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ESCOLA TÉCNICA SANDRA SILVA CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES (Modalidade à distância) Trabalho da AV1 TÍTULO: FUNDAÇÕES DIRETAS E INDIRETAS TUTOR: WALQUIRIA PEREIRA DE LIMA PASSOS NOME: JOSUÉ AVELINO DA SILVA EMAIL: josuehlx@gmail.com 2 Sumário Introdução – Fundações .................................................................................. 4 Tipos De Fundações ....................................................................................... 9 Fundações Diretas ......................................................................................... 11 Bloco ............................................................................................................. 11 Sapatas ......................................................................................................... 12 Sapata Corrida ........................................................................................... 13 Sapata Isolada ........................................................................................... 14 Sapatas Associadas .................................................................................. 14 Sapatas Alavancadas ................................................................................ 15 Radier ........................................................................................................... 16 Fundações Indiretas ...................................................................................... 18 Estacas ......................................................................................................... 18 Estacas de Deslocamento ......................................................................... 19 Estacas Escavadas ................................................................................... 19 Estacas Pré-Moldadas De Concreto ............................................................. 20 Estaca Vibrada .......................................................................................... 21 Estaca Centrifugada .................................................................................. 21 Estaca Protendida ..................................................................................... 22 Estaca Mega ou de Reação ....................................................................... 22 Estacas Metálicas ......................................................................................... 24 Estacas de Madeira ...................................................................................... 26 Estaca Moldada "In Loco" ............................................................................. 27 Estaca Broca ................................................................................................. 29 Estaca Strauss .............................................................................................. 30 Estacas Simplex............................................................................................ 31 Estacas Duplex ............................................................................................. 32 Estacas Vibrex .............................................................................................. 33 Estacas Ômega............................................................................................. 34 Estacas Franki .............................................................................................. 35 Estaca Escavada e Estaca Barrete ............................................................... 37 Estacas Injetadas .......................................................................................... 42 Estacas Escavadas Com Trado Mecanizado - Trado Helicoidal ................... 43 Estacas de Hélice Contínua .......................................................................... 44 3 Estaca Raiz ................................................................................................... 45 Tubulões ....................................................................................................... 49 Tubulões a Céu Aberto .............................................................................. 49 Tubulão Tipo Chicago ................................................................................ 50 Tubulão Tipo Gow ..................................................................................... 50 Tubulão Pneumático .................................................................................. 51 Caixão ........................................................................................................... 53 Referências ................................................................................................... 54 4 Introdução – Fundações Fundação é o componente estrutural condicionado para receber, suportar e transmitir as cargas da construção ao solo, garantindo as condições de segurança. A importância da escolha do tipo de fundação depende de certos fatores que devem ser cuidadosamente avaliados como: A carga da edificação - a fundação deve apresentar segurança à ruptura suficiente, seja do terreno sobre o qual se apoia a superestrutura, como também do material que constitui o elemento de fundação. Capacidade para conduzir a valores de deformações, recalques ou mesmo deslocamentos horizontais, compatíveis com superestrutura projetada. Não oferecer riscos de segurança às fundações de estruturas vizinhas. Atender aos aspectos econômicos e prazos de execução. A segurança à ruptura do elemento de fundação como peça estrutural é perfeitamente compreensível, devendo suportar ainda os eventuais esforços executivos, como também a possível agressividade do meio em que se encontra. No que se refere ao terreno de fundação, o segundo requisito de limitação das deformações, tem influência preponderante. Como todos os materiais se deformam sob ação de cargas quaisquer, todas as fundações também apresentarão deformações, cujos valores dependerão da grandeza e forma de aplicação dos esforços, como da constituição e características dos terrenos localizados abaixo da cota de fundação. Envolvendo a execução de uma fundação a realização de trabalhos e/ou operações especiais, tais como: escavações, esgotamento e rebaixamento de lençol d'água, além de cravação de estacas, injeções de produtos químicos, etc., perturbações sensíveis poderão ser transmitidas ao terreno vizinho, modificando suas características iniciais de suporte das cargas das estruturas sobre ele assentes, que poderiam assim ter suas condições de fundações 5 alteradas, chegando mesmo a prejudicar sua segurança, em casos extremos. Deverá ser verificada ainda a influência da nova construção sobre as adjacentes mais antigas, de forma a evitar que o campo de distribuição das pressões da fundação a construir venha a se somar ao da existente, conduzindo forçosamente a maiores deformações do terreno de suporte de tais estruturas. Na Tabela 1 vemos um resumo básico dos tipos de fundações, sistemas e formas de execução. Tabela 1 - Quadro demonstrativo dos tipos de sistemas de infraestrutura de edificações e obras de engenharia A escolha, detalhamento e execução de uma fundação exigirá o conhecimento, em cada caso, de um certo número de informações como as a seguir relacionadas: a) Características gerais da construção a executar, envolvendo não somente os valores e forma de atuação das cargas, como ainda sua finalidade e limites máximos das deformações compatíveisem cada caso. b) Características gerais do terreno local, cuja constituição básica e condições de limites de resistência, deformabilidade, permeabilidade e trabalhabilidade, serão obtidas através de estudos geológicos e geomecânicos. c) Levantamento topográfico, plani-altimétrico e cadastral. d) Estudos hidrológicos, em particular se tratando de fundações de pontes, barragens e obras hidráulicas em geral. e) Características gerais das construções vizinhas, compreendendo estado de conservação, estimativa das cargas aplicadas e solução da fundação empregada. f) Disponibilidade de mão de obra, materiais e equipamentos, inclusive suas condições de acesso ao local da obra. De posse de tais elementos será possível definir, de forma então a atender aos requisitos relacionados, o tipo, cota de assentamento e processo executivo da fundação a adotar. Os problemas que governam o estudo de uma fundação podem ser classificados em dois grupos distintos, que inclusive definem as diferentes situações críticas inerentes ao comportamento da mesma: a) problemas de deformações em geral. b) problemas de ruptura ou de estabilidade. Limitando as considerações a seguir ao campo da Geomecânica, ao primeiro grupo pertenceriam os problemas dos recalques, enquanto no segundo estariam incluídos aqueles referentes à capacidade dos terrenos, isto é, a carga limite capaz de ser suportada pelo terreno, sem ruptura. As teorias e métodos disponíveis para o estudo de tais problemas baseiam-se fundamentalmente, em critérios básicos pertencentes aos campos da matemática aplicada e da mecânica dos meios contínuos, devidamente simplificados e adaptados de forma a permitir sua extensão ao estudo do 8 comportamento do terreno, em particular do solo de fundação, que se caracteriza como um sistema de partículas, por excelência. No estudo das fundações, as deformações verticais (recalques) têm especial importância, principalmente se for considerado o fato de que são poucos os acidentes de obras envolvendo a ruptura do terreno de suporte. O quê não ocorre em se tratando de recalques, causadores de inúmeros acidentes em construções. Por sua influência sobre as condições de estabilidade estrutural das construções, são os recalques diferenciais, considerados como os mais críticos na maioria dos casos, ao contrário dos absolutos, causadores de problemas de ordem estética e funcional, mas sem atentar contra a estabilidade da construção. Por tais razões é que se costuma afirmar ser o dimensionamento da fundação de qualquer estrutura, governado por critérios de recalques (deformações) admissíveis, a serem fixados em cada caso em estudo. Na tabela 2 a seguir fornece uma idéia geral a respeito de limites de recalques totais e diferenciais para os casos específicos: Tabela 2 – limites de recalques totais e diferenciais Na Tabela 3 abaixo vemos alguns tipos de fundações aplicados em condições específicas. 9 Tabela 3 – Aplicações específicas de fundações Tipos De Fundações As fundações se classificam em diretas e indiretas, de acordo com a forma de transferência de cargas da estrutura para o solo onde ela se apóia. Fundações diretas são aquelas que transferem as cargas para camadas de solo capazes de suportá-las, sem deformar-se exageradamente. Esta transmissão é feita através da base do elemento estrutural da fundação, considerando apenas o apoio da peça sobre a camada do solo, sendo desprezada qualquer outra forma de transferência das cargas. As fundações diretas podem ser subdivididas em rasas e profundas. A fundação rasa se caracteriza quando a camada de suporte está próxima à superfície do solo (profundidade até 2,5 m), ou quando a cota de apoio é inferior à largura do elemento da fundação. Por outro lado, a fundação é considerada profunda se suas dimensões ultrapassam todos os limites acima mencionados. Fundações indiretas são aquelas que transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento com o solo e por efeito de ponta. As fundações indiretas são todas profundas, devido às dimensões das peças estruturais. A Tabela 4 apresenta uma classificação com os vários tipos de fundações. Tabela 4 – Classificação das fundações Fundações Diretas O principal fator a ser considerado no projeto de fundações é a Tensão Admissível, também conhecida como resistência ou capacidade de carga do solo. A Tensão Admissível consiste no limite de carga que o solo pode suportar sem se romper ou sofrer deformação exagerada (tabela 5). Tabela 5 – tensão admissíveis sobre o solo Bloco O bloco é um elemento de fundação superficial de concreto ciclópico. Podendo ter faces verticais inclinadas ou em degraus e formas quadradas ou retangulares (Fig. 2). O bloco se difere da sapata quanto à forma de resistir às cargas. São dimensionados para resistir cargas à compressão. Não são empregadas armaduras, apenas concreto na sua composição. Quanto às sapatas, são dimensionadas para resistir à flexão. 12 Figura 1 - Blocos Vantagens dos blocos Rapidez na sua execução; Baixo custo; Boa capacidade de suporte para obras de pequeno porte. Sapatas As sapatas são elementos de apoio de concreto, de menor altura que os blocos, que resistem principalmente por flexão (Fig.3). As sapatas podem ser circulares, quadradas, retangulares ou corridas. 13 Figura 2 - Sapata Vantagens das sapatas Baixo custo; Capacidade de construção sem equipamentos e ferramentas especiais; Rapidez de execução; Pouca escavação; Baixo consumo de concreto. Sapata Corrida É o tipo de fundação que distribui as cargas do edifício para o solo de modo linear. Também é chamada de Viga de Fundação ou Baldrame. É uma fundação rasa e econômica usada em solos firmes para cargas pequenas. Podendo ser usado na execução pedras de mão, ou tijolo maciço, ou concreto ciclópico (Fig.1). Figura 3 – Sapata corrida 14 Vantagens das sapatas corridas Baixo custo Versatilidade Rapidez de execução Capacidade de construção sem peças e ferramentas especiais no canteiro. Pode ser executada com pouca escavação e baixo consumo de concreto. Sapata Isolada São aquelas que transmitem para o solo, através de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas (Fig. 4). Figura 4 – Sapata isolada Sapatas Associadas Sapatas associadas ou combinadas são utilizadas quando não é possível a utilização de sapatas isoladas para cada pilar, por estarem muito próximas entre si, o que provocaria a superposição de suas bases. Neste caso, convém empregar uma única sapata para receber as cargas de dois ou mais pilares (Fig. 5). 15 Figura 5 – Sapatas associadas Sapatas Alavancadas No caso de sapatas de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde não seja possível fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se uma viga alavanca ligada entre duas sapatas (Fig. 6), de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posição do outro pilar. 16 Figura 6 – Sapatas alavancadas Radier É o tipo de fundação superficial que distribui toda a carga da edificação em um único elemento estrutural, ou seja, quando todas as paredes ou todos os pilares de uma edificação transmitem as cargas ao solo através de uma única sapata, tem-se o que se denomina uma fundação em radier (Fig. 7). Os radiers são elementos contínuos que podem ser executados em concreto armado,protendido ou em concreto reforçado com fibras de aço. 17 Figura 7 - Radier Vantagens da fundação em Radier Baixo custo em relação a sapatas corridas; Tempo de execução reduzido; Redução na mão de obra; Indicado para terrenos argilosos. Desvantagens da fundação em Radier: Se for necessário aumentar a resistência do radier devido às cargas atuantes na laje, é preciso aumentar o volume de concreto, o que acaba tornando esse tipo de fundação mais cara, ocasionando maior dificuldade na execução. Ainda podem ocorrer várias fissuras já que se trata de uma estrutura de concreto armado. 18 Fundações Indiretas Estacas São peças alongadas cravadas ou confeccionadas no solo para transmissão de carga às camadas profundas, contenção de empuxos laterais e compactação de terrenos (Fig. 8). As estacas podem ser de madeira, aço, concreto pré-moldado ou moldado no local. Na Tabela 6 vemos a capacidade de carga das estacas mais comuns. Figura 8 - Estacas Tabela 6 – Capacidade de carga das estacas mais comuns 19 Quanto à forma de execução, as estacas podem ser de deslocamento ou escavadas. Estacas de Deslocamento As estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no terreno por meio de algum processo que não provoca a retirada de material. São do tipo moldada “in loco” e se caracteriza pelo deslocamento lateral do solo que é compactado na parede do furo até atingir a profundidade do projeto. Neste caso, a concretagem ocorre juntamente com a retirada do equipamento utilizado para o furo e a armadura pode ser inserida após o bombeamento do concreto. Podem ser estacas pré-moldadas de concreto, metálicas, de madeira ou do tipo Franki. As vantagens das estacas de deslocamento são: Alta produtividade. Monitoração das estacas. Baixíssima remoção de solo. Dispensa a necessidade de máquinas auxiliares. Aumento das tensões laterais, melhorando as condições de atrito. Redução do volume concreto das estacas. Estacas Escavadas As estacas escavadas são aquelas em que ocorre a retirada de material em sua perfuração no solo. São do tipo moldada “in loco” e podem ser realizadas com ou sem revestimento, com ou sem a utilização de fluido estabilizante. Podem ser estacas do tipo Strauss, trado rotativo, hélice contínua e estacas raiz. As vantagens das estacas escavadas são: Ausência de vibração no terreno, pois a escavação se faz por rotação, podendo ser executadas próximos a divisas sem causar problemas ao vizinho. Conhecimento imediato e real de todas as camadas atravessadas de solo e possibilidade de uma segura avaliação de capacidade 20 de carga da estaca, mediante a coleta de amostra e seu eventual exame em laboratório. Grande mobilidade, versatilidade e produtividade. Atingem grandes profundidades e suportam grandes cargas. Capazes de serem executadas mesmo em presença de água com o uso de revestimento ou camisa metálica. Estacas Pré-Moldadas De Concreto As estacas pré-moldadas de concreto podem ser de concreto armado ou concreto protendido e concretadas em formas horizontais ou verticais. São cravadas por percussão, prensagem ou vibração e a escolha de um destes tipos deve ser feita de acordo com a dimensão da estaca, características do solo e do projeto e condições da vizinhança. Na figura 9 vemos diversos formatos empregados nas estacas pré-moldadas. Figura 9 – Formatos das estacas pré-moldadas A sua grande vantagem em relação às estacas no solo reside na concretagem, que é suscetível de uma fácil fiscalização. Mais ainda, em terrenos extremamente pouco consistentes ou onde se deva atravessar uma corrente de água subterrânea, as estacas pré-moldadas levam vantagem sobre as estacas moldadas no solo, pois estas exigem precauções e cuidados especiais. Como desvantagens das estacas pré-moldadas, citam-se: necessidade de decorrer pelo menos três semanas da data de concretagem até a de cravação, consumo do tempo e de dinheiro em prolongar e encurtar estacas 21 em vista de variações locais do terreno, armazenamento e transporte dentro da obra (donde ocupação de área do canteiro e atrasos na marcha dos serviços), grande consumo de ferro, pois a estaca deverá ser armada para resistir também aos esforços devidos aos choques do pilão e às solicitações que ficam sujeitas durante o transporte, etc. De acordo com a fabricação, ferragem e forma, temos quatro tipos: vibrada, centrifugada, protendida e mega ou de reação. Estaca Vibrada - Quando sua seção é quadrada, de cantos chanfrados, vibrada em mesa vibratória ou com vibrador manual de imersão, armadura longitudinal de aço comum estribada normalmente, possuindo na ponta armadura reforçada, assim como na cabeça (Fig. 10). Essa estaca pode trabalhar à tração, assim como receber cargas com pequena excentricidade; suas dimensões e capacidade de carga são: - 20,0 X 20,0 cm, 4,00 a 10,00 m de comprimento, carga de 20 t; - 25,0 x 25,0 cm, 4,00 a 14,00 m de comprimento, carga de 30 a 35 t; - 30/0 x 30,0 cm, 4,00 a 10,00 m de comprimento, carga de 35 a 40 t. Figura 10 – Estaca pré-moldada tipo vibrada Estaca Centrifugada - Com seção circular, confeccionada pelo método de centrifugação à alta velocidade; a armadura longitudinal é de aço especial de alta resistência CA-50 e o cintamento é duplo. A estaca pode ser apresentada com núcleo vazado (Fig. 11). Apresenta-se no comércio com as seguintes características: - 25,0 cm de diâmetro, 4,00 a 14,00 m de comprimento, carga de 25 t; - 40,0 cm de diâmetro, 4,00 a 10,00 m de comprimento, carga de 60 t. Figura 11 - Estaca pré-moldada tipo centrifugada 22 Estaca Protendida - Com seção quadrada, comprimento variável, cantos vivos, onde se localizam os ferros longitudinais de protensão e cintada (Fig. 12). É empregado aço CA-150 que apresenta resistência três vezes maior que o aço CA-50. Esse tipo de estaca apresenta as seguintes características: - seção 15,0 x 15,0 em carga de 16 t; - seção 18,0 x 18,0 em carga de 20 t; - seção 23,0 x 23,0 em carga de 30 t. Figura 12 - Estaca pré-moldada tipo protendida Estaca Mega ou de Reação 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. Estes buscarão reação ou sobre a estrutura existente ou na estrutura que esteja sendo construída ou em cargueiras especialmente construídas para tanto (cravação estática). A solidarização da estaca com a estrutura é feita sob tensão: executa-se um bloco sobre a extremidade da estaca; com o macaco hidráulico se comprime a estaca calçando a estaca sob a estrutura (Fig. 13); retira-se o macaco e concreta-se o conjunto. A solidarização é conseguida, após atingir a nega (por reação), colocando-se a armadura e concretando-se na parte oca da estaca, deixando esperas (Fig. 14). Por fim é conveniente executar um bloco de coroamento logo acima de um travesseiro, para solidarizar a estrutura a ser reforçada com a estaca prensada colocada. Costumam ser utilizadas para reforço de fundações, mas às vezes também são empregadas como solução direta, permitindo em alguns casos até a execução da estrutura antes da fundação. 23 Figura 13 – Estaca mega ou de reação Figura 14 – Estaca mega oca com processo de solidificação Vantagens Possibilidade de substituição das fundações existentes simultâneas ao uso da edificação; Acréscimo da capacidade de 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; 24 Isenção de vibrações durante a cravação, reduzindo os riscos de uma eventual instabilidade que por ventura venha 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. Desvantagens Tem alto custo e longo tempo de cravação Estacas Metálicas São estacas “pré-fabricadas” pela indústria, em que se tem como material o aço. Apresentam assim elevada resistência à compressão, havendo uma variabilidade muito grande de seções (Fig. 15). Observa-se que são estacas de seções muito mais esbeltas que às de concreto armado, assim, consequentemente “deslocaram” um volume de solo muito menor no seu processo de penetração nos solos. Figura 15 – Perfis das estacas de metal Características 25 As Estacas Metálicas são indicadas para solos residuais, onde a profundidade não é constante, o que na utilização de estacas pré- moldadas, pode se gerar perdas por quebras de estacas, em solos que existe a necessidade de ultrapassar grandes camadas de argila ou pedregulho e em locais com camadas de solos moles, onde é possível a diminuição da seção da estaca. As Estacas Metálicas podem ser cravadas por meio de prensagem, vibração ou percussão. O método de prensagem é utilizado em obras que é necessário evitar vibrações, o método de vibração é feito utilizando-se um martelo dotado de garra para a fixação da estaca e por fim o método de percussão que utilizam- se pilões de queda livre, é instalado no topo da estaca peças de cepo e coxim nos bate estacas para amortizar os golpes e tensões. Vantagens Processo de cravação é fácil e rápido e o transporte é favorável, pois as peças são leves e possuem comprimento padrão. Alta eficiência de cravação em solos de difícil penetração. Menor peso em relação a outros tipos de estacas. Redução de perda, comparada à estaca pré-moldada de concreto que correm o risco de quebrar no momento da cravação. Podem ser cravadas sem riscos de perda em solos de profundidade inconstantes. Inexistência de vibração no momento da cravação quando por meio de percussão. Desvantagens Encurvadura; Ruído na cravação por percussão; Vibração; Reduzida resistência de ponta; Custo; Corrosão 26 Estacas de Madeira São utilizadas sempre abaixo do nível d’água do subsolo. Duração ilimitada abaixo do N.A., pois não sofrem o ataque de organismos aeróbios e organismos inferiores, que delas se alimentam, causando seu apodrecimento. Permitem uma emenda fácil, como pode ser visto na figura 16. Figura 16 – Emenda e esquema de proteção da estaca de madeira Madeiras mais utilizadas são: Eucalipto, Aroeira e Peroba do campo. Diâmetros usuais: 25 cm, 30 cm, 35 cm, 40 cm, com comprimento disponível de 4 a 10 metros com possibilidade de emendas. Desvantagens Dificuldade de encontrar. Só para ser utilizada abaixo do N.A. Ataque por microorganismos quando utilizada acima do N.A. Limitações de carga. Alto custo. Vantagens Facilidade de emendas. Duração ilimitada quando utilizada abaixo do N.A. Oferece grande resistência a solicitação oriunda de levantamentos e transportes. 27 Estaca Moldada "In Loco" As estacas moldadas in loco são executadas preenchendo de concreto as perfurações previamente executadas tio terreno, mediante escavações ou cravações de tubo. As estacas podem ou não ler base alargada. Essas perfurações podem ler suas paredes suportadas ou não e o suporte ser provido por um revestimento, recuperável ou perdido, ou por tanta tixotrópica (adiante descrita). Só é admitida a perfuração não suportada em terrenos coesivos, acima do lençol de água, natural ou rebaixado. Quanto á concretagem, admitem-se as seguintes variantes: Perfuração não suportada (isenta de água): o concreto ê simplesmente lançado do topo da perfuração, por meio de tromba (funil) de comprimento adequado: usualmente, é suficiente que o comprimento do tubo do funil seja 5 vezes o seu diâmetro; Perfuração suportada com revestimento perdido isenta de água: o concreto é simplesmente lançado do topo da perfuração; Perfuração suportada com revestimento perdido ou a ser recuperado, cheio dc água: é adotado um processo de concretagem submersa, de preferência com emprego de tremonha; Perfuração suportada com revestimento a ser recuperado, isenta de água: nesse caso, a concretagem pode ser feita em duas modalidades: O concreto é lançado em pequenas quantidades, que são compactadas sucessivamente, à medida que se retira o tubo de revestimento; emprega-se concreto com fator água-cimento baixo (0,40 a 0,45); O tubo é inteiramente cheio de concreto plástico e em seguida é retirado de uma só vez com auxilio de equipamento adequado. Em cada caso, o concreto deve ter plasticidade adaptada à modalidade de execução. Perfuração suportada por lama: é adotado um processo de concretagem submersa, utilizando-se tremonha; no caso de uso de 28 bomba de concreto, ela tem de despejar o concreto no topo da tremonha. Sendo vedado bombear diretamente para o fundo da estaca. A execução de estacas moldadas in toco, sem revestimento ou com tubo de revestimento recuperado, onde houver espessas camadas de argilas moles, exigirá cuidados especiais, tais como dosagem e plasticidade adequadas do concreto, armadura especial etc. No caso de estaca Strauss. Para garantia da sua qualidade, necessitam ser considerados os aspectos a seguir: Centralização da estaca: o tripé ou torre será posicionado de maneira que o soqueie preso ao cabo de aço fique centralizado no piquete de locação: Inicio da perfuração: a perfuração é iniciada com o soquete até I m a 2 m de profundidade. O furo servirá de guia para introdução do primeiro tubo de revestimento, dentado na extremidade inferior e chamado de coroa; Perfuração: após a introdução da coroa, o soquete é substituído pela sonda (piteira), a qual. por golpes sucessivos, vai retirando o solo do interior e abaixo da coroa, que vai se aprofundando no terreno. Quando a coroa estiver toda cravada, é roscado o tubo seguinte, e assim sucessivamente, até que se atinja a profundidade prevista para a estaca e as condições previstas para o terreno. Imediatamente antes da concretagem, deve ser feita a limpeza completa do fundo da estaca, com total remoção da lama e da água eventualmente acumuladas durante a perfuração; Concretagem: Com o furo completamente seco: é lançado o concreto no tubo com quantidade suficiente para se ter uma coluna de, aproximadamente, 1 m. Sem puxar a tubulação de revestimento, apiloa-se o concreto, para formar uma espécie de bulbo; Para execução do fuste, o concreto é lançado dentro da tubulação e, à medida que é apiloado, ela vai sendo retirada com o emprego 29 do guincho manual. Para garantia de continuidade do fuste, precisa ser mantida dentro da tubulação, durante o apiloamento, urna coluna de concreto suficiente para que ele ocupe todo o espaço perfurado e eventuais vazios e deformações, no subsolo. O pilão não pode ter condições de entrar em contato com o solo da parede ou da base da estaca, para não provocar desabamentoou mistura de solo com o concreto; A concretagem é feita até pouco acima da cota de arrasamento da estaca, deixando um excesso para o corte manual da cabeça da estaca; O concreto utilizado tem de apresentar, no mínimo, Fck = 12 MPa e consumo de cimento superior a 300 kg/m1, e deve ter consistência plástica. Nesse caso, recomenda-se fator água cimento não superior a 0,55. Estaca Broca É um tipo de fundação profunda com perfuração a trado e depois concretada (Fig. 17). Com o diâmetro entre 20cm e 50cm, a perfuração pode ser feita com trado manual. O lançamento do concreto só pode ser executado na perfuração sem o acúmulo de água do lençol freático. Quanto à ferragem, a broca não são armadas, somente são usados barras de ligação com a coroa do bloco. Figura 17 – Estaca Broca 30 Estaca Strauss As estacas tipo Strauss foram projetadas, inicialmente, como alternativa às estacas pré-moldadas cravadas por percussão devido ao desconforto causado pelo processo de cravação, quer quanto à vibração ou quanto ao ruído. O processo é bastante simples, consistindo 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 (Fig. 18). Figura 18 – Estaca Strauss Por utilizar equipamento leve e econômico a estaca tipo Strauss possui as seguintes vantagens: ausência de vibrações e trepidações em prédios vizinhos; possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado; 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; 31 possibilidade de montar o equipamento em terrenos de pequenas dimensões; autonomia, importante em regiões ou locais distantes. Como principais desvantagens das estacas tipo Strauss podemos citar: 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; 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; 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. As estacas tipo Strauss podem ser armadas ou não. No caso das estacas não armadas, o concreto utilizado deve ter um consumo mínimo de 300 kgf/m3, consistência plástica (abatimento mínimo de 8 cm) e fck de 15 MPa. Já o concreto das estacas armadas deve ter um abatimento mínimo de 12 cm e fck de 15 MPa. Não deverá ser utilizada a pedra 2, mesmo se necessário executivamente. A tabela 7 apresenta as cargas admissíveis para estacas tipo Strauss não armada de acordo com a NBR 6122 em função do diâmetro externo do tubo de revestimento. A carga de trabalho será fixada após análise do perfil geotécnico do terreno. Estacas Simplex Neste tipo de estaca, procede-se a descida do tubo dentro do terreno por cravação (ou por perfuração – neste caso torna-se “escavada” – sem deslocamento), como se faz com a estaca Strauss (Fig. 19). Os golpes de martelo, para a cravação, são aplicados sobre um capacete de proteção fixado no topo do tubo. Para impedir a entrada de terra no interior do tubo, emprega- se uma ponteira pré-moldada de concreto, perdida após a cravação. Alcançada a profundidade desejada, enche-se o molde com concreto plástico e, em seguida, retira-se o molde de uma só vez. 32 As estacas Duplex e Triplex são variantes da Simplex. Figura 19 – Estaca simplex Estacas Duplex No caso da estaca duplex, usa-se a estaca de compressão simples, em seguida, sobre esta, ainda com concreto fresco, repete-se a operação anterior. Com isso obtém-se uma estaca de diâmetro maior e consequentemente de maior capacidade de carga (Fig. 20). O problema de não se encontrar nega com uma taca duplex é solucionado com uma estaca triplex ou pela execução da chamada estaca comprimida, a qual possui base alargada. Esse alargamento é obtido erguendo-se o tubo cerca de 4,00 m, enchendo-se de concreto e recravando. Como vantagem específica para estaca duplex ou triplex apresentam grande capacidade de carga e podem ser executadas com comprimento até 20 m. A capacidade de carga pode chegar a até 100 t. No caso da execução da estaca em terreno com argilas orgânicas, usa-se o seguinte artifício: crava-se o tubo até o terreno firme e Imre com areia, arranca- se o tubo e torna-se a cravá-Io no mesmo lugar como se fosse uma duplex. Desse modo formamos uma camada de areia que protegerá o concreto fresco, contra o efeito da argila orgânica. 33 Figura 20 – Estaca Duplex Estacas Vibrex Trata-se de variação das estacas tipo Simplex, também conhecidas como “Vibrofranki”. Observe que neste tipo de estaca, procede-se a descida do tubo dentro do terreno por cravação, conforme ilustrado abaixo (Fig. 21). Observa-se que a extração do tubo após concretagem se faz com o auxílio da vibração, o que melhora as condições de assentamento do concreto ao longo da estaca. 34 Figura 21 – Estaca Vibrex Estacas Ômega Trata-se de estacas moldadas “in loco” em que o solos é deslocado lateralmente quando da execução da estaca, conforme ilustrado na figura adiante (Fig. 22). Figura 22 – Processo da estaca Omega com deslocamento 35 A estaca ômega é uma estaca com o fuste moldado no solo (Fig. 23). Durante a sua implantação no solo, dispositivos especiais no trado do processo provocam uma ação dupla de deslocamento do solo, inicialmente durante a fase de perfuração e posteriormente durante a fase de concretagem do fuste. Não há escavação (retirada do solo) durante a execução dessa estaca. A forte compressão lateral do trado ao longo do fuste provoca aumento das tensões radiais da compressão, o que resulta em uma mobilização mais eficiente da resistência lateral sobre o fuste da estaca, com isso o comprimento e o sobreconsumo de concreto é menor, se comparado às estacas HÉLICE CONTÍNUA. A instalação da estaca ÔMEGA é baseada no processo de perfuração por rotação para baixo e para cima sem troca na direção de rotação do equipamento. Figura 23 – Estaca ômega Para a implantação das estacas ÔMEGA no solo, os equipamentos têm de ter torque entre 150 kNm a 400 kNm. Estacas Franki A estaca Franki é um tipo de fundação profunda que apresenta grande capacidade de carga e pode alcançar grandes profundidades. São executadas enchendo-se de concreto as perfurações executadas por meio da cravação de um tubo de ponta fechada com o auxílio de um bate-estacas. A armadura e o concreto são inseridos na estaca à medida que o tubo vai sendo retirado do Solo (Fig. 24). 36 Figura 24 – Estaca Franki Execução: 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 contra a parede do tubo. Ao bater com o pilão na bucha, arrasta-se o tubo, impedindo a entrada de solo ou água. Atingida a profundidade desejada, o tubo é preso e a bucha é expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, formando uma base alargada. Coloca-se a armadura, inicia-se a concretagem,extraindo-se o tubo simultaneamente. Indicações: Recomendadas quando a camada resistente localiza-se em profundidades variáveis. Também no caso de terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos. A forma rugosa do fuste garante boa aderência ao solo (resistência por atrito). Limitações: Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução. Demanda área para o bate-estacas. Há possibilidade de alterações do concreto do fuste por deficiência do controle. Vantagens: Suportam grandes cargas e podem atingir grandes profundidades. Por ter uma grande área da base e ter uma superfície muito rugosa no fuste (lateral), apresentam grandes resistências de ponta e lateral. 37 Desvantagens: A estaca tipo Franki causa grande vibração durante sua cravação e um grande tempo de execução, demandando maiores custos com equipamentos e mão de obra. Estaca Escavada e Estaca Barrete Estaca escavada, também chamada de estacão, é aquela com seção circular, executada por escavação mecânica com equipamento rotativo, utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha (Fig. 25). A estaca barrete possui seção retangular, executada por escavação com guindaste acoplado com "clamshell", também utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha. Figura 25 – Estaca Escavada A lama bentonítica é constituída de água e bentonita, sendo esta última uma rocha vulcânica, onde o mineral predominante é a montimorilonita. No Brasil, existem jazidas de bentonita no Nordeste (Bahia e Rio Grande do Norte). Trata-se de um material tixotrópico que em dispersão muda seu estado físico por efeito da agitação (em repouso é gelatinosa com ação anti-infiltrante; 38 agitada fluidifica-se). Seu efeito estabilizante é eficaz quando a pressão hidrostática da lama no interior da escavação é superior à exercida externamente pelo lençol e a granulometria do terreno é tal que possa impedir a dispersão da lama. A coluna de lama exerce sobre as paredes da vala uma pressão que impede o desmoronamento, formando uma película impermeável denominada "cake", a qual dispensa o uso de revestimentos. A lama bentonítica é preparada em uma instalação especial denominada central de lama, onde se faz a mistura da bentonita (transportada em pó, normalmente embalada em sacos de 50 kg) com água pura, em misturadores de alta turbulência, com uma concentração variando de 25 a 70 kg de bentonita por metro cúbico de água, em função da viscosidade e da densidade que se pretende obter. Na central há um laboratório para controle de qualidade. Os processos de execução usuais das estacas escavadas e dos barretes podem ser divididos nas seguintes operações básicas: escavação do terreno com preenchimento da perfuração com lama bentonítica, colocação da armadura (quando necessária) e concretagem submersa. Para estaca escavada, o equipamento de escavação consta essencialmente de uma mesa rotativa que aciona uma haste telescópica ("kelly-bar") que tem acoplada em sua extremidade inferior a ferramenta de perfuração, cujo tipo varia em função da natureza do terreno a perfurar: trado, caçamba ou coroa. À medida que penetra no solo por rotação, a ferramenta se enche gradualmente e, quando cheia, a haste é levantada e a ferramenta automaticamente esvaziada por força centrífuga (trado) ou por abertura do fundo (caçamba). A mesa rotativa ou perfuratriz, normalmente instalada em um guindaste de esteiras, é acionada por um motor diesel e transmite, por meio de um redutor, o movimento rotatório à haste telescópica. A mesa também é dotada de uma central hidráulica que comanda o "pull down" da haste telescópica para dar maior penetração à ferramenta de perfuração. As manobras da mesa são controladas pelo operador do guindaste que aciona um cabo de aço para descida e subida da haste telescópica. 39 Como geralmente existe possibilidade de desmoronamento das paredes da vala e a escavação atinge horizontes abaixo do lençol freático, a perfuração é executada em presença de lama bentonítica. Terminada a perfuração inicia-se a colocação da armadura, com guindaste auxiliar ou com o próprio guindaste utilizado na abertura da escavação. A armadura deve ser dotada de roletes distanciadores para garantir o necessário cobrimento (aproximadamente 5 cm). O sistema de concretagem é o submerso, aquele executado de baixo para cima de modo uniforme. Tal processo consiste na aplicação de concreto por gravidade através de um tubo ("tremie"), central ao furo, munido de uma tremonha de alimentação (funil) cuja extremidade, durante a concretagem, deve estar convenientemente imersa no concreto. A fim de evitar que a lama se misture com o concreto lançado, coloca-se um obturador no interior do tubo, que funcionando como êmbolo, expulsa a lama pelo peso próprio da coluna de concreto. Prossegue-se a concretagem em um fluxo constante e regular de baixo para cima (não é possível interromper a concretagem uma vez iniciada). No caso da estaca barrete (Fig. 26), geralmente utiliza-se um equipamento de escavação denominado "clamshell" mecânico ou hidráulico, com descida livre (cabo) ou com haste de guia ("kelly") que permite uma melhor condição de verticalidade da estaca. As demais técnicas executivas (uso de lama bentonítica, colocação da armadura e concretagem submersa) são substancialmente idênticas às das estacas escavadas. 40 Figura 26 – Estaca barrete As estacas escavadas e barretes possuem as seguintes características vantajosas: rápida execução; capacidade de suportar cargas elevadas; o solo fica livre de deformações, inclusive nas vizinhanças da obra, visto que não há vibração; não é capaz de afetar estruturas vizinhas; o comprimento das estacas é grande e pode ser muito variável (até 45 m, com cargas até 10.000 kN usualmente), além de prontamente alterado conforme conveniência, de furo para furo do terreno; o solo, à medida que se escava, pode ser inspecionado e comparado com dados de investigação do local, fazendo um feedback (realimentação) para o projeto de fundações; a armadura não depende do transporte ou das condições de cravação; importante quando há solo de grande dureza, que seria capaz de danificar estacas que fossem cravadas ou quando o volume de 41 trabalho é menor e não compensa montagem de aparelhagem mais complexa. Para o barrete, pode-se acrescentar vantagens que sua seção não circular (escavada com "clamshell") pode representar no "layout" do edifício. Os pilares que saem do barrete podem ser alargados em uma direção, se encaixando melhor nos pavimentos de garagem, quando o espaço é restrito. Por outro lado, as estacas escavadas e barretes possuem as seguintes desvantagens: os métodos de escavação podem afofar solos arenosos ou pedregulhos, ou transformar rochas moles em lama, como o calcário mole ou marga; necessidade de local nas proximidades para deposição de solo escavado; susceptíveis a estrangulamento da seção em caso de solos compressíveis; dificuldade na concretagem submersa, pois há impossibilidade de verificar e inspecionar posteriormente o concreto; falta de confiança que oferece o concreto fabricado in situ; depois de pronta a estaca, nunca se sabe como os materiais nela se encontram; entrada de água pode causar danos ao concreto, caso não tenha ainda ocorrido a pega; a água subterrânea pode lavar o concreto ou pode reduzir a capacidade de carga da estaca por alteração do solo circundante; quando a estaca fica abaixo do lençolfreático e a vedação inferior da estaca depender apenas do concreto, este deve ser compacto e impermeável (concretos com baixa relação água/cimento); também deve-se tomar cuidado com possíveis ataques de agentes químicos da água e do solo sobre o concreto. Controle De Execução: – locação do centro da estaca; – profundidade de escavação; – velocidade de concretagem e ascensão da tremonha; – colocação da armadura. 42 Estacas Injetadas As estacas injetadas são aquelas produzidas a partir da injeção sob pressão de produtos aglutinantes, normalmente calda de cimento(Fig. 27). Elas podem ser executadas com maiores inclinações (0º a 90º), apresentar resistência de fuste superior, se comparada aos demais tipos de estaca com mesmos diâmetros, e resistir a esforços de compressão e tração, desde que convenientemente armadas. Dentre as suas aplicações, destacam-se a estabilização de encostas, o reforço de fundações, a execução de fundações em terrenos com blocos de rocha ou antigas fundações, e a execução de fundações em obras offshore. A execução de uma estaca injetada moldada no solo compreende as seguintes fases: 1) Escavação do furo com equipamentos mecânicos apropriados de pequenas dimensões; 2) Colocação da armadura; 3) Moldagem do fuste. Figura 27 – Estaca injetada 43 A injeção deve ser feita de maneira a garantir que a estaca tenha a carga admissível prevista no projeto. O consumo de cimento da calda ou argamassa injetada deve ser no mínimo de 350 kgf/m³. A resistência estrutural do fuste deve ter um fator de segurança mínimo à ruptura de 2, calculada em relação às resistências características dos materiais. Já a capacidade de carga deve ser verificada experimentalmente, por meio de provas de carga à compressão e ou tração. Quando utilizadas estacas injetadas com diâmetros iguais ou menores que 20 cm atravessando espessas camadas de argila mole, deve ser considerado o efeito de flambagem na estaca. Estacas Escavadas Com Trado Mecanizado - Trado Helicoidal Trata-se de uma evolução da broca, mas em vez da escavação manual, é utilizado um trado mecânico. Com isso, torna-se possível atingir profundidades maiores, porém, ainda acima do nível da água. A escavação com trado sem lama bentonítica é indicada para obras de pequeno porte e para solos com boa resistência, para garantir que a escavação permaneça estável durante a inserção da armação e da concretagem (Fig. 28). Figura 28 – Estaca escavada com trado A vantagem dessa solução reside na grande mobilidade e produção do equipamento e na ausência de vibração. Além disso, permite a amostragem do solo escavado, possibilita atingir a profundidade desejada e determinada em 44 projeto e pode ser executada bem próxima às divisas. Uma vez instalado e nivelado o equipamento, posiciona-se a ponta do trado sobre o piquete de locação e inicia-se a perfuração. Quando a haste é totalmente helicoidal, a perfuração prossegue até a cota projetada e inicia-se a retirada da haste sem girar. Aproximadamente a cada 2 m, a haste é girada no sentido contrário ao da perfuração e, com o auxílio de uma pá, o solo é removido entre as lâminas. Quando somente um trecho da haste é helicoidal, a operação é repetida várias vezes antes de se atingir a cota prevista em projeto. Quando a cota de projeto é atingida, pode-se iniciar a concretagem da estaca após o apiloamento do fundo. No caso de estacas armadas, após o apiloamento do fundo, a armação é posicionada no furo antes do lançamento do concreto. Estacas de Hélice Contínua Nesse tipo de fundação o solo é perfurado com trado contínuo e o concreto é injetado por meio da própria haste do trado (Fig. 29). Na perfuração a haste atinge a profundidade indicada no projeto, então o concreto é injetado através da haste central e ao mesmo tempo a hélice contínua, sem rotação, retira o material escavado. 45 Figura 29 – Estaca de hélice contínua Estaca Raiz A estaca raiz é uma estaca escavada que integra o grupo de estacas utilizadas em fundações profundas, podendo atingir profundidade maior que 50 metros e com diâmetro de 80 a 500 mm, tanto em solo como em rochas. É uma estaca argamassada “in loco”, ou seja, é produzida no canteiro de obras, diretamente no local designado no projeto de fundações. Caracteriza-se por perfuração rotativa ou rotopercussiva e por apresentar elevada tensão de trabalho ao longo do fuste (coluna que liga a base e o topo) que é inteiramente armado em todo seu comprimento. Para a execução da estaca raiz, utiliza-se tubos de revestimento metálico integralmente em todo o trecho do solo após a escavação, pois em solos mais arenosos (ou até mesmo pouco argilosos) pode ocorrer desmoronamento. Esses tubos metálicos são recuperados após o preenchimento da estaca com argamassa cimento-areia e da fixação da armadura. 46 A argamassa utilizada é adensada com o auxílio de pressão, normalmente dada por ar comprimido. Principais características da Estaca Raiz: A principais características da estaca raiz que realmente solucionam com êxito os problemas de fundações, reforços de fundações e consolidação do terreno são: Recalques muito reduzidos; Alta capacidade de carga (até 140 tf); Possibilidade de execução em área restritas e alturas limitadas; Perturbação mínima do ambiente circunstante; Podem ser executadas em qualquer tipo de terreno e em direções especiais (inclinadas); Podem ser executadas com utilização a compressão ou a tração; São moldadas in loco; São inteiramente armadas ao longo de todo seu comprimento; Possui elevada tensão de trabalho do corpo da coluna (fuste). Processo executivo da Estaca Raiz: O processo executivo da estaca raiz é dividido em 3 etapas: perfuração, fixação da armadura, injeção da argamassa e retirada dos tubos metálicos. Perfuração: A perfuração pode ser vertical ou inclinada e executada com equipamentos mecânicos chamados de perfuratrizes (pneumáticas, hidráulicas, ou mecânicas). Para a perfuração, normalmente é utilizado o processo rotativo com circulação de água, lama bentonítica ou polímero sintético, que permite a fixação do tubo metálico para o revestimento provisório até a ponta da estaca. No caso de descobrir algum material resistente durante a perfuração, como matacões ou rocha, pode ser utilizada uma coroa diamantada, ou pode- se prosseguir a perfuração por processo percussivo. Para o correto posicionamento da perfuratriz, é necessário que o terreno esteja nivelado. Antes do início da perfuração, deve-se conferir a verticalidade e o ângulo de inclinação do tubo metálico em relação à estaca. O tubo metálico é inserido conforme a perfuração vai ganhando profundidade sendo composto por vários segmentos que serão ligados entre si por juntas rosqueáveis. 47 A profundidade e o diâmetro da perfuração são definidos previamente em projeto, de acordo com as características do solo encontradas na sondagem SPT do terreno. Deve-se ter cuidado e verificar se o material que sai pelo tudo durante a perfuração é o mesmo indicado nas sondagens. Fixação da armadura: Após a perfuração, deve-se fazer a limpeza interna do tubo metálico, esta limpeza é feita através de golpes de água dentro da estaca, então, a armadura é inserida no interior do tubo, esta armadura é constituída por uma ou mais barras de aço, devidamente estribadas, conforme especificação do projeto estrutural da estaca, também de acordo com as características informadas pela sondagem. O diâmetro de cada estaca é o que indica a quantidade de armaduraque deverá ser utilizada, é importante ter o cuidado de usar espaçadores plásticos (ou similares) para manter a estrutura centralizada e não ocorrer movimentação dos estribos. Para que as estacas sejam dimensionadas corretamente, deve-se seguir as orientações da norma ABNT NBR 6122/2010 – Projeto e Execução de Fundações. Injeção da argamassa e retirada dos tubos metálicos: A argamassa constituída por cimento e areia é bombeada através de um tubo até a ponta da estaca (Fig. 30), o macaco hidráulico utilizado para retirar os tubos metálicos deve ser programado de forma que a retirada não aconteça muito rápida, senão a distribuição uniforme da massa pode ser comprometida. À medida que a argamassa sobe pelo tubo de revestimento, o tubo é concomitantemente retirado. Quando o tubo estiver cheio, a extremidade superior é fechada e são aplicados golpes de pressão com ar comprimido para o adensamento da argamassa e a interação com o solo (atrito lateral). A argamassa deve atingir resistência de pelo menos 20 Mpa para este tipo de estaca, consumindo cerca de 600 kg/m³ de cimento, valores estipulados pela NBR 6122. 48 Figura 30 – Processo executivo da estaca raiz Vantagens da Estaca Raiz As vantagens apresentadas pela estaca raiz são: Alta capacidade de carga com recalques muito reduzidos; Perturbação mínima do ambiente circunstante; Podem ser executadas em qualquer tipo de terreno e em direções especiais; Podem ser executadas com utilização a compressão ou a tração. Possibilidade de execução em áreas de espaço limitado, devido ao equipamento ser de pequeno e médio porte; Ausência de vibração e descompressão do terreno, podendo então ser utilizada em terrenos com construções vizinhas; Utilização em terrenos com presença de matacões, rochas e concreto, tem capacidade de perfuração de matérias rígidas; Possibilidade de combater esforços de flexão; Execução com maiores inclinações (0 a 90º); Não provoca poluição sonora. 49 Desvantagens da Estaca Raiz As desvantagens apresentadas pela estaca raiz são: Custo elevado; Alto consumo de cimento; Alto consumo de ferragens para as armaduras; Grande impacto ambiental; Obra alagada devido ao grande consumo de água. Tubulões É um tipo de fundação profunda. Que consiste na escavação, manual ou mecânica de um poço até encontrar terreno firme a fim de transmitir a carga do pilar através de uma pressão compatível com as características do terreno (Fig. 31). Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido. Figura 31 - Tubulão Tubulões a Céu Aberto Os tubulões a céu aberto podem ser executados com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto (Fig. 32). O fuste do tubulão normalmente é de seção circular, adotando-se 70 cm como diâmetro mínimo para permitir a entrada e saída de operários. Já a projeção da base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse. 50 Figura 32 – Tubulões Tubulão Tipo Chicago No tubulão tipo Chicago o poço é aberto por etapas. Após escavar-se até uma certa profundidade, colocam-se pranchas de escoramento que são mantidas em posição por meio de travamento de anéis metálicos (Fig. 33). Escorado o primeiro trecho, escava-se novo trecho e escora-se como anteriormente. Repete-se essa sequencia de operação até atingir o terreno onde será feita a base; estando esta concluída, passa-se à concretagem. Figura 33 – Tubulão tipo chicago Tubulão Tipo Gow O tubulão tipo Gow, é um tipo de tubulão escavado a céu aberto, onde os escoramentos laterais da parede do fuste são executados com anéis 51 metálicos de diâmetro variável, cravados por percussão. O diâmetro dos anéis metálicos diminui à medida que a profundidade aumenta (Fig. 34). Os elementos de escoramento são recuperados durante a concretagem. O escoramento é feito por meio de tubos de chapas de aço da seguinte forma: crava-se um tubo de 02,00 m, escavando-se no seu interior; terminada essa primeira escavação, outro tipo de diâmetro menor é cravado por dentro do primeiro; executa-se nova escavação, novo tubo é cravado dentro do segundo tubo, e assim sucessivamente. Os tubos são recuperados à medida que a concretagem progride. A vantagem que o método Gow apresenta sobre o Chicago é a de poder atravessar uma camada de areia abaixo do nível de água, desde que sob essa camada de areia se encontre uma camada de argila onde o tubo venha a se apoiar. Com isso, torna-se possível terminar a escavação antes que a água tenha atravessado a argila. Figura 34 - Tubulão tipo gow Tubulão Pneumático Pretendendo-se executar um tubulão em um terreno onde haja muita água, o esgotamento da escavação, por meio de bombas, é difícil, além do que é inexequível a construção da base abaixo do nível de água, devido ao perigo de desmoronamento do solo. Esses obstáculos são vencidos com o uso do tubulão pneumático, o qual mantém a água afastada da câmara de trabalho por meio de ar comprimido (Fig. 35). 52 Figura 35 – Tubulão Pneumático Vantagens do Tubulão Pneumático Execução abaixo do NA; Processo executivo com pouca produção de ruídos ou vibrações se comparado com cravação de estacas, por exemplo; O solo retirado das escavações pode ser avaliado por um engenheiro de fundações e compará-lo com o projeto; É possível apoiar cada pilar em fuste único, ao invés de cravação de diversas estacas e, por consequente, execução de blocos de coroamento. 53 As escavações podem atravessar horizontes com pedras e matacões, se mecanizadas. Desvantagens do Tubulão Pneumático Alto custo; Empresas executantes concentram-se na região sudeste do Brasil; Atividade de alto risco; Doenças ocupacionais relacionadas ao ar comprimido (portaria n° 1389/gm/1999); Doenças auriculares. Caixão É um tipo de fundação profunda com fôrma de seção retangular. Concretado na superfície e instalado por escavação interna. Seu volume é maior que o dos tubulões. Podendo ser de aço ou concreto, apoiada no terreno ou escavada até atingir o solo resistente (Fig. 36). Podem ter ou não base alargada e serem executados com ou sem ar comprimido. Figura 36 - Caixão 54 Referências AZEREDO, Hélio AIves de, 1921 - O edifício e sua cobertura. São Paulo, Edgard Blücher, 1977. YAZIGI, Walid. A técnica de edificar / Walid Yazigi. - 10. ed. rev. e atual. - São Paulo: Pini : SindusCon, 2009. Mestre de Obras / Senai-SP. São Paulo: SENAI-SP editora, 2013. 248p. il. (Série informações tecnológicas; Área construção civil). REBELLO, Yopanan Conrado Pereira, 1949 – Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento / Yopanan C. P. Rebello. São Paulo: Zigurate Editora, 2008. PEREIRA, Caio. Estaca Raiz: Características, Processo Executivo, Vantagens e Desvantagens. Escola Engenharia, 2018. MELLO, Talles. Fundações/Talles Taylor dos Santos Mello–Campo Grande, MS, 2018. Apostila: Fundações E Obras De Contenções. Universidade Potiguar. Natal, 23 de setembro de 2013. Apostila: Projeto Estrutural De Sapatas. Gerson Moacyr Sisniegas Alva. Universidade Federal De Santa Maria. 2007 Apostila: Introdução ao Estudo das Fundações - Universidade Católica do Salvador: Eduardo Fernando Orrico de Mattos. Fev/2001 Apostila: Tecnologia da construção de edifícios. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Professora Mercia Barros, 2003. Apostila: FUNDAÇÕES - Professor Douglas Constancio – Engenheiro Lucas A. Constancio.Americana, junho de 2004. Apostila: Estacas Cravadas. Instituto Superior Técnico. Autor: Eng.º Paulo Pedro Apostila: Geotecnia de Fundações. Prof. M. Marangon Apostila: Notas De Aulas Da Disciplina Construção Civil Assunto: Fundações -Universidade Estadual De Ponta Grossa -Curso De Engenharia Civil. Prof. Carlan Seiler Zulian, Elton Cunha Doná, Carlos Luciano Vargas. Abril De 2002 Apostila: Fundações. Caderno de Conteúdo / Exercícios da disciplina de 55 Fundações dos Cursos de Engenharia Civil da Universidade Católica Dom Bosco e da Facsul. Professor: Eng. Civil Esp. Talles Mello. 1º Semestre/2018. Apostila: Escola Politécnica Da Universidade De São Paulo. Departamento De Engenharia De Construção Civil. Tecnologia da Construção de Edifícios I. Prof. Dr. Silvio Burrattino Melhado, Prof. Ubiraci Espinelli Lemes de Souza, Profa. Mercia M. S. Bottura de Barros, Prof. Dr. Luiz Sergio Franco, Eng. Maurício Kenji Hino, Eng. Eduardo Henrique Pinheiro de Godói, Eng. Gregory Kwan Hoo, Eng. Júlio Yukio Shimizu. MARÇO / 2002. Apostila: Tecnologia das Construções II. Professores: Márcio M. Fabrício / João A. Rossignolo. Apostila: Fundações Profundas. Tubulões a céu aberto e a ar comprimido. FATEC – SP Apostila de Fundações. Técnicas Construtivas. Edificações. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. Sul-Rio-Grandense. Professora Carolina Barros. 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