Fundações estacas Aula 13 (1)

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Fundações e Empuxos de Terra
Fundação Profunda
Definição:
Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua resistência lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e que está assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3m, salvo justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões.
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RL
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INTRODUÇÃO (NBR-6122/2010 ABNT)
Estaca:
Elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja descida de operário. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado “in situ”ou misto.
TIPOS:
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Fundações e Empuxos de Terra
Tubulão:
Elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida do operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e ter ou não base alargada. Pode ser executado com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto. No caso de revestimento de aço (camisas metálicas), este poderá ser perdido ou recuperado. as cargas são transmitidas essencialmente pela ponta a um substrato de maior resistência 
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continuação (NBR-6122/96 ABNT)
Caixão:
Elemento de fundação profunda de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna. Na sua instalação pode usar ou não o ar comprimido e sua base pode ser alargada ou não.
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Fundações e Empuxos de Terra
Estaca cravada por percussão:
Tipo de fundação profunda em que a própria ou um molde é introduzido no terreno por golpes de martelo (por exemplo: de gravidade, a explosão, a vapor, diesel, ar comprimido, vibratório). Em certos casos, esta cravação pode ser precedida por escavação ou lançagem (jato de água).
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Classificação das estacas:
Estacas de deslocamento (cravadas): são introduzidas no terreno através de algum processo que não promova retirada de solo.
Estacas escavadas: são executadas “in situ” através de perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção do material, com ou sem revestimento, com ou sem utilização de fluido estabilizante.
 Definições (NBR-6122/96 ABNT):
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VANTAGENS DAS ESTACAS CRAVADAS:
Podem ser cravadas com uma NEGA predeterminada;
O material da estaca pode ser inspecionado antes da cravação;
Pode ser recravada se for afetada por inchamento do solo;
O procedimento de construção não é afetado pelo lençol freático;
Pode ser cravada com grandes comprimentos;
Pode aumentar a densidade relativa de uma camada de fundação granular.
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DESVANTAGENS DAS ESTACAS CRAVADAS:
O inchamento e a alteração do solo circundante podem causar dificuldades;
Não se pode modificar o comprimento com rapidez;
Pode sofrer danos durante o processo de cravação;
4. A armadura pode ser determinada pelas exigências de levantamento e transporte, e não pelas tensões causadas pelas cargas estruturais;
5. Não pode ter grandes dimensões (diâmetros) e nem pode ser cravada em locais onde haja limitações de altura para o equipamento;
6. Barulho, vibração e deslocamento do solo, exagerados;
7. Grande dificuldade para executar emendas.
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INSTALAÇÃO DAS ESTACAS PRÉ-MOLDADAS
Métodos de Implantação: 
Dinâmicos: Impacto e Vibração
Estáticos - Prensagem
Tipos de Martelos:
Queda Livre (gravidade)
Operam em baixa frequência (30 golpes/min) (desvantagem);
Altura de queda requer controle cuidadoso;
Perda de energia na queda livre devido ao cabo de suspensão que continua enrolado no cilindro do guincho;
Amortecimento do golpe pelo engate prematuro da cinta do freio;
Pesos de 1000 a 5000 Kg.
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b) Martelos de Simples Efeito:
Freqüência de 30 a 70 golpes/min;
Energia de cravação pode ser controlada;
 Admissão prematura do vapor provoca amortecimento do golpe;
 Atrito mecânico excessivo.
c) Martelos de duplo Efeito:
 Frequência operacional de 80 a 450 golpes/min;
 Alta energia de cravação;
 Alta velocidade de impacto: ineficiente para estacas pesadas.
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d) Martelos à Diesel:
 São mais eficientes para solos duros ou com baixas penetrações;
 Pré-ignição pode amortecer o golpe;
 Superaquecimento reduz eficiência;
 Freqüência operacional de 40 a 60 golpes/min;
 Energia de cravação de até 40 000 Kgf.m
CONCLUSÃO
Na cravação de estacas pré-moldadas de concreto deve-se usar martelos pesados (3 a 5 t) caindo de alturas pequenas (0,5 a 0,80 m) de forma que as tensões dinâmicas aplicadas ao concreto sejam pequenas para não danificar as estacas, conseguindo-se cravá-las com mais eficiência. É importante lembrar que deve ser usado sempre um elemento transmissor dos golpes à cabeça das estacas.
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Estaca Pré-moldada de concreto
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Estaca cravada por percussão:
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ESTACAS METÁLICAS:
São utilizadas em todo tipo de terreno e em qualquer situação. Devido a facilidade de emenda, atingem grandes profundidades, resistindo com muita eficiência aos esforços de compressão e flexão.
VANTAGENS:
Possibilidade de atravessar extratos de solos resistentes;
Atingem grandes profundidades mediante a soldagem dos elementos;
Elevada resistência à compressão e flexão;
Podem ser reaproveitadas em serviços provisórios;
Resistem bem à manipulação e transporte em condições desfavoráveis.
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Os perfis metálicos estão sujeitos à corrosão quando em contato com a água, variação de umidade e salinidade. Estudos mostram que nos perfis I e H, ocorrem perdas anuais de espessura de cerca de 0,05 a 0,08 mm. Deve ser previsto um excesso de seção ou o recobrimento do perfil para evitar a corrosão.
Tratamentos: 	a) encamisamento de concreto;
		b) pintura epoxy;
		c) proteção catódica;
		d) pintura asfáltica.
Tipos principais:
PERFIS METÁLICOS I
PERFIS METÁLICOS H
PERFÍS METÁLICOS TR
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continuação (NBR-6122/96 ABNT)
Estaca cravada por prensagem:
Tipo de fundação profunda em que a própria ou um molde é introduzido no terreno através de macaco hidráulico reagindo contra uma estrutura já existente, ou criada especificamente para esta finalidade (cargueira). 
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Estaca tipo Franki:
Tipo de fundação profunda caracterizada por ter uma base alargada, obtida introduzindo-se no terreno uma certa quantidade de material granular ou concreto, por meio de golpes de um pilão. O fuste pode ser moldado no terreno com revestimento perdido ou não, ou ser constituído por um elemento pré-moldado.
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Estaca Franki
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continuação (NBR-6122/96 ABNT)
Estaca tipo broca:
Tipo de fundação profunda executada por perfuração com trado e posterior concretagem através do lançamento do concreto a partir da superfície.  15 a 30 cm e L = 3,0 a 8,0 m
Estaca tipo Strauss:
Fundação executada por perfuração através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem com lançamento do concreto a partir da superfície do terreno e que é, de tempos em tempos, adensado através da aplicação de golpes de soquete.  20 a 50 cm e comprimento até 20,0 m.
Estaca escavada:
Tipo de fundação profunda executada por escavação mecânica, com uso ou não de lama bentonítica, de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem.
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Estaca hélice contínua:
Tipo de fundação profunda constituída por concreto, moldado in loco e executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto pela própria haste do trado, simultaneamente com a sua retirada do terreno, trazendo o solo escavado. As armaduras são sempre colocadas após a concretagem e descem ao longo
do fuste por vibração, seja manual ou mecânica.
Estaca mista:
Tipo de fundação profunda constituída de dois (e não mais do que dois) elementos de materiais diferentes (madeira, aço, concreto pré-moldado e concreto moldado in loco).
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Estaca broca:
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Fundações e Empuxos de Terra
Estaca Strauss:
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Estaca Hélice Contínua
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Estaca escavada com lama bentonítica
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Estacas Raiz
	É uma estaca de pequeno diâmetro concretada “in loco”, cuja perfuração é realizada por rotação ou rotopercussão, em direção vertical ou inclinada. Essa perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente, por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que introduzida através do tubo refluí pelo espaço entre o tubo e o terreno.
	Completada a perfuração, coloca-se a armadura ao longo da estaca, concretando-se à medida em que o tubo de perfuração é retirado.
	A argamassa é constituída de areia peneirada e cimento, acrescida de aditivos fluidificantes adequados para cada caso.
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	A concretagem é feita através de um tubo introduzido até o fundo da estaca, por onde é injetada a argamassa, dosada com 500 a 600 kg de cimento por metro cúbico de areia peneirada, com relação água/cimento de 0,4 a 0,6.
	Durante o processo de concretagem o furo permanece revestido. Quando o tubo de perfuração está preenchido é montado um tampão em sua extremidade superior e se extrai a coluna de perfuração aplicando-se ao mesmo tempo ar comprimido.
	Assim, a composição e a consistência do aglomerado que é utilizado na fabricação da argamassa, a armação longitudinal, o processo de perfuração e o emprego de ar comprimido na concretagem, em conjunto, concorrem para conferir à estaca uma adequada resistência estrutural e ótima aderência ao terreno, o que garante uma elevada capacidade de carga
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Fundações e Empuxos de Terra
A estaca raiz pode ser utilizada nos seguintes casos:
 em áreas de dimensões reduzidas;
 em locais de difícil acesso;
 em solos com presença de matacões, rocha ou concreto;
 em solos onde existem “cavernas” ou “vazios”;
 em reforços de fundações;
 para contenção lateral de escavações;
em locais onde haja necessidade de ausência de ruídos ou de vibrações;
quando são expressivos os esforços horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação (muros de arrimo, pontes, carga de vento, etc.);
quando existe esforço de tração a solicitar o topo das estacas (ancoragem de lajes de subpressão, pontes rolantes, torres de linha de transmissão, etc.).
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Estaca Raiz
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