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FUNDAÇÃO PROFUNDA QUANDO SE DEVE USAR FUNDAÇÃO PROFUNDA. Solos superficiais são poucos resistentes e/ou elevadas cargas estruturais. Solos superficiais são sujeitos a erosão. Fundações em locais alagados ou abaixo do nível do lençol freático. Elevada capacidade de carga é requerida. Possibilidade de escavações futuras. TIPOS DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS. Estacas pré-moldadas; são elementos pré- fabricado que são cravados no solo. Estacas escavadas; escavações cilíndricas abertas e preenchidas com concreto e armadura. Tubulões; escavações escoradas ou a céu aberto preenchidas com concreto. Caixões; Blocos pré-moldados ou com as paredes laterais pré-moldadas. CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES TUBULÕES FUNDAÇÃO DIRETA: PROFUNDA ( TUBULÕES) elementos: cabeça, fuste, base concretagem de poço aberto no terreno escavação manual ou mecânica alargamento da base a ar comprimido, a céu aberto Armadura Tubulão sujeito à compressão: armadura na cabeça Tubulão sujeito à flexo-compressão: armadura ao longo do fuste Observações: • Em uma fundação por tubulões, é necessária a descida de um técnico para inspecionar o solo de apoio da base, medidas de fuste e base, verticalidade, etc.. • Em geral, apenas um tubulão já absorve a carga total de um pilar. O fuste do tubulão normalmente é de seção circular, conforme pode-se observar na Figura 3.3, adotando-se 70 cm como diâmetro mínimo (para permitir a entrada e saída de operários), porém a projeção da base poderá ser circular, ou em forma de falsa elipse. Neste último caso, a relação a/b deverá ser menor que 2,5. TUBULÃO A CÉU ABERTO -poço perfurado a céu aberto, com ou sem revestimento, manual ou mecânico -φ mín = 70 a 80cm -alargamento manual da base -limitante: nível do lençol freático -em solos coesivos, acima do NA. De uma maneira geral, a base deve ter o diâmetro limitado a 4 metros e altura h ≤ 2,0 (solos de baixa resistência). Tipo Gow: “escora/escava” escoramento com tubos metálicos telescópicos escavação manual (pá e picareta) uso em solos não coesivos (areias),acima do NA abaixo do NA: esgotamento com bomba Tubulão a céu aberto com revestimento Tipo Chicago: poço aberto em etapas (escava/escora) alargamento da base com fuste revestido concretagem com retirada do revestimento TUBULÃO A AR COMPRIMIDO (Pneumático) -locais com N.A. elevado, onde não seja possível o esgotamento da água -injeção de ar comprimido mantém a água fora da perfuração -encamisamento de concreto ou aço -profundidade máxima: 34 metros abaixo do N.A. (3,4 atm) – Mal do ar comprimido Tubulão a ar comprimido com encamisamento de concreto colocação da camisa e escavação (manual ou mecânica) até o N.A. a céu aberto; escavação (manual) abaixo N.A., alargamento e concretagem da base (manual) sob ar comprimido. Tubo com 4 metros de altura e >20cm de espessura, armado, concretado no local ou transportado Seqüência de execução: 1. concretagem de tubo de revestimento 2. escavação interna manual 3. concretagem de novo tubo quando o primeiro nivelar com o terreno 4. instalação do equipamento de ar comprimido quando não for mais possível o esgotamento da água 5. alargamento da base com escoramento do revestimento de concreto 6. concretagem Tubulão a ar comprimido com encamisamento de aço a) cravar a camisa: martelo vibratório, percussão ou sistema benoto de cravação e escavação simultâneas b) escavação: o até o alargamento da base, mesmo abaixo N.A. o para alargamento, instalar equipamento de ar comprimido o soldar novo tubo até atingir a cota desejada o concretagem com retirada do revestimento OU o camisa não-recuperável: conta como armadura. Descontar 1,5mm no dimensionamento (espessura da chapa): corrosão Sistema benoto Seqüência de execução: 1. Posicionamento do equipamento com a “faca” 2. Movimento rotacional oscilatório da faca, com percussão –escavação simultânea 3. Solda de novos tubos de revestimento 4. Alargamento da base com ar comprimido 5. Concretagem com retirada do revestimento Vantagens: ar comprimido somente no alargamento da base vedação da água pelo embutimento da camisa em camada impermeável (alargamento da base a céu aberto) camisa não recuperável: conta para armadura Cuidados com trabalho sob ar comprimido: pressão máxima: 3,4 atm tempos de compressão e descompressão (lenta e progressiva) permanência de equipe médica à disposição renovação de ar garantida dentro da campânula CUIDADOS NA EXECUÇÕES DE TUBULÕES nível da água o tubulões escavados a céu aberto: • acima N.A. natural • acima N.A. bombeado • locais sem risco de desmoronamentos alargamento da base NBR 6122 – item 7.4.5.3 base sobre rocha inclinada tratamento na cabeça do tubulão limpeza do fundo da escavação concretagem com calha ou tremonha choque do concreto com a armadura → segregação execução simultânea de tubulões muito próximos NBR 6122 – item 7.9.3 o Lastro de concreto magro e ≥ 5cm ate = 10cm para bloco de coroamento de ESTACAS e TUBULÕES; o topo dessa camada deve ficar 5cm abaixo do topo acabado da estaca ou tubulão. ESTACAS transmitem cargas a camadas profundas, contêm empuxos de terra, compactam terrenos através da vibração peças alongadas cilíndricas ou prismáticas, de madeira, metal ou concreto ESTACAS DE DESLOCAMENTO (cravadas): troncos de árvores, perfis metálicos, concreto pré-moldado; Franki ESTACAS ESCAVADAS (moldadas no local): Strauss, brocas, rotativas, injetadas de pequeno diâmetro Classificação segundo a forma de transmissão da carga ao solo: estacas de ponta, estacas de atrito, estacas mistas, estacas flutuantes, estacas de tração, estacas de flexão ESTACAS DE DESLOCAMENTO ESTACAS PREMOLDADAS ESTACAS PRÉ-MOLDADAS. Estacas de Concreto Amado e Protendido. Estacas de Madeira. Estacas Metálicas. TIPOS DE ESTACAS PRÉ-MOLDADAS. Estacas de concreto. Amado e Protendido. Estacas de madeira. Estacas metálicas. Vigas, Trilhos, Perfis. Estacas mistas. Estacas de madeira Estacas de madeira. Empregadas desde à Antiguidade na construção civil. São Troncos de árvores – Cravadas por percussão. Estacas empregadas em obras marítimas. Duração ilimitada. Eucalipto / Fundações de obras provisórias. Peroba, Aroeira, Maçaranduba, Ipê (madeiras de Lei) – Obras definitivas. elementos de fundação mais antigos: troncos de árvores cravados no solo com bate-estacas (elevada resistência às operações de manuseio) φ médio = 20 a 40cm; comprimento < 12 metros obras provisórias: eucalipto; obras permanentes: madeira de lei (peroba rosa, aroeira, maçaranduba, ipê, braúna) elevada resistência às operações de manuseio cargas admissíveis de estacas de madeira Cuidados: apodrecimento (acima do N.A.; ambientes marinhos) emendas vibração cravação Aplicação: estacas de madeira. Cravação de estaca de madeira. Aplicação: estacas de madeira. Cravação de estaca de madeira. Estacas metálicas Estacas metálicas. Peças de aço laminado ou soldado em Perfis de seção I e H . Chapas dobradas de se seção circular, quadrada ou retangular. Trilhos. Perfis e trilhos empregados da forma simples ou paralela.Estacas metálicas. Estacas metálicas. Aplicação: estacas de metálica. Cravação de estaca metálica a percussão. Aplicação: estacas de metálica. Cravação de estaca metálica a percussão. Aplicação: estacas de metálica. Estaca metálica cravada e cortada na cota do terreno. perfis laminados ou soldados (H, I); trilhos simples ou múltiplos; chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada e retangular elevada resistência ao manuseio e cravação (trabalha bem à flexão) pouco deslocamento de solo: pouca vibração; fácil cravação carga máxima: PERFIS - 400 a 700 kN TRILHOS - 200 a 600 kN emendas: solda, luvas ou parafusos Cuidados: corrosão ligação estaca/bloco de coroamento cravação (encurvamento; prumo) Corrosão: NBR 6122 – descontar 1,5mm da seção resistente se não protegida Locais agressivos: PROTEÇÃO: - encamisamento do concreto; - estaca mista; - pintura protetora LIGAÇÃO ESTACA/BLOCO ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO FABRICAÇÃO. controle de qualidade na confecção e cravação concreto armado ou protendido concreto adensado por vibração ou centrifugação cura a vapor seções mais comuns: circular (maciça ou vazada), quadrada, hexagonal, octogonal carga máxima: 300 a 3300 kN; comprimentos: 6, 8, 10 e 12 metros Estacas pré-moldadas de concreto. Mais usadas. Confeccionadas em concreto armado ou protendido -adensado por centrifugação ou vibração. Seções mais comuns são circular maciça ou vazada – quadrada – hexagonal – octogonal. Vantagens e Desvantagens Estacas pré-moldadas. Vantagens: Podem ser cravadas com uma nega predeterminada. Estáveis em solos compressíveis. A estaca pode ser inspecionada antes da cravação. Pode ser recravada se for afetada por inchamento do solo. Vantagens e Desvantagens Estacas pré-moldadas. Vantagens: O procedimento de construção da estaca não é afetado pelo lençol freático. Pode ser cravada com grandes comprimentos. Segurança que oferece na passagem através de camadas muito moles onde a qualidade da concretagem “in loco” torna-se as vezes restrita. Resistência elevada a compressão e flexão(metálica). Vantagens e Desvantagens Estacas pré-moldadas. Desvantagens: O inchamento e a alteração do solo circundante. Não se pode modificar o comprimento com rapidez. Pode sofrer danos durante a cravação. Barulho e vibração. Vantagens e Desvantagens Estacas pré-moldadas. Desvantagens: A armadura pode ser danificada no levantamento e transporte. Não pode ser cravada com diâmetro muito grande ou em locais onde haja limitação de altura para equipamento. Normalmente solução mais cara, com os perfis / trilhos atingindo maiores profundidades. Estacas pré-moldadas de concreto. Comprimento da estaca é limitado a 27m e cargas de até 1000kn, caso aja necessidade se faz uma emenda. Detalhe emenda. Estacas pré-moldadas de concreto. Cuidados no manuseio das estacas. içamento emendas cravação (proteção da cabeça; energia; choque excêntrico; nega falsa;prumo) elevação da superfície do solo Desvantagens: vibração necessidade de armadura dificuldade de construir no comprimento necessário: emendas e arrasamento Içamento de estacas pré-moldadas de concreto Proteção na cabeça da estaca durante a cravação Excesso de energia de cravação Emendas Estacas pré-moldadas de concreto. Estacas pré-moldadas de concreto. Carga máxima indicada nos catálogos técnicos do fabricante. Dimensão Ø - (cm) cor Carga Admissível (tf.) PESO (kg/ml) Área da Seção de Concreto (cm²) Perímetro (cm) 15 verde Até 18 43 176 47 17,5 amarelo 20-22 54 227 53 20 azul 30-35 75 314 63 23 branco 45-50 103 415 72 26 vermelho 55-60 132 530 82 28 preto 60-70 150 615 88 33 laranja Vazada cheia 160 210 660 855 104 104 Estacas pré-moldadas de concreto. Estacas pré-moldadas de concreto. Estacas pré-moldadas de concreto. Estacas mistas. As estacas pré-moldadas podem ser constituídas por um único elemento estrutural (madeira, aço, concreto armado ou protendido). Ou pela associação de dois desses elementos (e não mais do que dois) quando será denominada “estaca mista” Estacas mistas. Quando as estacas pré-moldadas necessitarem de emendas. Esta deve ser projetada e executadas de modo a impedir a separação entre os elementos e manter o alinhamento e suportar as cargas que ocorrem durante a cravação e o trabalho da estaca. Estacas mistas Associação de dois materiais (concreto/metal, concreto/madeira) reforço de fundações elementos pré-moldados justapostos (λ= 80cm a 5 m) macaco hidráulico com reação na estrutura (cravação por prensagem) É constituída de elementos justapostos (de concreto armado, protendido ou de aço) ligados uns aos outros por emenda especial e cravados sucessivamente por meio de macacos hidráulicos. Estaca mega São utilizados como reforço de fundações ou substituição de fundações já existentes, usando como reação à própria estrutura. Sua desvantagem é o alto custo e o longo tempo para cravação. Aplicações Fatores que determinam a escolha do tipo de estaca. A localização e o tipo de estrutura. Condições do solo. Durabilidade. Custo. Aplicação Podem ser cravadas por Prensagem , Vibração ou Percussão. Em terrenos resistentes cravação é auxiliada por perfuração prévia, a seco ou com o uso de lama estabilizante, jato d’água ou ar O final da cravação e sempre a percussão. Aplicação: cravação por prensagem. Evita vibrações , Barulho. Utilização de macacos hidráulicos que reagem contra uma plataforma de sobrecarga ou contra a própria estrutura. Cravação pode ser feita aos pares. Aplicação: cravação por vibração. Foi desenvolvido na Ex-União Soviética. Martelo vibratório dotado de garras e massas excêntricas. Martelo vibratório pode ser empregado tanto na cravação como na extração da estaca. Aplicação: cravação por percussão. Mais utilizado em obras industriais fora das cidades. Utilizam-se pilões de queda livre ou martelos mecânicos a diesel ou a vapor. Pilão deverá ser suspenso por cabo simples. Capacete no topo da estaca para amortecer os golpes. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Detalhe do capacete. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Cravação com auxilio de injeção d’água ou ar. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Reforços na cabeça e ponta da estaca. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Estocagem das estacas pré-moldadas no canteiro de obras. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Cravação de estaca pré-moldada com bate estacas. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Emenda em estaca de concreto. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Estacas cravadas com variação de profundidade. Aplicação: estacas de concreto Estacaatingiu o ponto de nega. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Detalhe de uma estaca razada próximo ao nível do terreno. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Comprimentos de estacas para o bota fora. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Conjunto de estacas que irão sustentar um bloco de fundação. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Escavação e razamento das estacas na cota inferior do bloco. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Forma do bloco de concreto assente sobre lastro de brita N.2 antes da locação e travamento. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Armadura de bloco instalada, com arranque dos pilares sendo locados e colocados. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Bloco com armadura e arranque de pilares posicionados, pronto para concretagem. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Concretagem de bloco de fundação por meio de bomba e vibração por mangote. Aplicação: estacas de concreto Cravação por percussão. Cravação de estaca seção quadrada, vazada feita em concreto de concreto. ESTACAS MOLDADAS IN LOCO ESTACA FRANKI Sua execução consiste em cravar um tubo de revestimento com ponta fechada por meio de bucha e recuperado na fase de concretagem. Capacidade de desenvolver elevada carga de trabalho para pequenos recalques. Pode ser executada abaixo do NA. Diâmetros de 0,35 a 0,60m. A execução deste tipo de estaca segue o seguinte procedimento: 1. Crava-se no solo um tubo de aço, cuja ponta é obturada por uma bucha de concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida sobre as paredes do tubo. Ao se bater com o pilão na bucha, o mesmo arrasta o tubo, impedindo a entrada de solo ou água; 2. Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base alargada; 3. Uma vez executada a base e colocada a armadura, inicia-se a concretagem do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo- se o tubo à medida da concretagem, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo CONTROLE DE EXECUÇÃO – locação do centro das estacas; – profundidade de cravação/escavação; – verticalidade do tubo e de sua retirada da camisa, para não haver estrangulamento do fuste; – velocidade de execução; – armação das estacas; – nega; – cota de arrasamento da cabeça da estaca; – altura de queda do pilão; – volume de concreto empregado na execução do bulbo. ESTACAS ESCAVADAS MOLDADAS “IN- LOCO” Assim se denomina a estaca em que, com auxílio de lama bentonítica (se for o caso), é previamente feita uma perfuração no terreno, com retirada de material, em seguida, é cheia com concreto (concretagem submersa, quando abaixo do nível d’água). Essas estacas substituem, em alguns casos, os clássicos tubulões sob ar comprimido. Os seus diâmetros variam até 2,5 m e suas profundidades alcançam 40 m ou mais. ESTACA ESCAVADA MECANICAMENTE (S / LAMA) Caminhão com perfuratriz. - Acima do N.A. - Perfuratrizes rotativas - Profundidades até 30m - Diâmetros de 0,20 a 1,70m (comum até 0,50m) ESTACA ESCAVADA (C/LAMA BENTONÍTICA) A lama tem a finalidade da dar suporte a escavação. Existem dois tipos: • estacões (circulares φ=0,6 a 2,5m – perfuradas ou escavadas) • barretes ou diafragma (retangular ou alongadas, escavadas com “clam-shells” - Figura ). Processo executivo: a) Escavação e preenchimento simultâneo da estaca com lama bentonítica previamente preparada; b) Colocação da armadura dentro da escavação cheia de lama; c) Lançamento do concreto, de baixo para cima, através de tubo de concretagem (tremonha) Fatores que afetam a escavação: i) Condições do subsolo (matacões, solos muito permeáveis, camadas duras etc); ii) Lençol freático (NA muito alto dificulta a escavação); iii) Lama bentonítica (qualidade); iv) Equipamentos e plataforma de trabalho (bom estado de conservação); v) Armaduras (rígidas) Estacas Escavadas Retangular (Barrete) É um tipo de fundação profunda executada por escavação mecânica, com uso de lama bentonítica ou uso de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem. Seqüência executiva: 1) Colocação da camisa guia escavação com clamshell, completando com lama o volume escavado. 2) Atingida a profundidade prevista, coloca-se a armadura e o "air-lift" ou bomba de submersão para a troca de lama usada por nova. 3) Colocação do tubo de concretagem e da bomba de submersão início da concretagem submersa com concreto plástico. 4) Terminada a concretagem, procede-se o aterro da parte superior e ao arrancamento da camisa guia. Segundo publicação da Franki, a utilização das estacas escavadas oferece as seguintes vantagens: - execução sem vibração e ruídos; - possibilidade de atravessar camadas do solo de grande resistência devido as ferramentas de escavação; - execução rápida; - possibilidade de atingir grandes profundidades; - possibilidade de resistir a grandes cargas com um único elemento de fundação, reduzindo deste modo o volume dos blocos; - executada com ferramenta mecânica “clam-shell”. ESTACA ESCAVADA EM ROCHA Seqüência Construtiva: 1) Cravação de camisa metálica até o topo da rocha. 2) Colocação da perfuratriz Wirth e escavação em rocha por circulação reversa. 3) Colocação da armadura. 4) Concretagem submersa da estaca. 5) Estaca pronta. ESTACA RAIZ São aquelas em que se aplicam injeções de ar comprimido imediatamente após a moldagem do fuste e no topo do mesmo, concomitantemente a remoção do revestimento. Neste tipo de estaca não se utiliza concreto e sim argamassa. A estaca raiz é uma estaca concretada “in loco”, com diâmetro acabado variando de 80 a 410 mm e que apresenta elevada tensão de trabalho ao longo do fuste que é constituído de argamassa de areia e cimento e é inteiramente armado ao longo de todo seu comprimento. A aplicação inicial das estacas raiz foi ligada ao reforço de antigas fundações de edificações de pequeno porte, as quais o acesso era restrito a equipamentos de grande porte. A utilização de equipamentos de pequeno porte e movidos a eletricidade favorecia o funcionamento em locais fechados, evitando barulho e fumaça de motores a explosão. As perfuratrizes atingiam grandes profundidades, flexibilizando o dimensionamento de cargas de trabalho, determinadas muito mais pela capacidade estrutural da seção do que pela condição de suporte do subsolo. Essas vantagens fizeram com que este tipo de estaca se desenvolvesse mundialmente. Passou a ser utilizada também como solução de contenção de encostas, devido à possibilidade de executá-la inclinada com orientações tridimensionais formando um reticulado espacial. A concepção é aquela de uma estrutura de gravidade interna no terreno, fazendo com que o volume de solo atravessado pelas estacas, convenientemente espaçadas, trabalhasse como um maciço rígido resistindo à tração, através de armação do fuste da estaca. Atualmente, o aumento dos diâmetros das estacas tipo raiz bem como do porte dos equipamentos que a executam, tornaramessa estaca uma solução viável para fundações de edifícios. O processo executivo de uma estaca tipo raiz é composto basicamente de quatro fases consecutivas; perfuração, instalação da armadura, preenchimento com argamassa e remoção do revestimento e aplicação de golpes de ar comprimido. A Figura abaixo ilustra todo o processo executivo das estacas tipo raiz. (Moura et al, 2009 -UNIFOR) Processo executivo de estaca raiz. Estacas Injetada A Norma de Fundações NBR 6122/96 define estaca injetada como sendo aquela na qual através de injeção sob pressão de produtos aglutinantes, normalmente calda de cimento, procura-se aumentar a resistência de atrito laterais, de ponta ou ambas. A injeção deve ser feita de maneira a garantir que a estaca tenha a carga admissível prevista no projeto e pode ser aplicada em um ou mais estágios. Seqüência Executiva: A execução de uma estaca injetada moldada no solo compreende as seguintes fases: • Escavação do furo; • Colocação da armadura; • Moldagem do fuste. ESTACA STRAUSS Duas fases: perfuração (sonda ou piteira), colocação do tubo de revestimento recuperável (simultaneamente) e lançamento do concreto. A concretagem é feita com apiloamento e retirada da tubulação (guincho manual ou mecânico). Diâmetros de 0,25 a 0,62m. As principais características (Vantagens) das Estacas Strauss são: • Reduzida trepidação e, consequentemente, pouca vibração nas edificações vizinhas à obra. • Possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado, permitindo cotas de arrasamento abaixo da superfície do terreno. • Facilidade de locomoção dentro da obra. • Permite conferir durante a percussão, por meio de retirada de amostras do solo, a sondagem realizada. • Permite verificar, durante a perfuração, a presença de corpos estranhos no solo, matacões e outros, possibilitando a mudança de locação antes da concretagem. • As estacas do tipo strauss são moldadas “in loco”, com processo relativamente simples e eficaz. A perfuração é executada com o auxílio de uma sonda, denominada “piteira”, • com a utilização parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem da fundação no local • Capacidade de executar estacas próximas às divisas do terreno, diminuindo assim, a • excentricidade nos blocos. • Execução de estacas com capacidade de 20 ton, 30 ton e 40 ton. Cuidados: • Quando não conseguir esgotar água do furo não deve executar; • Presença de argilas muitos moles e areias submersas; • Retirada do tubo. A sua execução é muito simples, não requerendo aparelhagem especial além de um pilão. São utilizados processos comuns de escavação (semelhança com as sondagens), em que começa-se por apoiar sobre o solo (observado o ponto de marcação do eixo do bloco da fundação – centro do pilar) o tubo metálico da “strauss”. Em sequência processa a escavação por dentro deste tubo – retirada do solo com auxílio de uma sonda que cai no solo e faz com que o solo entre dentro deste tubo de auxílio à escavação, sendo este retirado do furo com solo a ser removido para nova operação de retirada de solo e assim por diante. Este processo faz com que se “enterre” um tubo de diâmetro igual ao da estaca. Atingida a profundidade prefixada, enche-se o tubo com cerca de 75 cm de concreto, que vai sendo apiloado à medida que se retira o tubo. Esta operação se repete até o concreto atingir a cota desejada. Embora bastante simples a sua execução, devem-se tomar cuidados especiais, sobretudo quando se trabalha abaixo do lençol d’água dentro do molde. Isto se consegue observando-se constantemente as posições relativas do molde e do concreto de enchimento. Mais simples do que estas estacas escavadas são as estaca broca. As estacas do tipo strauss são moldadas “in loco”, com processo relativamente simples e eficaz. A perfuração é executada com o auxílio de uma sonda, denominada “piteira”, com a utilização parcial ou total de revestimento recuperável e posterior concretagem da fundação no local. ESTACA APILOADA • Também conhecida como soquetão ou estaca pilão. Utiliza-se o equipamento do tipo Strauss sem revestimento. • Sua execução consiste na simples queda de um soquete, com massa de 300 a 600kg, abrindo um furo de 0,20 a 0,50m, que posteriormente é preenchido com concreto. • É possível executar em solos de alta porosidade, baixa resistência e acima do NA. • Muito utilizada no interior do Estado de São Paulo, principalmente na região de Bauru. Estacas Hélice Contínua Introduzida no Brasil em 1987 e mais amplamente difundida em 1993. Caracterizada pela escavação do solo através de um trado contínuo possuidor de hélices em torno de um tubo central vazado. Após sua introdução no solo até a cota especificada, o trado é extraído concomitantemente à injeção do concreto (slump ≅ 24cm, pedrisco e areia) através de tubo vazado. - Diâmetros de 0,275m a 1,20m; - Comprimentos de até 33m, em função da torre ; - Executada abaixo do NA; - Tempo de execução de estaca de 0,40m de diâmetro e 16m de comprimento em torno de 10min (escavação e concretagem). - Não ocasiona vibração no terreno A estaca hélice contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco", executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto através da haste central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno. (Site Engenharia, 2009) Metodologia executiva – Perfuração A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado para vencer a sua resistência. A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua penetração no terreno. A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes com índices de SPT`s acima de 50 dependendo do tipo de equipamento utilizado. A velocidade de perfuração produz em média 250m por dia dependendo do diâmetro da hélice, da profundidade e da resistência do terreno. Controle executivo • Para controlar a pressão de bombeamento do concreto, utiliza-se um instrumento medidor digital, que informa todos os dados de execução da estaca, tais como: inclinação da haste, profundidade da perfuração, torque e velocidade de rotação da hélice, pressão de injeção, perdas e consumo de concreto. • Os parâmetros indicados no mostrador digital são registrados e fornecidos a um microcomputador para aplicação de software que imprime o relatório da estaca com as informações obtidas no campo. • Em centros urbanos, próximo a estruturas existentes, escolas, hospitais e edifícios históricos, por não produzir distúrbios ou vibrações e de não causar descompressão do terreno. • Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde, em geral, há um grande número de estacas sem vibrações de diâmetros pela produtividade alcançada. • Como uma estrutura de contenção, associada ou não a tirantes protendidos, próximo à estruturas existentes, desde que os esforços transversais sejam compatíveis com os comprimentos de armação permitidos. Detalhe dos equipamentos empregados na execução da estaca hélice contínua Concretagem • Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central, preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é extraída do terreno sem girar ou girando lentamente no mesmo sentido da perfuração. • O concreto normalmente utilizado apresenta resistênciacaracterística fck de 18 Mpa, é bombeável e composto de areia, pedriscos ou brita 1 e consumo de cimento de 350 a 450 Kg/m3, sendo facultativa a utilização de aditivos. • O abatimento ou "Slump" é mantido entre 200 e 240mm. Normalmente é utilizada bomba de concreto ligada ao equipamento de perfuração através de mangueira flexível. • O preenchimento da estaca com concreto é normalmente executado até a superfície de trabalho sendo possível o seu arrastamento abaixo da superfície do terreno guardadas as precauções quanto a estabilidade do furo no trecho não concretado e a colocação da armação. Colocação da armação O método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da armação após a sua concretagem. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com o auxílio de um pilão de pequena carga ou vibrador. As estacas submetidas a esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de 2 a 5,5m de comprimento. No caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração, somente será possível para comprimentos de armações de no máximo 16m, m função do método construtivo. No caso de armações longas, as "gaiolas" devem ser constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na armação longitudinal para evitar a sua deformação durante a introdução no fuste da estaca. Equipamentos O equipamento empregado para cravar a hélice no terreno é constituído de um guindaste de esteiras, sendo nele montada a torre vertical de altura apropriada à profundidade da estaca, equipada com guias por onde corre a mesa de rotação de acionamento hidráulico. Os equipamentos disponíveis permitem executar estacas de no máximo 25m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V) ESTACA ÔMEGA (MONITORADA) Introduzida no Brasil em 1997. A cabeça é cravada por rotação, podendo ser empregada à mesma máquina utilizada nas estacas hélice contínua; durante a descida do elemento perfurante o solo é deslocado para baixo e para os lado do furo. Após sua introdução no solo até a cota especificada, o trado é extraído concomitantemente à injeção do concreto (slump ≅ 24cm, pedrisco e areia) através de tubo vazado. - Diâmetros de 0,31m a 0,66m; - Comprimento em função da torre (até 33m); - Executada abaixo do NA; - Tempo de execução de estaca de 0,40m de diâmetro e 16m de comprimento em torno de 10min (escavação e concretagem); - Não ocasiona vibração no terreno; - Limitada pelo torque da máquina ESTACA ÔMEGA (MONITORADA) RESUMO DAS CARACTERÍSTICAS DAS PRINCIPAIS FUNDAÇÕES Segundo o Fundações - Manual de Estruturas Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 2008) Características das Fundações Profundas consideradas: Produtividade, Capacidade de carga, Profundidade máxima e Vibrações causadas
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