Construção Civil I

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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PERNAMBUCO 
ENGENHARIA CIVIL 
VICTOR HUGO MENDES RUFINO
FUNDAÇÕES PROFUNDA
TIPOS DE FUNDAÇÕES
RECIFE 
2019
VICTOR HUGO MENDES RUFINO
FUNDAÇÕES PROFUNDA
TIPOS DE FUNDAÇÕES
Trabalho apresentado
no curso de graduação da
Universidade católica
de Pernambuco.
Orientado por Sérgio Rego
RECIFE 
2019
RESUMO
	Este trabalho tem como finalidade mostrar os tipos de fundações profundas executadas com estacas em pré-moldadas de concreto, perfil metálica, hélice contínua e Estaca Franki. Assim como mostrar a execução delas e onde aplicara cada tipo.
INTRODUÇÃO
 Fundações são elementos que têm por finalidade transmitir as cargas de uma edificação para as camadas resistentes do solo sem provocar ruptura do terreno de fundação. Podem também serem chamados de alicerce.
 A escolha do tipo de fundação a ser utilizado em uma edificação será em função da intensidade da carga e da profundidade da camada resistente do solo. Com base nessas duas informações, escolhe-se a opção que for mais barata, que tenha um prazo de execução menor e que atenda todas as normas de segurança.
TIPOS DE FUNDAÇÕES
 As fundações profundas são elementos que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação da duas. As fundações profundas são utilizadas geralmente em projetos grandes que precisam transmitir maiores cargas ao terreno e quando as camadas superficiais do solo são pobres ou fracas. Incluem-se neste tipo de fundação as estacas, tubulões e caixões.
Estacas
 São elementos de fundação profunda executadas por equipamentos e ferramentas, podendo serem cravadas ou perfuradas, caracterizadas por grandes comprimentos e seções transversais pequenas. As estacas podem ser feitas de madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in situ ou mistos.
Estacas pré-moldadas de concreto
 As estacas pré-moldadas enquadram-se na categoria das estacas de deslocamento, caracterizadas por sua introdução no terreno através de processo que não promova a retirada de solo. Elas podem ser constituídas por um único elemento estrutural (madeira, aço, concreto armado ou protendido) ou pela associação de dois desses elementos (e não mais do que dois), quando será denominada “estaca mista”. No entanto, de todos os materiais de construção, o concreto é um dos que melhor se presta à confecção de estacas e, em particular das pré-moldadas, pelo controle da qualidade que se pode exercer tanto na confecção quanto na cravação.
 A cravação das estacas pode ser feita por percussão, prensagem ou vibração. A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. A cravação por percussão é o processo mais utilizado, utilizando-se para tanto pilões de queda-livre ou automáticos.
 Figura 01 – Estacas pré-moldadas de concreto após a cravação
Estacas metálicas
 As estacas metálicas enquadram-se na categoria das estacas de deslocamento, caracterizadas por sua introdução no terreno através de processo que não promova a retirada de solo. Produzidas industrialmente, são constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de seção I e H, chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada e retangular, bem como os trilhos, estes geralmente reaproveitados após sua remoção de linhas férreas, quando perdem sua utilização por desgaste. Tanto os perfis quanto os trilhos podem ser empregados como estacas em sua forma simples ou como composição paralela de vários elementos.
 Embora seja relativamente elevado o custo das estacas metálicas comparado com de outros tipos de estaca, em várias situações a utilização das mesmas se torna economicamente viável, pois podem atender a várias fases de construção da obra além de permitir uma cravação fácil, provida de baixa vibração, trabalhando bem à flexão e não tendo maiores problemas quanto à manipulação, transporte, emendas ou cortes.
 A cravação das estacas pode ser feita por percussão, prensagem ou vibração. A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. A cravação por percussão é o processo mais utilizado, utilizando-se para tantos pilões de queda-livre ou automáticos.
 Figura 02 – grupo de estacas metálicas
Estacas tipo hélice contínua
 A Estaca Hélice Contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco", cuja perfuração consiste na introdução de um trado helicoidal (com tubo vazado central) no terreno até a profundidade do projeto de fundações. Finalizada a perfuração, o concreto é lançado através do tubo metálico, simultaneamente com a retirada do trado. 
 A execução da Estaca Hélice Contínua permite maior agilidade na conclusão do estaqueamento, tendo como principal característica o monitoramento eletrônico (controle de profundidade, velocidade de rotação e de descida do trado na perfuração, torque do equipamento, pressão de concretagem, velocidade de subida do trado e sobreconsumo de concreto) e ausência de vibrações no solo local e vizinhos.
 
 
 Figura 03 – Estacas tipo hélice contínua no bloco de coroamento. 
Estaca Franki
 É um tipo de estaca cravada que é moldada no próprio local de sua execução. Ela se caracteriza pela utilização de uma base alargada ou bulbo preenchido com material granular (bucha seca) ou concreto. A bucha seca pode ser um tampão de brita com areia ou concreto magro. 
 As estacas Franki são fundações profundas dimensionadas para que a carga originada da superestrutura seja suportada pela resistência de ponta e pela resistência lateral. Essas estacas são executadas com o auxílio de um bate estacas que realiza a cravação de seus elementos no solo por meio de golpes de um pilão. A armadura e o concreto são inseridos na estaca à medida que o tubo vai sendo retirado do solo. O fuste pode ser executado com revestimento perdido ou não, ou ainda com elemento pré-moldado.
 
 Figura 04 – Estaca Franki executada e com armação inserida
EXECUÇÃO DAS ESTACAS
Pré-moldadas de concreto 
 Antes de começar a cravação, as estacas pré-moldadas de concreto são marcadas a cada 0,5m com o principal objetivo, analisar a quantidade de golpes do pilão em uma determinada altura, dessa forma, o seu desempenho durante a cravação é avaliado e dependendo da situação atendendo o comprimento previsto no projeto ela está pronta. Porém, durante a cravação, ela pode descer tranquilamente, como também, pode encontrar dificuldades com um pico alto de resistência, que geralmente é indicado na sondagem, chegando até a quebrar. Em caso de quebra, é necessário locar uma estaca reforço ao lado mantendo a simetria do bloco. Normalmente uma estaca pré-moldada tem 12m de profundidade e quando o projeto requer um comprimento maior, é necessário emendar uma estaca na outra e isso pode ser feito graças a um anel metálico que fica na ponta das estacas. Assim que uma é posta em cima da outra que foi cravada, o anel metálico é soldado e após aguardar 15 minutos, a estaca pode ser cravada mais uma vez até atingir o comprimento do projeto.
Metálicas
 Esse tipo de estaca tem o método de execução igual a pré-moldada de concreto, a diferença além de ser mais cara, é que em um determinado solo, ela desce muito mais fácil durante a cravação, porém se encontrar dificuldades, assim como na pré-moldada, não chegando na profundidade de projeto, é necessário locar estacas reforço mantendo a simetria do bloco.
 Figura 05 –Método de execução das estacas metálicas e pré-moldadas de concreto
Hélice continua
 A perfuração consiste em introduzir o trado continua no terreno até a profundidade determinada em projeto, por rotação, por meio de uma cabeça de rotação, que aplica um torque apropriado para vencer a resistência do terreno, cujo valor varia em função do tipo de equipamento e diâmetro do trado. O trado de perfuração é composto por uma hélice espiral desenvolvida em torno de um tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua penetração no terreno. A hélice espiral continua é introduzida no terreno por rosqueamento sem a retirada da hélice do terreno antes que a profundidade necessária seja atingida, para garantir a principal característica da estaca hélice continua que é a de não permitir alívio significativo do terreno, tornando possível a sua execução tanto em solos coesivos como arenosos, na presença ou não do lençol freático. A produtividade é elevada, se comparada a outros tipos de estacas, e varia em função do diâmetro da hélice, da profundidade da estaca, do tipo e resistência do terreno e da capacidade do equipamento utilizado.
 Alcançada a profundidade desejada inicia-se a fase de concretagem estaca hélice continua. Sob a pressão do concreto, a tampa de proteção é expulsa e o concreto é bombeado através do tubo central da hélice, que é extraída do terreno sem girar ou girando no mesmo sentido da perfuração, dependendo do tipo de equipamento utilizado. Na fase de concretagem, a velocidade de extração da hélice está diretamente relacionada com a pressão e o sobreconsumo de concreto, de forma que não haja vazios entre a retirada da hélice do terreno e o preenchimento da perfuração com concreto, evitando-se possíveis estrangulamentos ou seccionamentos do fuste da estaca. Durante a extração da hélice, a limpeza do solo contido nas lâminas pode ser feita manualmente ou por limpador mecânico acoplado ao equipamento.
 O método de execução da estaca hélice continua exige a colocação da armação após a sua concretagem e, portanto, com as dificuldades inerentes desse processo executivo. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca manualmente ou com auxílio de um pilão de pequena carga que se apoia sobre a armação ou pela pá carregadeira disponível na obra para a retirada do material escavado. O uso de vibrador, embora recomendado na bibliografia internacional, não é utilizado na prática brasileira.
 Figura 06 – Sequência executiva da estaca em hélice contínua
Estaca Franki
 O processo executivo das estacas Franki realizado por equipamentos específicos é muito versátil e permite uma variedade grande de possibilidades executivas que o torna extremamente atrativo para a execução de estacas moldadas no solo. A existência da base alargada aumenta consideravelmente a capacidade de carga da estaca ou, reciprocamente, permite obter uma mesma capacidade de carga com profundidades sensivelmente menores se comparadas com estacas sem base alargada. Este acréscimo de capacidade de carga não resulta simplesmente de um aumento da seção da base, mas sobretudo, de uma melhoria das características mecânicas do solo fortemente compactado em torno da base. 
 A elevada potência de cravação posta em jogo é obtida pela grande altura de queda do pilão pesado. A altura pode variar entre limites bastante afastados e é, assim, adaptada à resistência das camadas intermediarias a atravessar. Matações e outros obstáculos encontrados no solo podem ser atravessados ou afastados. A concretagem do fuste da estaca é executada sem que a água ou o solo possam se misturar ao concreto. A dosagem do concreto utilizado varia de 300 kg a 450 kg de cimento por metro cúbico de concreto. 
 O adensamento desse concreto, por apiloamento enérgico resulta em um concreto muito compacto e homogêneo de elevada resistência a compressão. O σc 28 está sempre acima de 200 kg/cm².
 
 Figura 07 – Sequência executiva das estacas tipo Franki
BIBLIOGRAFIA 
https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/19-execucao-de-estacas-frank
http://www.solotrat.com.br/estaca-helice-continua
http://www.tecgeo.com.br/servicos/estacas-metalicas-2
http://www.tecgeo.com.br/servicos/estacas-pr-moldadas-de-concreto-3