FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACAS PRÉ- FABRICADAS DE CONCRETO ESTUDO DE CASO

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Adriana Fontes Borja
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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACAS PRÉ- FABRICADAS DE CONCRETO ESTUDO DE CASO TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO Ângelo Toscan Neto Santa Maria, RS, Brasil 2014

3 FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACAS PRÉ- FABRICADAS DE CONCRETO ESTUDO DE CASO Ângelo Toscan Neto Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil. Orientador: Prof. Dr. José Mario Doleys Soares Santa Maria, RS, Brasil 2014

4 Universidade Federal de Santa Maria Centro de Tecnologia Curso de Engenharia Civil A Comissão Examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACAS PRÉ- FABRICADAS DE CONCRETO ESTUDO DE CASO Elaborado por Ângelo Toscan Neto como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil COMISSÃO EXAMINADORA: Prof. Dr. José Mario Doleys Soares (Presidente/Orientador) Prof. Dr. Marcos Alberto Oss Vaguetti (UFSM) (Avaliador) Prof. Dr. Rogério Cattelan Antocheves de Lima (UFSM) (Avaliador) Santa Maria, 09 de dezembro de 2014

5 Dedico este trabalho a meus pais, Gelavir e Salete, minhas referência de vida, que sempre me apoiaram em todos os momentos, para que fosse possível atingir meus objetivos.

6 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente a Deus, por ter me dado o dom da vida e força de vontade para lutar por este sonho. Aos meus pais, Gelavir e Salete por absolutamente tudo. Pelo exemplo de honestidade, pelo infinito amor, apoio, incentivo, me estimulando a seguir meus sonhos e objetivos desde sempre. Aos meus irmãos Angelisa e Gustavo, pela amizade e companheirismo. À minha namorada Bruna, pelo apoio incondicional durante toda minha graduação, carinho e confiança. Não tenho palavras para expressar o que vocês representam para mim e o tamanho de minha admiração, amo vocês incondicionalmente. Aos meus colegas de graduação, Alex, Filipe, Fernando, Germano, Lucas Debus, Lucas Klein, Lucas Pinto e Rafael, pelo imenso companheirismo ao longo desses cinco anos. Ao Prof. Dr. José Mario, pela orientação e tempo a mim dedicados, compartilhando seus conhecimentos e experiências, tornando possível a conclusão deste trabalho e contribuindo para minha formação pessoal e profissional. Aos demais professores e engenheiros com quem convivi durante a faculdade, os quais me proporcionaram ensinamentos racionais e emocionais que levarei eternamente. Por fim, gostaria de agradecer a todos aqueles que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.

7 RESUMO Trabalho de Conclusão de Curso Curso de Engenharia Civil Universidade Federal de Santa Maria FUNDAÇÕES PROFUNDAS EM ESTACAS PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO ESTUDO DE CASO AUTOR: Ângelo Toscan Neto ORIENTADOR: Prof. Dr. José Mario Doleys Soares Data e Local de Defesa: Santa Maria, 09 de Dezembro de Quando se trata de engenharia de fundações, o solo é inevitavelmente, a maior incógnita quanto aos seus parâmetros, como tipo de solo, resistência e variabilidade, sendo imprescindível à realização de sondagens de boa qualidade. O controle do projeto e da execução de estacas da mesma forma é fundamental para o sucesso de um empreendimento, principalmente porque patologias associadas a fundações deficientes são de difícil solução e de elevados custos. Baseado nisto, este trabalho realiza um estudo de caso em uma obra real, verificando o dimensionamento e os procedimentos de execução de estacas pré-fabricadas de concreto, em relação às recomendações da NBR 6122 (ABNT, 2010). Foram determinadas as capacidades de carga de algumas estacas através dos métodos de Aoki-Velloso (1975) e Décourt-Quaresma (1978), e realizada a previsão da medida da nega baseando-se na Fórmula Holandesa. O presente trabalho da ênfase a fundamental importância da execução das fundações em acordo com as normas brasileiras, por parte da empresa executora e a exigência do cumprimento dessas normas por parte da empresa contratante do serviço. Desta forma é feita uma análise crítica de todos os procedimentos falhos observados no processo de controle da execução das estacas pré-fabricadas de concreto, alertando para a não confiabilidade da fundação, indicando a possibilidade de ocorrência de possíveis patologias e sugerindo a adequação às normas vigentes, tanto as de execução de fundações quanto as normas de segurança, da empresa executora e contratante do serviço de estaqueamento. Palavras-chave: fundações; estacas pré-fabricadas; controle de cravação; capacidade de carga; sondagens.

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Exemplos de fundações superficiais Figura 2 Tipos de fundações profundas Figura 3 Classificação usual dos tipos de estacas Figura 4 Produção de estacas de concreto armado vibrado e centrifugado Figura 5 Acoplamento do martelo tipo queda livre interno e externo Figura 6 Martelo automático a diesel e hidráulico em operação Figura 7 Equipamento de cravação de estacas por vibração e prensagem Figura 8 Componentes de amortecimento do bate estaca Figura 9 Execução de emenda de estacas com solda nos anéis Figura 10 Tipos de emendas de estacas pré-fabricadas de concreto Figura 11 Suplementação em estacas Figura 12 Arrasamento de estacas com martelete Figura 13 Ensaio de Carregamento Dinâmico (DLT) Figura 14 Medida de nega e repique Figura 15 Nega e repique elástico para 10 golpes do martelo do bate estaca Figura 16 Blocos de coroamento na forma armado e concretado...47 Figura 17 Unidade de pronto atendimento em perspectiva Figura 18 Vista aérea da obra em 14/11/ Figura 19 Estacas cravadas com diferentes comprimentos de cravação Figura 20 Execução da cravação das estacas sem o uso devido dos EPIs...58

9 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Valores dos coeficientes k e...34 Tabela 2 Valores do fator k para os diferentes tipos de solo...36 Tabela 3 Tabela para cálculo de armaduras simples em peças retangulares submetidas à flexão...38 Tabela 4 Taxas mínimas de armadura de flexão para estacas pré-fabricadas...39

10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO Justificativa Objetivos Objetivo geral Objetivos específicos Estrutura do trabalho REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Tipos de fundações Fundações superficiais Fundações profundas ESTACAS PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO Processos de fabricação Sistemas de cravação Sistemas de amortecemento Emendas de estacas pré-fabricadas Pré-furação e suplementação Arrasamento e aproveitamento de estacas Métodos estáticos de avaliação da capacidade de carga Dimensionamento estrutural Métodos dinâmicos de controle Blocos de coroamento sobre estacas ESTUDO DE CASO Características gerais Sondagens e fundações Capacidade de carga das estacas Cálculo da nega... 53

11 3.5 Acompanhamento e controle da execução da cravação Recebimento das estacas Prova de carga estática Equipamento bate estacas Medidas da nega e repique elástico das estacas cravadas Registro de cravação Outros procedimentos Segurança do trabalho CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANEXO A ANEXO B... 64

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