Atividade Estruturada de Fundações e Contenções

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES
ATIVIDADE ESTRUTURADA
Sheila Bento Oliveira 
Mat. 2013.08.258.127
Prof. Carlos Filho
ABRIL-2017
NITERÓI - RJ
1-Diga o que são e como se classificam os tubulões, quanto aos processos de escavação.
O tubulão é um tipo de fundação profunda de concreto onde sua base é alargada. E esse tubulão é usado em construções de pontes, viadutos ou construções similares. O tubulão é classificado como:
Tubulão a céu aberto Para a execução deste tipo de fundação deve-se primeiramente escavar, manual ou com auxílio mecânico, o fuste. Até aí o procedimento é similar ao de uma estaca escavada. Porém, para o alargamento da base, é necessário a descida de um operário até o fundo da escavação. Este funcionário, também chamado de "poceiro", será o responsável por abrir a base até a dimensão especificada em projeto.
Por ser necessário que se desça um poceiro até a base para a execução do tubulão, deve-se tomar alguns cuidados: para evitar desabamentos que possam colocar o operário em risco, deve-se, ainda na fase de projeto, observar a resistência do solo para garantir sua estabilidade. Outro aspecto importante é o nível da água no momento da fundação: Se houver uma grande quantidade de água no tubulão, é impossível realizar o alargamento da base de modo seguro e satisfatório.
Tubulão a ar comprimidoEste tipo é utilizado em locais em que a presença de água impossibilitaria a execução tradicional. Antes do alargamento da base, instala-se um compartimento em torno da fundação. Neste compartimento, será introduzido ar comprimido de forma a impedir a entrada de água no tubulão. O operário então irá descer e trabalhar neste ambiente sob pressão, escavando a base normalmente. Realiza-se então a concretagem e só então é retirado o equipamento de ar comprimido.
2- Descreva, resumidamente, o processo construtivo das estacas especificadas abaixo e diga quais as vantagens e desvantagens das mesmas.
Estacas tipo Franki
A sua base Alargada Aumenta consideravelmente a capacidade de carga da estaca pelo aumento da base, mas principalmente pela melhoria das características mecânicas do solo fortemente compactado em mecânicas do solo fortemente compactado em torno da base. Ele tem Grande Energia de Cravação tendo Grande altura de queda do pilão pesado, podendo variar entre limites bastante afastados. A Concretagem do Fuste a Seco é Executada sem que a água ou o solo possam se misturar com o concreto e a Resistência do Concreto tem como Dosagem entre 350 e 400 kg de cimento por m3 de concreto. fck > 20 MPa. No processo executivo é Colocado o tubo verticalmente ou inclinado, derrama-se uma certa quantidade de brita e areia, que é socada de encontro ao terreno por um pilão. Sob os choques do pilão, a mistura de brita e areia
forma na parte inferior do tubo uma bucha estanque, cuja base penetra ligeiramente no terreno
e cuja parte superior, energicamente comprimida contra as paredes do tubo, o arrasta por atrito no
seu afundamento.Impelido pelos golpes do pilão, o tubo penetra no terreno e o comprime fortemente. Graças à bucha, a água e o solo não podem penetrar no tubo de maneira que, quando a cravação é terminada, obtém-se no solo uma forma absolutamente estanque. Terminada a cravação, inicia-se a fase de expulsão da bucha e execução da base alargada da estaca. Para isso, o tubo é ligeiramente levantado e mantido fixo aos cabos do bate-estacas,
mantido fixo aos cabos do bate-estacas, expulsando-se a bucha por meio de golpes de
grande altura do pilão. Após a expulsão da bucha, introduz-se concreto seco que sob os golpes do
pilão vai formando a base alargada. Pronta a base, coloca-se no tubo a armadura prevista. Na Concretagem do fuste, Apiloa-se o concreto em camadas sucessivas de altura conveniente, ao
camadas sucessivas de altura conveniente, ao mesmo tempo que se retira o tubo. A vantagem é que ela suporta cargas elevadas e pode ser executada abaixo do N.A. E as desvantagens é o alto custo, provoca muita vibração, dificuldade de transporte do equipamento, o espaço na obra deve ser grande para permitir o manuseio no canteiro do equipamento Franki.
b)Estacas tipo Straus 
A escavação da estaca Strauss não é feita por trado, como muitas vezes se pensa. O equipamento para a colocação da estaca Strauss é conhecido como bate-estaca Strauss e consiste basicamente de um guincho, um tripé com uma roldana fixada no topo, tubos guia, pilão e sonda. A escavação é feita através de um tubo que pesa em torno de 700 kg com um diâmetro um pouco menor do que o tubo de revestimento. Para o início da escavação abre-se um furo no terreno com um soquete para colocação do primeiro tubo. Aprofunda-se o furo com golpes de sonda de percussão. Conforme a descida do tubo, rosqueia-se o tubo seguinte até a escavação atingir a profundidade determinada. Atingida a cota prevista no projeto de fundação da edificação, o operador do bate estacas Strauss faz a checagem se a piteira já não entra tanto no solo. Isso ocorre quando atinge-se um nível em que o SPT é 20. Se isto acontecer, autoriza-se a concretagem. O concreto é, então, lançado no tubo e apiloa-se o material com o soquete na base da estaca. Para formar o fuste o concreto é lançado na tubulação e apiloado, enquanto que as camisas metálicas são retiradas com guincho manual. As vantagens da estaca Straus o custo/benefício favorável. Não gera vibrações no solo suficientes para danificar edificações vizinhas. No entanto, é sempre recomendado realizar laudo pericial em todas as edificações no entorno da obra para evitar futuras reclamações sem fundamentos de vizinhos que querem se aproveitar da situação. E as desvantagens é que Geralmente produz muita lama. O cliente as vezes se sente desconfortável no aspecto visual da lama. Capacidade de carga baixa. Uma estaca Strauss pode ter até metade da capacidade de carga de uma estaca pré moldada. Apresenta dificuldade para escavar solo mole de areia fofa por causa do estrangulamento do fuste.
c)Estacas tipo Hélice Contínua
A estaca hélice contínua é um tipo de estaca de concreto moldada no local da obra por meio da introdução no terreno, por rotação, de um trado helicoidal continuo e injeção de concreto através da haste central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno. As estacas tipo hélice contínua apresentam diversas vantagens sobre os demais tipos de estacas, tais como grande velocidade de execução, ausência de vibrações e ruídos.
d) Estacas Raiz
A estaca raiz é uma estaca concretada "in loco", com diâmetro acabado variando de 80 a 410mm e de elevada tensão de trabalho fuste, que é constituido de argamassa de areia e cimento e é inteiramente armado ao longo de todo o seu comprimentoAs estacas raiz foram desenvolvidas na Itália, no final da década de 50 e tinham como função básica o reforço de fundações. No entanto, os recentes desenvolvimentos da técnica executiva e dos conhecimentos da mecânica dos solos permitiram aumentar, com segurança a capacidade de carga e a produtividade deste tipo de estaca. A estaca raiz é executada em direção vertical ou inclinada, mediante uso de rotação ou rotopercurssão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido, e pode, por meio de ferramentas especiais, atravessar terrenos de qualquer natureza, inclusive alvenarias, concreto armado, rochas ou matacões. Completada a perfuração com revestimento total do furo, é colocada a armadura necessária ao longo da estaca, procedendo-se a concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de revestimento. A concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável em função da natureza do terreno.
Com esse procedimento, além de se aumentar substancialmente o valor do atrito lateral, garante-se também a integridade do fuste, permitindo que se considere a resistência da argamassa no dimensionamento estruturalda estaca, conseguindo-se, deste modo, uma sensível redução na armadura e, conseqüentemente, no custo final da estaca. Dentre os vários tipos de estaca injetada, com e sem pressão mantida, podemos afirmar que a estaca raiz apresenta a menor relação custo/carga, além de facilmente permitir o controle de qualidade realizado através de provas de carga. O processo de perfuração, não provocando vibrações, nem qualquer tipo de descompressão do terreno em conjunto com o reduzido tamanho do equipamento, torna esse tipo de estaca particularmente indicado em casos especiais como: reforço de fundações, fundações de obras com vizinhanças sensíveis a vibrações ou poluição sonora, ou em terrenos com presença de matacões e para obras de contenção de talude.
A existência de modernos equipamentos que permitem a execução de estacas raiz com altas médias de produtividade e o uso de cargas de trablaho de até 1500 KN (150tf), aumentaram muito a competitividade da estaca raiz em obras normais. Além disso, esta estaca possui a vantagem de resistir a cargas de tração muito elevadas, sendo ideal para as fundações de várias obras especiais, desde torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo. Atualmente podemos afirmar que em vários casos da prática corrente da engenharia de fundações, esse tipo de estaca constitui a melhor opção técnico-comercial.
e) Estaca Escavada
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As Estacas Escavadas mecanicamente caracterizam-se por serem moldadas no local após a escavação do solo. São executadas através de torres metálicas, apoiadas em chassis metálicos ou acopladas a caminhões. Em ambos os casos são empregados guinchos, conjunto de tração e haste de perfuração hidráulica, constituídas de trados em sua extremidade, procedendo-se o avanço através de prolongamento telescópico.
O diâmetro das perfuratrizes varia de 0,30 a 1,80 metros, podendo-se executar desde estacas de pequena profundidade com equipamento de pequeno porte até grandes profundidades com equipamento de torre para 27 metros.
A vantagem desta solução está na grande mobilidade e produção do equipamento, permitindo a amostragem do solo escavado, atingindo a profundidade determinada em projeto e a ausência de vibração, podendo ser executada próximo à divisa sem dano às construções vizinhas.
Uma vez instalado e nivelado o equipamento, posiciona-se a ponta do trado sobre o piquete de locação e inicia-se a perfuração. O trado é automaticamente esvaziado por força centrífuga. Esta operação é repetida várias vezes até se atingir a cota final estabelecida em projeto. Atingida a cota prevista em projeto e confirmada a característica do solo, em comparação com a sondagem mais próxima, procede-se com a colocação da armadura e posterior concretagem da estaca.
f) Estaca Pré-moldada
As estacas pré-moldadas de concreto podem ser constituídas de concreto armado maciço ou vazado e se caracterizam por serem cravadas no terreno por percussão, prensagem ou vibração e fazem parte do grupo denominado “Estacas de Deslocamento“. A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com o tipo e dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características de projeto e peculiaridades do local. Dependendo do tipo de terreno, as estacas pré-moldadas podem ser constituídas por um único tipo de elemento estrutural ou associação de dois elementos (concreto e madeira; concreto e metálica; concreto e estaca tipo raiz). O sistema de cravação deve estar sempre bem ajustado e com todas as suas partes constituintes, tanto estruturais quanto acessórias, em perfeito estado, a fim de evitar quaisquer danos às estacas durante a cravação, e deve ser dimensionado de modo a levar a estaca até a profundidade prevista sem danificá-la. Para essa finalidade, o uso de martelos mais pesados e com menor altura de queda é mais eficiente do que o uso de martelos mais leves e com grande altura de queda. A folga do martelo e do capacete não deve ser superior a 3,0cm em relação às guias do equipamento. O formato do capacete deve ser adequado à seção da estaca e possuir superfície de contato plana, com encaixes com folga inferior a 3,0 cm, sendo periodicamente verificadas e corrigidas eventuais irregularidades. Suas dimensões externas devem ser compatíveis com as do martelo, de forma que a carga transmitida seja centrada. Os procedimentos executivos devem ser de acordo com a NBR 6122/2010. No caso de estacas com concreto danificado abaixo da cota de arrasamento, deve-se fazer a demolição do trecho comprometido e recompô-lo até esta cota. Estacas cujo topo resulte abaixo da cota de arrasamento prevista devem ser emendadas fazendo-se o transpasse da armadura. O material a ser utilizado na recomposição deve apresentar resistência não inferior à do concreto da estaca. O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido. A seção resultante deve ser plana e perpendicular ao eixo da estaca e a operação de demolição deve ser executada de modo a não causar danos.
3) Diga quais os tipos de exploração do subsolo (sondagens) e quais os mais utilizados no Brasil. 
Sondagens mistas, por percussão (SPT), a trado e rotativas. A mais usada no Brasil é a sondagem a percussão (SPT)
4) Diga qual o significado de cada uma das três parcelas da equação de capacidade de carga de Terzaghi, e como elas contribuem para a resistência do solo.
Coesão do solo de contato da fundação, Atrito do solo de contato da fundação e sobrecarga do solo acima da cota de assentamento da fundação.
5) Diga por qual motivo se calcula a capacidade de carga de fundações diretas, usando valores não drenados de coesão e ângulo de atrito.
A capacidade de carga de uma fundação (σr) é definida como a tensão transmitida pelo elemento de fundação capaz de provocar a ruptura do solo ou a sua deformação excessiva. A capacidade de carga das fundações depende de uma série de variáveis, como por exemplo, das dimensões
6) Diga quais são os tipos de fundações existentes e defina cada um deles.
Fundações rasas ou diretas e fundações profundas. As fundações rasas ou fundações diretas são aquelas em que a carga é transmitida ao solo por meio de elementos superficiais, sem a necessidade de equipamentos de grande porte para a cravação ou escavação de seus componentes. Por isso, recebe também o nome de fundações superficiais. Em grande parte das vezes, esse tipo de fundação é realizado de forma manual. As fundações diretas são executadas nas primeiras camadas do solo, geralmente a uma profundidade de até duas vezes a sua menor dimensão em planta ou no máximo 3 metros de altura. São exemplos de tipos de fundações rasas as sapatas, blocos e radier. As fundações profundas ou fundações indiretas são aquelas executadas nas camadas mais profundas do solo e, em sua grande maioria, são realizadas com o auxílio de um equipamento de escavação ou cravação. São exemplos de tipos de fundações profundas as estacas, tubulões (a céu aberto ou a ar comprimido) e os caixões.
7) Defina e explique o que é radier.
Radier é um tipo de fundação rasa que se assemelha a uma placa ou laje que abrange toda a área da construção. Os radiers são lajes de concreto armado em contato direto com o terreno que recebe as cargas oriundas dos pilares e paredes da superestrutura e descarregam sobre uma grande área do solo. Geralmente, o radier é escolhido para fundação de obras de pequeno porte. O radier apresenta vantagens como baixo custo e rapidez na execução, além de redução de mão de obra comparada a outros tipos de fundação superficiais ou rasas. O radier é executado em obras de fundação quando a área das sapatas ocuparem cerca de 70 % da área coberta pela construção ou quando se deseja reduzir ao máximo os recalques diferenciais.
8) Explique qual a importância da coesão para o dimensionamento geotécnico de uma fundação superficial ou direta.
A coesão interfere na capacidade de cargas das fundações superficiais e corresponde a primeira parcela da capacidade de carga de Terzagly. A desconsideração da coesão, provoca a diminuição da tensão de rupturae consequentemente, a tensão admissível do solo.
9) Diga porque a NBR 6122/2010 não estabelece o número de sondagens geotécnicas que devem ser realizadas em um projeto de fundações.
A NBR não estabelece o número exato de sondagens que devem ser realizados num projeto de fundações, pois depende do tipo de terreno, do local da construção e do tipo de edificação.
10) Diga qual o número mínimo de sondagens determinado pela NBR 8036/1983.
O número de furos, segundo a NBR 8036 em seu ítem 4.1.1.2, deve ser no mínimo de um para 200m² de área da projeção em planta do edifício até 1200 m² de área. Entre 1200m² e 2400m² deve-se fazer uma sondagem para cada 400m² que excederem de 1200m². Acima de 2400m² o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção. No caso em que não haver ainda disposição em planta dos edifícios, o número de sondagens deve ser fixado de forma que a distância máxima entre elas seja de 100m, com um mínimo de três pontos.
11) Diga em quais situações se interrompe o processo de escavação do mostrador padrão spt.
A cravação do barrilete será interrompida quando se obtiver penetração inferior a 5 cm durante 10 golpes consecutivos, não se computando os cinco primeiros golpes do teste, ou quando o valor do SPT ultrapassar 50, num mesmo ensaio. Nestas condições o terreno será considerado impenetrável ao SPT o deverão ser anotados o número de golpes e a penetração respectiva.
12) Diga o que são solos saturados e solos não saturados.
Solos SaturadosNa Mecânica dos solos o Grau de saturação (S) é expresso em porcentagem, e é definido como a "relação entre o volume de água (Va) e o volume de vazios (Vv) presente em uma amostra de solo, ou seja:
O volume de vazio (Vv) é obtido pela diferença entre o volume dos sólidos (Vs), que é calculado através do ensaio de Massa Específica Real dos Grãos, e o volume total da amostra (V) que pode ser calculado, por exemplo, pelo Método da Balança Hidrostática. O volume da água (Va) é obtido na determinação da Umidade do solo. Quando S=100% dizemos que o solo está saturado porque todos os seu poros estão preenchidos com água. Se S=0% significa que o solo está totalmente seco.
Solos não saturados os solos insaturados, apresentam poros descontínuos e com ar aprisionado e fenomenos de adsorção, tem sua condutividade hidráulica reduzida, sendo menor que a mesma sob condições de saturação.
13) Explique o significado do índice de resistência a penetração (NSPT)
É o valor da resistência à penetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados na cravação dos 30 cm finais. Após a realização de cada ensaio, o amostrador é retirado do furo e a amostra é coletada, para posterior classificação que geralmente é feita pelo método Tátil-visual.
14) Diga o que são sondagens mistas, sondagens por percussão, sondagens a trado e sondagens rotativas.
Sondagens mistas É a união da sondagem à percussão com a sondagem rotativa. Permite a caracterização das camadas de solo pelo método SPT, e perfuração testemunhada do maciço rochoso. As principais vantagens da Sondagem Mista são: Atravessar camadas impenetráveis a percussão (por exemplo pedregulho ou mataco em meio ao solo), e continuar a caracterização SPT; Atinge grandes profundidades, de acordo com necessidade do cliente; Disponíveis no diâmetro BW e NW; Permite Ensaios de Infiltração e Ensaios de Perda d’Água;
Sondagens por percussão (SPT) Normatizada pela NBR 6484 : 2001, e conhecida também por “Sondagem SPT”, cuja sigla é abreviatura do nome internacional “Standard Penetration Test”, este tipo de sondagem aplica-se unicamente a solos. Seus objetivos são a determinação das camadas, a identificação do nível d’água, e o principal deles para finalidades construtivas, que é a determinação da resistência. A resistência dos solos é medida pelo índice de resistência a penetração (N), que é um número dado pela soma dos golpes do martelo, necessários para cravação dos dois últimos segmentos de 15cm do amostrador padrão. Cada golpe do martelo consiste em uma massa de ferro padronizada de 65kg, caindo livre e verticalmente a uma altura de 75cm. Neste tipo de sondagem, a profundidade é limitada aos critérios considerados impenetráveis pela norma, ou por especificação do cliente. Esta sondagem pode ser acompanhada dos Ensaios de Infiltração (EI), quando deseja-se mensurar a permeabilidade do solo. A SOLO E ROCHA SONDAGENS tem ampla experiência neste serviço, colaboradores treinados e aplica as melhores técnicas de execução.
Sondagens a trado A sondagem a trado é uma perfuração manual, geralmente de pequeno diâmetro e profundidade rasa, utilizada para coleta de amostras direcionadas aos ensaios de caracterização do solo em laboratório. Permite também identificar o nível d’água. A sondagem a trado avança em solos de baixa e média resistência, sendo feita uma coleta por horizonte ou a cada metro, de acordo com especificação do cliente.
Sondagens rotativas Utilizada para investigação geotécnica de maciços rochosos e solos impenetráveis a percussão - SPT. Consiste na perfuração com máquina motorizada (sonda), que simultaneamente rotaciona e aplica pressão ao barrilete acoplado a broca diamantada. O conjunto de perfuração, formado por hastes + barrilete + coroa diamantada, é refrigerado a água. A sondagem rotativa retira testemunhos da rocha perfurada, que são acomodados em caixas plásticas ou de madeira, de acordo com a escolha do cliente. Quanto maior o diâmetro de perfuração, melhor a qualidade dos testemunhos. As principais vantagens deste tipo de sondagem são: permite perfurações com ângulo de inclinação; pode atingir grandes profundidades; permite execução de Ensaios de Perda d’Água (EPA) no maciço rochoso;
15) Explique o que são muros de arrimo e diga quais os tipos existentes.
Muro de arrimo é uma estrutura de segurança que se faz para conter deslizamentos em terrenos muito inclinados. Ele tem a tarefa de segurar a terra de cortes e encostas de morros, dando estabilidade ao lote. Esse muro de contenção tem o objetivo de proteger, apoiar ou escorar áreas que apresentam riscos de desmoronamento. São divididos em dois tipos: 
Muros de arrimo por gravidade ou peso Os muros de arrimo por gravidade são aqueles que contém a parcela de solo somente com a atuação do seu peso próprio. Estes muros, geralmente, possuem grandes dimensões. A sua utilização se torna limitado em locais onde existe pouco espaço. Quanto mais alta a contenção, maior será o peso do muro necessário para conter o solo. Os tipos de muro de gravidade mais comuns são: Muros de alvenaria de pedra: este tipo de muro consiste na execução de uma com pedras argamassadas apoiadas em uma sapata de fundação; Muro de concreto ciclópico: é um muro simples de ser executado, basicamente o muro é executado com concreto simples e pedra de mão; Muro de gabião: o muro de gabião é amplamente utilizado em rodovias e taludes próximos a córregos, é formado por inúmeras gaiolas de aço que são preenchidas com pedra; Muro de pneus: consiste no empilhamento de pneus que foram descartados com preenchimento de uma mistura de solo cimento
Muros de arrimo de flexão Os muros de arrimo de flexão são mais esbeltos que os muros de gravidade. Não utilizam apenas o seu peso próprio para suportar a carga do solo, mas são feitos com materiais resistentes e armados com barras de aço. O suporte da força do solo é realizado pelo conjunto concreto mais aço, ou seja, são os muros de concreto armado. Os tipos de muro de flexão mais comuns são: Muro de concreto armado: é o muro convencional, constituído apenas por concreto e barras de aço. Possui dois componentes bem definidos que é a sapata de fundação e a parede que contém o solo. Muro de bloco armado: uma opção muito utilizada é a substituição da parede em concreto armado convencional, por blocos estruturais cheios de concreto armados; Muro com contraforte: são muros utilizados para grandes alturas, são semelhantes ao muro de concreto armado convencional, mas possuem ao longo do seu comprimento elementos chamadosde contraforte, são como paredes de concreto construídas perpendicularmente ao muro, conferindo maior rigidez à estrutura; Muro com vigas e pilares: outra forma de executar os muros de arrimo é a utilização de um muro com vigas, pilares e preenchido com blocos. É de suma importância para o funcionamento deste muro boas fundações para os pilares. Ainda existem outros tipos de técnicas construtivas, mas que são direcionadas para situações excepcionais, como grandes contenções, cortinas atirantadas, solo grampeado, paredes de diafragma, entre tantas opções.
16) Diga quais os empuxos que atuam num muro de arrimo e o que significam.
A determinação do valor do empuxo de terra, que deve ser entendido como a ação produzida pelo maciço terroso sobre as obras com ele em contato, é fundamental na análise e projeto de obras como muros de arrimo, cortinas em estacas pranchas, cortinas atirrantadas, escorramentos de escavações em geral, construções em subsolos, encontros de pontes, entre outras situações semelhantes a estas. Para a determinação das pressões de empuxo de terra (pressões horizontais) utilizaremos inicialmente os conceitos da teoria de elasticidade que relaciona o comportamento das tensões e deformações em diferentes direções nos materiais