades de concreto, com fator água-cimento baixo, ao mesmo tempo em que se vai recuperando o tubo, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo. Indireta - Profunda Estacas FRANKI FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 13 Indireta - Profunda Estacas FRANKI Execução • Lançamento de areia e brita para formação da bucha na ponta do tubo; • Cravação do tubo “Franki” com bucha de areia e brita mediante pilão de queda livre; • Atingida a profundidade necessária executa-se a base com tubo suspenso nos cabos de tração; • Colocação da armadura ancorada na base; • O fuste é formado introduzindo-seconcreto ao mesmo tempo em que o tubo é retirado, mantendo-se uma altura de concreto dentro do tubo e apiloando; • Estaca pronta. Vídeo - Estaca Indireta Franki FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 14 Indireta - Profunda Estacas Franki Vantagens •As estacas tipo Franki podem ser feitas com formas perdidas ou recuperadas, sendo este, porém, um processo caro; •Como todas as demais estacas moldadas no localk, atingi-se o comprimento desejado, podendo assim, chegar a grandes profundidades. Além disso, há uma melhor estabilidade pela base alargada, boa verticalidade e superfície do fuste bastante rugosa em contato com o terreno bastante comprimido; •Possui a capacidade de desenvolver elevada carga de trabalho, suportando até 100ton; •O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação. Desvantagens •Tratando-se de trabalho custoso e especializado, tal fundação só pode ser feita por companhias organizadas e protegidas com patentes de execução; •Seu processo executivo causa muita vibração, podendo danificar construções vizinhas. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 15 Indireta - Profunda Estacas Franki Controle de execução oLocação do centro das estacas; oProfundidade de cravação / escavação; oVerticalidade do tubo e de sua retirada da camisa, para não haver estrangulamento do fuste; oVelocidade de execução; oAmarração das estacas; oNega; oCota de arrasamento da cabeça das estacas; oAltura da queda do pilão; oVolume de concreto empregado na execução do bulbo. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 16 Estaca escavada, também chamada de estação, é aquela com seção circular, executada por escavação mecânica, com equipamento rotativo, utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha. O uso desse tipo de estacas tem se difundido largamente pela facilidade e rapidez de execução e pela adaptabilidade a diversos tipos de terreno, bem como o seu imediato conhecimento visual. As estacas de grande diâmetro executadas por perfuração a rotação podem ser feitas junto a construções existentes, devido à total ausência de vibração, podendo atingir profundidades de até 70 metros. Indireta - Profunda Estacas Escavadas Diâmetros de 20cm, 25cm, 30cm e 40 cm Apresenta grande variação de equipamentos para execução, deste manuais até grandes perfuratrizes hidráulicas. Eventualmente faz-se emprego de lama bentonítica. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 17 Convém ainda lembrar que as estacas escavadas de grande diâmetro podem ser executadas em presença de lâmina d’água, o que ocorre em obras marítimas e em construção de pontes. Nesse caso, a escavação mecânica e a concretagem submersa são precedidas da cravação de camisa metálica por Indireta - Profunda Estacas Escavadas intermédio, em geral, de martelo vibratório. Os equipamentos, quando necessários, serão montados em plataforma flutuante (barcaças de convés chato). As camisas metálicas poderão ser perdidas ou recuperadas. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 18 Indireta - Profunda Estacas Escavadas FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 19 Indireta - Profunda Estacas Escavada Execução à Seco • Escavação mecânica do furo através de trado ou caçamba; • Perfuração executada até a profundidade necessária; • Posicionamento da armadura da estaca; • Concretagem da estaca; • Colocação das esperas do pilar imediatamente após a concretagem; • Estaca pronta. Variações: • Estacas Escavadas com Utilização de Lama Bentonítica • Estacas Escavadas com Entubadora Vídeo - Estaca Indireta Escavada (Youtube) Controle de execução Locação do centro das estacas; Profundidade de escavação; Tipo de solo retirado como amostra. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 20 É uma estaca de concreto moldada in loco, executada com maquinário hidráulico, através da perfuração do terreno por uma haste tubular, envolta por um trado. Indireta - Profunda Estacas Hélice Continua É uma estaca de concreto moldada in loco, executada com maquinário hidráulico, através da perfuração do terreno por uma haste tubular, envolta por um trado. Possui sessão circular com diâmetro de 50 a 100 cm atingindo até 500tn por estaca. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 21 Além da execução da estaca, o equipamento de hélice contínua pode ser usado ainda para: - Execução de pré-furos para implantação de perfis metálicos ou estacas pré- moldadas em terrenos resistentes, onde a simples cravação poderia danificar a cabeça das estacas; - Constituir uma cortina com estacas espaçadas e concreto projetado entre elas. Uma das mais importantes características da estaca hélice contínua é que não produz vibrações, por isso é muito usada em centros urbanos e nas áreas que possuem equipamentos sensíveis. Vídeo - Estaca Indireta Hélice Continua (http://www.youtube.com/watch? v=gjImHE_UgfI&list=TLcKM_2iUZQq) Indireta - Profunda Estacas Hélice Continua FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 22 Indireta - Profunda Estacas Hélice Continua Vantagens: • Pode ser executada abaixo do nível d’água; • Atinge ate 26m de profundidade; • Execução sem Vibração ou Ruído; • Fator importante quando utilizada em centros urbanos, ou mesmo quando as construções vizinhas encontram-se muito próximas; • Alto Torque; • Possibilidade de atravessar camadas do solo de grande resistência (exceto rocha e matacões); • Monitoramento Computadorizado; • O monitoramento é feito através dos sensores, acompanhado e armazenado no computador por software. Podendo ser impresso no termino da obra em formato de relatório; • Alta Produtividade; • Média de 250 metros de estaca por dia mesmo em solos com SPT acima de 50 golpes (exceto rocha e matacões), inclusive com a presença de lençol freático; FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 23 As "estacas-raiz" (pali radice, root pile) são estacas escavadas de pequeno diâmetro, concretadas “in situ” com injeção de argamassa. Indireta - Profunda Estacas Raiz Utilizadas no reforço de fundações, consolidação de taludes e de fundações normais ou de tipo especial, em presença também, e sobretudo, de terrenos particularmente difíceis, por exemplo, com presença de matacões e rocha. As principais características típicas da estaca e que permitem de fato resolver com sucesso a maior parte dos problemasligados com reforço de fundações e consolidação de terrenos são: FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 24 Vídeo - Estaca Indireta Raiz (http://www.youtube.com/watch? v=w5RdTVzNzHo&list=TL4IQ0ew5-I7) Aplicação •Em obras onde não é possível a entrada de equipamentos de maior porte •No caso de estacas muito profundas; •Quando a perfuração de materiais impenetráveis é requerida; •Quando não se admitem vibrações e/ou ruídos elevados durante a execução; •Quando se deseja elevada capacidade de tração; •Quando há a possibilidade de execução de estacas com elevadas inclinações. Indireta - Profunda Estacas Raiz FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 25 A estaca Barrete possui seção retangular, executado por escavação com guindaste acomplado com “clamshell”, também utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha. Mesma técnica executiva da Parede Diafragma. Indireta - Profunda Estacas Barrete Na ocorrência de cargas elevadas em obras de vulto, que são estacas de secção retangular derivadas de um ou mais painéis de parede diafragma e utilizados como elementos portantes de fundações em substituição às estacas de grande diâmetro. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 26 Indireta - Profunda Estacas Barrete Execução • Conhecimento imediato e real de todas as camadas atravessadas; • Ausência de vibração; • Gradual adaptação da estaca às condições físicas do terreno, com sensível incremento do atributo lateral; • Possibilidade de atingir grandes profundidades (até 70 metros); • Possibilidade de executar a estaca em praticamente todos os tipos de terreno, com nível de água ou não, e atravessar matações com a aplicação de ferramentas especiais (hidrofresa); • Redução no volume de concreto nos blocos de coroamento. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 27 Indireta - Profunda Estacas Barrete Controle de execução oLocação do centro das estacas; oProfundidade de escavação; oVelocidade de concretagem e ascensão da tremonha; oColocação da armadura. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 28 Indireta - Profunda Estacas Barrete (Hidrofresa) Hidrofresa Vídeo – Hidrofresa (Youtube) FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 29 Indireta - Profunda Estacas Barrete (Hidrofresa) Hidrofresa FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 30 Indireta - Profunda Estacas Barrete (Hidrofresa) Execução • Execução de mureta guia; • Escavação inicial da lamela com o uso de clam-shell mecânico ou hidráulico até a profundidade necessária para o posicionamento da hidrofresa; • Posicionamento da hidrofresa e escavação do painel; • Posicionamento da armadura; • Lançamento submerso do concreto com tubo tremonha. FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 31 A parede diafragma consiste em se realizar, no subsolo, um muro vertical de profundidades e espessuras variáveis, constituídos de painéis elementares alternados ou sucessivos, e aptos a absorver cargas axiais, empuxos horizontais e momentos fletores. Indireta - Profunda Paradas Diafragma FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 32 Tipos de Parede diafragma Convencional As paredes diafragma convencional consiste-se na escavação, colocação da armadura e concretagem. Pré-moldada As paredes diafragma pré-moldadas são constituídas por uma série de elementos em concreto armado, preparados em usina ou no próprio canteiro. Esses painéis são dimensionados e armados para responder às solicitações a que serão submetidos. Plástica A parede diafragma plástica é uma barreira vertical escavada com a utilização de “coulis” (mistura de cimento, bentonita e água), com o objetivo de reduzir a percolação horizontal da água. Para melhorar sua eficiência, a parede deve penetrar na camada de solo impermeável subjacente. Indireta - Profunda Paradas Diafragma FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 33 Jet grouting O jet grouting é um processo capaz de se valer da atuação de um jato da calda de cimento introduzido no terreno a alta pressão e elevada velocidade através de bicos injetores, num raio bem determinado, de tal modo que desagrega o solo misturando-se a este formando, assim, colunas de solo-cimento. Solo in situ (CSM) A técnica de Mistura de solo in situ, também conhecida como Cutter Soil Mixing (CSM), teve seu princípio tecnológico originado nos EUA, onde em 1954 um misturador com uma rosca sem fim foi utilizado para misturar o cimento com o terreno, porém, esta tecnologia no seu formato atual foi desenvolvida na Suécia e no Japão. (Geofluid, 2009). Tirantes Tirante são elementos de ancoragem que nos permitem transferir, por tração, para o interior do maciço, esforços de uma superfície, através de cabos ou monobarras de aço. Os tirantes são agrupados em três tipos: de barra, de fios e de cordoalha. Estaca Ômega As estacas tipo ômega são estacas moldadas "in loco" desenvolvidas como uma evolução das estacas hélice contínua, com deslocamento lateral do terreno, sem o transporte de solo à superfície, resultando numa melhora do atrito lateral. Outros tipos FA C EA R - Fa cu ld ad e Ed uc ac io na l A ra uc ár ia Processos I - Fundações Pode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte 34 BARROS, Mércia Maria S. Bottura de. Fundações. São Paulo: USP Revisão 2003. 32p SALGADO, Julio. Técnicas e Praticas Construtivas para Edificações. São Paulo: Érica, 2º Edição 2010. 320p. Brasfond – Fundações Especiais www.brasfond.com.br/ Serki – Fundações Especiais http://www.serki.com.br Referencias Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34
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