FUNDACOES PROFUNDAS

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Mecânica dos Solos e Fundações 
FUNDAÇÕES PROFUNDAS 
Professor Rafael Marçal 
INTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET 
CAMPUS ARAÇATUBA – SP 
 
Estaca 
 Elemento de fundação profunda executado 
inteiramente por equipamentos ou ferramentas, 
sem que, em qualquer fase de sua execução, haja 
descida de pessoas. 
Estacas Franki 
Estaca Raiz 
Estaca Mega 
Estaca Strauss 
Estaca Pré-Moldada 
Estaca Hélice-Contínua 
Estacas Franki 
 As estacas tipo Franki são moldadas em 
concreto armado no próprio solo em que 
são cravadas; 
 
 O método utiliza um tubo de revestimento 
cravado no terreno, com ponta fechada, 
dentro do qual é colocada, inicialmente, uma 
mistura de brita e areia socada com um 
pilão de queda livre. 
Estacas Franki 
Estacas Franki 
Sob os golpes do pilão de um equipamento 
bate-estaca, a mistura de brita e areia forma 
uma "bucha" comprimida na parte inferior 
do tubo. 
O pilão arrasta o tubo em profundidade no 
terreno ao bater na bucha; 
Graças a ela, a água e o solo não penetram na 
estaca em execução, obtendo-se 
estanqueidade ao longo da cravação. 
Estacas Franki 
O pilão do bate-estaca trabalha em queda 
livre e tem peso entre 1 t e 4,5 t. 
Quando a bucha atinge boa capacidade de 
suporte, é instalada a armadura e a estaca é 
executada com concreto, retirando-se o tubo 
de cravação durante o processo de 
concretagem. 
 
Estacas Franki 
Estacas Franki 
1. Cravação do tubo Franki 
 
A estaca Franki é executada 
a partir da cravação de um 
tubo metálico com uma 
mistura de brita e areia na 
parte interna. Para a 
cravação, o pilão é erguido 
(entre 5 m e 7 m) para socar 
a mistura (bucha) e 
consequentemente 
empurrar o tubo para baixo. 
2. Alargamento da base da estaca 
 O alargamento da base aumenta a 
capacidade de carga da estaca, já que 
amplia a seção da estaca e melhora 
as características mecânicas do solo 
graças à sua compactação. Para o 
alargamento da base, o tubo é preso 
por cabos de extração para que não 
desça durante a expulsão da bucha 
de pedra e areia. A expulsão é feita 
por meio de seu apiloamento aliado a 
um pequeno levantamento do tubo 
pelos cabos. Quando a bucha está 
totalmente expulsa, lança-se no tubo 
pequenas quantidades de concreto 
da base. A base deve ser alargada até 
que se atinja o volume recomendado 
em projeto. 
3. Colocação da armadura 
 Depois do alargamento da 
base, é implantada a 
armação dentro do tubo 
cravado para posterior 
concretagem da estaca. 
4. Concretagem do fuste e extração 
do tubo 
 A concretagem é feita com o 
apiloamento constante do 
concreto e com a retirada 
concomitante do tubo de 
revestimento. Esse 
procedimento é feito em 
etapas, com concretagem de um 
trecho e sucessiva suspensão do 
tubo, até a concretagem 
completa da estaca. 
 Vibrações na cravação 
Estaca Raiz 
 A técnica de estaca raiz é especialmente empregada 
em solos rochosos e em canteiros que apresentam 
dificuldade de acesso a equipamentos de maior porte, 
como bate-estacas e perfuratrizes para hélice contínua. 
 a ausência de vibração do equipamento de 
perfuração, que torna a execução mais silenciosa e 
atrativa para canteiros com casas vizinhas. 
 É normalmente utilizada quando é necessário 
atravessar camadas de matacões ou quando a estaca 
necessita de um trecho com perfuração em rocha. 
 
 
Estaca Raiz - Execução 
 1. Posicionamento da perfuratriz 
 
Para posicionar corretamente a perfuratriz, o 
terreno deve estar nivelado. Antes de 
começar a perfuração, é importante conferir a 
verticalidade e o ângulo de inclinação do tubo 
metálico em relação à estaca locada. 
 
Estaca Raiz - Execução 
 2. Perfuração 
 
Para executar a perfuração, o equipamento 
injeta água com golpes de baixa pressão ao 
mesmo tempo em que insere o tubo metálico 
de modo rotativo. O tubo perfura até atingir 
a profundidade indicada em projeto. 
 
Estaca Raiz - Execução 
 3. Limpeza 
 
Assim que a perfuração atingir a cota de 
projeto, ainda são injetados golpes de água 
dentro da estaca, sem avançar a perfuração, 
apenas para promover a limpeza interna do 
tubo. 
 
Estaca Raiz - Execução 
 4. Armadura 
 
É o diâmetro de cada estaca que determina a 
quantidade de armadura a ser empregada 
nos fustes. O importante é manter a 
estrutura centralizada e o cobrimento 
determinado em projeto. 
 
Estaca Raiz - Execução 
 5. Concretagem 
 
Acontece de baixo para cima até que o 
concreto extravase pela boca do furo. 
 
Estaca Mega (de reação ou prensada) 
 Estaca introduzida no terreno por meio de 
macaco hidráulico reagindo contra uma 
estrutura já existente ou criada 
especificamente para esta finalidade. 
Estaca Mega 
 Trata-se da instalação de pequenos segmentos (de 
0,50 m a 1,0 m de altura) superpostos de estacas 
metálicas ou em concreto armado. 
 Os elementos são cravados no solo com o emprego 
de macacos hidráulicos, que reagem contra a 
estrutura ou contra a fundação já existente. 
 Método adequado para execução em locais 
pequenos e de difícil acesso para pessoal ou 
equipamento, também não provoca vibrações que 
possam implicar riscos de estabilidade à estrutura. 
 Aplicada em reforço de fundações; 
 
Estaca Mega 
Estaca Strauss 
 Estaca executada por perfuração do solo com 
uma sonda ou piteira e revestimento total 
com camisa metálica, realizando-se o 
lançamento do concreto e retirada gradativa 
do revestimento com simultâneo 
apiloamento do concreto. 
Estaca Strauss 
 Execução 
 -Inicia-se o furo com auxílio do 
pilão; 
 -Coloca-se a 1.a camisa; 
 -Continua-se a abertura do 
furo com o balde sonda; 
 -Colocam-se mais camisas, 
conforme aprofunda-se o furo; 
 -Ao final do furo, executa-se a 
 concretagem; 
 -Retira-se as camisas com 
apiloamento do concreto 
lançado. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
 Etacas pré-moldadas de 
concreto são 
utilizadas para execução 
de fundações profundas 
- normalmente entre 6 m 
e 40 m de profundidade. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Pode ser armado ou protendido; 
 
 É indicado nos casos em que a camada 
resistente do solo que se busca para suportar a 
estrutura encontra-se muito profunda; 
 
Vantagens associadas ao uso desse tipo de 
fundação estão, principalmente, a velocidade de 
execução, o maior controle da qualidade final. 
Passo 1 
O terreno é regularizado 
de acordo com as 
instruções do projeto de 
fundações. Nesta obra foi 
necessário o aterramento 
de uma parte dele, pois 
há um desnível de 4 m no 
fundo. Uma máquina de 
movimentação de terra 
(escavadeira) distribui a 
terra pelo terreno. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 2 
Depois, é utilizado um rolo compactador para que o solo 
fique bem firme antes de receber as estacas. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
O bate-estacas, 
máquina composta 
por uma base e um 
martelo (nesta obra, 
com peso de 3 t), é 
posicionado no local 
da cravação da 
estaca. 
Passo 3 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Em seguida, a estaca é 
posicionada no bate-
estacas, no prumo correto, 
para ser cravada no local 
determinado pelos 
desenhos do projeto. As 
estacas nesta obra têm 
diâmetros de 33 cm, 38 cm 
e 42 cm, e alturas entre 4 
m e 17 m. 
Passo 4 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 5 
É feita a colocação da "caneca" 
ou "capacete" de metal na ponta 
da estaca, que antes deve ser 
protegida com um calço de 
madeira (coxim). Isso alivia a 
tensão da martelada sobre a 
cabeça da estaca, evitando que 
bata diretamente no concreto, 
provocando fissuras. 
EstacasPré-moldadas De Concreto 
O operador do bate-estacas 
começa então a comandar os 
golpes do martelo. Ele bate na 
ponta da estaca, que penetra no 
solo a cada 20 cm, mais ou menos, 
dependendo da altura de queda 
do martelo e da resistência do 
solo. Nas primeiras séries de 
batidas a estaca entra com mais 
facilidade. À medida que entra no 
solo, a resistência tende a 
aumentar, até que começa a ficar 
difícil a penetração. É hora então 
de parar e começar o 
monitoramento com 
equipamentos especiais. 
Passo 6 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 7 
Após a cravação até a profundidade próxima à prevista em projeto, chega a hora 
de monitorar os resultados do processo, por meio da colocação de sensores 
especiais na estaca. Um engenheiro especialista em ensaios dinâmicos começa 
seu trabalho, fazendo as medições necessárias para a colocação dos 
equipamentos. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 8 
Passo 8 
Com uma furadeira, ele faz os furos necessários na estaca para receber 
os sensores que, durante os golpes do bate-estacas, medem as cargas, 
verificam a integridade do elemento de concreto e calculam a 
velocidade de penetração. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 9 
Em cada furo, coloca 
chumbadores metálicos que 
irão receber parafusos. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 10 
Em cada lado da estaca é fixado um 
conjunto de sensores e um equipamento 
para transmissão de dados para o 
computador. 
Antes do bate-estacas entrar em ação para a 
realização do ensaio, a equipe de obra se 
reúne (engenheiros e operários) para checar 
os dados, conferir a planta com a localização 
das estacas e ajustar o computador para 
receber as informações 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 11 
Depois de tudo acertado, os 
operadores do bate-estaca 
voltam às suas posições e, 
sob o comando do 
engenheiro consultor, 
comandam duas ou três 
batidas na estaca. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 12 
Os dados colhidos pelos 
sensores são transmitidos por 
ondas de rádio ao 
computador, que faz a análise 
do cravamento e mostra se a 
estaca não fissurou, se 
alcançou a profundidade 
necessária, indo até uma 
camada mais resistente do 
solo, entre outras informações 
importantes. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Passo 13 
O engenheiro consultor observa 
os dados coletados e verifica os 
resultados, concluindo que a 
cravação foi um sucesso. A estaca 
não sofreu fissuras e sua 
capacidade de carga foi mantida, 
ou seja, a resistência prevista no 
projeto de fundação e após a 
cravação é a mesma. 
Posteriormente, um relatório 
detalhado sobre os ensaios é 
enviado à construtora, 
mostrando o que ocorreu com a 
estaca metro a metro. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
Na Arena Corinthians, em São Paulo, foram utilizadas 3.100 estacas pré-
moldadas de concreto, além de 594 pilares igualmente pré-moldados, 3.174 
vigas e 11.682 lajes. Parte das peças foi produzida no próprio terreno da Arena 
e parte em uma fábrica localizada em Santana de Parnaíba, na Grande São 
Paulo. 
 
Estacas pré-moldadas foram utilizadas na construção de vários estádios de futebol 
para a Copa do Mundo de 2014. Na Arena Fonte Nova, em Salvador, o sistema foi 
combinado com outros tipos de fundação, como estacas-raiz, estacas-metálicas e 
sapatas 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
 
Executada pela Camargo 
Corrêa, a construção do 
Terminal de Barcaças 
Oceânicas, em Vitória, 
empregou estacas pré-
moldadas de 90 cm de 
diâmetro com 
comprimentos de 20 m a 
23 m. As peças, de seção 
octogonal, foram 
fabricadas em concreto 
protendido com resistência 
de 40 Mpa. 
Estacas Pré-moldadas De Concreto 
 Transportadas 
até o canteiro 
de obras por 
caminhões, as 
estacas devem 
ser 
descarregadas 
por meio de 
guincho. 
Estaca-Hélice Contínua 
 
Antes de iniciar o serviço é preciso ter atenção à adequação do espaço devido à 
movimentação das máquinas. A preparação do solo deve ser orientada pela 
empresa fornecedora 
Estaca-Hélice Contínua 
As estacas-hélices contínuas são uma técnica de 
fundação especialmente indicada para terrenos 
com áreas densamente ocupadas, já que a 
tecnologia permite a perfuração de solos com 
ruído e vibração extremamente baixos 
Outra vantagem desse tipo de fundação é que a 
execução é rápida, garantindo mais 
produtividade nessa etapa da obra, além da 
elevada capacidade de carga que as estacas 
suportam. 
 
Estaca-Hélice Contínua 
Outra particularidade que favorece o uso dessas 
estacas é o tipo de solo do terreno. A solução é 
favorável, por exemplo, para solos com baixa 
resistência nos primeiros níveis e com presença 
de água entre 4 m e 5 m abaixo do piso acabado. 
A estaca-hélice contínua é executada no terreno 
com perfuração por meio de haste rotativa até a 
profundidade indicada em projeto. 
Estaca-Hélice Contínua 
 O preenchimento com concreto é feito 
simultaneamente à retirada dessa haste, sem 
rotação, mantendo uma pressão de injeção 
para evitar vazios no fuste da estaca. Os 
diâmetros usuais podem variar de 25 cm a 
120 cm. As profundidades das estacas podem 
chegar a 30 m, embora o comprimento usual 
seja de até 25 m. 
Estaca-Hélice Contínua 
Passo 1. A locação das estacas é feita por dois profissionais de topografia. 
Um deles indica, com um piquete, o local no terreno onde a estaca será 
executada. 
Estaca-Hélice Contínua 
Passo 2. Enquanto isso, outro aponta a localização de acordo com o projeto, 
buscando localizar o aparato afixado ao piquete. 
Estaca-Hélice Contínua 
Passo 3. A locação é feita com uma pequena 
barra de ferro, afundada cerca de 50 cm no 
solo. Além de marcar o local exato, isso é 
importante para evitar que a movimentação 
das máquinas retire a marcação. 
Passo 4. Em seguida, a hélice é posicionada 
onde será executada a estaca. O trado já 
precisa estar ajustado para o tamanho da 
estaca - neste caso, com 30 cm de diâmetro 
e 11 m de profundidade. 
Estaca-Hélice 
Contínua 
Passo 5. Antes de o trado iniciar a 
escavação da primeira estaca do dia, 
é preciso lubrificar sua tubulação. 
Para isso, é usado o próprio 
concreto. A tampa da ponta do trado 
é aberta para a liberação do 
concreto. Logo depois ela é fechada 
para início da perfuração. 
Passo 6. Conforme a perfuração 
avança, a hélice vai levando o solo 
escavado para a superfície. 
Passo 7. Após atingir a profundidade total da 
perfuração - 11 m neste caso -, o operador da 
perfuratriz começa a remover o trado do 
orifício. Simultaneamente, o concreto vai 
sendo lançado pelo duto que passa no centro 
da hélice. É hora também de os operários 
removerem do trado o solo aderido. 
Estaca-Hélice Contínua 
Passo 8. Para garantir que todo o espaço da 
estaca seja preenchido, a pressão do concreto, 
assim como a velocidade de perfuração e de 
remoção do trado, é continuamente 
controlada pelo operador. É ele também quem 
dá o sinal, com uma buzina, para início e 
término da concretagem. 
Estaca-Hélice Contínua 
 
Passo 9. Após a remoção do trado, a 
perfuratriz se afasta e a escavadeira entra em 
ação para limpar o local e um operário finaliza 
o processo. Essa etapa é importante para 
retirar o concreto contaminado da ponta da 
estaca. Toda a superfície precisa estar limpa. 
Como ainda será executado o bloco de 
fundação, quanto mais concreto for retirado 
nesse momento, melhor, pois facilita o 
posterior arrasamento da estaca. 
Estaca-Hélice Contínua 
Passo 10. Com a escavação concluída e o fuste totalmente preenchido de concreto, é 
hora de colocar a armação com auxílio da própria escavadeira. O equipamento iça as 
ferragens e as insere, com velocidade controlada, no orifício.Passo 11. A armação precisa dos espaçadores 
e dos roletes para descer centralizada e 
garantir o cobrimento pelo concreto. As 
ferragens devem ficar abaixo da cota de 
arrasamento. 
Passo 12. No caso desta obra, a estaca tinha 11 
m de comprimento, mas recebeu armaduras 
apenas nos 6 m mais próximos à superfície. 
Assim, com um concreto fluido, foi preciso 
amarrar a armação para que não descesse até 
o fundo. Prevendo isso, repare, na primeira 
foto, que há um arame já preso à armadura. 
TUBULÕES 
 Elemento de fundação profunda, escavado no 
terreno em que, pelo menos em sua etapa 
final há descida de pessoas, que se faz 
necessária para executar o alargamento de 
base ou pelo menos a limpeza do fundo de 
escavação. 
TUBULÕES 
 A execução de fundações com tubulões é 
indicada especialmente para obras com cargas 
consideradas elevadas - como, por exemplo, 
pontes, viadutos e prédios de grande porte. 
 
 Consistem no encamisamento da estrutura do 
fuste com anéis de concreto ou tubos de aço. 
Podem ser a céu aberto e a ar comprimido. 
 
TUBULÕES 
TUBULÕES 
Seja qual for a tecnologia (in loco ou a ar 
comprimido), os tubulões permitem a 
inspeção do solo ou da rocha na fundação, na 
cota de abertura de base; 
a utilização do sistema é uma vantagem em 
relação a elementos de fundação profunda em 
que o controle é apenas indireto, como, por 
exemplo, as estacas pré-moldadas. 
TUBULÕES 
TUBULÕES 
 A escavação para os tubulões pode ser feita ao 
ar livre ou com campânula (câmara) de ar 
comprimido. Neste segundo método, é 
instalada uma câmara na parte superior, 
acima do nível da terra, para injeção de ar 
comprimido no poço. Esse procedimento 
impede a entrada de água na escavação 
graças à pressão interna exercida. 
 
TUBULÕES 
A céu 
aberto 
 
TUBULÕES TUBULÕES 
A ar comprimido 
 
TUBULÕES TUBULÕES 
Estaca-Hélice Contínua 
Tubulões a ar comprimido usados na construção dos pilares de sustentação de 
duas pontes da Linha Verde, em Curitiba. 
TUBULÕES 
 
Inserção da armadura e armação montada na base do tubulão. 
Tubulões 
 O projeto e a execução de tubulões deve 
seguir as seguintes normas da ABNT: NBR 
6118- Projeto de Estruturas de Concreto - 
Procedimento, NBR 6122- Projeto e Execução 
de Fundações e NBR 7678 - Segurança na 
Execução de Obras e Serviços de Construção. 
 
 
TUBULÕES