CRITÉRIOS DE INSPEÇÃO E RECEBIMENTO DE SERVIÇOS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAÇÕES (VERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO)

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1 CRITÉRIOS DE INSPEÇÃO E RECEBIMENTO DE SERVIÇOS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAÇÕES (VERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO) 1 - INTRODUÇÃO Urbano Rodriguez Alonso Engenheiro Consulor As fundações, como qualquer oura pare de uma esruura, devem ser projeadas e execuadas para garanir, sob a ação das cargas em serviço, as condições mínimas de segurança, funcionalidade e durabilidade. A primeira condição impõe que odos os elemenos da esruura devam aender aos coeficienes de segurança (conra a rupura) fixados pelas Normas Técnicas. A segunda condição deve ser aendida para que as deformações e os deslocamenos sejam compaíveis com o ipo e a finalidade a que se desina a esruura e a erceira diz respeio aos maeriais a serem empregados que deverão apresenar vida úil, no mínimo igual ao que se propõe a obra. A maneira como são aendidas as rês condições acima irá refleir-se no desempenho da esruura. Nese rabalho iremos raar desas quesões apenas para os elemenos consiuines das fundações. 2 GARANTIA DA QUALIDADE Define-se garania da qualidade ao conjuno de ações planejadas e sisemáicas necessárias para prover confiança adequada de que os produos, processos e serviços saisfarão deerminados requisios de qualidade. A qualidade é, porano, uma adequação ao uso, iso é, a propriedade que permie avaliar e, conseqüenemene, aprovar, aceiar ou recusar qualquer serviço ou produo. Traa-se, porano de um conceio relaivo que varia com o empo, seja em decorrência da descobera de novas ecnologias, seja em função dos cusos envolvidos ou ouros aspecos da quesão. Para que haja garania da qualidade há necessidade do envolvimeno de oda a empresa, desde o opo da direção aé o mais subalerno servidor, sendo a ignorância o maior inimigo da qualidade e o excesso de burocracia o maior inimigo da sua garania da qualidade. É imporane lembrar que só se pode conrolar aquilo que se pode verificar e só se pode exigir o que se pode conrolar. Iso em fundações é de uma imporância fundamenal, pois os elemenos esruurais que a compõe não são visíveis (pois esão enerrados) como aconece com as demais pares da esruura. Por iso, especificamene em fundações, o cumprimeno dos formalismos da garania da qualidade não significa que o bom desempenho eseja assegurado, pois um aspeco que diferencia um projeo de esruura de um projeo de fundações é que, no primeiro, as caracerísicas dos maeriais de consrução são definidos pelo projeisa e, no segundo, se rabalha com o solo, que é um maerial não fabricado pelo homem. Nese aspeco da quesão, nada subsiui a compeência e a experiência do projeisa, que nese ipo de serviço êm como obrigação não só possuir amplos conhecimenos eóricos como dominar odas os aspecos envolvidos com o ipo de fundação a adoar. Pouco adiana realizarmos ensaios sofisicados e, depois, uilizarmos méodos de cálculo, ambém sofisicados, se as amosras uilizadas foram reiradas sem os necessários cuidados, como se mosra na Figura 1. 3 TRIPÊ DA BOA FUNDAÇÃO Uma boa fundação é aquela que aende ao ripé consiuído pelo projeo, pela execução e pelo conrole (da execução) (Figura 2). No projeo, seleciona-se o ipo (ou ipos) de fundação a empregar, em função das caracerísicas geoécnicas do local, das grandezas das cargas, do ipo e responsabilidade da obra É nesa fase que se define o méodo consruivo e se fazem as previsões que darão supore às equipes de execução e de conrole. O projeisa da fundação deve er sempre em visa a forma como seu projeo será execuado, levando em cona a disponibilidade de equipamenos e a segurança dos vizinhos. Fica, porano, claro que nessa fase há um envolvimeno inenso enre a equipe de projeo propriamene dia com a equipe de execução. A primeira busca soluções, endo por base os conhecimenos de Mecânica dos Solos e Resisência dos Maeriais e a segunda, complemena esses conhecimenos com os aspecos referenes às limiações dos equipamenos que serão envolvidos, as limiações de acessos, o esado das consruções limírofes e ouros aspecos inerenes aos méodos execuivos. É por isso que duas esruuras com a mesma arquieura, mesmos maeriais e mesmas cargas não são, necessariamene, iguais quando se raa de suas fundações. Daí o alera de que é perigoso se generalizar em fundações, pois cada caso é um caso, que requer um esudo próprio que considere odas suas condicionanes e dados disponíveis.

2 Figura 1 Aspeco imporane em fundações Figura 2 Tripé da boa fundação Durane a execução, as equipes envolvidas seguem, basicamene, o méodo execuivo previso na fase de projeo. Na inerface projeo-execução siua-se o conrole da qualidade da fundação, que deverá aferir as previsões feias, adapando a execução às mesmas ou fornecendo subsídios ao projeo para reavaliação. Por esa razão, um projeo de fundação só é concluído ao érmino da execução, pois como já se disse acima, rabalha-se com o solo, que não é um maerial fabricado pelo homem. Para agravar mais a siuação, as previsões são feias com base em ensaios geoécnicos obidos anes da execução da fundação, e como sabemos, a capacidade de carga e deformabilidade do solo são normalmene afeadas pelo méodo execuivo.

3 Uma oura caracerísica das fundações, é que elas ficam enerradas, e, porano, não é possível inspecioná-las facilmene após sua conclusão, como aconece com ouros elemenos da esruura (pilares, vigas, alvenaria, ec). É por essa razão que a eficiência e compeência das equipes envolvidas com o projeo, a execução e o seu conrole são de primordial imporância para um bom desempenho da fundação. Só para enfaizar ese aspeco, lembra-se que para adquirir um equipameno basa er o dinheiro; para formar uma equipe capaz de fazê-lo rabalhar eficienemene, há necessidade de muio empo para reinameno. Finalmene, gosaríamos de lembrar que os procedimenos de conrole da execução devem ser definidos, claramene (por odos os responsáveis e envolvidos com o ripé da boa fundação ) anes do início dos serviços, a fim de eviar polêmicas ou posições inransigenes de um ou ouro desses responsáveis. 4 INFLUÊNCIA DO MÉTODO EXECUTIVO O desempenho das fundações é influenciado pelo méodo execuivo. No caso das esacas, a radicional classificação em dois grupos, com e sem deslocameno do solo, eve que ser ampliado após o aparecimeno das esacas raiz, das micro-esacas (presso-ancoragens) e mais recenemene, das esacas hélice conínua (enre nós desde 1987 e com ampla uilização desde 1993) e as esacas omega" (enre nós a parir de fins de 1998). As esacas raiz e as micro-esacas, na fase inicial de sua execução, enquadram-se na classificação sem deslocameno de solo e, na fase final, com cero deslocameno de solo. O mesmo se pode dizer das esacas hélice conínua e das esacas ômega que se insalam com um alívio parcial de solo (nas esacas hélice conínua porque à medida que o avanço do rado vai reduzindo sua velocidade mais solo vai sendo exraído e nas esacas ômega porque a inrodução da poneira com diâmero bem maior que a hase complemenar, permie cero alívio de solo arás da pona helicoidal, conforme mosrado por Alonso (2002)). Assim, hoje as esacas, quano à insalação, devem ser classificadas em: esacas com deslocameno, esacas com deslocameno parcial e esacas sem deslocameno de solo. É imporane saber em que ipo de insalação da esaca no solo, pois isso irá condicionar sua capacidade de carga e seu recalque. Além disso, será eviado, como já emos presenciado, empregar méodos de previsão de capacidade de carga desenvolvidos para um deerminado ipo de esaca ser usado para ouro. 5 CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES CONFORME SEU CONTROLE DURANTE A EXECUÇÃO A execução de qualquer fundação, superficial ou profunda, deve ser conrolada. É desejável que o comporameno da obra seja acompanhado ao longo de algum empo após sua conclusão. Desse acompanhameno resulam ensinamenos valiosos para o fuuro. Infelizmene, apesar de recomendação expressa na norma NBR 6122, ele é raramene feio. Aqui cabe uma ressalva quando se faz menção ao conrole. Não devemos confundi-lo com o simples regisro de dados, pois o fao de se regisrarem vários evenos ocorridos durane a execução da fundação, não implica em que se eseja exercendo um conrole. O conrole implica, além do regisro, na inerpreação dos dados regisrados, de maneira rápida e objeiva, uilizando-se os procedimenos pré-esabelecidos enre os responsáveis do ripé da boa fundação anes do início dos serviços. Se durane a execução esses conroles aendem ao que se definiu como adequados ao projeo, nada deve ser mudado na execução; ao conrário, se ocorrerem diferenças, esas devem ser, imediaamene, comunicadas à equipe de projeo, para que se proceda à revisão da previsão, se necessário, ou a novas invesigações geoécnicas. Porano, o conrole é um consane regisro e roca de informações enre as equipes de campo e de projeo. É claro que o fiel regisro das informações é um documeno imporane nessa roca de informações. O conrole deve ser feio não só sobre os dados de insalação das esacas, como ambém sobre os maeriais que as compõem. Enreano nem odos os ipos de fundação apresenam o mesmo grau de conrole. Daí porque dividiremos, nese paricular, as fundações em dois grandes grupos: as que permiem, durane sua confecção, um conrole não abrangene e aquelas que permiem um conrole abrangene. Enendam-se eses conroles (abrangenes e pouco abrangenes) como sendo uma baeria de eses, durane a execução, que permiam omar decisões visando prever o desempenho fuuro quando a fundação receber as cargas da esruura.

4 5.1 FUNDAÇÕES COM CONTROLE POUCO ABRANGENTE DURANTE A EXECUÇÃO Denre as fundações cujo conrole é pouco abrangene durane a execução podem ser mencionadas: fundações rasas (sapaas e blocos de fundação); esacas Srauss; esacas injeadas (raiz e micro-esacas); esacas escavadas a seco e com auxílio de lama benoníica (esacões e barrees); ubulões (a céu abero e sob ar comprimido), esacas hélice conínua e esacas ômega. Por causa dessa dificuldade de dispor de parâmeros de aferição da qualidade da esaca, no insane da execução, eses ipos de fundação requerem que a qualidade das invesigações geoécnicas (sondagens) seja feia por equipes idôneas e experienes, viso que é com base nessas sondagens que se prevêem o comprimeno das esacas. Não se pode correr o risco de que os ensaios sejam obidos como se mosrou na Figura 1. Por isso, quando se preende projear eses ipos de fundação é prudene (e aé necessário) que se fiscalize juno às equipes de execução das sondagens os procedimenos e o esado dos equipamenos uilizados verificando-se se aendem às normas específicas da ABNT. 5.2 FUNDAÇÕES COM CONTROLE ABRANGENTE DURANTE A EXECUÇÃO Denre as fundações que permiem conrole abrangene durane a execução podem ser ciadas: esacas prensadas (ipo mega); esacas pré-moldadas de concreo; esacas meálicas e esacas ipo Franki. 6 DESCRIÇÃO DOS PRINCIPAIS CONTROLES DURANTE A EXECUÇÃO DAS FUNDAÇÕES Nese iem iremos discorrer sobre os conroles comumene uilizados em cada ipo de fundação, fazendo-se uma análise críica e sugerindo, quando possível, sua complemenação a fim de que se enha um melhor conrole sobre as premissas do projeo e se obenha uma melhor garania quano ao seu desempenho. Espera-se que com esa exposição possamos odos refleir sobre o assuno. 6.1 FUNDAÇÕES RASAS Nese ipo de fundação o conrole é meramene subjeivo. A liberação da coa de apoio e das dimensões da fundação é feia apenas com base numa análise ácil visual do solo e comparado com a sondagem mais próxima. Nenhum parâmero é medido de al sore que a decisão é individual (subjeiva). A realização de prova de carga sobre uma placa circular ou quadrada de lado aproximadamene 1m, apoiada na mesma coa da fundação é um procedimeno barao e rápido e seria uma maneira de eliminar a subjeividade da decisão. O macaco hidráulico que aplica a carga à placa poderia reagir conra um sisema de vigas (Figura 3a) ou ser posicionado sobre a placa e reagindo conra um irane (Figura 3b). Conhecidos a curva carga-recalque da placa, as dimensões da sapaa e o ipo de solo onde a mesma se apoiará, pode ober o comporameno da fundação (Figura 4) aravés das expressões: Solos granulares (Terzaghi 1955) r = r f p 2. Df Df + D p 2 (1) Af Solos argilosos (Timoshenko 1951) rf = r (2) p Ap que para as placas circulares se escreve r r Df f p Dp = em que D p e D f são, respecivamene, o diâmero (ou o menor lado) da placa e da fundação e r p e r p os recalques da fundação e da placa, para a mesma ensão aplicada ao solo

5 m a n ô m e ro d e fle c o m e ro b o m b a m a c a c o v ig a d e re fe rê n c ia D c m z 2 D ra d o h e lic o id a l p = 0,1 σ is ó b a ra 1 0 % σ D c m 4 m re c h o a n c o ra d o Figura 3 Prova de carga em placa Figura 4 Relação enre o recalque da fundação (r f ) e da placa (r p ) 6.2 TUBULÕES A CÉU ABERTO E SOB AR COMPRIMIDO Eses ipos de fundação são dimensionados desprezando-se a carga resisida pelo fuse, ou seja, oda a carga é absorvida pela base alargada do ubulão. Analogamene às fundações rasas, a liberação da coa de apoio e das dimensões da base alargada é feia apenas com base numa análise ácil visual do solo e comparado com a sondagem mais próxima. A decisão ambém é individual (subjeiva). A realização de uma prova de carga sobre placa similarmene ao exposo para o caso de fundações rasas seria uma maneira de eliminar a subjeividade da decisão. É claro que ese procedimeno é conservador, pois não se conaria com o efeio de confinameno em profundidade, que irá exisir na base alargada. Porém seria um passo imporane para eliminar a subjeividade. O macaco hidráulico, que aplicaria carga a placa poderia reagir conra um sisema de vigas reagindo conra as paredes da base do ubulão ou conra a camisa do fuse, no caso do ubulão ser sob ar comprimido. É um assuno a ser discuido, pois é melhor se er uma medida (nese caso a favor da segurança) do que se coninuar na subjeividade.

6 6.3 ESTACAS PRENSADAS Esas esacas, muio uilizadas no passado como fundações, nos casos em que se queria eviar vibrações, iveram sua uilização significaivamene reduzida, com o adveno das esacas injeadas (raiz e micro-esacas), sendo hoje em dia praicamene uilizadas em reforços de fundações. Como em seu processo execuivo uiliza macaco hidráulico, sua carga admissível, é adoada igual a 1,5 vezes inferior a carga aplicada pelo macaco hidráulico. Como odas as esacas vão sendo esadas à medida que se avança com o esaqueameno, ese ipo de fundação é a que maior confiabilidade oferece do pono de visa de comporameno, pois aé permiem a realização de provas de carga à durane sua insalação. Em decorrência diso, são as esacas que apresenam menor dispersão de seus resulados, ou seja, o valor médio de carga admissível é praicamene aingido por odas as esacas (baixíssimos desvios padrão e coeficiene de correlação). 6.4 ESTACAS ESCAVADAS (A CÉU ABERTO, COM AUXÍLIO DE LAMA E STRAUSS) No caso das esacas escavadas, a céu abero ou com lama benoníica (esacões e barrees), o conrole de campo se resringe à manuenção das caracerísicas exigidas para a lama e a uma análise ácil visual do maerial escavado para compará-lo com a sondagem mais próxima à esaca. Durane a concreagem conrola-se o volume aplicado e se compara com o eórico. Esa relação deve sempre ser maior que 1, para se garanir que não houve redução do diâmero do fuse. Quano às esacas ipo raiz, ambém, se enconra uma deficiência no conrole da capacidade de carga durane a execução, pois aqui, o maerial escavado, para compará-lo à sondagem mais próxima, vem oalmene desagregado e misurado com o solo carregado pela água, durane a perfuração. Fao semelhane e mais grave ocorre com as esacas Srauss, onde se joga água para permiir que a pieira, ao ser lançada, várias vezes, misure o solo formando lama para ser por ela reirada. 6.5 ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO E ESTACAS METÁLICAS Eses ipos de esacas apresenam, durane sua execução um grande número de medidas que visam conrolar e garanir sua qualidade. Esse conrole é feio, via de regra, pelo diagrama de cravação (onde se mede o número de golpes necessário à cravação de cada 50 cm da esaca com o pilão caindo de alura consane). Ese diagrama permie aferir a qualidade das sondagens, pois o mesmo deverá esar em consonância com os SPT s. Uilizam-se ambém a nega, o repique e os ensaios dinâmicos (prova de carga dinâmica). Todas essas medidas de conrole permiem, cada uma com suas hipóeses embuidas, esimar a carga esperada e, porano, permiem conrolar o comprimeno de esaca por esaca durane a cravação. A íulo de informação, o repique apresena valores mais confiáveis e com menor dispersão do que a nega. Para se ober o repique procede-se conforme mosrado na Figura 5. O repique, mosrado no dealhe A dessa Figura, é composo de duas parcelas. K = C 2 + C 3 (3) em que, C 2 é a deformação elásica do fuse da esaca e C 3 é a deformação elásica do solo sob a pona da esaca. Numa primeira aproximação pode-se adoar C 3 S (nega para 1 golpe). Assim, pode-se ober: C 2 = K - C 3 = K S (3a) A parcela C 2 corresponde à deformação elásica do fuse da esaca, submeida ao diagrama de carga axial N i mosrado na Figura 6. Esse diagrama é obido desconando-se da carga P, aplicada ao opo da esaca (ou seja, o que se espera durane a cravação) a carga ransferida, por ario laeral, ao solo. Esa carga laeral ransferida ao solo é previsa, durane a fase de projeo, uilizando-se méodos de previsão de carga (por exemplo, Aoki-Velloso, Decour-Quaresma, ec). De al sore que se pode comparar, durane a cravação, o valor medido de C 2 com o valor calculado na fase de projeo, obido com base na lei de Hooke. C 1 = Σ AE. N. z 2( calculado) i i

7 Figura 5 Regisro do repique (4) Figura 6 Cargas axiais N i ao longo da esaca Vê-se pela expressão (4) que se a esaca rabalha só de pona o diagrama N i é consane e igual a P ao longo da esaca (ransferência de carga nula pelo fuse ao solo). Nese caso a expressão 4 oma a forma: C 2( calculado) Pl. = AE. i Ao conrário, se a esaca rabalha só por ario, o diagrama de N i é riangular decrescene sendo P no opo da esaca e zero no pé da mesma (carga de pona igual a zero). Nese caso a expressão 4 oma a forma: 1 Pl. C2( calculado) =. 2 AE. i (4.b) (4.a)

8 Vê-se, porano, que para os casos normais em que a esaca rabalha por pona + ario laeral, o valor de C 2 varia de (0,5 a 1)Pl/AE, podendo-se adoar, na fase de projeo, um valor inermediário, ou seja: C 2( calculado) 0, 7. Pl. = AE. no lugar do valor, mais preciso, obido pela equação (4) A expressão (4.a) ano permie comparar o valor de C 2 calculado com o medido no campo, como ambém permie, a parir do valor medido, ober a carga esperada para a esaca na profundidade onde se mede o repique, ou seja conhecido C 2, obém-se: (4.c) P C. = AE. 2 0, 7. l (4.d) Ouro conrole de campo muio usado nas esacas pré-moldadas e meálicas é o ensaio de carregameno dinâmico (Figura 7), vulgarmene conhecido por PDA = Pile Driving Analyse, que calcado na equação da onda permie calcular a carga mobilizada, durane a cravação ou a recravação. Para fazer a correa inerpreação dese ensaio, além do operador experiene, é necessário aferir os parâmeros a serem uilizados na análise numérica do ipo CAPWAP. Esa aferição é feia aravés do deslocameno máximo (DMX) obido no compuador (PDA) que deverá ser concordane com o medido pelo repique (obido manualmene ou aravés de aparelho) viso que, o repique, a menos da escala de empo, represena a mesma função de deslocameno. Assim anes de se proceder ao ensaio dinâmico, são dados vários golpes na esaca aé que se obenha o valor de DMX medido no PDA da ordem de grandeza do deslocameno medido pelo repique, ou seja: DMX K + S (5) Figura 7 Aferição dos parâmeros do ensaio dinâmico pelo repique 6.6 ESTACAS FRANKI Ese ipo de esaca, analogamene à esacas pré-moldadas, apresena, durane sua execução, um grande número de medidas que visam conrolar e garanir sua qualidade, conforme se expõe a seguir: Embora as fórmulas que uilizam negas não se apliquem às esacas moldadas in loco, a Franki adapou a fórmula de Brix para al fim. 2 W P h R = 4.. (6) 2 s ( W + P) em que W é o peso do pilão, P é o peso do ubo, h é a alura de queda do pilão e s é a nega. Aplicando-se a esa fórmula um coeficiene de correção 20, obém-se a carga admissível do ubo:

9 R = 2 1 W P h.. 5 s 2 ( W + P) É imporane lembrar que inicialmene a Franki havia desenvolvido as expressões que se seguem adoando um coeficiene de correção 10, que foi alerado, em 1985, para 20 visando um melhor ajuse aos resulados esaísicos. Conhecida a carga admissível R do ubo (e não da esaca) calcula-se a carga admissível para a esaca por: (6a) P adm Ab = 0, 75R 0, 3 + 0, 6 (7) A em que A b é a área da projeção do volume da base alargada admiida como uma esfera e A é a área da seção ransversal (cheia) do ubo (ver abela 1). Para passar da expressão 6a para a expressão 7 admiiu-se que 30% da carga da esaca seja resisida por ario laeral e 70% por pona (PL=0,3PR e PP=0,7PR). Admiindo-se que a ensão na pona do ubo seja igual à da base (70% de R ) pode-se escrever σ=0,7r /A. Esa ensão aplicada à área da base da esaca permie escrever (carga devido à pona da esaca): P A R A b = σ. b = 0, 7 A b Como o diâmero da esaca é praicamene igual ao do ubo e a carga por ario é admiida igual a 30% da carga oal, pode-se escrever: P R R A adm = 0, 3 + 0, 7 A b Como o bulbo da base não é perfeiamene esférico, admie-se um faor de correção de 0,85 na parcela A b /A. Por ouro lado, para levar em cona que as condições de execução na obra (nem sempre, muio favoráveis, ambém se reduz a carga P adm em 75%. Inroduzindo-se esses faores correivos na expressão acima obém-se, finalmene: P R x R A b adm = 0, 75 0, , 85 0, 7 que nada mais é do que a expressão 7. A Esa expressão pode ser generalizada para quaisquer porcenagens de resisência por ario e pona. Seja α a porcenagem de carga resisida pelo fuse e β=(1-α) a parcela resisida pela pona. Nese caso a expressão 7 genérica será: P adm Ab = 0, 75. R α + 0, 85β (7a) A Por exemplo para o caso em que a esaca aravessa uma camada de argila mole e se apóia em um exrao muio resisene, pode-se admiir α =0,1 e β =0,9. A carga admissível desa esaca será obida por: Ab Ab Padm = R + x R A = + 0, 75 0, 1 0, 85 0, 9 0, 75 0, 1 0, 77 (7b) A Ese raciocínio pode ser esendido para ouras relações de α e β. Tabela 1 Dados básicos para as esacas ipo Franki

10 Diâmero do ubo (mm) A (m 2 ) 0,096 0,126 0,159 0,212 0,283 0,385 Vol (l) A b (m 2 ) 0,292 0,332 0,430 0,478 0,528 0,608 0,694 0,739 0,785 0,866 0,985 Confirmados o comprimeno e a nega do ubo passa-se à fase mais imporane, do pono de visa de capacidade de carga, que é a confecção da base alargada. Para ano o concreo é lançado com auxílio de uma caçamba de volume conhecido (geralmene 150 l para esacas com diâmero superior a 400 mm e 90 l para diâmeros inferiores). Os volumes a injear devem-se siuar denro dos seguines valores: esacas D= 40 cm : mínimo 180 l, normal 270 l e máximo 360 l esacas D= 45 cm : mínimo 270 l, normal 360 l e máximo 450 l esacas D= 52 cm : mínimo 300 l, normal 450 l e máximo 600 l esacas D= 60 cm : mínimo 450 l, normal 600 l e máximo 750 l A base alargada é considerada adequada quando os limies acima forem respeiados e, além disso, que os úlimos 150 l de concreo sejam inroduzidos com uma energia de 500 f.m (para esacas com diâmero superior a 450 mm). A energia é obida pelo produo do peso do pilão (cujos pesos mínimos consam da Tabela 5 da NBR 6122/96) pela alura de queda (consane enre 5 e 8 m) e pelo número de golpes, conrolando-se o volume injeado pela marca do cabo do pilão em relação ao opo do ubo. É ambém durane a confecção da base que se conrola o levanameno de esacas próximas já execuadas. Caso se consae ese fenômeno devem ser omadas as providências preconizadas pela NBR 6122/96 em seu iem b, ou seja:..a execução de uma esaca requer que odas que odas as siuadas em um círculo de raio igual a seis vezes o diâmero da esaca enham sido concreadas há pelo menos 24 h. Esa écnica é dispensada caso se comprove que uma écnica especial de execução pode diminuir ou aé mesmo eliminar o risco de levanameno (pré-furo, por exemplo)... Para o lançameno do concreo do fuse usa-se a mesma caçamba uilizada na confecção da base alargada, de al sore que se sabe qual o volume de concreo que vai sendo lançado à medida que se faz a concreagem. Nesa fase do serviço a reirada do ubo, a cada volume de concreo lançado, é feia manendo-se o pilão apoiado no concreo e conrolando-se a marca do cabo do pilão que indica se o ubo não esá arrasando consigo a coluna de concreo, além de mosrar a alura de segurança dessa coluna no inerior do ubo, para impedir que a água ou o solo nele penere. Nese ipo de esaca, mesmo que as soliciações indiquem a não necessidade de armá-la, é uilizada uma armadura mínima que serve para conrolar a inegridade do fuse, durane a concreagem. Esse conrole consise em se acompanhar o "encurameno" da armadura que indica a linearidade do fuse e a coninuidade da coluna de concreo, à medida que se faz o apiloameno do mesmo, após cada reirada parcial do ubo (aproximadamene a cada 50 cm). O acompanhameno do encurameno da armadura é feio solidarizando-se à mesma um cabo fino que sobe aé o opo da orre, passa por uma polia e é doado, na pona, de um peso para manê-lo esicado (Figura 8). Nese cabo é feia uma marca de referência correlacionada a oura marca na orre do bae-esaca. Assim, o encurameno da armadura é medido pela subida do cabo, em relação à marca de referência. Esse encurameno deve ser pequeno e uniforme ao longo de oda concreagem. Uma subida brusca do cabo indica um acidene de concreagem, ou seja, um encurameno grande da armadura. Nese caso, ou mesmo quando se consaa que acidenalmene ocorreu uma invasão de água ou de lama, durane a concreagem (facilmene deecado ao se levanar o pilão e ver se o pé do mesmo esá ou não limpo) adoa-se o seguine procedimeno execuivo: saca-se oalmene o ubo, refaz-se a bucha e recrava-se o mesmo na mesma posição aé se ober a nega desejada. A seguir refaz-se a base alargada e reoma-se o processo execuivo.

11 6.6 ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Figura 8 Fases de execução de uma esaca ipo Franki

12 Esas esacas, conforme já exposo acima, enquadram-se no grupo das esacas com conrole pouco abrangene. Por isso, é imporane razer ao conhecimeno da comunidade geoécnica, alguns cuidados execuivos que devem ser omados. Um dos problemas com que se defrona o execuor desas esacas, é que o concreo é fornecido por concreeira, conraada pelo dono da obra. Por ser um concreo especial, face às caracerísicas do processo execuivo, muio dos problemas enfrenados foram decorrenes de ainda não exisir uma direriz dos requisios mínimos do mesmo, em paricular quano ao faor água cimeno, ao slump-flow e à exsudação aliado ao fao de que o cimeno mudou de caracerísicas nos úlimos anos. Para agravar a siuação as concreeiras não cosumam informar a composição e, principalmene o nome e a quanidade de adiivo que foi colocado no raço. Uma primeira enaiva para equacionar ese problema foi abordado e resumido no capíulo 5 do Seminário da ABMS-ABEF, realizado em 02 de agoso de 1999 Em esacas com arrasameno profundo, deve-se concrear aé as imediações do nível do erreno e, a seguir, insalar a armadura, nese caso doada de esribos e enrijecida. A práica de se enar empurrar a armadura apoiando-se o rado sobre a mesma em causado problemas pois muias vezes a armadura sai da massa de concreo e enra no erreno. Por esa razão esa práica não é recomendada. Deve-se deixar a armadura ao nível do erreno. A não observância dese procedimeno, ou seja, parar a concreagem abaixo do nível do erreno e a seguir insalar a armadura pode compromeer a inegridade da esaca, pois após a reirada do rado e anes de se insalar a armadura, cairá erra sobre o concreo ainda fresco. Durane a inrodução da armadura essa erra embuchará nos esribos e será empurrada pela mesma criando uma rolha de solo denro do corpo da esaca, conforme se mosra na Figura 9(a). Embora a NBR 6122 permia não armar as esacas comprimidas, quando a ensão máxima de compressão for de 5 MPa, nese ipo de esacas, sempre se deve dispor de armadura, pois seu méodo execuivo impõe que a esaca, ao final da concreagem, apresene significaiva coluna de concreo acima da coa de arrasameno, pela razão acima descria. Além disso, ambém se recomenda que a concreagem seja manida, com bombeameno e pressão, aé o nível do erreno para eviar problema como o indicado na Figura 9(b). Não esando a esaca armada, ao se proceder a escavação para a o core e preparo da cabeça das mesmas, geralmene uilizando-se escavadeiras mecânicas, esas baem na esaca durane a operação, por mais cuidadoso que seja o operador. A armadura erá, enão, a função de absorver os esforços decorrenes dessas baidas. Recomenda-se um mínimo de 4Φ16mm para esacas de aé 40 cm de diâmero, 6Φ16mm para 50 cm, 8Φ16mm para 60 e 70 cm, 6Φ20mm para 80 cm, 8Φ20m para 90 cm e 10Φ20mm para 100cm de diâmero. O comprimeno mínimo (abaixo da coa de arrasameno) recomendado é de 5 m, ou seja usa-se ½ barra para a composição da armadura. (a) embuchameno (b) afunilameno Figura 9 Conaminações do fuse de esacas não concreadas aé o nível do erreno Quando se execuam esacas hélice conínua em argilas moles deve-se omar cuidado para garanir que o opo do rado sempre eseja acima da coa superior da argila mole, eviando-se que a prolonga (região sem rado) ainja a mesma e crie um alívio (ausência de rado com solo) nessa região. Além disso, durane a concreagem deve-se maner pressão posiiva, mesmo que o consumo de concreo se mosre excessivo e comece a subir laeralmene ao rado, devido ao pouco confinameno de solo. Aliviar a pressão do concreo, nessa região compromee a inegridade da esaca. O exame de fuse (iem da NBR 6122/96) de esacas execuadas nese ipo de solo é imprescindível e deve ser feio de imediao para se ver se a concreagem esá sendo eficiene.

13 Uma oura recomendação execuiva imporane diz respeio à limpeza da calda da rede de concreagem anes de se execuar a primeira esaca. Ao final de um dia de rabalho, o cocho é limpo com aplicação de óleo. Anes de se começar a primeira esaca do dia seguine a rede precisa ser lubrificada para permiir uma fluência do concreo. Para esa lubrificação cosuma-se misurar 2 sacos de cimeno (de 50 kg) em cerca de 200 l de água (calda de lubrificação) denro do cocho. Esa calda se misurará com o óleo remanescene da limpeza do dia anerior. Se a esaca for de pequeno diâmero (abaixo de 50 cm), o volume por mero será pequeno em comparação ao volume da calda de lubrificação. De al sore que, se esa não for lançada fora, anes de se iniciar a esaca, na sua pona poderá ficar pare desa calda que, além de ser de baixa resisência, ainda possui reso de óleo. Por isso, anes de se iniciar a primeira esaca, o rado deve ser levanado e a seguir começa-se a lançar a calda e o concreo. Quando oda a calda iver sido lançada fora e se esiver garanido de que oda a rede já esá com concreo, inerrompe-se o lançameno do mesmo, ampa-se o rado e inicia-se a perfuração da esaca (é o que nós chamamos limpeza de rede ). A Figura 10 mosra o comporameno de duas esacas de pequeno diâmero (25 cm e 12 m de comprimeno), disanes enre si 1,40 m e execuadas, uma sem a limpeza e oura com limpeza de rede. A esaca execuada com limpeza de rede eve, durane a prova de carga esáica, um comporameno normal, enquano que a oura, onde não houve essa limpeza, sofreu um recalque brusco ao aingir 350 kn (provável esgoameno do ario laeral) só reomando a carga após um recalque de 36,15 mm. 0 CARGA(KN) RECALQUE (mm) Limpando a rede Sem limpar a rede Figura 10 Comparação de desempenho de duas esacas próximas: com e sem limpeza de rede Com respeio ao conrole da capacidade de carga durane a execução, emos os seguines comenários: O mercado possui uma grande variedade de equipamenos, ano quano ao orque que eles podem aplicar ao rado, quano à força de arrancameno. Enreano, não exisem, ainda, procedimenos que permiam medir esses valores e as informações dos caálogos das máquinas nem sempre são confiáveis. Além disso, ambém exisem no mercado equipamenos em que a concreagem é feia com o rado girando, sendo que as empresas que usam ese ipo de equipameno não demonsraram se ocorre ou não alívio do solo à vola da esaca devido a ese processo execuivo. No seminário sobre hélice conínua de agoso de 1999, ivemos a oporunidade de apresenar ensaios (com SPTT e CPT) execuados em duas obras, anes e após a execução de esacas, mosrando que a reirada do rado sem rodar, não provocou alívio de ensões. Falam ensaios semelhanes para as esacas concreadas com o rado girando. Na fala de um procedimeno padrão, o que emos feio (além dos conroles do TARACORD, já amplamene divulgados) é maner a velocidade de giro consane e comparar os gráficos da variação da pressão na mesa de orque e da velocidade de avanço, com a profundidade, em relação à variação da resisência, ambém com a profundidade, da sondagem mais próxima. A Figura 11 é um exemplo desse

14 conrole que deve ser feio manualmene (anoando-se, a cada mero de inrodução do rado) o orque e a velocidade de avanço, pelo menos juno às sondagens e se possível em pelo menos 4 esacas por dia normal de rabalho. Em caso de dúvida quano à qualidade das sondagens ese procedimeno pode ser feio fora do local das esacas porém próximo de uma sondagem. Além de se comparar esse gráfico com os SPT s da sondagem deve-se remover o rado (sem concrear) para ambém aferir a seqüência de camadas (granulomeria) e compará-la com a indicada na sondagem. A inerpreação desse gráfico é feia da seguine maneira: Como a velocidade de roação é manida consane, se a pressão na mesa de orque aumena ou se maném consane e a velocidade de avanço vai diminuindo com a profundidade significa que o erreno aumena de resisência com a profundidade. Ao conrário se a velocidade de avanço cresce e o orque diminui (ou se manêm consane) esamos diane de um erreno mais fraco. Ese par de valores, assim inerpreados, deve esar em concordância com a variação da resisência da sondagem. A Figura 11 servirá como exemplo para esa inerpreação: Na região dos 7 aos 14 m a velocidade de avanço é da ordem de 160 m/h e a pressão do orque é da ordem de 200 kg/cm 2. Nesa mesma profundidade os SPT s varia de 14 a18. A parir dos 14 m a velocidade de roação, embora consane é inferior, caindo para 10 R.P.M. A velocidade de avanço diminui para cerca de 110 m/h e a pressão de orque aumenou para 220 kg/cm 2, diminuindo ainda mais aos 20m para 200 kgf/cm 2. Eses valores esão em consonância com os SPT s que passaram para 18 a 28 e a 19m para 31, onde havia sido inerrompida a sondagem. Como se raava de um ese, após a inrodução do rado, o mesmo foi sendo removido, sem girar, e o solo foi sendo analisado mosrando-se, ambém, em concordância com a discrição mosrada ao fim da abela. Conrole de Esacas Hélice Daa 12/06/2002 Coa Terreno: 102,50 Esaca: ese 1 Diâmero: 40 cm Sondagem: SP02 PROF. SPT Velocidade de avanço Velocidade de roação Pressão na orção (meros/hora) (R.P.M.) (Bars) (m) (n) limie da sondagem limie do ese Figura 11- Conrole de esacas hélice conínua 7 VERIFICAÇÃO DO DESEMPENHO Todos os conroles durane a execução, acima mencionados, são calcados em experiências aneriores e visam fornecer subsídios às equipes de execução e conrole no senido de que a fundação, aendendo a esses conroles, deverá apresenar bom desempenho. Enreano, essa verificação do desempenho só é possível aravés de provas de carga esáicas. Para se execuar uma prova de carga esáica há necessidade de se monar um sisema de reação que permia aplicar a carga à esaca com suficiene segurança. Ese sisema deve ser projeado em

15 função do ipo de carga a aplicar à esaca (ração, compressão ou ransversal). Nas próximas Figuras apresenam-se monagens ípicas para essas diversas provas de carga. 7.1 MONTAGENS TÍPICAS PARA PROVAS DE CARGA À TRAÇÃO O sisema de reação para provas de carga à ração é basane simples podendo ser em fogueiras (Figura 12) ou em esacas, principalmene se a esaca a ensaiar for inclinada (Figura 13) Figura 12 Prova de carga à ração (reação em fogueira) Figura 13 Prova de carga à ração (reação em esacas)

16 7.2 MONTAGENS TÍPICAS PARA PROVAS DE CARGA À COMPRESSÃO Anes da inrodução de iranes ancorados no solo e das esacas raiz, os sisemas de reação consiuíam-se, geralmene, de cargueiras formadas por caixões cheios de areis, chapas de aço, perfis meálicos, ec. Hoje em dia, não só pela maior ordem de grandeza dos carregamenos das esacas como pela facilidade que exise em se enconrar um grande número de empresas que execuam irane e esacas ipo raiz, raras vezes se uilizam cargueiras nas provas de carga à compressão. Nas Figuras 14 a 16 mosram-se algumas monagens ípicas usando-se esacas racionadas. Figura 14 - Monagem com duas vigas em forma de cruz para 260 f Figura 15 Monagem com rês vigas em forma de H para 500 f

17 Figura 16 Monagem com 6 iranes (12Ø12,5mm) inclinados para f Devem-se eviar provas de carga com apenas uma viga ancorada em duas ouras esacas ou em dois iranes, conforme se mosra na Figura 17 para eviar que a mesma ombe e cause acidenes conforme se mosra na Figura 18. No caso paricular dese acidene, o mesmo não eve maiores conseqüências, pois a viga ficou suspensa ao baer conra uma esaca pré-moldada próxima. Não exisisse essa esaca, as conseqüências do ombameno da viga eriam sido rágicas, pois a prova de carga esava em andameno com a equipe circulando e fazendo leiuras sob a viga. Figura 17 Monagem com apenas uma viga de reação (necessidade de escorar laeralmene a viga para eviar acidenes)

18 Figura 18 Acidene com uma viga por fala de escorameno laeral 7.1 MONTAGENS TÍPICAS PARA PROVAS DE CARGA TRANSVERSAIS Analogamene às provas de carga à ração, os sisemas de reação para as provas de carga ransversais são basane simples. Nese caso pode-se usar o solo como reação (Figura 19) ou duas esacas com o macaco hidráulico reagindo conra elas (Figura 20). Figura 19 Prova de carga horizonal usando o solo como reação

19 Figura 20 Prova de carga horizonal com o macaco enre duas esacas 8 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Alonso, U.R. (1991) Previsão e Conrole das Fundações Ediora Edgard Blücher Lda. Alonso, U.R. (2000) Reflexões sobre o Comporameno de Esacas Hélice Conínua e Omega Execuadas Acima e Abaixo do Nível de Água XII COBRAMSEG vol 3, pp Aoki (1986) Conrole in siu da Capacidade de Carga de Esacas Pré-Fabricadas via Repique Elásico da Cravação Publicação da ABMS/NRSP em conjuno com a ABEF e IE. Terzaghi, K. (1955) Evaluaion of Coefficiens of Subgrade Reacion Geoechinique, vol 5, n 0 4. Timoshenko, S. & E. Goodier, J.N. (1951) Theory of Elasiciy McGraw-Hill Tokyo.