FUNDAÇÃO DE EDIFICIOS COM RECURSO A MICROESTACAS CRAVADAS EM FERRO FUNDIDO DUCTIL

Prévia do material em texto

Fundação de Edifícios com Recurso a Microestacas Cravadas em 
ferro fundido dúctil – Igreja N. Sra. Navegantes, Lisboa 
 
 
AntónioCristóvão 
JETSJ – Geotecnia, Lda, Lisboa, Portugal, acristovao@jetsj.com 
 
Quintal, Dário 
Alves Ribeiro, S.A, Lisboa, Portugal, dario.quintal@alvesribeiro.pt 
 
Alexandre Pinto 
JETSJ – Geotecnia, Lda, Lisboa, Portugal, apinto@jetsj.com 
 
RESUMO: A fundação de edifícios com recurso a microestacas cravadas em ferro fundido dúctil, 
constitui uma solução com reconhecidas vantagens sob os pontos de vista técnico e económico. 
Elevados rendimentos de execução e a possibilidade de serem utilizados meios convencionais de 
movimentação de terras devidamente adaptados, conferem a esta solução uma elevada versatilidade. 
O presente artigo tem como objectivo descrever os critérios de dimensionamento adoptados na 
solução de fundação da Igreja de Nossa Senhora dos Navegantes, localizada no Parque das Nações, 
Lisboa – Portugal. Adicionalmente, são apresentados os resultados do ensaio de carga realizado no 
local dos trabalhos, os quais confirmam a adequabilidade desta solução ao cenário geológico e 
geotécnico da obra, caracterizado pela proximidade à bacia do rio Tejo e pela presença de aterros 
heterogéneos e camadas aluvionares de argilas moles. 
 
PALAVRAS-CHAVE: fundações indirectas, microestacas cravadas, ensaio de carga. 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Localizada na margem direita do Rio Tejo, em 
Lisboa, a nova Igreja de Nossa Senhora dos 
Navegantes encontra-se na zona urbana do 
Parque das Nações, confinando com uma escola 
e edifícios residenciais de construção recente 
com três e quatro pisos (Figura 1). 
Com uma arquitectura moderna, alusiva aos 
navios utilizados pelos navegadores 
Portugueses, o edifício é caracterizado por uma 
estrutura em betão armado, possuindo um piso 
enterrado e três pisos elevados. 
O complexo é constituído por três corpos 
principais: Edifício do Centro Paroquial 
(localizado a poente); Auditório (localizado a 
nascente) e Edifício do Corpo da Igreja 
(localizado na zona central). Uma torre sineira 
eleva-se do edifício, demarcando a presença 
desta estrutura na paisagem circundante. 
 
Figura 1. Localização da Obra (fonte: google maps). 
 
A bacia do Rio Tejo é conhecida pela 
existência de solos moles de origem aluvionar, 
que alcançam, em determinadas zonas, mais de 
30 metros de espessura, constituindo um desafio 
importante à construção de novas estruturas 
devido ao cenário geológico e geotécnico 
desfavorável. Deste modo, os engenheiros 
geotécnicos desempenham um papel crucial na 
concepção de soluções de fundação 
tecnicamente válidas sob os pontos de vista 
técnico e económico. Idealmente, a realização 
prévia de ensaios de carga deverão ser 
contemplados em fase de obra, confirmando os 
pressupostos de cálculo e ajustando as soluções 
definidas em fase de projecto, sempre que 
necessário. 
 
2 MICROESTACAS CRAVADAS EM 
FERRO FUNDIDO DÚCTIL. 
 
Face ao cenário geológico-geotécnico presente 
no local da obra, verificou-se a existência de 
aterros superficiais heterogéneos, muito 
descomprimidos e com fraca capacidade 
resistente face às acções verticais, havendo a 
necessidade de se adoptar uma solução de 
fundação indirecta que garantisse a estabilidade 
do edifício em fase de exploração. 
De modo a possibilitar a mobilização dos 
esforços da estrutura a estratos competentes, 
detectados a maiores profundidades, optou-se 
por uma solução de fundações indirectas com 
recurso a microestacas cravadas em ferro 
fundido dúctil, constituída por tubos metálicos 
de secção circular, do tipo “TRM”. 
Graças à sua alta resistência mecânica e 
química, o ferro fundido tem sido amplamente 
utilizado em engenharia civil e na indústria da 
construção. No entanto, por si só, o ferro 
fundido é frágil e tem uma força de baixo 
impacto pelo que o ferro fundido dúctil foi 
desenvolvido para melhorar esta situação. O 
resultado é um material moderno que resiste às 
energias de alto impacto geradas durante o 
processo de cravação de estacas. 
Ao ferro fundido dúctil foram adicionados 
grafite em forma nodular e magnésio, 
aumentando a sua resistência interna. A 
produção de tubos através de equipamentos de 
fundição centrífuga, submetidos a um longo 
processo de recombinação a temperatura 
controlada, alteraram significativamente as 
propriedades mecânicas do material, 
aumentando a sua tensão de cedência. O 
resultado é um material com uma tensão de 
cedência (Fy) superior a 300MPa e uma tensão 
de rotura (Fu) superior a 420MPa. 
As microestacas do tipo “TRM” dispõem de 
uniões normalizadas, do tipo macho – fêmea, 
entre troços, e de uma sapata na base. As uniões 
macho-fêmea, por encaixe, são de fácil 
instalação dispensando a realização de trabalhos 
complementares de soldadura ou de união 
roscada. 
A espessura dos tubos duplica nas zonas de 
união, assegurando total transmissão de carga 
entre os troços da microestaca. No presente 
caso, utilizaram-se troços de tubo com 5,0m de 
comprimento (Figura 2). 
 
 
 
Figura 2. Microestacas em ferro fundido dúctil do tipo 
TRM (fonte: “Dywidag - Ductile TRM Ductile Pile 
brochure”). 
 
As microestacas do tipo “TRM” foram 
instaladas por cravação, através da acção de 
martelos hidráulicos, os quais podem ser 
facilmente adaptados a equipamentos de 
escavação convencionais ou a gruas torre. Não 
sendo necessário equipamento especial e mão-
de-obra especializada para a sua instalação, 
considera-se que a solução apresentada é 
bastante versátil, sendo particularmente 
vocacionada para a realização de trabalhos em 
zonas onde existam significativas limitações de 
recursos deste tipo. 
No presente caso, foi utilizado o sistema por 
“via húmida”, o qual consiste na cravação e 
injecção simultânea de microbetão fluido, 
permitindo a instalação de elementos de elevada 
resistência e a obtenção de elevados 
rendimentos de trabalho (Figura 3). 
 
 
 
Figura 3. Processo de instalação de microestacas em ferro 
fundido dúctil do tipo TRM (fonte: “Dywidag - Ductile 
TRM Ductile Pile brochure”). 
 
3 CONDICIONAMENTOS 
GEOTÉCNICOS 
 
O reconhecimento geológico e geotécnico 
consistiu na realização de sondagens com 
ensaios SPT. Foram recolhidas amostras 
permitindo a caracterização das unidades 
litológicas atravessadas e o posicionamento do 
nível freático foi definido tendo por base 
medições realizadas em dois piezómetros de 
circuito aberto instalados no local. 
Os piezómetros são caracterizados por um 
dispositivo compósito constituído por um tubo 
em PVC de 2", crepinado em parte do seu 
comprimento (a partir dos 4,5m no caso 
vertente), colocado no furo de sondagem limpo 
e envolto por material de elevada 
condutibilidade hidráulica (areia siliciosa 
grosseira, limpa e calibrada), preenchendo o 
espaço anelar entre o tubo PVC e a parede do 
furo. As leituras dos níveis de água foram 
efectuadas com sonda eléctrica específica para o 
efeito. 
O cenário geológico e geotécnico é 
caracterizado pela presença de aterros 
heterogéneos, de natureza silto-argilosa, arenosa 
e argilo-arenosa, muito descomprimidos e com 
elevada deformabilidade. 
Observaram-se fracas características 
geomecânicas nos aterros mais superficiais até 
cerca dos 5 a 7,5m de profundidade, com 
valores de NSPT de 0 a 12 pancadas. 
Subjacente a esta camada, intersectaram-se 
depósitos aluvionares constituídos por solos 
de natureza argilo-siltosa, por vezes arenosos, 
com espessuras variáveis de 1,50ma 4,50m, 
caracterizados por valores de NSPT de 1 a 10 
pancadas. 
A formação do Miocénico (substrato) é 
constituída por materiais de constituição argilo-
siltosa, por vezes com passagens greso-
carbonatadas, muito resistentes. São 
característicos desta formação valores de NSPT 
de 20 a 30 pancadas, a profundidades 
compreendidas entre os 20 a 25m, e acima das 
30 pancadas a profundidades superiores. 
Verificou-se um incremento do valor da 
resistência das formações atravessadas em 
profundidade, sendo predominante a existência 
de formações argilo-siltosas muito rijas, com 
valores de NSPT de 60 pancadas. 
De acordo com a informação 
disponibilizada, o nível freático encontra-se à 
profundidade de 2,20m, não tendo sido 
detectada qualquer interferência com a variação 
dos níveis de marés. 
Durante a fase de obra desenvolveu-se um 
programa de prospecção complementar, com 
realização de sondagens e ensaios SPT 
adicionais. Os resultados obtidos conduziram a 
um cenário geotécnico mais favorável do que 
havia sido considerado numa fase inicial, tendo 
sido detectada uma camada de elevada 
resistência entre os 12,0m e os 14,5m de 
profundidade. A referida camada (Miocénico), 
denominada por “Calcários de Marvila”, é 
caracterizada por materiais com fragmentos de 
fósseis, dispersos, nomeadamente, “lumachelas” 
de tonalidades acastanhadas e acinzentadas. 
A referida camada de “lumachelas”, 
apresenta geralmente uma espessura de 1,0m a 
2,0m. A presença e as características resistentes 
desta formação foram devidamente exploradas 
de modo a avaliar-se a sua adequabilidade para 
receber as cargas transmitidas pelos elementos 
de fundação (microestacas “TRM”). 
 
 
 
 
4 SOLUÇÃO ADOPTADA. 
 
Para a fundação do edifício adoptaram-se 
microestacas em ferro fundido dúctil Ø170,0 x 
10,6mm e Ø118,0 x 9,0mm, dimensionadas 
para resistirem às acções verticais transmitidas 
ao nível das fundações do edifício. 
No dimensionamento das microestacas 
procedeu-se à verificação da segurança aos 
Estados Limites Últimos (E.L.U) e Estados 
Limites de Utilização (E.L.Ut), tendo sido 
considerados os valores dos coeficientes 
parciais de segurança relativos às acções e aos 
materiais de acordo com o Eurocódigo 7 – 
Projecto Geotécnico (NP EN 1997-1-201) e 
respectivo anexo nacional (NA), tendo sido 
verificada a capacidade resistente do solo de 
fundação para as acções impostas. 
A verificação interna dos tubos de 
microestacas aos Estados Limites Últimos 
(E.L.U) foi realizada tendo como referência o 
estipulado no Eurocódigo 3 – Projecto de 
Estruturas de aço (NP EN 1993-1-1-2010), 
compreendendo as seguintes verificações, 
consideradas como condicionantes: Estado 
limite último de resistência à compressão 
simples; Estado limite último de resistência ao 
esforço transverso; Estado Limite Último de 
Encurvadura por Varejamento. 
A planta com representação do 
posicionamento das microestacas apresenta-se 
na figura 4. Preconizou-se a execução de uma 
malha complementar de vigas de fundação em 
betão armado para resistir às acções horizontais 
e momentos flectores transmitidos à cabeça das 
microestacas, as quais se assinalam em planta a 
cor azul. 
No total, foram executadas cerca de 2.000 
metros de microestacas Ø 170mm e 
aproximadamente 1.300 metros de microestacas 
Ø118mm, com comprimentos da ordem dos 
12,5m. Tendo por base os resultados da 
campanha de prospecção complementar e os 
obtidos no ensaio de carga realizado no local da 
obra, as microestacas foram directamente 
fundadas no complexo denominado por 
“lumachelas”, o qual exibe elevada resistência e 
reduzida deformabilidade. 
O diâmetro do furo onde foram instalados os 
tubos de microestaca é conferido pelo diâmetro 
da placa colocada na sua base. No presente 
caso, foram utilizadas placas de 200mm nas 
microestacas Ø118mm e placas de 250mm em 
microestacas Ø 170mm. Assim, as microestacas 
em ferro fundido dúctil Ø 118mm foram 
instaladas em furos com 200mm de diâmetro, 
sendo que as microestacas cas Ø170mm foram 
instaladas em furos com diâmetro de 250mm. 
 
 
Figura 4 – Planta de fundações. 
 
Tendo sido utilizado o sistema de cravação e 
de injecção de microbetão fluido em simultâneo 
(via húmida), observaram-se elevados 
rendimentos de trabalho durante a fase de 
execução da obra. 
O recurso à tecnologia de cravação com via 
húmida teve por objectivo aumentar a 
componente resistente do atrito lateral 
mobilizado ao longo do fuste do elemento, 
diminuindo a dependência da resistência de 
ponta, face à possível reduzida espessura da 
camada de “lumachelas” onde as microestacas 
ficaram apoiadas. Atendendo a que o processo 
de instalação da microestacas não pressupõe a 
remoção de solo durante a cravação, considera-
se que o atrito lateral mobilizado ao longo do 
fuste não deverá ser desprezado, principalmente 
nas camadas de solos incoerentes. 
O espaço anelar entre o tubo e furo, bem 
como a secção interior do tubo, foram 
preenchidos com microbetão fluido NP EN206-
1;C25/30;XA2(P);Dmax10;S4;Cl0.4, 
permitindo um aumento significativo da 
resistência interna destes elementos, 
nomeadamente, quando submetidos às acções 
exteriores. No caso que se apresenta, as 
microestacas cravadas em ferro fundido dúctil 
foram instaladas com recurso a uma escavadora 
convencional provida de um martelo hidráulico 
automotor (Figura 5). 
 
 
Figura 5 – Instalação de microestacas cravadas com 
recurso com recurso a uma escavadora convencional 
provida de um martelo hidráulico automotor. 
 
As características do martelo hidráulico 
utilizado para cravação das microestacas 
apresentam-se na Tabela 1 
Tabela1 – Características do martelo hidráulico utilizado 
no processo de cravação das microestacas. 
Diâmetro da 
microestaca 
(m) 
Martelo 
Hidráulico 
Energia 
(J) 
Pancadas 
(min-1) 
Peso 
(kgf) 
Comp. 
(m) 
Ø118mm; 
Ø170mm 
AtlasCopco 
HB220 
4950 280-550 2.200 2,3 
 
Refira-se que a presente solução, realizada 
em meio urbano e na proximidade de uma 
escola, não foi condicionada por fenómenos 
associados a ruído e vibrações produzidos 
durante a execução dos trabalhos. 
Valores de carga vertical máxima de 
dimensionamento de 850kN e 500kN foram 
impostos a microestacas Ø170,0 x 10,6 mm e 
Ø118,0 x 9,0mm, respectivamente. A resistência 
interna do elemento (tubos em ferro fundido 
dúctil e preenchimento de selagem com 
microbetão fluido) estima-se em cerca de 1.268 
kN, para as microestacas Ø170,0 x 10,6mm e 
em cerca de 711 kN, no caso dos elementos 
Ø118,0 x 9,0mm. 
Tendo em consideração as funções e 
condições de uso do edifício, considerou-se a 
classe de importância de categoria 5, 
estabelecida de acordo com a norma “NP 
EN1990-2009 - Eurocódigo 0 – Bases para o 
Projecto de Estruturas”, ao qual corresponde um 
período de vida útil de 100 anos. Atendendo ao 
período de vida útil da estrutura, especial 
atenção foi conferida aos aspectos relacionados 
com a durabilidade dos elementos de fundação 
projectados. 
Embora os fenómenos associados à corrosão 
possam ser praticamente desprezados neste 
caso, dado que a selagem da envolvente e 
interior do elemento metálico diminuirá a sua 
exposição face a elementos ambientais 
agressivos, evitando fenómenos de corrosão 
significativos, para efeitos de dimensionamento 
foi considerada a redução da secção efectiva do 
tubo devido a eventuais fenómenos de corrosão 
que possam vir a ocorrer, mediante uma 
espessurade sacrifício de 1,2mm. A espessura 
de sacrifício foi estabelecida para ambiente 
classificado como moderadamente agressivo 
(5,5<PH<10), conforme disposto na norma 
EN1993-5:2007. 
Sendo que as microestacas cravadas foram 
dimensionadas para resistirem somente às 
cargas verticais, vigas de fundação 
complementares em betão armado constituíram 
uma solução adequada para minorar a 
magnitude das acções horizontais e momentos 
flectores actuantes transmitidos pela estrutura. 
As microestacas cravadas foram 
criteriosamente colocadas nas zonas de maior 
carregamento sob os pilares da estrutura, 
ficando embutidas nas vigas de fundação em 
betão armado. 
De modo a garantir uma ligação eficaz na 
interface microestaca – viga de fundação, 
procedeu-se à colocação de varão helicoidal 
nervurado, em aço S235NL, 8mm com passo 
0,10m, soldado ao tubo na zona de amarração 
(Figura 6). 
Complementarmente, foram soldadas no 
topo do tubo, chapas em aço S275 JR com 
dimensões 350 mm x 350 mm x 10 mm, as 
quais ficaram embutidas nas vigas de fundação 
em betão armado 
 
 
 
Figura 6 – Pormenor construtivo na zona de ligação das 
microestacas às vigas de fundação. 
 
5 ENSAIO DE CARGA. 
 
Antes do início dos trabalhos, procedeu-se à 
realização prévia de um ensaio de carga com o 
objectivo de confirmar os pressupostos 
adoptados em projecto e aferir a resistência e 
deformabilidade do sistema de interacção solo – 
microestaca. 
O ensaio consistiu na aplicação ao coroamento 
do tubo de microestaca Ø118 x 9,0mm, de uma 
carga axial de compressão com um valor 
máximo estimado em cerca de 1.100 kN. Este 
valor corresponde a cerca de duas vezes o 
respectivo valor de projecto (500 kN). 
A carga será fundamentalmente transferida por 
atrito lateral entre o fuste da microestaca e o 
solo envolvente, e por ponta, por intermédio da 
área de contacto no pé da microestaca e o solo. 
Como sistema de reacção, utilizou-se uma 
estrutura composta por perfis metálicos 
HEB240 e maciços em betão armado, 
usualmente utilizados para estabilização de 
gruas torre. Os contrapesos da grua, assentes 
sobre os perfis metálicos, foram suportados por 
manilhas de betão pré-fabricadas preenchidas 
com betão simples. Trata-se de uma solução 
pouco complexa, de montagem rápida e 
bastante económica, dado que todos os 
materiais utilizados podem ser facilmente 
encontrados em estaleiro (Figura 7). 
A carga de ensaio foi aplicada ao coroamento 
da microestaca, através de um maciço de 
encabeçamento em betão armado. Entre o 
coroamento do maciço de betão armado e a 
estrutura de reacção foi posicionado um macaco 
hidráulico de 2 MN, devidamente calibrado 
(com uma célula de carga igualmente 
calibrada), que permitiu a mobilização e o 
controlo da carga instalada durante o ensaio. 
 
 
Figura 7 – Ensaio de carga realizado em obra. 
 
As deformações foram aferidas no topo do 
maciço de encabeçamento em betão, através de 
leituras de quatro extensómetros suportados por 
uma estrutura metálica independente, 
permitindo o controlo rigoroso das deformações 
verticais (assentamentos) e de eventuais 
movimentos de rotação do maciço, originados 
por fenómenos não previstos derivados da 
excentricidade de aplicação da carga. 
Como referido, o ensaio consistiu na aplicação 
de diversos patamares de carga axial, com três 
ciclos de carga-descarga. Os resultados obtidos 
no ensaio de carga realizado apresentam-se na 
Figura 8. 
 
 
 
Figura 8 – Resultados carga-assentamento obtidos no 
ensaio de carga realizado em obra. 
6 RETROANÁLISE. 
 
Perante os resultados obtidos no ensaio de 
carga, foi efectuada uma retroanálise com 
recurso ao programa de elementos finitos Plaxis 
2D. Trata-se de um programa baseado no 
método dos elementos finitos, particularmente 
vocacionado para a resolução de problemas 
geotécnicos, envolvendo processos construtivos 
mais ou menos complexos, possibilitando a 
consideração das fases de construção. 
Na abordagem de cálculo realizada, foi 
adoptado um modelo de estado plano de 
deformação (bidimensional), segundo uma 
malha geométrica de elementos finitos de 15 
nós. As propriedades do solo foram definidas de 
acordo com o modelo “Hardening Soil Model”. 
Os tubos das microestacas foram assimilados a 
um elemento com características iguais à 
rigidez axial e de flexão do material que as 
constitui (tubo em ferro fundido dúctil selado 
com microbetão fluído). 
O atrito desenvolvido entre o microbetão que 
envolve o tubo e o solo foi modelado através da 
criação de uma interface, à qual se atribuiu um 
factor de redução de resistência (Rinter), o qual 
estabelece a relação entre a rugosidade do 
microbetão (atrito e adesão) e a resistência do 
solo envolvente (ângulo de atrito interno e 
coesão). 
No presente caso, foi atribuído ao factor de 
redução de resistência (Rinter) o valor de 0,9 
nas interfaces em contacto com solos de 
natureza silto-arenosa e o valor de 0,7 nas 
interfaces em contacto com solos silto-argilosos 
e argilo-siltosos. 
A calibração entre os resultados de cálculo e 
os resultados obtidos no ensaio de carga foi 
efectuado por ajuste dos parâmetros de 
resistência e deformabilidade da camada de 
“lumachelas”, a qual se posiciona a uma cota 
coincidente com a ponta dos tubos de 
microestaca. Da análise realizada, considera-se 
que a referida camada de “lumachelas” 
desempenha um papel relevante no 
comportamento da solução de fundação, dada a 
sua elevada resistência por comparação com 
demais os materiais presentes ao longo do fuste. 
A malha de elementos finitos e os 
assentamentos obtidos para uma carga actuante 
de 500 kN são apresentados na Figura 9. 
Os resultados obtidos conduziram a um 
assentamento de 5,3mm, sob a acção de uma 
carga vertical de 500 kN. 
 
 
 
Figura 9 – Resultados dos assentamentos obtidos para 
uma carga axial de 500 kN – Plaxis 2D. 
 
Para a referida carga, apresentam-se na figura 
10 os resultados comparativos dos 
assentamentos, correspondendo a linha azul aos 
resultados carga-assentamento observados no 
ensaio de carga e a linha vermelha aos 
resultados carga-assentamento determinados 
através do programa de elementos finitos Plaxis 
2D. 
 
 
 
Figura 10 – Curvas comparativas dos resultados carga-
assentamento observados no ensaio de carga (a azul) e os 
determinados através do programa Plaxis 2D (a 
vermelho). 
Considera-se que os resultados da 
retroanálise, realizada por intermédio do 
programa de elementos finitos Plaxis 2D, 
conduzem a uma boa aproximação por 
comparação com os resultados observados no 
ensaio de carga realizado. 
 
 
7 INSTRUMENTAÇÃO E 
MONITORIZAÇÃO. 
 
Dispositivos de monitorização foram colocados 
em diversos pontos da estrutura, permitindo 
controlar e registar os assentamentos ocorridos 
durante a construção do edifício. As leituras dos 
deslocamentos foram aferidas através de alvos 
topográficos, colocados ao nível térreo do 
edifício. 
As medições trigonométricas absolutas foram 
realizadas através de uma estação total, provida 
de “hardware” e “software” indicados para o 
efeito. A campanha de monitorização consistiu 
na leitura de ângulos e distâncias dos alvos 
topográficos, por forma a compensar a distância 
em relação aos pontos de referência. 
Os pontos de referência para determinação dos 
deslocamentos da estrutura posicionaram-se 
fora da área de influência da obra. As precisões 
finais do sistema de observação foram 
estimadas em aproximadamente 1mm, quer 
planimetricamente, quer em altimetria. 
Os resultados das leituras realizadas durante a 
campanha de instrumentação e monitorização 
apresentam-se na Figura 11. 
 
 
 
Figura 11 – Assentamentos observados durante o período 
de construção do edifício. 
 
De acordo com os resultados apresentados, 
obtiveram-se valores de assentamento 
compreendidos entre os 1,2mm e os 5,9mm. 
 
8 ANÁLISE COMPARATIVA DE 
RESULTADOS. 
 
A análise comparativa dos resultados obtidos no 
ensaio de carga, as deformações estimadas na 
retro análise desenvolvida com recurso ao 
programa de elementos finitos Plaxis 2D e os 
valores das deformações registadas durante a 
campanha de monitorização, são apresentados 
na Figura 12. 
 
 
Figura 12 – Análise comparativa dos assentamentos. 
9 CONTROLO DE QUALIDADE. 
 
Para além da realização do ensaio de carga já 
descrito anteriormente, acções complementares 
desenvolvidas no decorrer da obra foram 
adoptadas de modo a garantir a qualidade final 
do trabalho, conforme recomendações dispostas 
na norma “ONR 22567. Piles of ductile iron 
cast Dimensions, Installation and Quality 
Assurance”. 
Procedeu-se à confirmação da verticalidade 
das microestacas, antes do início do processo de 
cravação, garantindo que o posicionamento das 
mesmas era o correcto. Este procedimento foi 
repetido sempre que um novo troço de 5,0m de 
tubo era acrescentado ao elemento de fundação 
final (microestaca). 
A velocidade e taxa de cravação foi 
individualmente controlada e registada para 
cada microestaca, observando-se o 
cumprimento do critério de paragem (“nega”) 
definido em projecto, correspondente a uma 
taxa de cravação de 3 s/m. Refira-se que a taxa 
de cravação foi estabelecida de acordo com a 
documentação técnica publicada pelo fabricante 
(”Ductile TRM Ductile Pile – brochure 04179-
1/08.09-web st”). 
O exemplo de um boletim de cravação típico 
da obra é apresentado na Figura 13. 
 
 
 
Figura 13 - Boletim de cravação representativo da obra. 
 
A recepção dos tubos em ferro fundido dúctil 
em obra, foi efectuada mediante apresentação 
de certificados de qualidade de produto, 
assegurando que os mesmos se encontravam 
devidamente homologados e de acordo com os 
requisitos de qualidade exigidos. 
Os tubos foram cuidadosamente armazenados 
em obra e dispostos de modo a serem evitados 
impactos nocivos à sua integridade. 
Ensaios de compressão uniaxial simples foram 
realizados aos provetes de microbetão 
previamente recolhidos durante a execução dos 
trabalhos, confirmando que o referido material, 
utilizado na selagem das microestacas, 
apresentava os valores de resistência exigidos 
na fase de projecto. Obtiveram-se valores 
médios de resistência à compressão simples de 
31 MPa, aos 28 dias. Salienta-se que, dos 
diversos provetes ensaios, nenhum apresentou 
valores de resistência à compressão simples 
inferior a 30 MPa. 
10 PRINCIPAIS CONCLUSÕES 
 
O presente caso de estudo permite destacar as 
seguintes vantagens da utilização da tecnologia 
de microestacas em ferro fundido dúctil como 
elementos de fundação de edifícios: 
 Não sendo necessária a utilização de 
equipamentos especiais e de mão-de-obra 
especializada, considera-se que esta solução 
é bastante versátil e simples de implementar, 
especialmente em meios onde a escassez de 
recursos constitui uma condicionante de 
relevo; 
 A obtenção de elevados rendimentos de 
produção traduz um benefício importante ao 
nível dos custos globais do projecto; 
 A presente solução, realizada em meio 
urbano e na proximidade de uma escola, não 
foi condicionada por fenómenos associados 
a ruído e vibrações produzidos durante a 
execução dos trabalhos. 
 A realização prévia de ensaios de carga, 
desempenha um papel fundamental na 
optimização das soluções de fundação. No 
presente caso, o ensaio de carga permitiu 
confirmar a adequabilidade de serem 
utilizadas microestacas de menor 
comprimento, dada a possibilidade de as 
mesmas serem fundadas numa camada 
menos profunda, apenas detectada durante a 
campanha de prospecção complementar. 
Este aspecto, possibilitou uma importante 
redução de custos e conduziu a uma 
diminuição significativa do prazo de 
execução dos trabalhos. 
 Da implementação do programa de 
monitorização durante a fase de execução da 
obra constata-se que os assentamentos 
observados na estrutura foram similares aos 
obtidos no ensaio de carga. 
 Os resultados dos cálculos desenvolvidos 
com o programa de elementos finitos Plaxis 
2D aparentam ajustar-se francamente bem 
aos observados durante a fase de obra. Este 
aspecto permite afirmar que, no presente 
caso, a tecnologia de fundação com 
microestacas cravadas em ferro fundido 
dúctil constitui uma solução com 
comportamento semelhante ao modelo de 
cálculo adoptado. 
Considera-se que o presente caso de estudo 
constitui um bom exemplo do desempenho e 
versatilidade da solução de estacas cravadas em 
ferro fundido dúctil, podendo as mesmas serem 
utilizadas em cenários geológicos e geotécnicos 
diversos, apresentando importantes vantagens 
técnicas e económicas. Destaca-se ainda a 
importância da implementação de um adequado 
programa de controlo de qualidade, antes e após 
a construção final da estrutura. 
Apresenta-se na figura 14 a fotografia do 
edifício na fase final da obra: 
 
 
Figura 14 – Vista geral do edifício na fase final da obra. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem ao Padre Paulo Franco, 
representante do Dono de Obra (Paróquia 
Parque das Nações) e à Alves Ribeiro, 
empreiteiro geral da obra, a sua autorização 
para a elaboração e divulgação do presente 
artigo. 
A colaboração da OA4, Projectista de 
Estabilidade, e da CENOR, responsável pela 
fiscalização da obra. 
O contributo da Tecnasol, como empresa 
executante dos trabalhos de geotecnia e 
realização e controlo do ensaio de carga. 
Aos colegas Rui Tomásio e Xavier Pita, pelo 
apoio prestado na fase de projecto. 
 
REFERÊNCIAS 
 
Brinkgreve, R.B.J, Vermeer, P.A. (1998). “Finite Element 
Code for Soil and rock Analysis- Reference Manual” 
D.A. Bruce; A.W. Cadden; P.J. Sabatini. “Practical 
Advice for Foundation Design – Micropiles for 
Structural Support”. GSP 131 Contemporary Issues in 
Foundation Engineering. 
Dywidag- Systems International. (2013). ”Ductile TRM 
Ductile Pile – brochure 04179-1/08.09-web st”. 
NP EN 1990 Eurocódigo 0: Bases para o projecto de 
estruturas; 
NP EN 1991-4 Eurocódigo 1: Acções em estruturas; 
NP EN 1997 Eurocódigo 7: Projecto geotécnico. 
Fernandes, Manuel de Matos. (2011). “Mecânica dos 
Solos. Introdução à Engenharia Geotécnica.” Vol 2, 
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. 
P. Schütz, R. Hirhager, G. Pommer. (2009). “Prefabricated 
Driven Piles made of Ductile Cast Iron - Investigations 
into load capacity and long-term behavior”. MA 39 - 
1999K124. Vienna Municipal Test and Research 
Institute – MA 39 
Rocha, Manuel (1971). “Mecânica das Rochas”. 
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 
Technical Committee 090 Cast-iron pipes. (2001). “ONR 
22567. Piles of ductile iron cast Dimensions, Installation 
and Quality Assurance”.