FUNDÇÃO PROFUNDAS - SLIDE 3

FUNDÇÃO PROFUNDAS - SLIDE 3

1. TUBULÕES

   • Elemento de fundação profunda em que, pelo menos na etapa final da escavação do terreno, faz-se necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou pelo menos para a limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são resistidas preponderantemente pela ponta.
   • Dimensionamento da base
     • Os tubulões devem ser dimensionados de maneira que as bases não tenham alturas superiores a 1,8 m. • Para tubulões a ar comprimido, as bases podem ter alturas de até 3,0 m. • Havendo base alargada, deverá ter rodapé de no mínimo 20 cm de altura. • O ângulo β deverá ser maior ou igual a 60º. • As armaduras de fuste e de ligação fuste-base, quando necessárias, devem ser projetadas e executadas de modo a assegurar a plena concretagem do tubulão.
   • Tubulões a céu aberto – procedimentos executivos
     • Trata-se de uma fundação profunda, escavada manual ou mecanicamente, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoal para alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base. Neste tipo de fundação, as cargas são transmitidas essencialmente pela base a um substrato de maior resistência. Este tipo de fundação é empregado acima do lençol freático, ou mesmo abaixo dele, nos casos em que o solo se mantenha estável sem risco de desmoronamento e seja possível controlar a água do interior do tubulão
     • Escavação do fuste
       • – o fuste pode ser escavado manualmente por poceiros ou através de perfuratrizes até a profundidade prevista em projeto
       • Alargamento da base
         • a base pode ser escavada manual ou mecanicamente. Quando mecanicamente, é obrigatória a descida de poceiro para remoção do solo solto que o equipamento não consegue retirar.
     • Antes da concretagem, o material de apoio das bases deve ser inspecionado por profissional habilitado, que confirma in loco a capacidade suporte do material, autorizando a concretagem. Esta inspeção pode ser feita com penetrômetro de barra manual.
       • Um penetrômetro de barra manual é um instrumento de controle usado qualificar e quantificar a compactação de um material.
     • Colocação da armadura
       • – a armadura do fuste deve ser colocada tomando-se o cuidado de não permitir que, nesta operação, torrões de solo sejam derrubados para dentro do tubulão. Quando a armadura penetrar na base, ela deve ser projetada de modo a permitir a concretagem adequada da base, devendo existir aberturas na armadura de pelo menos 30 cm × 30 cm.
       • Concretagem
         • – a concretagem do tubulão deve ser feita imediatamente após a conclusão de sua escavação. Em casos excepcionais, nos quais a concretagem não tenha sido feita imediatamente após o término do alargamento e sua inspeção, nova inspeção deve ser feita, removendo-se material solto ou eventual camada amolecida pela exposição ao tempo ou por águas de infiltração. A concretagem é feita com o concreto simplesmente lançado da superfície, através de funil com comprimento mínimo de 1,5 m. Não é necessário o uso de vibrador. Por esta razão o concreto deve ter plasticidade suficiente para assegurar a ocupação de todo o volume da base. A integridade dos tubulões deve ser verificada em, no mínimo, um por obra, por meio da escavação de um trecho do seu fuste.
   • Tubulões a céu aberto – sequência executiva
     • Quando previstas cotas variáveis de assentamento entre tubulões próximos, a execução deve ser iniciada pelos tubulões mais profundos, passando-se a seguir para os mais rasos. Não pode ser feito trabalho simultâneo em bases alargadas em tubulões cuja distância, de centro a centro, seja inferior a 2,5 vezes o diâmetro da maior base
   • Preparo da cabeça e ligação com o bloco de coroamento
     • para ligação do tubulão com o bloco de coroamento, devem ser observadas a cota de arrasamento e o comprimento das esperas (arranques) definidos em projeto. O trecho do tubulão acima da cota de arrasamento deve ser demolido. A seção resultante deve ser plana e perpendicular ao eixo da estaca e a operação de demolição deve ser executada de modo a não causar danos. Na demolição podem ser utilizados ponteiros ou marteletes leves (potência < 1.000 W) para seções de até 900 cm². O uso de marteletes maiores fica limitado a estacas cuja área de concreto seja superior a 900 cm²
       • O acerto final do topo das estacas demolidas deve ser sempre efetuado com o uso de ponteiros ou ferramenta de corte apropriada.
       • Caso haja concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou o concreto tenha ficado abaixo da cota de arrasamento, o trecho deve ser demolido e recomposto. O material a ser utilizado na recomposição deve apresentar resistência não inferior à do concreto do tubulão. No caso de comprimento de arranque inferior ao de projeto, deve-se executar emenda por traspasse ou traspasse e solda. Caso necessário, a estaca pode ser demolida e recomposta para que o comprimento da emenda seja respeitado.
   • camisas
     • Camisa de concreto
       • A camisa é concretada por trechos sobre a superfície do terreno (ou em escavação preliminar) e introduzida no terreno por escavação interna. Depois de introduzido um elemento no terreno, concreta-se o seguinte, e assim por diante, até se atingir o comprimento final previsto. A armadura necessária pode ser colocada totalmente na camisa, ou parte nela e parte no núcleo. Quando o tubulão for escavado com uso de ar comprimido, a armadura transversal (estribos) deve ser calculada considerando-se uma pressão igual a uma vez e meia a máxima pressão de trabalho prevista, desprezando-se empuxos externos de solo e água.
       • Camisa de aço
         • Quando o tubulão for total e permanentemente enterrado, deve-se descontar uma espessura da camisa de aço para compensar a corrosão. A camisa metálica deve ser dimensionada de acordo com a ABNT NBR 8800, devendo ainda ser considerados os esforços de instalação (cravação, vibração etc.).
       • para solos firmes camisa pode ser feita em in loco

2. ESTACAS

   • – elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja trabalho manual em profundidade. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco, argamassa, calda de cimento, ou qualquer combinação dos anteriores.
     • Estaca de concreto moldada in loco
       • estaca executada preenchendo-se com concreto, argamassa ou calda de cimento, perfurações previamente executadas no terreno, podendo ser total ou parcialmente armada
         • Estaca Franki
           • – estaca moldada in loco executada pela cravação, por meio de sucessivos golpes de um pilão, de um tubo de ponta fechada por uma bucha seca constituída de pedra e areia, previamente firmada na extremidade inferior do tubo por atrito. Esta estaca possui base alargada e é integralmente armada.
             • A estaca Franki é cravada no solo por meio de golpes de um pilão de um bate estacas. Esse processo de cravação gera muitas vibrações no solo, podendo causar danos as edificações vizinhas.
           • INTEGRALMENTE ARMADA
         • Estaca de reação (mega ou prensada)
           • estaca de concreto ou metálica introduzida no terreno por meio de macaco hidráulico reagindo contra uma estrutura já existente ou criada especificamente para esta finalidade
             • Também conhecida como estaca cravada à reação ou estaca prensada. A estaca mega é cravada em segmentos de concreto pré-moldado com o auxílio de um macaco hidráulico. São comumente utilizadas em reforço à fundação já existente ou para correção de patologias, como um recalque diferencial da estrutura. Tem como principal vantagem o fato de dispensar demolições durante a execução.
         • Estaca broca
           • fundação profunda perfurada com trado manual, preenchida com concreto, com comprimento mínimo de 3,0 m, utilizada para pequenas construções, com cargas limitadas a 100 kN.
         • Estaca escavada mecanicamente
           • estaca executada por perfuração do solo por trado mecânico, sem emprego de revestimento ou fluido estabilizante. As vantagens da escavada são: • Acessibilidade: as estacas escavadas mecanicamente com trado helicoidal são executadas através de torres metálicas, apoiadas em guindaste sobre esteiras ou acopladas em caminhões. • Execução sem vibração ou barulho: fator importante quando existem construções vizinhas ou muito próximas. • Alta produção. • Preço: fundação de menor custo. • Aproveitamento do material escavado: possibilidade de amostragem do solo escavado, e reutilização do mesmo em outras etapas da obra. • Alto torque: possibilidade de atravessar camadas do solo de grande resistência (exceto rocha e matacões)
         • Estaca escavada com uso de fluido estabilizante
           • – estaca moldada in loco, sendo a estabilidade da perfuração assegurada pelo uso de fluido estabilizante (ou água, quando houver também revestimento metálico). Recebe a denominação de estacão quando a perfuração é feita por uma caçamba acoplada a uma perfuratriz rotativa, e estaca barrete quando a seção for retangular e escavada com utilização de clamshell.
             • Estacões
               • estacas circulares com diâmetro variável entre 0,60 e 2,00 m, escavadas por rotação.
             • Barretes ou estacas diafragma
               • estacas com seção transversal retangular, escavadas com “clam-shells”. Normalmente de 0,30 a 0,60 m na menor dimensão e 2,50 e 3,20 na maior dimensão, ou ainda formando figuras geométricas com esses elementos. Vantagens: • Conhecimento imediato e real de todas as camadas atravessadas; • Ausência de vibração; • Gradual adaptação da estaca às condições físicas do terreno, com sensível incremento do atributo lateral; • Possibilidade de atingir grandes profundidades (até 70 metros); • Possibilidade de executar a estaca em praticamente todos os tipos de terreno, com nível de água ou não, e atravessar matacões com a aplicação de ferramentas especiais (hidrofresa); • Redução no volume de concreto nos blocos de coroamento.
           • Fluido estabilizante (lama bentonítica ou polímero)
             • tem a função de estabilizar as paredes das escavações, garantir a boa qualidade das peças executadas por concretagem submersa e manter resíduos da escavação em suspensão, evitando sua deposição no fundo da escavação. Essas estacas são executadas geralmente quando se tem cargas elevadas e condições adversas do subsolo, tais como solo mole, areias fofas no lençol freático a pouca profundidade etc. Devido à degradação ambiental, tem-se utilizado polímeros, ou técnicas para substituição total ou parcial da lama bentonítica para concretagem.
             • COLOCA-SE EM PROCESSO SIMULTÂNEO A RETIRADO DO SOLO ESCAVADO
         • Estaca hélice contínua monitorada
           • estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução no terreno, por rotação, de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria haste central do trado, simultaneamente à retirada do solo, sendo a armadura introduzida após a concretagem da estaca.
             • • É uma estaca escavada e, portanto, não causa vibrações no terreno. • A estaca hélice contínua tem diâmetro de 70 a 150 cm (alta capacidade de carga) de acordo com os principais equipamentos disponíveis no mercado. • Alta produtividade. • Ausência de vibrações no processo executivo. • Monitoramento eletrônico de profundidade, inclinação do trado, velocidade de avanço (VA) e de rotação (VR) do trado na perfuração, pressão do motor (MT), velocidade de subida do trado (VS) e pressão de concretagem (PC) na retirada do trado.
             • Estaca hélice de deslocamento monitorada (estaca ômega – screw piles)
               • – estaca de concreto moldada in loco que consiste na introdução no terreno, por rotação, de um trado especial dotado de aletas, sem que haja retirada de material, o que ocasiona um deslocamento do solo junto ao fuste e à ponta. A injeção de concreto é feita pelo interior do tubo central, simultaneamente à sua retirada por rotação. A armadura é sempre introduzida após a concretagem da estaca.
             • Estaca hélice monitorada com trado segmentado
               • (é a estaca hélice contínua, porém executada com trado segmentado) – estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução no terreno, por rotação, de segmentos de trado helicoidal de diâmetro constante. A injeção de concreto é feita pela haste central do trado, simultaneamente à sua retirada. A armadura é sempre colocada após a concretagem da estaca.
                 • Na estaca hélice segmentada, os trados são segmentos, emendados na sequência durante a perfuração de cada estaca, até que se atinja a profundidade pré-definida pelo engenheiro da obra. Em seguida, é feita a concretagem por injeção através de bombeamento, então é feita a retirada do trado. A cada 6 metros retira-se o segmento, até o término da estaca hélice segmentada e em seguida arrasa a estaca e faz a colocação da ferragem. Desta forma, resulta-se a execução de estaca hélice de profundidade de até 24 metros com máquinas pequenas, facilitando o transporte e o manuseio
           • Estaca metálica ou de aço
             • estaca cravada, constituída de elemento estrutural metálico produzido industrialmente, podendo ser de perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, tubos de chapa dobrada ou calandrada, tubos com ou sem costura e trilhos.
               • Estacas metálicas
                 • – as estacas metálicas são utilizadas obras de fundações profundas, consiste no fornecimento e cravação, devidamente dimensionados para as seções das estacas e profundidade a serem atingidas no projeto de fundações.
                   • São constituídas por perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, devem resistir à corrosão pela própria natureza do aço ou por tratamento adequado, podendo ser emendadas. O equipamento de cravação será dimensionado de forma que consiga levar a estaca a encontrar uma resistência de ponta a sua penetração, oferecida pelo solo, indicando a presença de camada resistente para o seu apoio, mas sem acarretar danos ao perfil. O equipamento é o bate estaca, sendo constituído por torre, base e martelo. Sua principal vantagem está no fato de se prestar a cravação em quase todos os tipos de solo, permitindo uma fácil cravação, com baixa vibração e uma grande capacidade de carga, muito utilizada para contenções com perfil pranchado, sendo esta, uma solução muito econômica e ideal para execução de subsolos
           • Estaca mista
             • estaca constituída por dois segmentos de materiais diferentes (madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco etc.)
           • Estaca raiz
             • estaca armada e preenchida com argamassa de cimento e areia, moldada in loco executada por perfuração rotativa ou rotopercussiva, revestida integralmente, no trecho em solo, por um conjunto de tubos metálicos recuperáveis. Processo executivo dividido em 3 etapas: • Perfuração; • Fixação da armadura; • Injeção da argamassa e retirada dos tubos metálicos.
               • Principais características: • Alta capacidade de carga (até 140 tf); • Recalques muito reduzidos; • 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).
         • Estaca Strauss
           • Estaca executada por perfuração do solo com uma sonda ou piteira e revestimento total com camisa metálica (rosqueados), realizando-se gradativamente o lançamento e apiloamento do concreto, com retirada simultânea do revestimento.
             • • Vantagens: – Leveza e simplicidade do equipamento que emprega. – Pode ser aplicada em terrenos acidentados, em locais confinados ou a no interior de construções existentes com pé-direito reduzido. – Não causar vibrações, podendo ser executada próximo a estruturas existentes.
         • O Ensaio PIT
           • Como é feito: consiste na colocação de um acelerômetro de alta sensibilidade no topo da estaca submetida ao teste, e na aplicação de golpes com um martelo de mão.
             • o teste busca principalmente identificar a variação ao longo da profundidade das características de concreto de estacas. O PIT detecta falhas na concretagem de estacas moldadas “in loco” ou de tubulões, e também seu comprimento

3. Fundações Profundas

   • Fundação profunda – elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, sendo sua ponta ou base apoiada em uma profundidade superior a oito vezes a sua menor dimensão em planta e no mínimo 3,0 m; quando não for atingido o limite de oito vezes, a denominação é justificada. Neste tipo de fundação, incluem-se as estacas e os tubulões