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ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA DE FUNDAÇÕES PROF. LEANDRO O. NERVIS leandron@unisc.br CAPÍTULO 3 FUNDAÇÕES PROFUNDAS 3.1 INTRODUÇÃO FUNDAÇÃO PROFUNDA: elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0m. Neste tipo de fundação incluem- se as estacas e tubulões (NBR 6122:2010). TIPOS DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 3.1 INTRODUÇÃO 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DEFINIÇÃO Elemento de fundação executado por equipamentos ou ferramentas, sem descida de pessoas em qualquer fase de sua execução. 1) Estacas cravadas 2) Estacas escavadas 3) Estacas injetadas 4) Estacas apiloadas 5) Estacas intermediárias (cravadas/injetadas ou escavadas/injetadas ) TIPOS DE ESTACAS 1) Estacas cravadas: são introduzidas no solo por percussão ou por prensagem. - Madeira - Pré-moldadas de concreto - Metálicas • Tubulares •Perfis • Trilhos - Mega 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 1) Estacas cravadas Madeira Pré-moldada de concreto Metálicas Mega 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS 2) Estacas escavadas: execução da escavação, seguida da concretagem. - Broca - Strauss - Rotativa a céu aberto - Rotativa com uso de fluido estabilizante - Barrete 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 2) Estacas escavadas Estaca tipo broca 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 2) Estacas escavadas: Strauss 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 2) Estacas escavadas Rotativa a céu aberto 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 2) Estacas escavadas Rotativa com uso de fluído estabilizante 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 2) Estacas escavadas Barrete 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 3) Estacas injetadas: injeção sob pressão de concreto. - Raiz - Microestaca 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 3) Estacas injetadas Estaca raiz Microestaca 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 4) Estacas apiloadas: abertura do furo pela queda de um pilão ou soquete e posterior concretagem. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 5) Estacas intermediárias: são tipos que não se enquadram inteiramente em uma das classificações anteriores. - Franki (cravada/injetada) - Hélice Contínua (escavada/injetada) - Ômega ou hélice de deslocamento (escavada/cravada/injetada) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 5) Estacas intermediárias Estaca franki (cravada/injetada) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 5) Estacas intermediárias Hélice contínua (escavada/injetada) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS TIPOS DE ESTACAS 5) Estacas intermediárias Estaca ômega ou hélice de deslocamento (escavada/cravada/injetada) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Número de estacas por pilar onde: Nº: número de estacas; Fzd: carregamento de cálculo ou carga de trabalho; Qnom: carga nominal da estaca ( é a carga que a estaca resiste como elemento estrutural). 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS nom zd Q F ºN DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Espaçamento mínimo entre estacas: conforme recomendações da literatura (tabela disponibilizada no VIRTUAL UNISC) - Distribuição de estacas em torno do centro de carga do pilar 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - O espaçamento (d) deve ser respeitado não só entre as estacas do mesmo bloco, mas também entre as estacas dos blocos contíguos 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - A distribuição das estacas deve ser feita, sempre que possível, no sentido de maior dimensão do pilar, exceto quando o espaçamento com as estacas do bloco contíguo for insuficiente 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Para os blocos com mais de um pilar, o centro de carga deve coincidir com o centro de gravidade das estacas 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Deve-se evitar a distribuição de estacas que introduza momento de torção no bloco - O estaqueamento deve ser feito, sempre que possível, independentemente para cada pilar 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Devem-se evitar, quando possível, blocos contínuos de grande extensão 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - No caso de bloco com duas estacas para dois pilares, deve-se evitar a posição da estaca embaixo dos pilares 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - É recomendável que os blocos de uma estaca sejam ligados por vigas aos blocos vizinhos, pelo menos em duas direções aproximadamente ortogonais e os blocos de duas estacas pelo menos com uma viga. Para blocos de três ou mais estacas, não há necessidade de viga de amarração 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - A solução de pilares de divisa sobre estacas é imediata, pois o valor da excentricidade fica determinado tão logo se conheça o bloco de estacas que será usado, uma vez que a distância das estacas à divisa é pré-definido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - Para pilares com carga vertical e momento, considera-se o efeito da superposição, ou seja, o carregamento em cada estaca é dado pela soma dos efeitos da carga vertical e dos momentos - Para o processo ser válido os eixos x e y devem ser os eixos principais de inércia e as estacas devem ser verticais, do mesmo tipo, diâmetro e comprimento 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Procedimentos gerais de projeto - A carga atuante numa estaca genérica i de coordenadas (xi, yi) é dada por: onde: Fz: carga vertical; n: número de estacas; My e Mx: momentos nas direções y e x. 3.2 FUNDAÇÕESEM ESTACAS 2 i ix 2 i iyz i y yM x xM n F P DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Requisitos de projeto a)Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho (ELS); b)Segurança adequada ao colapso do solo de fundação e ao colapso dos elementos estruturais (ELU). 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Requisitos de projeto 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Dimensionamento geotécnico - verificação dos ELU onde: Qadm: carga admissível; Qd: carga resistente de projeto; Qr: carga de ruptura; FS: fator de segurança global; ξ: fator de minoração da carga de ruptura. FS Q Q radm rd Q Q 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Dimensionamento geotécnico - verificação dos ELU - Avaliação da capacidade de carga (determinação de Qadm ou Qd - fase de projeto) A) Provas de carga B) Métodos estáticos (teóricos e semi-empíricos) - Avaliação da capacidade de carga (monitoramento de execução) A) Fórmulas dinâmicas B) Ensaios de carregamento dinâmico 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS PROVAS DE CARGA (NBR 12131/2006) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS PROVAS DE CARGA (NBR 12131:2006) - A prova de carga deverá ser executada até duas vezes a carga admissível ou carga resistente de projeto prevista para a estaca - Cada estágio de carregamento deverá ser inferior a 20% da carga de trabalho prevista para a estaca - Após aplicada a carga do estágio deverão ser efetuadas leituras de recalques nos tempos de 1, 2, 4, 8, 15 e 30 minutos seguindo-se 1, 2, 3, 4 horas até a estabilização dos recalques 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS PROVAS DE CARGA (NBR 12131/2006) - O próximo estágio só poderá ser aplicado após a estabilização dos recalques que se dá quando o recalque entre duas leituras for inferior a 5% do recalque total já ocorrido no estágio - A carga máxima da prova de carga deverá ser mantida por no mínimo 12 horas - O descarregamento poderá ser efetuado em estágios de 25% da máxima carga aplicada 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS PROVAS DE CARGA (NBR 12131/2006) Determinação de Qr (NBR 6122:2010) - A capacidade de carga deve ser considerada quando ocorrer ruptura nítida (deformações continuadas sem novos acréscimos de carga) - Em duas circunstâncias, a prova de carga pode não apresentar ruptura nítida: a)Qr>carga aplicada (limitação da reação); b)Ocorrência de recalques crescentes, mas que não configurem uma ruptura nítida. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS PROVAS DE CARGA (NBR 12131:2006) Determinação de Qr (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS onde: D: diâmetro da estaca; Q: carga aplicada; L: comprimento; A: área da seção; E: módulo de elasticidade do material da estaca; PROVAS DE CARGA (NBR 12131/2006) Determinação de Qadm ou Qd (NBR 6122/2010) - FS=1,6 e ξ=1,14; - Quando em uma mesma região representativa, for realizado um número maior de provas de carga, a norma ainda sugere o seguinte para a determinação da resistência característica: 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FS Q Q radm rd Q Q 1.4 REQUISITOS DE PROJETO DE FUNDAÇÕES E SEUS COEFICIENTES MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS Requisitos de projeto onde: Qr: capacidade de carga de estacas isoladas; Ql e Qp: parcelas de atrito lateral e de resistência de ponta, respectivamente; ql e qp: resistências lateral e de ponta, respectivamente; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS plr QQQ )lq(UQ ll pp AqQ MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS Requisitos de projeto U: perímetro da seção transversal do fuste; A: área da projeção da ponta da estaca; Δl: trecho onde se admite rl constante. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS O Método Aoki e Velloso - qp e ql são avaliadas em função da tensão de ponta qc do ensaio CPT onde: qp e ql: resistências de ponta e lateral, respectivamente; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS 1 c p F q q 2 c l F q q MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS O Método Aoki e Velloso qc: tensão de ponta do ensaio CPT; F1 e F2: coeficientes empíricos para levar em conta as diferenças de comportamento entre a estaca e o cone; α: coeficiente que correlaciona a resistência lateral com qc. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS O Método Aoki e Velloso - Na ausência de ensaios CPT, são utilizados os ensaios SPT segundo a seguinte correlação onde: K: fator de correlação entre qc e NSPT. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS SPTc KNq Tipo de solo K (Kpa) (%) Areia 1000 1,4 Areia siltosa 800 2,0 Areia silto-argilosa 700 2,4 Areia argilosa 600 3,0 Areia argilo-siltosa 500 2,8 Silte 400 3,0 Silte arenoso 550 2,2 Silte areno-argiloso 450 2,8 Silte argiloso 230 3,4 Silte argilo -arenoso 250 3,0 Argila 200 6,0 Argila Arenosa 350 2,4 Argila areno-siltosa 300 2,8 Argila siltosa 220 4,0 Argila silto-arenosa 330 3,0 Tipos de Estacas F1 F2 Franki 2,5 5,0 Metálica 1,75 3,5 Pré-moldada de concreto 1,75 3,5 Escavada 3,0 6,0 Raiz 2,2 2,4 Hélice contínua 3,0 3,8 MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS O Método Décourt e Quaresma - qp e ql são avaliadas em função do valor de N do ensaio SPT onde: qp e ql: resistências de ponta e lateral, respectivamente; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS KNqp 1 3 N 10q SPTl MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS O Método Décourt e Quaresma NSPT: medida obtida no ensaio SPT; K: fator característico do tipo de solo; α e β: coeficientes de correção em função do tipo de solo e tipo de estaca. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS Tipo de Solo K (kPa) Argila 120 Silte Argiloso 200 Silte Arenoso 250 Areia 400 Tipo de solo Tipos de Estacas Escavada em geral Escavada (bentonita) Hélice contínua Raíz Injetada sob altas pressões Argilas 0,85 0,85 0,30* 0,85* 1,00* Solos intermediários 0,60 0,60 0,30* 0,60* 1,00* Areias 0,50 0,50 0,30* 0,50* 1,00* Valores Típicos de em função do tipo de estaca e do tipo de solo. Tipo de solo Tipos de Estacas Escavada em geral Escavada (bentonita) Hélice contínua Raíz Injetada sob altas pressões Argilas 0,80 0,90* 1,00* 1,50* 3,00* Solos intermediários 0,65 0,75* 1,00* 1,50* 3,00* Areias 0,50 0,60* 1,00* 1,50* 3,00* Valores Típicos de em função do tipo de estaca e do tipo de solo. * valores apenas orientativos diante do reduzido número de dados disponíveis MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS Determinação de Qadm ou Qd (NBR 6122/2010) - FS=2,0 e ξ=1,4; - Sendo reconhecidas regiões representativas, o cálculo da resistência característica de estacas por método semi- empírico baseado em ensaiosde campo, a norma ainda sugere o seguinte: 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FS Q Q radm rd Q Q 1.4 REQUISITOS DE PROJETO DE FUNDAÇÕES E SEUS COEFICIENTES SEGURANÇA NAS FUNDAÇÕES - Verificação dos ELU – Fundações profundas a)Resistência calculada por método semi-empírico; • Fatores de segurança a serem utilizados para a determinação das cargas admissível e resistente de projeto de 2,0 e 1,4, respectivamente; • Sendo reconhecidas regiões representativas, o cálculo da resistência característica de estacas por método semi- empírico baseado em ensaios de campo, a norma ainda sugere o seguinte: MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS Ressalva da Norma 6122:2010 para o caso de estacas escavadas - Qadm ou Qd deve ser no máximo 1,25Ql, ou seja no máximo 20% da carga pode ser suportada pela ponta da estaca - Quando superior a esse valor, o processo executivo de limpeza da ponta deve ser especificado pelo projetista e ratificado pelo executor 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS Dimensionamento geotécnico - verificação dos ELS Os recalques de estacas sob condições de carga de trabalho (Q<<Qr) são em geral desprezíveis. Entretanto, caso se julgue conveniente proceder-se as estimativas desses recalques, pode-se recorrer a métodos teóricos ou a procedimentos empíricos. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS LEITURA OBRIGATÓRIA - Capítulo 13 – A cravação de estacas e os métodos dinâmicos, do livro de Velloso e Lopes. LEITURA COMPLEMENTAR - Artigos disponibilizados no Virtual Unisc. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS - As fórmulas dinâmicas são baseadas na nega ou repique elástico e visam principalmente assegurar a homogeneidade das estacas cravadas (monitoramento de execução) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS - As fórmulas dinâmicas são baseadas na nega ou repique elástico e visam principalmente assegurar a homogeneidade das estacas cravadas (monitoramento de execução) Nega: medida de penetração permanente de uma estaca causada por um determinado número de aplicação de golpes de martelo ou pilão Repique: parcela elástica do deslocamento máximo 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Hilley onde: Qr: carga de ruptura (t); Wr: peso do martelo (t); Wp: peso da estaca (t); 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS pr p 2 r 321 r r W W WeW CCC 2 1 s h W ef Q FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Hilley s: nega (mm) por golpe (valor médio para os últimos 5 golpes do martelo de gravidade e 20 golpes para os outros tipos de martelo); h: altura de queda do martelo (mm); ef: eficiência do golpe 0,75 – martelo de gravidade 1,00 – martelo diesel; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Hilley e: coeficiente de restituição Estacas de aço 0,55 sem capacete 0,32 com capacete Estacas de concreto 0,40 sem capacete 0,25 com capacete 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Hilley C1: perdas devido à compressão temporária da cabeça da estaca e do capacete (mm); C2: perda devido ao encurtamento temporário da estaca (mm); C3: perda devido à compressão temporária do solo. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Hilley C = C1 + C2 + C3 obtido no canteiro de obras 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula dos holandeses onde: Qr: carga de ruptura; Wr: peso do martelo; Wp: peso da estaca; h: altura de queda do martelo; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS pr rr r WW W s h W Q FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula dos holandeses s: nega por golpe (valor médio para os últimos 5 golpes do martelo de gravidade e 20 golpes para os outros tipos de martelo). FS = 10 para martelo de gravidade e 6 para martelo a vapor. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Brix onde: Qr: carga de ruptura; Wr: peso do martelo; Wp: peso da estaca; h: altura de queda do martelo; 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS 2 pr prr r W W W W s h W Q FÓRMULAS DINÂMICAS Fórmula de Brix s: nega por golpe (valor médio para os últimos 5 golpes do martelo de gravidade e 20 golpes para os outros tipos de martelo). FS = 5. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ENSAIOS DE CARREGAMENTO DINÂMICO - Objetiva o controle de carga mobilizada nas estacas cravadas, monitorando-se as mesmas com o uso de transdutores de deformação e acelerômetros posicionados diametralmente opostos junto a cabeça da estaca - O uso da instrumentação dupla posicionada diametralmente oposta visa corrigir eventuais efeitos de flexão gerados por golpes excêntricos 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ENSAIOS DE CARREGAMENTO DINÂMICO 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ENSAIOS DE CARREGAMENTO DINÂMICO - Os sinais de deformação e aceleração são registrados em um microcomputador - A obtenção da capacidade de carga é fundamentada na Teoria da Equação da Onda Unidimensional, ou seja é função da velocidade de propagação da onda gerada pela aplicação de um golpe 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ENSAIOS DE CARREGAMENTO DINÂMICO - A velocidade de propagação da onda é calculada pelo programa através da integração numérica do sinal de aceleração obtido no ensaio - São informados ao sistema dados referentes às características do solo, da estaca e do sistema de cravação e como resposta obtém-se a capacidade de carga da estaca 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS LEITURAS OBRIGATÓRIAS - Item 8.3 da NBR 6122 (pgs. 28 e 29); - Item 8.1.8 do Livro Fundações – Teoria e Prática (pgs. 297 a 299); - Itens 5.8 (pg. 14) e 8.4.3 (pg. 29) da NBR 6122:2010; - Item 8.1.4 do Livro Fundações – Teoria e Prática (pg. 286); 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EFEITO DE GRUPO A) Areias: a capacidade de carga do grupo de estacas é bem superior à soma das capacidades de cargas individuais, mas como é difícil a quantificação correta disso, para fins de projeto considera-se que a capacidade de carga de um grupo de estacas seja dada pela soma das capacidades de carga das estacas individualmente 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EFEITO DE GRUPO B) Argilas: considera-se o grupo de estacas como sendo uma estaca gigante com perímetro definido pela linha passando pelas estacas externas do grupo, sendo que a capacidade de carga dessa estaca gigante é comparada com a soma das capacidades de carga consideradas isoladamente, adotando-se o menor entre estes doisvalores 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EFEITO DE GRUPO Exigência da NBR 6122:2010: a carga admissível ou resistente de projeto não pode ser superior à de uma sapata hipotética de mesmo contorno que o do grupo de estacas assente a uma profundidade acima da ponta igual a 1/3 do embutimento na camada de suporte, conforme ilustrado na figura a seguir. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EFEITO DE GRUPO 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ATRITO NEGATIVO Define-se como atrito negativo as forças de atrito que surgem ao longo do fuste das fundações profundas, opondo-se à sua resistência e somando-se ao seu carregamento, sempre quando o deslocamento (recalque) do elemento de fundação é inferior ao recalque do terreno adjacente. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ATRITO NEGATIVO 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS No trecho de ocorrência do atrito negativo, a parcela referente ao atrito lateral não apenas deixa de atuar como parcela resistente, mas também passa a atuar como esforço solicitante. ATRITO NEGATIVO Causas: - Adensamento de uma camada de solo devido a aplicação de uma sobrecarga (aterro); - Rebaixamento do lençol freático; - Adensamento da camada de argila devido a cravação de estacas. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ATRITO NEGATIVO Cálculo do atrito negativo: - Pode-se utilizar para a determinação do valor do atrito negativo os métodos normais de capacidade de carga, como por exemplo o método de Aoki e Veloso e Decourt e Quaresma e Velloso ou realização de prova de carga; - Se o dimensionamento for em termos de FS global, toma-se o atrito negativo na ruptura e se for em termos de FSs parciais, multiplica-se o mesmo por um fator de majoração das ações. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS ATRITO NEGATIVO Procedimentos para reduzir o atrito negativo: - Pré-carregar a camada compressível antes da instalação das estacas; - Eliminação do contato direto do solo com a estaca, instalando as estacas após a cravação de tubo de maior diâmetro; - Pintura da superfície da estacas com mistura betuminosa especial com garantia que a mesma não seja removida durante a cravação; - Utilização de estacas tronco-cônicas. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS LEITURAS OBRIGATÓRIAS - Páginas 329 a 399 do livro Fundações – Teoria e Prática; - Artigo sobre estacas hélice contínua e ômega disponibilizado no Virtual UNISC. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Estacas de madeira Atualmente sua utilização é reduzida diante da dificuldade de se obter madeiras de boa qualidade No Brasil a madeira mais empregada é o eucalipto, principalmente como fundações de obras provisórias Em obras definitivas tem-se usado madeiras de lei 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Estacas de madeira A madeira tem duração praticamente ilimitada quando permanentemente submersa Se utilizadas para obras permanentes, terão que ser protegidas contra ataques de fungos, bactérias aeróbicas, termitas, etc. (NBR 6122:2010) A ponta e o topo devem ter diâmetros maiores que 15cm e 25cm, respectivamente (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Estacas de madeira O segmento de reta que une os centros das seções da ponta e do topo deve estar compreendido integralmente no interior do perímetro da estaca (NBR 6122:2010) A cravação se dá por percussão, utilizando-se pilões de queda livre 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Estacas de madeira Para evitar danos à estaca durante a cravação, a cabeça deve ser munida de um anel de aço O topo das estacas deve ser protegido por cepos ou capacetes menos rígidos pra minimizar danos durante a cravação (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Estacas de madeira Quando a estaca tiver que atravessar camadas resistentes, as pontas devem ser protegidas por ponteiras de aço As emendas podem ser feitas por encaixe, por talas de junção ou anel metálico Deve ser cortado o trecho eventualmente danificado durante a cravação (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto Podem ser de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado, possuindo vários tipos de seção transversal 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto Comprimento limitado a 12m As emendas devem ser através de luvas ou anéis soldados ou outros dispositivos que permitam a transferência adequada de todos os esforços (mesmo durante a cravação) A NBR 6122:2010 apresenta várias restrições na utilização de luvas ou anéis de encaixe 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto A cravação pode ser por vibração ou por percussão A cravação por vibração atualmente tem uso restrito diante das vibrações transmitidas às obras próximas, bem como de alguns problemas operacionais 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto Em terrenos resistentes, a cravação pode ser auxiliada por perfuração prévia (pré-furo), a seco ou com o uso de fluidos estabilizantes No caso de cravação em areias pode-se utilizar jato d’água ou ar 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto Qualquer que seja o recurso para auxiliar a instalação, a cravação final deve ser feita sem influência do mesmo (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto A cravação por percussão é o processo mais utilizado para a instalação de estacas pré- moldadas de concreto Utilizam-se pilões de queda livre ou automáticos também denominados de martelos diesel Na cravação à percussão o topo das estacas deve ser dotado de “cepo” e “coxim” 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto Quando a cota de arrasamento das estacas estiver abaixo da cota de cravação, poderá ser utilizado um elemento suplementar , denominado prolonga ou suplemento, desligado da estaca propriamente dita, que será retirado após a cravação, o qual por exigência da NBR 6122:2010 deve ser limitado a 3m 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto No caso de estacas com concreto danificado abaixo da cota de arrasamento, deve-se fazer a demolição do trecho comprometido e recompô-lo até essa cota O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto O controle de execução das estacas cravadas por percussãopode ser feito por um ou mais dos seguintes procedimentos: prova de carga estática, nega, repique e instrumentação dinâmica O controle por prova de carga estática é o melhor, apesar do tempo e do custo demandado, e será abordado posteriormente 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto No controle pela nega, calcula-se o valor da mesma através de uma das fórmulas dinâmicas já apresentadas A instrumentação dinâmica consiste na instalação de dispositivos na estaca que permitam a avaliação da capacidade de carga a partir da Teoria da Equação da Onda 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Pré-moldadas de concreto O controle pelo repique visa sobretudo avaliar a ocorrência dos fenômenos da relaxação (perda de capacidade de carga com o tempo após a cravação) e da cicatrização (aumento da capacidade de carga com o tempo após a cravação) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Metálicas São constituídas por peças de aço laminado ou soldados, tais como perfis I e H, simples ou múltiplos, chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada ou retangular, bem como os trilhos. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Metálicas Comprimento limitado a 12m Procedimentos para as emendas devem ser detalhados em projeto (NBR 6122:2010) Com relação à cravação, o procedimento de execução é similar às estacas pré-moldadas de concreto, sendo válido o exposto para as mesmas 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Metálicas Quando a cota de arrasamento das estacas estiver abaixo da cota de cravação, pode-se utilizar um elemento suplementar , denominado prolonga ou suplemento,limitado a 2,50m (NBR 6122:2010) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Metálicas O trecho danificado durante a cravação ou o excesso em relação à cota de arrasamento deve ser cortado, recompondo-se o mesmo, quando necessário, até esta cota, ou adaptando-se o bloco Os procedimentos para o controle de execução referentes ao aspecto geotécnico são os mesmos das estacas pré-moldadas de concreto 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Mega São constituídas por segmentos de concreto armado ou metálicos São empregadas principalmente em reforços de fundações São cravadas por prensagem através de macaco hidráulico , reagindo contra cargueira ou estrutura existente 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Mega Em solos porosos a cravação pode ser auxiliada através da saturação do solo e em areias compactas com jatos de água pelo interior do segmento As emendas poderão ser feitas por simples superposição ou solidarização quando forem de concreto e por soldagem quando forem metálicas 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Brocas São executadas por uma ferramenta simples denominada broca (trado de concha ou helicoidal), que pode atingir até 6m de profundidade, com diâmetro variando entre 15 a 25 cm Devido ao esforço de escavação exigido são necessárias duas pessoas para o trabalho 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Brocas Durante a escavação pode-se usar água para facilitar a perfuração Após ser atingida a profundidade máxima, deve-se promover o apiloamento do fundo, executando um pequeno bulbo com pedra britada 2 ou 3, com uso de um pilão metálico 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Brocas Utilizar concreto com traço de 1:3:4, promovendo o adequado adensamento, tomando cuidados especiais para não contaminá-lo (utilizar uma chapa de compensado com furo para o lançamento do concreto para proteger a boca do furo) Fazer o acabamento na cota de arrasamento, fixando as esperas 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Strauss Trata-se de estaca do tipo escavada, cujo processo de execução consiste na retirada de terra com sonda ou piteira e simultânea introdução de tubos rosqueáveis entre si até se atingir a profundidade desejada e posterior concretagem com apiloamento e retirada da tubulação. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Strauss Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Strauss O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa a céu aberto São estacas escavadas mecanicamente com trado helicoidal fixado em torres metálicas apoiadas em chassis metálicos ou acopladas a caminhões O processo consiste na perfuração até a cota desejada e o posterior lançamento do concreto a partir da boca da estaca com funil de concretagem 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa a céu aberto Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota, fazendo-se o transpasse da armadura 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa a céu aberto O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante São estacas escavadas com uso de fluido estabilizante, que pode ser lama bentonítica ou polímero sintético para sustentação das paredes da escavação, sendo que a concretagem é submersa, com o concreto deslocando o fluido estabilizante ascendentemente para fora do furo 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante O processo executivo das estacas escavadas compreendem a escavação e preenchimento simultâneo do furo com fluido estabilizante, colocação da armadura dentro da escavação cheia de fluido estabilizante e lançamento do concreto, de baixo para cima, através de tubos de concretagem, que sendo mais denso expulsa a lama, que é bombeada de volta para depósitos 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante Antes de iniciar a escavação deve ser cravado um tubo guia com cerca de 5cm maior que a estaca projetada e com comprimento não inferior a 1m Durante a escavação, deve-se tomar cuidado para que o nível de fluido estabilizante esteja sempre nomínimo 1,5m acima do lençol freático 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante Após concluída a escavação, deve ser verificada a porcentagem de areia em suspensão na lama e, se for o caso, deve-se promover sua substituição ou desarenação para garantir sua qualidade durante toda a concretagem A armadura deve ser colocada com espaçadores para assegurar o cobrimento e sua centralização 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante Deve-se estender a concretagem até no mínimo 50cm acima da cota de arrasamento Durante a execução, deve-se controlar a ferramenta de escavação (folgas, nível, prumo, etc.), o fluido estabilizante e o concreto Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Rotativa com uso de fluido estabilizante No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Barrete Se diferenciam das estacas rotativas por possuir seção retangular (equipamento de escavação em forma de mandíbula) por e por serem mais robustas As considerações referentes as estacas rotativas a céu aberto e com o uso de fluído estabilizante são válidas para as respectivas estacas do tipo barrete 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Raiz São aquelas em que se aplicam injeções de ar comprimido a baixas pressões na moldagem do fuste, concomitantemente com a remoção do revestimento São geralmente armadas com barras de aço em toda a sua extensão e preenchida por uma argamassa de cimento e areia 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Raiz A perfuração em solo é executada por perfuratriz rotativa ou rotopercussiva Em solos com matacões ou em rocha a perfuração é realizada com equipamento adequado para perfuração em rocha, sendo que nesse caso há uma diminuição natural do diâmetro da estaca que deve ser considerada no dimensionamento 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Raiz A armadura montada em feixe ou gaiolas é disposta no interior do furo já perfurado e previamente limpo com a utilização da composição de lavagem O preenchimento do furo com argamassa é feito através de um tubo descido até a ponta da estaca 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Raiz Após o preenchimento do furo, extrai-se o revestimento, aplicando-se periodicamente pressão Após a aplicação da pressão e retirada dos tubos de revestimento, o nível de argamassa é completado 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Raiz No caso de estacas com argamassa inadequada abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Microestaca São aquelas que se executam com tecnologia de tirantes injetados em múltiplos estágios, com a utilização de válvulas múltiplas denominadas “manchetes”, sendo aplicadas altas pressões de injeção São armadas com tubo metálico que possui dupla finalidade: armar a estaca e dispor as “manchetes” 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Microestaca Eventualmente pode se dispor de armadura complementar constituída por barras ou fios de aço Para baratear os custos, pode-se substituir o tubo de aço por PVC rígido, sendo nesse caso obrigatório o uso de armadura 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Microestaca A perfuração é executada de forma similar ao descrito para as estacas tipo raiz Após executado o furo, instala-se o tubo-manchete A confecção da “bainha” é feita injetando-se calda de cimento em baixas pressões até extravasar pela boca do furo, removendo-se concomitantemente o tubo de revestimento 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Microestaca Depois da “bainha” ter concluído a pega (cerca de 12 horas) é feita a injeção de calda de cimento sob alta pressão por meio de um tubo de injeção Após a injeção, a parte central do tubo-manchete é preenchida com nata de cimento ou argamassa, sendo nesta fase disposta a eventual armadura, a qual será envolvida pela nata ou argamassa 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Apiloada Sua execução consiste na simples queda de um soquete, com peso de 300 a 600kg, abrindo um furo de 0,2 a 0,5m que posteriormente é preenchido com concreto Sua execução só é possível em terrenos de alta porosidade e baixa resistência e acima do NA 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Apiloada No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Franki É uma estaca de concreto armado moldada no solo que usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com ponta fechada por meio de bucha e recuperado ao ser concretada a estaca Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Franki No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota O topo da estaca, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Hélice Contínua É uma estaca de concreto moldado in loco, executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto sob pressão controlada através de haste central simultaneamente a sua retirada do terreno Na fase da concretagem, a velocidade de extração da hélice está diretamente ligada com a pressão e sobreconsumo do concreto (garantia da qualidade) 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Hélice Contínua A pressão do concreto deve ser sempre positiva para evitar a interrupção do fuste e é controlada pelo operador durante toda a concretagem A armadura é instalada após a concretagem, podendo ser erguida manualmente ou com o auxílio de guindaste e sua introdução é manual auxiliada por peso ou vibrador 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Hélice contínua Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Ômega ou hélice de deslocamento É uma estaca de concreto moldado in loco, executada por meio de trado especial que promove o deslocamento do solo junte ao fuste e à ponta, não havendo retirada do solo A metodologia executiva e seu controle é similar à da estaca hélice contínua, diferenciando-se basicamente na etapa de perfuração 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS EXECUÇÃO DE ESTACAS Ômega ou hélice de deslocamento Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo 1 por obra, deve ser exposta se possível até o NA No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estacas cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE ESTACAS Quantidade de provas de carga (NBR 6122:2010): - É obrigatória a execução de provas de carga estática em obras com número de estacas superior ao valor da coluna B da tabela a seguir, em quantidade de 1% da quantidade total de estacas, arredondando-se sempre para mais; - É necessária a execução de provas de carga, qualquer que seja o número de estacas da obra, se elas forem empregadas para tensões admissíveis superiores aos valores da coluna A 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE ESTACAS Interpretação da prova de carga (NBR 6122:2010): - Deve ser obtido um FS mínimo de 2,0; - Não sendo obtido esse valor, a interpretação da prova de carga deve ser feita pelo projetista; - Deve ser verificado se o recalque na carga de trabalho é admissível pela estrutura; - Se uma prova de carga apresentar resultado insatisfatório, executar-se-ão provas de carga adicionais, visando avaliar melhor a eventual necessidade de readequação do projeto. 3.2 FUNDAÇÕES EM ESTACAS LEITURAS OBRIGATÓRIAS - Capítulo 2 (pgs. 41 a 70) do livro Exercícios de Fundações (Alonso); - Item 8.2.2 (pgs. 27 a 28), e pgs. 67 a 73 da NBR 6122:2010. ATIVIDADES COMPLEMENTARES - Assistir vídeos e ler textos on line sugeridos no Virtual Unisc. ATIVIDADES 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DEFINIÇÕES A) Tubulão: elemento de fundação escavado no terreno em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoas para executar o alargamento da base ou pelo menos a limpeza do fundo da escavação, uma vez que nesse tipo de fundação as cargas são transmitidas preponderantemente pela ponta. A1) Tubulões a céu aberto A2) Tubulões a ar comprimido DEFINIÇÕES A) Tubulão 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO Tubulão a ar comprimido Tubulão a céu aberto Tubulão a ar comprimido DEFINIÇÕES B) Caixão: como o próprio nome sugere é um grande caixão impermeável à água, de seção transversal quadrada ou retangular que tem as paredes laterais pré-moldadas. Este tipo de fundação profunda é destinado a escorar as paredes da escavação e impedir a entrada de água enquanto vai sendo introduzido no solo. 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DEFINIÇÕES B) Caixão 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO Procedimentos gerais de projeto 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO Procedimentos gerais de projeto - A altura da base H não deve ser superior a 1,8m para tubulões a céu aberto e de 3,0m para tubulões a ar comprimido (NBR 6122:2010) - O ângulo β deve ser igual a 60º (NBR 6122:2010) - O atrito negativo deve ser considerado em projeto quando houver a possibilidade de sua ocorrência (NBR 6122:2010) 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO Procedimentos gerais de projeto - A área da base do tubulão é calculada da maneira análoga à exposta para fundações rasas, visto que a resistência lateral ou de fuste é desprezada - A área do fuste dos tubulões a céu aberto é calculada considerando seção de armadura nula (concreto simples) e dos tubulões a ar comprimido de forma análoga a um pilar armado 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO Requisitos de projeto a)Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho (ELS); b)Segurança adequada ao colapso do solo de fundação e ao colapso dos elementos estruturais (ELU). 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO Como os tubulões e caixões são fundações profundas em que se despreza a resistência lateral ou de fuste, a verificação dos ELU e dos ELS é realizada de maneira análoga àquela para as sapatas. 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO – ELU (COMPRESSÃO) OU onde: A: área da base da fundação; Pk e Pd: esforços característicos e de cálculo; PP: peso próprio do elemento de fundação (5%P); σadm e σd: tensões admissível e resist. de projeto. adm k PPPA d d PPPA 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO – ELU (COMPRESSÃO) Cálculo em termos de FS global (solicitações estruturais características) Cálculo em termos de FS parciais (solicitações estruturais de cálculo) adm k PPPA d d PPPA 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO DETERMINAÇÃO DE σadm E σd A) Prova de carga B) Métodos Teóricos: Skempton, Terzaghi e Hansen C) Métodos semi-empíricos 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO 'PAadm 20SPTpara)MPa( 30 )médio(NSPT adm DETERMINAÇÃO DE σadm E σd onde: PA’: tensão de pré-adensamento do solo na cota de apoio da fundação (ensaio de adensamento); NSPT(médio): número de golpes (ensaio SPT). 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO ESTIMATIVA DE RECALQUES – ELS Mesma metodologia empregada para fundações rasas. 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a céu aberto O fuste pode ser escavado manualmente por poceiros ou através de perfuratrizes até a profundidade prevista em projeto A base pode ser escavada manual ou mecanicamente, sendo que quando mecanicamente, é obrigatória a descida de poceiro para limpeza do fundo 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a céu aberto Antes da concretagem, a base deverá ser inspecionada por engenheiro através da utilização de penetrômetro de barra manual Na colocação da armadura deve-se ter cuidado para não derrubar torrões para dentro do tubulão A concretagem deve ser feita imediatamente após a conclusão da escavação 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a céu aberto A concretagem é feita com o concreto simplesmente lançado da superfície, através defunil com comprimento de 1,5m, não sendo necessário o uso de vibrador Não pode ser feito trabalho simultâneo em bases alargadas de tubulões cuja distância entre centros seja inferior a 2,5 vezes o maior diâmetro 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a céu aberto Pelo menos 1 tubulão por obra, deve ter um trecho de seu fuste exposto para verificação de sua integridade No caso de tubulões com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou tubulões cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a céu aberto O topo do tubulão, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a ar comprimido Em qualquer etapa de execução deve-se atender a legislação trabalhista em vigor para trabalho em ambiente sob ar comprimido e demais condições impostas pela NBR 6122/2010 Inicialmente deve ser implantado o poço primário (dimensões maiores que o diâmetro de revestimento) 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a ar comprimido A sequência deve ser feita a concretagem ou soldagem sucessiva dos elementos metálicos a medida que a escavação manual vai avançando Quando o NA for alcançado instala-se a campânula de ar comprimido no topo da camisa A base é escavada manualmente e durante esta operação a camisa deve ser escorada 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a ar comprimido Antes da concretagem, a base deverá ser inspecionada por engenheiro através da utilização de penetrômetro de barra manual A armadura é montada no interior do tubulão O concreto é lançado sob ar comprimido, sem vibração, no mínimo até uma altura que impeça o seu levantamento pelo empuxo hidrostático 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a ar comprimido Não pode ser feito trabalho simultâneo em bases alargadas de tubulões cuja distância entre centros seja inferior a 2,5 vezes o maior diâmetro 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO EXECUÇÃO Tubulão a ar comprimido No caso de tubulões com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou tubulões cujo topo resulte abaixo da mesma, deve-se fazer a demolição do trecho e recompô-lo até essa cota O topo do tubulão, acima da cota de arrasamento, deve ser demolido 3.3 FUNDAÇÕES EM TUBULÕES E DO TIPO CAIXÃO LEITURAS OBRIGATÓRIAS - Capítulo 7 (pgs. 143 a 156) do livro Exercícios de Fundações (Alonso); ATIVIDADES COMPLEMENTARES - Assistir vídeos e ler textos on line sugeridos no Virtual Unisc. ATIVIDADES
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