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CATÁLOGO ELETRÔNICO FUNDAÇÕES, GEOTECNIA E ESTRUTURAS ATUAMOS EM TODO O BRASIL Rua Cândido Xavier, nº 251 - Batel Curitiba - Paraná - Brasil CEP 80240-280 TeleFax: (041) 3016-9512 E-mail: benapar@benapar.com.br Site: http://www.benapar.com.br TIPOS DE FUNDAÇÃO PROFUNDA O tipo de fundação deve ser escolhido com base nos seguintes fatores: Fatores Técnicos, tais como natureza e característica do solo, nível do lençol d’água no local, recalques admissíveis e esforços solicitantes previstos. Fatores Econômicos, tais como custos para execução dos diversos tipos, situação e disponibilidade de espaço no canteiro de obras, condicionantes construtivas do projeto e riscos com relação a vizinhos e terceiros, etc. * A tabela a seguir ilustra o exposto acima, apresentando diversos tipos de fundações segundo uma escala numérica de 1 a 10. Quanto maior o número da escala, tanto mais propício é o solo para aquele tipo de fundação. Denominação Típica do Grupo de solo ou rocha Facilidade de Execução Capacidade de Carga Tubulão revestido com camisa de concreto ou metálica com ou sem ar comprimido Tubulão e estaca escavada sem revestimento Estaca raiz e Tirantes Estacas pré- moldadas e Tipo Franki Estaca Metálica Estaca de ponta e tubulão com base alargada submetidos à compressão Estacas por atrito lateral submetidos à compressão Tirantes e estaca submetidos à tração Rochas Rochas sãs 10, c/ explosivo 5, c/ martelete 10, c/ martelete de fundo Impossível Impossível 10 10 10 Rochas Fraturadas 10, c/ explosivo 3, c/ martelete 6, c/ tubex Impossível Impossível 9 9 9 Alterações de Rochas 10, c/ explosivo Impossível 6, c/ tubex Impossível 3 9 9 9 Rochas e solos Enrocamentos 3, com martelete Impossível 6, c/ tubex Impossível Impossível zero zero zero Solos com matacão ou talus 3, com martelete A analisar 6, c/ tubex Impossível 3 Segue a granulometria predominante Segue a granulometria predominante Segue a granulometria predominante Solos Grossos Pedregulhos misturados ou não com areia, silte e argila 3, c/ martelete Impossível 6, c/ tubex Impossível 5 A analisar A analisar A analisar Areias com pedregulhos 8, c/ pá e picareta Impossível 6, c/ tubex 3 8 De 3 a 8 conforme a compacidade De 3 a 8 conforme a compacidade De 3 a 8 conforme a compacidade Areias sem pedregulhos 10, c/ pá e picareta Impossível 7, c/ revestimento 6 10 Areias siltosas ou argilosas 10, c/ pá e picareta Impossível 7, c/ revestimento 7 10 Solos Finos Siltes inorgânicos, areias finas siltes arenosos, siltes argilosos de baixa plasticidade 10, c/ pá e picareta 1 8, c/ revestimento 10 10 De 2 a 7, conforme a compacidade De 2 a 7, conforme a compacidade De 2 a 7, conforme a compacidade Argila inorgânica de baixa a média plasticidade, com ou sem pedregulhos; arenosas ou não 10, c/ pá e picareta 2 9, c/ revestimento 10 10 De 1 a 6, conforme a dureza De 1 a 6, conforme a dureza De 1 a 6, conforme a dureza Siltes inorgânicos, solos siltosos ou arenosos mináceos ou diatomáceos 10, c/ pá e picareta 8 10, c/ revestimento 10 10 De 2 a 7, conforme a dureza De 2 a 7, conforme a dureza De 2 a 7, conforme a dureza Argilas inorgânicas de elevada plasticidade 10, c/ pá e picareta 10 10, s/ revestimento 10 10 De 1 a 6, conforme a dureza De 1 a 6, conforme a dureza De 1 a 6, conforme a dureza Solos Orgânicos Argilas orgânicas de média a alta plasticidade, siltes 5, c/ pá e picareta 7 8, c/ revestimento 9 9 De 1 a 5, conforme a dureza De 1 a 5, conforme a dureza De 1 a 5, conforme a dureza Turfa, solo orgânicos de baixa plasticidade 3, c/ pá e picareta Impossível Impossível 7 7 zero zero zero ESTACAS PRÉ-MOLDADAS As estacas pré-moldadas de concreto armado são a opção mais indicada para terrenos com a presença de água e com possibilidade de desmoronamento. Sua capacidade de carga é dada pelo atrito lateral gerado pelo esforço de cravação e pela resistência de ponta, quando esta alcança solo compacto ou duro. Se a capacidade de carga da estaca for proveniente somente de atrito lateral, então ela é chamada de estaca flutuante. Estas estacas têm cargas nominais entre 180 e 1150 kN. Formas padrão de 15 cm até 42 cm Anel de Emenda Luva de Emenda CONFECÇÃO DAS ESTACAS Estribo Helicoidal Soldagem de Armação Montagem de Armação Reduc - Petrobrás Pista de produção de estacas circulares Produção de estacas prancha Içamento de estacas com Guincho Hidráulico Vista Geral de pista de fabricação de estacas pré-moldadas no canteiro 75.000 m (Caxias - RJ - 1994) ESTACAS PRÉ-MOLDADAS "BENAPAR" EM CONCRETO ARMADO ( COM AÇO CA - 50) Bitola (cm) *Carga Máxima Estrutural Admissível(kN) Massa (kg/m) Área Perímetro Distância Mínima entre eixos(cm) 15 180 42 177 47 60 18 260 61 255 57 60 23 400 100 416 72 60 28 550 148 616 88 70 33 750 205 855 104 85 38 900 272 1134 119 95 42 1150 332 1385 132 105 * A carga máxima admissível estrutural se refere à peça de concreto enquanto elemento estrutural. A capacidade de carga final ou de trabalho deve levar em consideração o conjunto estaca-solo e deve ser verificada individualmente em função dos dados geográficos da obra e da cravabilidade da estaca. Equivalência entre estaca circular e estaca quadrada "A forma da estaca tem relação com o valor unitário do atrito lateral. Verificou-se em ensaios que, no caso de argila sedimentar, o valor do atrito lateral por unidade de área para estacas circulares é maior que para estacas quadradas. Conclui-se, portanto, que o diâmetro da estaca circular equivale à dimensão do lado da estaca quadrada". (Cimentaciones Profundas - Robert D. Chellis - Editora Diana - México - 1971). "Em areias, pesquisas de Vesic (1963) mostraram que o atrito lateral é sempre maior para estacas circulares, aumentando esta diferença de 17% até 78% com aumento da compacidade. Jaime et al, através de resultados de ensaios em argilas, chegaram à conclusão de que o coeficiente de redução da capacidade de carga a ser adotado para estacas quadradas em relação às circulares é de 0,75". ( apud Luciano Decourt - Cap.8 - Fundações Teoria e Prática, Editora Pini - 1998 ). ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Estacas pré-moldadas fabricadas no canteiro de obras l Diminuição dos custos de transportes e impostos l Eliminação das trincas provenientes do transporte l Controle de Qualidade feito no próprio local da cravação Estacas pré-moldadas fabricadas sob encomenda l Armações específicas para momentos fletores e esforços horizontais de projeto l Comprimentos exatamente de acordo com as características geométricas da obra, evitando sobras acima da cota de arrazamento prevista. Momentos Fletores Admissíveis Em Estacas Pré-moldadas "BENAPAR" FORÇAS HORIZONTAIS ADMISSÍVEIS Forças Horizontais Admissíveis em Estacas Pré-moldadas - Solo Mole ou Fofo Método utilizado: Matlock and Reese Hipóteses: -Estaca longa tipo "BENAPAR" ( 8m) -Estaca isolada, livre na cabeça e totalmente enterrada. -Momento fletor nulo na cabeça da estaca. -Momento de inércia da seção considerado no estádio II, na flexão composta. Forças Horizontais Admissíveis em Estacas Pré-moldadas - Solo Médio ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Techint - HDT - Replan 15000 m de estacas pré- moldadas (Paulínea - SP - 1996) Sonae- Hipermercado Big - Av das Torres 13000 m de estacas pré-moldadas e metálicas(Curitiba - PR - 1998) Cia Antártica do Piauí 14000 m de estacas pré- moldadas (Teresina - PI - 1982) Volvo 10.000 de estacas pré-moldadas (Curitiba - PR - 1977) Coamo - Terminal de Grãos 65000 m de estacas pré- moldadas (Paranaguá - PR - 1983) BLOCOS PADRÃO "BENAPAR" PARA ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Diâmetro Dado Número de Estacas por Bloco 1 2 3 4 5 6 Retangular 6 Hexagonal 7 15 A (cm) 35 95 100 95 140 155 160 160 B (cm) 35 35 75 95 95 95 115 115 h (cm) 35 25 25 30 60 70 60 60 Vc (m3) 0,04 0,08 0,19 0,27 0,79 0,99 1,11 1,11 Paço (kg) 3 5 11 16 48 59 66 66 18 A (cm) 40 90 95 90 145 140 145 145 B (cm) 40 40 80 90 100 90 140 140 h (cm) 40 30 30 45 60 55 60 60 Vc (m3) 0,06 0,11 0,23 0,34 0,83 0,69 1,24 1,24 Paço (kg) 4 6 14 21 50 42 74 74 23 A (cm) 45 105 110 105 150 165 170 170 B (cm) 45 45 95 105 105 105 150 150 h (cm) 45 30 35 40 60 65 60 60 Vc (m3) 0,09 0,14 0,36 0,44 0,91 1,13 1,53 1,53 Paço (kg) 5 9 22 26 54 68 92 92 28 A (cm) 50 120 125 120 170 190 195 195 B (cm) 50 50 110 120 120 120 170 170 h (cm) 50 35 40 50 70 80 70 70 Vc (m3) 0,13 0,21 0,55 0,72 1,40 1,82 2,32 2,32 Paço (kg) 8 13 33 43 84 109 139 139 33 A (cm) 55 140 145 140 200 225 230 230 B (cm) 55 55 125 140 140 140 200 200 h (cm) 55 45 50 60 85 95 85 85 Vc (m3) 0,17 0,35 0,91 1,18 2,35 2,99 3,91 3,91 Paço (kg) 10 21 54 71 141 180 235 235 38 A (cm) 60 155 160 155 225 250 260 260 B (cm) 60 60 140 155 155 155 225 225 h (cm) 60 50 55 65 95 105 95 95 Vc (m3) 0,22 0,47 1,23 1,56 3,23 4,07 5,56 5,65 Paço (kg) 13 28 74 94 194 244 333 333 42 A (cm) 60 165 175 165 245 270 280 280 B (cm) 60 60 155 165 170 165 245 145 h (cm) 60 55 60 75 105 115 105 105 Vc (m3) 0,22 0,54 1,63 2,04 4,28 5,12 7,19 7,19 Paço (kg) 13 33 98 123 257 307 432 432 Obs: A distância mínima do eixo das estacas até a divisa é maior entre o raio da estaca e 40 cm. A = maior dimensão B = menor dimensão h = altura do bloco Vc = volume de concreto Paço= peso do aço ESTACAS METÁLICAS As estacas metálicas são indicadas para terrenos com perfil geológico irregular, com muitas pedras ou matacões, ou estacas muito curtas, onde se torna difícil e muitas vezes até impossível a cravabilidade das estacas de concreto armado. Cargas máximas em estacas metálicas totalmente enterradas Tipo de Estaca Denominação Área (cm2) Massa ( kg/m) ** Carga Máxima Admissível Perfis metálicos H 6" X 6" 47,3 37,1 400 I 8" X 4" 34,8 27,3 300 I 10"X 45/8" 48,1 37,7 400 I 12"X 51/4" 77,3 60,6 700 Trilhos TR 25 31,4 24,7 250 - (200)* TR 32 40,9 32,1 350 - (250)* TR 37 47,3 37,1 400 - (300)* TR 45 56,8 46,7 450 - (350)* TR 50 64,2 50,3 550 - (400)* TR 57 72,6 56,9 600 - (450)* Nota: * Os valores entre parênteses referem-se a trilhos velhos com redução de peso de 20% **A carga máxima admissível refere-se à peça enquanto elemento estrutural. A capacidade de carga final ou de trabalho deve levar em consideração o conjunto estaca-solo e deve ser verificada individualmente em função dos dados geotécnicos específicos da obra e da cravabilidade da estaca. Seções Transversais de Estacas tipo "trilho" Procedimento para ligação da estaca metálica com o bloco de concreto para estacas de compressão Portela Engenharia 2110 m de perfil metálico (Curitiba - PR - 1998) ESTACAS RAIZ Estacas raiz são estacas escavadas, perfuradas com circulação de água ou martelo roto-percussivo de até 450 mm de diâmetro, executadas com injeção de argamassa ou calda de cimento a baixa pressão ( até 0,5 MPa). São revestidas com camisa de aço recuperável, recebendo pressão no topo nas várias etapas de retirada dos tubos de revestimento. O equipamento de perfuração de pequeno porte permite a perfuração com ângulo. As estacas raiz são mais indicadas para locais de difícil acesso, reforços de fundação, complementações de obras, e locais onde o elemento de fundação, precisa ultrapassar camadas rochosas para atingir as cargas exigidas em projeto. Tubovia - EQUIPAV - Petrobrás 7.500 m - 150 a 310 mm (Paulínea - SP - 1996) CONIC - HDT - REPLAN - Petrobrás 8.700 m - 150 a 400 mm (Paulínea - SP - 1996) DADOS TÉCNICOS DE ESTACAS RAIZ Diâmetro acabado (mm) 130 160 190 250 310 400 450 Diâmetro externo revest. (mm) 114 140 168 220 275 359 412 Diâmetro externo estribo (mm) Monobarra Monobarra 125 176 225 304 355 Diâmetro em rocha (mm) *** 101 127 178 228 305 355 ARMADURA CARGAS MÁXIMAS À COMPRESSÃO ( kN ) Ferros cm2 N N N N N N N 1 20 3,15 180 230 290 440 640 1010 1260 1 22 3,88 200 250 310 460 660 1030 1280 2 16 4,00 200 250 310 470 660 1040 1280 1 25 5,00 220 280 340 490 690 1060 1310 3 16 6,00 250 300 360 520 710 1090 1330 2 20 6,30 260 310 370 520 720 1090 1340 2 22 7,76 290 340 410 560 760 1130 1380 4 16 8,00 300 350 410 570 760 1140 1380 3 20 9,45 390 450 600 800 1170 1420 2 25 10,00 400 460 620 810 1190 1430 5 16 10,00 400 460 620 810 1190 1430 3 22 11,64 440 500 660 850 1230 1480 6 16 12,00 450 510 670 860 1240 1490 4 20 12,60 470 530 680 880 1250 1500 7 16 14,00 560 720 910 1290 1540 3 25 15,00 590 740 940 1310 1560 4 22 15,52 600 760 950 1330 1570 5 20 15,75 610 760 960 1330 1580 6 20 18,90 840 1040 1410 1660 5 22 19,40 1050 1420 1670 4 25 20,00 1060 1440 1690 7 20 22,05 1120 1490 1740 6 22 23,28 1150 1520 1770 5 25 25,00 1560 1810 7 22 27,16 1620 1870 6 25 30,00 1690 1940 Obs.:1) A distância mínima do eixo das estacas até a divisa é a maior entre o raio da estaca e 30 cm. 2) O diâmetro do estribo é limitado pelo diâmetro do revestimento na perfuração em solo, pois deve passar dentro deste. 3) O diâmetro da estaca em rocha, abaixo de uma perfuração em solo, é menor que o da estaca em solo porque a ferramenta de perfuração em rocha deve passar por dentro do revestimento recuperável utilizado na perfuração em solo, no caso de uso do martelo de fundo convencional. 4) As cargas máximas à compressão referem -se à peça enquanto elemento estrutural. A capacidade de carga final ou de trabalho deve levar em consideração o conjunto estaca-solo e deve ser verificada individualmente em função dos dados geotécnicos específicos da obra e da possibilidade de perfuração da estaca. Diâmetro ( mm ) A ( cm ) B ( cm ) C ( cm ) D ( cm ) h ( altura ) 130 35 95 60 85 30 160 40 100 60 95 35 190 45 115 70 110 40 250 50 130 80 120 45 310 55 155 100 140 55 400 65 195 130 180 60 450 70 210 140 190 65 ESTACAS RAIZ EM MATACÕES, ENROCAMENTOS E ROCHA A adoção conjunta de martelos de fundo e compressores de alta pressão aumentou bastante a rapidez da perfuração em rocha. É possível executar perfurações de até 400 mm com altas velocidades de penetração. Esta solução é muito eficiente nos casos em que o solo apresenta pouca resistência, e é necessário o embutimento da estaca na rocha. Os martelos de fundo podem operar com ferramentas especiais que têm condições de revestir o furo simplesmente à perfuração (sistema "Tubex"), o que dá rapidez e segurança a perfurações em terrenos com a presença de matacões e enrocamentos. Zopone Engenharia 430 m de estaca raiz 310 mm mbutidas em rocha (Pato Branco - PR - 1999) Construtel 250m de estaca 310 mm, embutidas em rocha (Jaraguá do Sul - SC - 1999) Bit de perfuração em rocha para 400 mm. 1ª Camada Solo não coesivo (revestimento convencional) 2ª Camada Solo com matacões (martelo de fundo "Tubex" ) 3ª Camada Rocha (Martelo de fundo convencional) ESTACAS ESCAVADAS E TUBULÕES NÃO SUPORTADOS A CÉU ABERTO A solução em estaca escavada não encamisada, sem lama estabilizante ou a céu aberto, é uma opção de fundação paraterrenos sem presença de água, onde não ocorram desmoronamentos durante a escavação. Neste caso, se a estaca trabalhar somente à compressão, é uma das opções mais econômicas já que é moldada in loco com o uso de concreto usinado, e necessita somente armadura para engastamento da estaca no bloco . Além disso, apresenta grande rapidez de execução. Enterpa - FURNAS 65 torres de transmissão com estacas escavadas de até 1,3 m ( Interior do Paraná - 1999 ) Carioca Engenharia 30 torres em tubulão a céu aberto - Via Light ( Nova Iguaçu - RJ - 1997 ) TUBULÕES ENCAMISADOS A CÉU ABERTO E A AR COMPRIMIDO O tubulão é uma opção de fundação com alta capacidade de carga por seus grandes diâmetros e sua base alargada. Ele pode ser executado a céu aberto, isto é simplesmente escavado manualmente e concretado; ou executado com ar comprimido, nos casos onde há presença de água, como fundações de pontes. Neste segundo caso, ele é escavado sob uma campânula de ar comprimido que não permite a percolação de água, e a campânula é retirada somente após a concretagem. O tubulão trabalha principalmente com a resistência de ponta, dada por sua base alargada, que é assentada sobre terreno com alta capacidade de carga. Processo Executivo Esquema de Montagem LEGENDA 1. Tubulão pronto para receber mecanismo de compressão (campânula). 2. Campânula sendo adaptada ao tubulão. 3. Tubulão comprimido e pronto para receber mão de obra especializada. 4. Campânula preparada para início das operações em ar comprimido. 5. Tubulão comprimido com pressão de ar igual à coluna de água existente, até a profundidade da câmara de trabalho. 6. Homem sob pressão escavando. 7. Campânula comprimida com pressão igual à câmara de trabalho. 8. Tubulão pronto e concretado. 9. Mecanismo de compressão removido (campânula). Viaduto RFFSA - Jardim Itália 18 tubulões a ar comprimido (Taubaté - SP - 1989) DADOS TÉCNICOS PARA TUBULÃO Dimensionamento Geométrico Carga em Tubulões VALORES DE H (cm) TENSÃO (MPa) VOLUMES (m3) CARGA (kN) F 70 80 90 100 110 120 B 80 30 - - - - - 0,14 - - - - - 90 40 30 - - - - 0,23 0,18 - - - - 100 50 40 30 - - - 0,33 0,28 0,23 - - - 110 55 50 40 30 - - 0,41 0,40 0,35 0,26 - - 120 65 55 50 40 30 - 0,55 0,50 0,49 0,42 0,33 - 130 75 65 55 50 40 30 0,71 0,66 0,60 0,58 0,49 0,38 140 85 75 65 55 50 40 0,89 0,84 0,78 0,71 0,68 0,57 150 90 85 75 65 55 50 1,05 1,05 0,98 0,91 0,82 0,78 160 100 90 85 75 65 55 1,27 1,22 1,22 1,14 1,05 0,94 170 110 100 90 85 75 65 1,53 1,48 1,41 1,40 1,31 1,20 180 120 110 100 90 85 75 1,81 1,76 1,69 1,61 1,60 1,49 190 125 120 110 100 90 85 2,06 2,08 2,01 1,93 1,83 1,81 200 135 125 120 110 100 90 2,40 2,34 2,36 2,28 2,17 2,06 210 155 135 125 120 110 100 2,77 2,72 2,64 2,66 2,56 2,44 220 150 145 135 125 120 110 3,09 3,13 3,06 2,97 2,98 2,86 230 160 150 145 135 125 120 3,54 3,47 3,50 3,41 3,31 3,31 240 - 160 150 145 135 125 - 3,96 3,87 3,90 3,80 3,67 250 - 170 160 150 145 135 - 4,47 4,39 4,30 4,32 4,20 260 - 180 170 160 150 145 - 5,03 4,95 4,86 4,75 4,76 270 - - 180 170 160 150 - - 5,55 5,45 5,35 5,22 280 - - 185 180 170 160 - - 6,05 6,10 5,99 5,86 LEGENDA: - VALORES DE H (cm) - VALORES de VOLUMES (m3) B(cm) - Diâmetro da base F(cm) - Diâmetro do fuste BASE SEÇÃO 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 70 3846 75 110 150 190 230 260 300 340 380 80 5024 100 150 200 250 300 350 400 450 500 90 6358 120 190 250 310 380 440 500 570 630 100 7850 150 230 310 390 470 540 620 700 780 110 9498 180 280 370 470 560 660 750 850 940 120 11304 220 330 450 560 670 790 900 1010 1130 130 13266 260 390 530 660 780 920 1060 1190 1320 140 15386 300 460 610 760 920 1070 1230 1380 1530 150 17662 350 520 700 880 1050 1230 1410 1580 1760 160 20096 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 170 22686 450 680 900 1130 1360 1580 1810 2040 2260 180 25434 500 760 1010 1270 1520 1780 2030 2280 2540 190 28388 560 850 1130 1410 1700 1980 2260 2550 2830 200 31400 620 940 1250 1570 1880 2190 2510 2820 3140 210 34618 690 1030 1380 1730 2070 2420 2760 3110 3460 220 37994 750 1130 1510 1890 2270 2650 3030 3410 3790 230 41526 830 1240 1660 2070 2490 2900 3320 3730 4150 240 45215 900 1350 1800 2260 2710 3160 3610 4060 4520 250 49062 980 1470 1960 2450 2940 3430 3920 4410 4900 260 53066 1060 1590 2120 2650 3180 3710 4240 4770 5300 270 57226 1140 1710 2280 2860 3430 4000 4570 5150 5720 280 61544 1230 1840 2460 3070 3690 4300 4920 5530 6150 TABELA PADRÃO PARA ESTACAS ESCAVADAS Diâmetro Carga Admissível (kN) Dado Número de Estacas por Bloco p/ = 2MPa p/ = 4MPa 1 2 3 4 5 30 d = 90cm 141 283 A (cm) 50 140 145 140 206 B (cm) 50 50 130 140 140 h (cm) 50 45 50 65 90 Vc (m3) 0,13 0,32 0,94 1,27 2,59 Paço (kg) 8 19 57 76 156 40 d = 120cm 251 503 A (cm) 60 180 190 180 268 B (cm) 60 60 165 180 180 h (cm) 60 60 70 85 120 Vc (m3) 0,22 0,65 2,18 2,75 5,79 Paço (kg) 13 39 131 165 347 50 d = 150 393 785 A (cm) 70 220 230 220 330 B (cm) 70 70 200 220 220 h (cm) 70 75 85 105 150 Vc (m3) 0,34 1,16 3,92 5,08 10,88 Paço (kg) 21 69 235 305 653 60 d = 180cm 565 1139 A (cm) 80 260 270 260 392 B (cm) 80 80 235 260 260 h (cm) 80 90 105 125 180 Vc (m3) 0,51 1,87 6,66 8,45 18,33 Paço (kg) 31 112 400 507 1100 70 d = 210cm 770 1539 A (cm) 90 300 315 300 454 B (cm) 90 90 275 300 300 h (cm) 90 105 120 150 210 Vc (m3) 0,73 2,84 10,40 13,50 28,58 Paço (kg) 44 170 624 810 1715 80 d = 240cm 1005 2011 A (cm) 100 340 355 340 516 B (cm) 100 100 310 340 340 h (cm) 100 120 140 170 240 Vc (m3) 1,00 4,08 15,40 19,62 42,08 Paço (kg) 60 245 924 1177 2525 90 d = 270cm 1272 2545 A (cm) 110 380 395 380 578 B (cm) 110 110 345 380 380 h (cm) 110 135 155 190 270 Vc (m3) 1,33 5,64 21,12 27,44 59,27 Paço (kg) 80 339 1267 1646 3556 100 d = 300cm 1571 3141 A (cm) 120 420 440 420 B (cm) 120 120 380 420 h (cm) 120 150 175 210 Vc (m3) 1,73 7,56 29,26 37,04 Paço (kg) 104 454 1756 2223 110 d = 330cm 1901 3801 A (cm) 130 460 480 460 B (cm) 130 130 415 460 h (cm) 130 165 190 235 Vc (m3) 2,20 9,87 37,85 49,73 Paço (kg) 132 592 2271 2984 120 d = 360cm 2262 4524 A (cm) 140 500 B (cm) 140 140 h (cm) 140 180 Vc (m3) 2,74 12,60 Paço (kg) 165 756 d= distância mínima entre eixos A= maior dimensão B= menor dimensão h= altura do bloco Vc= volume de concreto Paço= peso do aço 1) d= distância mínima do eixo das estacas até a divisa é maior entre o raio da estaca e 35 cm. 2) A capacidade de carga final ou de trabalho deve levar em consideração o conjunto estaca-solo e deve ser verificada individualmente em função dos dados geotécnicos específicos da obra e da possibilidade de perfuração da estaca. ESTACAS TIPO FRANKI Devido ao seu método executivo com grande energia de cravação, este tipo de fundação pode atingir maiores capacidades de carga com menores profundidades, pois a própria cravação propicia uma maior compactação do solo, tanto no fuste da estaca como na sua ponta. Além disso, elas têm a base alargada, por isso são uma boa alternativa para cargas muito altas em terrenos que não permitem escavação não suportada. Dekorvalle Construções Edifício Le Mans 1800 m 520 mm ( Balneário Camburiú - 1997 ) Processo Executivo BLOCOS PADRÃO PARA ESTACAS TIPO FRANKI Diâmetro Dado Número de Estacas por Bloco 1 2 3 4 5 6 Retangular 6 Hexagonal 7 35 d = 120 cm Ac = 4 16 mm C = 550 / 700kN A (cm) 55 180 190 180 272 305 315 315 B (cm) 55 55 165 180 180 180 275 275 h (cm) 55 65 75 90 125 140 125 125 Vc (m3) 0,17 0,64 2,35 2,92 6,11 7,67 10,83 10,83 Paço (kg) 10 39 141 175 367 460 650 650 40 d = 130 cm Ac =4 16 mm C = 700 / 900 kN A (cm) 60 200 210 200 302 340 350 350 B (cm) 60 60 180 200 200 200 305 305 h (cm) 60 70 80 100 140 155 140 140 Vc (m3) 0,22 0,84 3,02 4,00 8,47 10,54 14,95 14,95 Paço (kg) 13 50 181 240 508 632 897 897 52 d = 160 cm Ac = 4 20 mm C = 1300 / 1600 kN A (cm) 70 255 270 255 392 440 455 455 B (cm) 70 70 235 255 257 255 395 395 h (cm) 70 95 105 130 185 205 185 185 Vc (m3) 0,34 1,70 6,66 8,45 18,66 23,00 33,25 33,25 Paço (kg) 21 102 400 507 1119 1380 1995 1995 60 d = 180 cm Ac = 4 22 mm C = 1700 / 2300 kN A (cm) 80 290 300 290 444 500 B (cm) 80 80 265 290 290 290 h (cm) 80 105 120 150 210 235 Vc (m3) 0,51 2,44 9,54 12,62 27,02 34,04 Paço (kg) 31 146 572 757 1621 2043 1) A distância mínima do eixo das estacas até a divisa é a maior entre o raio da estaca e 40 cm. 2) A carga admissível de compressão (C) refere-se à peça enquanto elemento estrutural. A capacidade de carga final ou de trabalho deve levar em consideração o conjunto estaca-solo e deve ser verificada individualmente em função dos dados geotécnicos específicos da obra e da cravabilidade da estaca. A = maior dimensão B = menor dimensão h = altura do bloco Vc = volume de concreto Paço= peso do aço d = distância mínima entre eixos Ac = armadura de compressão C = carga admissível de compressão MÉTODO AMARAL/BENAPAR DE ANÁLISE DE CAPACIDADE DE CARGA EM ESTACA O MÉTODO (Dados para estacas de referência pré-moldadas e circulares) Valores de K Valores de Tipos de solo areia silte argila 440 310 160 Pr = PI + Pp PI = x NI x SI Pp = K x Np x Sp Legendas P : carga aplicada (kN) Pr : carga de ruptura (kN) PI : carga resistida pelo atrito lateral (kN) Pp : carga resistida pela ponta (kN) SI : área lateral do fuste (m2) Sp : área da ponta (m2) NI : N(SPT) médio lateral Np : N(SPT) médio da ponta r: recalque (mm) NI TIPOS DE SOLO areia silte argila 1 16,0 14,0 23,0 2 12,6 11,0 15,2 3 10,9 9,5 11,9 4 9,8 8,6 10,0 5 9,1 8,0 8,8 6 8,5 7,5 7,8 7 8,1 7,1 7,2 8 7,7 6,8 6,6 9 7,4 6,5 6,2 10 7,1 6,3 5,8 12 6,7 5,9 5,2 14 6,4 5,6 4,7 16 6,1 5,3 4,4 18 5,8 5,1 4,1 20 5,6 4,9 3,8 25 5,2 4,5 3,3 30 4,9 4,3 3,0 35 4,6 4,0 2,7 40 4,4 3,8 2,5 45 4,2 3,7 2,3 50 4,1 3,6 2,2 EXEMPLO DE CÁLCULO PELO MÉTODO AMARAL/BENAPAR Obra: Brown Boveri - Curitiba Estaca: 435 1)Gráfico Carga - Recalque em Prova de Carga Estática 2) Sondagem a percussão do local 3) Exemplo de cálculo DADOS: Estacas: 435 Diâmetro: 40cm Comprimento: 12,00m Pr = 1510 kN (resultado da extrapolação da prova de caga pelo método de Van der Veen) Pr = PI +Pp PI = x NI x SI Pp = K x Np x Sp A) Cálculo da Carga Resistida pelo atrito lateral Estaca com 12,00m de comprimento com a ponta em solo de silte arenoso com argila. A.1) De 0 4,00m - Argila. NI1 = (5+7+10+9)/4 = 7,75 SI1 = x 0,40 x 4 = 5,03 m2 1 = 6,8 (tabela) A.2) De 5,00 m a 12,00 m - Silte NI2 = (12+11+14+14+10+13+12+14)/8 = 12,50 SI2 = x 0,40 x 8 = 10,05 m2 2 = 5,8 (tabela) A.3) PI = 1NI1SI1 + 2NI2SI2 PI = 6,8 x 7,75 x 5,03 + 5,8 x 12,5 x 10,05 = 994 kN B) Cálculo da Carga Resistida pela ponta Np = (12 +14+19)/ 3 = 15 Sp = ( x 0,402)/4 = 0,125 m2 K = 310 (tabela) Pp = K x Np x Sp Pp = 310 x 15 x 0,125 = 581 kN C) Cálculo da Carga Total resistida pela estaca Pr = PI + Pp Pr = 994 + 581 = 1575 kN VANTAGENS DO MÉTODO Na fundação por estaca, o solo rompe por punção sob a ponta da estaca, precedida por deslizamentos entre solo e estaca ao longo do fuste. Diz-se, então que a estaca rompe (se não há ruptura estrutural da própria estaca) quando atinge essa condição. A carga então aplicada é definida como carga de ruptura ou carga última da estaca. Quando se examina o gráfico carga-recalque obtido de prova de carga, podem-se distinguir nele três regiões. Na primeira, correspondendo ao deslocamento relativo praticamente proporcionalmente entre carga e recalque. Na segunda, a relação entre carga deixa de ser linear, e a relação r / P passa a ser crescente com a carga P. Finalmente, na terceira região, os recalques crescem indefinidamente sem acréscimo de carga. Essas regiões correspondem, no entendimento atual, respectivamente à mobilização de toda a resistência por atrito lateral, à mobilização da resistência de ponta acrescida ao atrito lateral, e ao alcance de carga de ruptura. A BENAPAR desenvolveu método de cálculo que leva em conta a forma da curva carga-recalque, método este verificado através de análise das provas de carga de seu banco de dados, e que põe à disposição de seus clientes. SONDAGENS, PROVA DE CARGA ESTÁTICA, DINÂMICA E ENSAIOS GEOTÉCNICOS Os parâmetros de solo e rocha usualmente necessários para os projetos de fundação são obtidos dos resultados das sondagens a percussão SPT, das medições de torque SPT-T e das sondagens rotativas. As provas de carga são realizadas para verificar a capacidade das estacas para os esforços de compressão, tração e horizontais. PDA ( Pile Driving Analizer ) Execução de Provas de Carga Dinâmica para Hipermercado BIG da Av. das Torres ( Curitiba - PR - 1998 ) CEJEN Prova de carga estática de 2200 kN em estaca raiz (Araucária - PR- 1992) TENENGE - Ramal Ferroviário 31 sondagens a percussão com medição de torque (SPT-T) Ensaios geométricos PROCTOR, CBR e Limites de Atterberg (Paulínea - SP - 1996) SONDAGEM ÁREA Nº DE FUROS 0 - 200 m2 2 200 - 600 m2 3 600 - 800 m2 4 800 - 1000 m2 5 1000 - 1200 m2 6 1200 - 1900 m2 7 1900 - 2400 m2 8 > 2400 m2 a definir Obs.: Área = área de projeção em planta da edificação. TIRANTES E CONTENÇÕES TIRANTES Os tirantes são elementos que servem de apoio para cortinas de contenção ou podem ser a própria contenção, no caso de encostas. Os tirantes podem ser de barra, de fio ou cordoalha. Dependendo do método executivo, o tirante pode ser reinjetável, o que permite uma posterior reprotensão no caso de sua capacidade de carga. Andrade Gutierrez - Cedae Adutora Imunana - 40 tirantes de 40 m em argila orgânica/rocha (Laranjal - São Gonçalo - RJ - 1997) ESPECIFICAÇÕES PARA TIRANTES Tipo Armação Categoria Massa do aço Seção Força Carga máxima de ensaio Carga de trabalho F escoamento F ruptura Provisório Permanente mm kg/m mm2 kN kN kN Barra 1 22 CA 50 2,98 285 140 160 126 84 73 1 32 GEWI 50/55 6,31 804 400 440 360 240 208 1 32 ST 85/105 6,31 804 680 840 612 408 354 Fios 6 8 CP 150 RB 2,37 302 410 450 369 246 221 8 8 3,16 402 540 600 486 324 280 10 8 3,95 503 680 760 612 408 353 12 8 4,74 604 820 910 738 492 426 Cordoalhas 4 12,7 CP 190 RB 3,10 395 680 750 612 408 353 6 12,7 4,65 759 1010 1130 909 606 525 8 12,7 6,20 1012 1350 1500 1215 810 702 10 12,7 7,75 1266 1590 1780 1521 1014 878 12 12,7 9,30 1519 2030 2250 1827 1218 1055 GEORIO Conteção de encosta à Rua Santo Agostinho tirantes / concreto projetado ( Andaraí - Rio de Janeiro - RJ - 1996 ) Construtora Cidadela Edifício Vila Nova - 18 tirantes em solo com 16 m ( Curitiba - PR ) Ferrovia Sul Atlântico - Pátio Iguacú Estabilização de movimento do maciço com cortina de trilho e placas pré-moldadas. (Curitiba - PR - 1998) Ferroban - Km 110 - Ferrovia Sorocabana Contenção da linha 2 para construção de viaduto, com 110 estacas TR 32, 24 tirantes 32mm e 1100 placas pré-moldadas. (Sorocaba - SP - 1999) CONTENÇÕES A Benapar tem executado contenções com diversas finalidades. Entre elas estão: perfis metálicos ancorados em uma ou mais linhas de tirante; - Contenção de encostas de morro com o uso de tirantes, de solo grampeado projetado; - Contenções em rodovias e ferrovias. Contenções prediais urbanas Hotel Rayon Cortina atirantada, com 3500m de estaca prancha de concreto pré-moldado,com altura de 10,5m. (Curitiba - PR - 1988) Encol - Edifício Work Station 280 estacas (18cm x 40cm - 8m) e 70 tirantes (17m) em alterações de rocha. (Curitiba - PR - 1994) Contenções de encostas Construbase Cortina de perfil pranchadocom extensão de 270 m (Curitiba - PR - 1999) SASSE / Brasitec / Morca Cortina atirantada com 150 estacas raíz 250 e 300 mm e 10 tirantes e reinjetáveis para 200 kN. (Curitiba - PR - 1994) Contenções para rodovias e ferrovias GEOTECNIA DE CONTAMINANTES, ÁREAS DEGRADADAS e ATERROS SANITÁRIOS Investigação de contaminantes Sondagens e poços para retirada de amostras; ensaios de eletroresistividade e geofísicos Poços para remediação e monitoração de contaminantes Serviços geotécnicos para recuperação de áreas degradadas e aterros sanitários Argamassa e concreto projetado; canaletas de captação; drenos superficiais e profundos; atirantamento; aplicação de geomembranas, geotexteis e geogrelhas; revegetação e enleivamento. ALL LOGISTICA Recuperação de área degradada com aplicação de geomembrana, reaterro de argila compactada e dreno profundo ( 150m ) - (Curitiba - PR - 1988) GEORIO Canaleta para captação de águas pluviais em encosta ( Rio de Janeiro - RJ - 1995 ) GEORIO Contenção de encosta em área de risco ( Rio de Janeiro - RJ - 1995 ) INFRA-ESTRUTURAS A Benapar, executa obras de infra-estrutura como continuidade dos serviços de fundação. Assim, foi responsável pela confecção de blocos de solidarização das estacas em torres de telefonia celular, base de equipamentos e outros tipos de obra. TWR - Ericsson Fundação e blocos para 10 torres de telefonia celular, com fundação em estacas raiz em rocha 310 mm, no trecho Niterói ( RJ ) até Vitória ( ES ). ( Site Guarapari - ES - 1998 ) Petrobrás - Replan Bases de concreto para secagem de diesel (Paulínea - SP - 1998 ) Master Inepar Fundação e blocos para 14 torres em estaca raiz, Franki e pré- moldada. ( Paraná e Santa Catarina - 1998 ) RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS E REFORÇOS DE FUNDAÇÃO Estacas raiz para reforço de fundações Concreto projetado Injeções de resina epóxica Concretos especiais, microconcretos e grouts Encamisamento de pilares, vigas e lages Petrobrás - Replan Limpeza de concreto deteriorado ( Paulinea - SP - 1998 ) Petrobrás - Replan Encamisamento de pilares ( Paulinea - SP - 1998 ) Petrobrás - Replan Aplicação de micro-concreto de alta resistência e grout ( Paulinea - SP - 1998 ) Kloss Engenharia 55 estacas raiz para reforço de executadas através de fundação antiga em sapatas de pedra argamassada no Convento dos Capuchinhos das Mercês ( Curitiba - PR - 1998 ) OBRAS DE ARTE E PORTUÁRIAS Fabricação no canteiro e cravação de estacas prancha de concreto para cais Cravação de estacas de concreto armado, com injeção d'água para solos arenosos compactos Estacas verticais e inclinadas cravadas sobre flutuantes, tubadas, metálicas e de concreto Tubulões a ar comprimido Ancoragem de tubulões ou estacas em camadas rochosas com o uso de estaca-raiz Infra e superestrutura completas DER-PR Ponte sobre Rio Iratim - 90 m Infra, superestrutura e tubulões a ar comprimido através de rocha fraturada ( Palmas - PR - 1985 ) Gerdau - Cais do Matarazzo Ampliação do Cais em uma extensão de 200 m, e largura de 8m, incluindo recuperação da estrutura e reforço de fundação do trecho existente. ( Antonina - PR - 1987 ) APRESENTAÇÃO FUNDAÇÕES PROFUNDAS Estacas Pré-moldadas 1.Tipos de Fundação 2.Estacas Pré-moldadas 3.Confecção das Estacas 4.Estacas em CA50 5.PM/Canteiro Obras 6.Forças Horiz. Admissíveis 7.Obas Executadas 8.Blocos Padrão Estaca Metálica 9.Estaca Metálica Estaca Raiz 10.Estaca Raiz 11.Dados Técnicos 12.Aplicações Est. Escavadas e Tubulões 13.Estacas Escavadas 14.Bloco Padrão 15.Tubulões 16.Dados Técnicos Estacas Tipo Franki 17.Estaca Franki 18.Bloco Padrão (Franki) Método AMARAL/BENAPAR 19.Método Amaral/Benapar GEOTECNIA 1.Sondagens e Ensaios 2.Tirantes e Contenções 3.Especificações (Tirantes) 4.Contenções 5.Contaminantes ESTRUTURAS 1.Infra-estruturas 2.Recuperação e Reforços 3.Obras de Arte e Portuárias
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