Aula 7 FUNDAÇÕES PROFUNDAS.ppt

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FUNDAÇÕES
Prof Bruna Coelho
F U N D A Ç Õ E S	
Fundações de Edifícios
Projeto do edifício
Cálculo das cargas
Investigação do terreno
Definição do tipo e fundação
(controlado)
(controlado)
(não controlado)
(não controlado)
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FUNDAÇÕES PROFUNDAS
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Feita a trado, em solo sem água, de forma a não haver fechamento do furo nem desmoronamento.
A execução simples em quatro fases:
	- Escavação manual/mecanizada;
	- Compactação do fundo do furo;
	- Armadura e,
	- Lançamento do concreto.
Broca
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Geralmente as brocas não são armadas, apenas levam pontas de ferro destinadas a amarrá-las à viga baldrame ou blocos. 
Devemos armar as brocas quando:
Verificarmos que as mesmas, além de trabalharem a compressão, também sofrem esforços laterais;
Forem tracionadas; e
Quando em algumas brocas, encontramos solo resistente a uma profundidade inferior a 3,0 m.
Geralmente o fundo do furo não é compactado e o lançamento do concreto é feito diretamente no solo, sem proteção.
É conveniente adotar cargas não superiores a 5 toneladas por unidade, em solos coesivos e na ausência de lençol freático.
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Esses valores são aproximados, pois sua execução é manual, geralmente o fundo do furo não é compactado e o lançamento do concreto é feito diretamente no solo, sem proteção.
É conveniente adotar cargas não superiores a 5 toneladas por unidade, em solos coesivos e na ausência de lençol freático.
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Estaca escavada
Caracterizam-se por serem moldadas no local após a escavação do solo, que é efetuada mecanicamente com trado helicoidal;
Seu emprego é restrito a perfuração acima do nível d'água;
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Estacas de Madeira
São cravadas mediante a aplicação de golpes consecutivos de um martelo ;
Pode ser cravado no solo por meio da percussão, pela prensagem e pela vibração. No Brasil o mais comum, são os equipamentos a percussão.
A cravação à percussão pode ser feita por dois tipos de martelo: queda livre e automático. O martelo automático age sobre o efeito de propulsão, provocada por ação do vapor, ar comprimido ou dos gases de explosão de óleo diesel.
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Empregando martelo de queda livre, estes deverão ter um peso mínimo, fixado na NBR 6122/1996, para cada tipo de estaca; 
Entre o martelo e a estaca são utilizados: a) Capacete – para guiar a estaca e acomodar os amortecedores; e b) Os amortecedores – cepo (colocado em cima do capacete visando proteger o martelo de tensões elevadas) e coxim (colocado entre o capacete e a estaca visando proteger a estaca e distribuir as tensões aplicadas);
A produtividade da estaca cravada é de 50 m diários.
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As estacas de madeira são troncos de árvores, bem retos e regulares, cravados normalmente por percussão. No Brasil a madeira mais empregada é o eucalipto (obras provisórias);
Para obras definitivas tem-se usado as denominadas “madeiras de lei” como por exemplo a peroba, a aroeira, a maçaranduba e o ipê.
A duração da madeira é praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente submersa;
Quando sujeitas à variação do nível d’água apodrecem pela ação de fungos aeróbicos (uso de substâncias protetoras);
A tensão admissível compatível com, o tipo e a qualidade da madeira (NBR 7190/97). 
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Estaca de aço
Constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de seção I e H, como também por trilhos após sua remoção de linhas férreas;
A principal vantagem está no fato de se prestarem à cravação em quase todos os tipos de terreno, permitindo fácil cravação e uma grande capacidade de carga;
A quantidade de oxigênio que existe nos solos naturais não danifica a estaca;
NBR 6122 exige que nas estacas metálicas enterradas seja descontada a esp. de 1,5 mm.
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Estaca de concreto pré-moldada
Moldadas em canteiro ou usina (seção cheia ou vazada);
A armadura pode ser de concreto armado (armadura passiva) ou com concreto armado com armadura protendida; 
Apresenta como vantagens um maior controle de qualidade na concretagem (cobertura normalizada em todo comprimento da estaca), seção da estaca uniforme, além de poderem atravessar correntes de águas subterrâneas;
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São fornecidas em elementos com comprimentos variáveis entre 4,00 e 12,00 metros que possibilitam emenda;
As emendas podem ser executadas pela união soldada de dois anéis, previamente fundidos nas extremidades das estacas, ou com luvas de aço;
 A emenda por solda garante uma continuidade estrutural da estaca, enquanto a por luva cria uma “rótula” no local da emenda;
Pode apresentar problemas em presença de águas agressivas que oxidam a armação (pintura com produtos de base asfáltica.
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Estaca tipo Strauss
O processo de fabricação da estaca do tipo Strauss consiste na retirada de terra com sonda ou piteira e, simultaneamente, introduzir tubos metálicos rosqueáveis entre si, até atingir a profundidade desejada e posterior concretagem com apiloamento e retirada da tubulação;
As estacas tipo Strauss podem ser armadas ou não.
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Principais vantagens:
Ausência de vibrações e trepidações em prédios vizinhos;
possibilidade de verificar durante a perfuração, a presença de corpos estranhos no solo, matacões, etc, permitindo a mudança de locação antes da concretagem;
possibilidade da constatação das diversas camadas e natureza do solo, pois a retirada de amostras permite comparação com a sondagem à percussão;
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Possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado;
possibilidade de montar o equipamento em terrenos de pequenas dimensões; e 
autonomia, importante em regiões ou locais distantes.
Principais desvantagens:
quando a pressão da água for tal que impeça o esgotamento da água no furo com a sonda, a adoção desse tipo de estaca não é recomendável;
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em argilas muito moles saturadas e em areias submersas, o risco de seccionamento do fuste pela entrada de solo é muito grande, e nesses casos esta solução não é indicada; e
é indispensável um controle rigoroso da concretagem da estaca de modo a não ocorrer falhas, pois a maior ocorrência de acidentes com estas estacas devem-se a deficiências de concretagem durante a retirada do tubo.
A sua produtividade diária é de 30 m, tendo uma profundidade máxima de 20 a 25 m.
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Não deve ser admitida a execução em solos onde a camada resistente se situe acima do nível aqüífero, sendo vedada o seu emprego em argilas submersas de consistência muito mole. As estacas terão comprimento máximo de 15 m.
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Estaca Franki
Consiste na cravação dinâmica de um tubo de revestimento ponta fechada por meio de bucha que isola este tubo da água do subsolo e é recuperado após a concretagem;
A armação da estaca é constituída por barras longitudinais e estribos que devem ter dimensões compatíveis com o diâmetro do tubo e do pilão. 
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Principais aspectos:
a base alargada dá maior resistência de ponta que todos os outros tipos de estaca;
o apiloamento da base compacta solos arenosos e em solos argilosos expele a água da argila, que é absorvida pelo concreto seco da mesma, consolidando e reforçando seu contorno;
o apiloamento compacta o solo e aumenta o atrito lateral;
o comprimento pode ser ajustado durante a cravação;
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A sua produtividade diária é de 40 m, aproximadamente, e a sua profundidade máxima é de 36 m;
As desvantagens ficam por conta da pega do concreto acontecer em contato com o solo e da grande vibração provocada durante a cravação que pode prejudicar os prédios vizinhos.
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Estaca Mega
Constituída por tubos de concreto simples ou armado, vazados, com diâmetro externo de 25 cm e interno de 8 cm com comprimento de 50 cm;
É formada pela justaposição vertical de diversos tubos, cravados no terreno por meio de um macaco hidráulico acionado por uma bomba injetora de óleo.
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Características da estaca mega:
Possibilidade de substituição das fundações existentes simultâneas ao uso da edificação.
Acréscimo da capacidade suporte das fundações existentes.
Modificação parcial de fundações existentes
em virtude de uma eventual deficiência localizada (recalques diferenciais).
Execução em locais pequenos e de difícil acesso a pessoas e equipamentos.
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Isenção de vibrações durante a cravação, reduzindo os riscos de uma eventual instabilidade que por ventura venha a ocorrer, devido à precariedade de fundações existentes.
Aumento imediato da segurança da obra após a cravação sucessiva de cada estaca Mega.
Limpeza da obra durante a execução, sem adição de água ou formação de lama.
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Estaca Ômega
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.
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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;
Os diâmetros da estaca ômega de 27 a 62 cm, sendo a profundidade máxima de 28m.
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Este tipo de estaca é de baixo grau de ruído e vibração, com processo executivo monitorado por sensores ligados ao computador.
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Estaca tipo Hélice Contínua
Moldada in loco, executada através de um equipamento que possui um trado helicoidal contínuo, que retira o solo conforme se realiza a escavação, e injeta o concreto simultaneamente, utilizando a haste central desse mesmo trado;
Pode ser empregada na maioria dos tipos de solos, exceto em locais onde há a presença de matacões e rochas. Estacas muito curta, ou que atravessam materiais extremamente moles também deve ter sua utilização analisada cuidadosamente.
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A produtividade da estaca hélice contínua varia de 150 a 400 m por dia, dependendo da profundidade da estaca, do diâmetro da hélice, do tipo e resistência do terreno e do torque do equipamento;
A profundidade máxima do equipamento varia de 20 a 24 m, tendo alguns equipamentos que chegam a 30 m.
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Estaca raiz
Escavadas com perfuratriz, executadas com equipamento de rotação ou rotopercussão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido;
É recomendado para obras com dificuldade de acesso para o equipamento de cravação, pois emprega equipamento com pequenas dimensões (altura de aproximadamente 2m); 
Pode atravessar terrenos de qualquer natureza matacões e rocha) Pode ser de forma inclinada. 
A produtividade diária é de aproximadamente 30 m;
Para as estacas raiz, a carga nominal depende da armadura utilizada.
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	Estaca escavada com 			lama bentonítica
A lama tem a finalidade de dar suporte a escavação;
Existem dois tipos: estacões (circulares φ=0,6 a 2,0m – perfuradas ou escavadas) e barretes ou diafragma (retangular ou alongadas, escavadas com “clam-shells”).
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Processo executivo:
Escavação e preenchimento simultâneo da estaca com lama bentonítica previamente preparada;
Colocação da armadura dentro da escavação cheia de lama;
Lançamento do concreto, de baixo para cima, através de tubo de concretagem (tremonha).
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Tubulão
São elementos de fundação profunda constituído de um poço (fuste), normalmente de seção circular revestido ou não, e uma base circular ou em forma de elipse; 
O tubulão é construído concretando um poço revestindo ou não, por um tubo de aço ou de concreto armado (manilha) de diâmetro mínimo de 70 cm, garantindo a entrada e o trabalho de um poceiro, pelo menos na sua etapa final, para completar a geometria da escavação e fazer a limpeza do solo.
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Os tubulões dividem-se em dois tipos básicos: a céu aberto (com ou sem revestimento) e a ar comprimido (pneumático) revestido.
Os tubulões à céu aberto é o mais simples, resulta de um poço perfurado manualmente ou mecanicamente e a céu aberto. 
Seu emprego é limitado para solos coesivos e acima do nível d'água. 
É uma boa alternativa econômica para altas cargas solicitantes, superior a 250 tf. 
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A produtividade diária é de 4 m³ de escavação manual, para tubulões até 10 m de profundidade, e de 80 m³ de escavação mecânica, para tubulões até 15 m de profundidade;
Os tubulões a ar comprimido ou pneumáticos utiliza uma câmara de equilíbrio em chapa de aço e um compressor;
 Utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de empregar escavação mecânica ou cravação de estacas, como em áreas com alta densidade de matacões, lençóis d´água elevados ou cotas insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação. 
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Vantagens:
os custos de mobilização e de desmobilização são menores que os de bate-estacas e outro equipamentos;
as vibrações e ruídos são de muito baixa intensidade;
pode-se observar e classificar o solo retirado e compará-lo às condições do subsolo previstas no projeto;
o diâmetro e o comprimento do tubulão pode ser modificado durante a escavação para compensar condições do subsolo diferentes das previstas;
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As escavações podem atravessar solos com pedras e matacões, sendo possível penetrar em vários tipos de rocha;e 
É possível apoiar cada pilar em um único fuste, em lugar de diversas estacas, eliminando a necessidade de bloco de coroamento.
Em tubulões ar comprimido deve-se tomar as seguintes providências :
	Equipe permanente de socorro médico, estar disponível na obra câmara de descompressão equipada, compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva e que seja garantida a renovação do ar
que seja garantida a renovação do ar
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que seja garantida a renovação do ar
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Caixões
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;
É destinado a escorar as paredes da escavação e impedir a entrada de água enquanto vai sendo cravado no solo;
Terminada a operação o caixão passa a fazer parte da infra-estrutura. São utilizados, por exemplo, como fundação de um pilar de ponte na substituição de dois ou mais tubulões.
que seja garantida a renovação do ar
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que seja garantida a renovação do ar
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Obrigado!
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