ASC. Prof. Danilo Toledo Ramos

Transcrição

1 ASC Prof. Danilo Toledo Ramos

2 Fundações Profundas (Indiretas) Segundo a NBR 6122/1996: Elementos de fundação que transmitem a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste), ou por uma combinação das duas. Está assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m. Os principais tipos são: Estaca e Tubulão

3 Estacas Peças estruturais alongadas cuja finalidade é transmitir cargas a camadas profundas do terreno. P São executadas executadas inteiramente por equipamentos ou ferramentas Resistência de fuste As estacas recebem esforços axiais de compressão. A estes esforços elas resistem, seja: pelo atrito das paredes laterais contra o solo, pelas reações exercidas pelo solo resistente sobre a ponta da peça. a) Resistência de base

4 Estacas P P P P Terreno em c urso d e c onsolid a ç ã o a) b) c) d) Terreno resistente (a) a capacidade resistente da estaca pelo atrito lateral e de ponta; (b) a estaca é carregada na ponta, trabalhando pois como pilar; (c) ela resiste pelo atrito lateral: é a estaca flutuante. (d) atravessa um terreno que se adensa sob seu peso próprio, ou sob a ação de uma camada de aterro sobrejacente, produzindo o fenômeno do atrito negativo, isto é, o solo em vez de se opor ao afundamento da estaca, favorece a sua penetração no solo.

5 Estacas As estacas podem ser (pré-moldadas) ou confeccionadas no canteiro (in loco): pré-moldadas moldadas in loco Concreto Metálica Madeira Com tubo de revestimento Tipo Franki Tipo Strauss Escavada Hélice contínua Estaca raiz

6 Quando utilizar fundações profundas? Quando os solos superficiais são pouco resistentes Quando solos superficiais estão sujeitos a erosão Fundações em locais alagados ou abaixo do N.A. Quando se requer elevada capacidade de carga Possibilidade de escavações futuras próximas ao local

7 Estaca pré-moldada As estacas pré-moldadas caracterizam-se por serem cravadas no terreno por percussão. Podem ser constituídas por diversos elementos estruturais, como concreto armado ou protendido, madeira, aço, etc.

8 Estaca pré-moldada de CONCRETO São indicadas para transpor camadas extensas de solo mole e em terrenos onde o plano de fundação se encontra a uma profundidade homogênea. Dimensões de 16x16 cm até 35x35 cm, com 3 a 12 metros de comprimento. (* concreto protendido seções e comp. maiores) Desvantagem - o seu transporte exige cuidado redobrado no manuseio e verificação de sua integridade momentos. antes da sua cravação. Comercializadas com diferentes formatos geométricos.

9 Estaca pré-moldada de CONCRETO Martelo Kg capacete Fonte: Solos fundações Ltda Bate estaca (alto nível de ruído)

10 Estaca pré-moldada de CONCRETO Fonte: Solos fundações Ltda

11 Estaca pré-moldada METÁLICA São constituídas por peças de aço laminado ou soldado (perfis I, H, chapas dobradas, bem como trilhos, geralmente reaproveitados após a remoção de linhas férreas), sendo que o comprimento varia de acordo com a necessidade do projeto e capacidade do equipamento de cravação, realizando-se emendas através de solda. Grande capacidade de suporte de cargas Não apresenta problemas quanto ao transporte e manuseio Rapidez na cravação, podendo ser utilizadas em solos duros (camadas rígidas)

12 Estaca moldada in loco Estaca Franki Estaca de concreto armado e moldadas in loco executadas com tubo de revestimento. e Caracteriza-se por apresentar uma base alargada obtida pela introdução de material granular (tampão ou bucha) por meio golpes de pilão. Devido ao método de cravação, pode ser usada, mesmo na presença de água (lençol fretático) A base alargada tem a finalidade de aumentar a resistência de ponta da estaca.

13 Estaca moldada in loco Estaca Franki Sequência de execução

14 Estaca moldada in loco Estaca Franki pilão Vista do equipamento e do tubo de revestimento a ser cravado Tampão de areia e brita

15 Estaca moldada in loco Estaca Franki Retirada do tubo de revestimento Concretagem do fuste Arrasamento da cabeça da estaca

16 Estaca moldada in loco Estaca Franki VANTAGENS: Alcança grandes profundidades. Melhor estabilidade pela base alargada, boa verticalidade e superfície do fuste bastante rugosa em contato com o terreno bastante comprimido Possui a capacidade de desenvolver elevada carga de trabalho, suportando até 100ton O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação. DESVANTAGENS: Alto custo e especializado, tal fundação só pode ser executada por companhias organizadas e protegidas com patentes de execução; - Processo executivo causa muita vibração, podendo danificar construções vizinhas

17 Estaca moldada in loco Estaca Strauss Estaca em concreto simples ou armado, executadas com tubo de revestimento metálico recuperável, de ponta aberta para permitir a escavação do solo. Diâmetros de 25 a 45 cm Capacidade de carga: 20 a 60 ton Desaconselhável em terrenos com lençol freático Custo reduzido em relação aos outros processos Executada com tripé, balde sonda e soquete O equipamento é leve e de pequeno porte, facilitando a locomoção dentro da obra obras de pequeno porte. O processo não causa vibrações - Balde sonda

18 Estaca moldada in loco Estaca Strauss Seqüência executiva

19 Estaca Escavada As estacas escavadas apresentam as seguintes características: Baixo nível de vibração e ruído Execução problemática abaixo do NA; utilização de lama bentonítica Alta produtividade (comparando-se com a Strauss ou Franki) Maior controle com a verticalidade Cargas admissíveis mais elevadas (10000 kn)

20 Estaca moldada in loco Hélice contínua Estaca de concreto escavada através de um equipamento que possui um trado helicoidal, que retira o solo conforme se realiza a escavação, e injeta o concreto (haste central do trado) simultaneamente à retirada do trado Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central, preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é extraída do terreno. OBS: As áreas de trabalho devem ser planas e de fácil movimentação. É um sistema que proporciona uma boa produtividade!

21 Estaca moldada in loco Hélice contínua Sequência executiva Diâmetro: 25 a 100 cm Capacidade de carga: 30 a 500 ton

22 Estaca moldada in loco Estaca raiz Estaca escavada com perfuratriz, executada com equipamento de rotação ou rotopercussão. É recomendado para obras com dificuldade de acesso, pois o equipamento apresenta pequenas dimensões (altura 2m). Capacidade de carga: 10 a 200 ton Diâmetro: 100 a 500 mm VANTAGENS: Pode atravessar terrenos de qualquer natureza (até solos que possuem matacões e rocha). Pode ser executada de forma inclinada, resistindo a esforços horizontais.

23 Estaca moldada in loco Estaca raiz Sequência executiva

24 Estaca raiz Fotos da perfuração Perfuração utilizando máquina perfuratriz além de perfurar os solo, injeta água sob alta pressão para lavar o furo e auxiliar na escavação. Adição de tubo de revestimento

25 Tubulão Elemento de fundação profunda, construído através da concretagem de um poço (revestido ou não), geralmente dotado de uma base alargada. Em sua execução há descida do operário Pode ser feito a céu aberto( normalmente sem revestimento) ou sob ar comprimido (pneumático), estes sempre revestidos por camisa de concreto ou camisa de aço (metálica). No caso de revestimento de aço, este poderá ser perdido ou recuperado.

26 Tubulãoa céu aberto Tem seu fuste aberto por escavação manual ou mecânica ( até a cota desejada) sendo a base, em geral escavada manualmente. Poço com diâmetro mínimo de 70cm (para permitir a descida de operários) Alargamento da base Retirada do material, onde utilizase balde e sarrilho.

27 Tubulãoa céu aberto Pode ser executado com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto. No caso de revestimento de aço (camisa metálica), este poderá ser perdido ou recuperado Interior do tubulão com revestimento de concreto. Operário realizando a escavação Tubulão concretado com revestimento de concreto. OBS: a armadura pode ser colocada totalmente no revestimento ou parte no revestimento e parte no núcleo;

28 Tubulãoa céu aberto Armadura dos tubulões Detalhe dos espaçadores (tipo rolete), cuja função é garantir o cobrimento do concreto e centralizar a ferragem

29 Tubulãoa céu aberto Concretagem dos tubulões

30 Tubulão a ar comprimido (pneumáticos) Utilizado quando pretende-se executar tubulões em solos onde haja água e não seja possível esgotá-la devido o perigo de desmoronamento das paredes do fuste (escavação abaixo do lençol freático). Podem ser com camisa de concreto ou de aço. A injeção de ar comprimido nos tubulões impede a entrada de água pois a pressão interna é maior que a pressão da água. Atualmente, só é usado em obras de arte, geralmente fora do perímetro urbano.

31 Tubulão a ar comprimido (pneumáticos) Para trabalhar nestas condições, devem ser tomadas as seguintes providências: equipe permanente de socorro médico à disposição da obra; câmara de descompressão equipada disponível na obra; compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva; renovação de ar garantida, sendo o ar injetado em condições para o trabalho humano

32 Tubulão a ar comprimido (pneumáticos)

33 Tubulão a ar comprimido (pneumáticos)

34 Tubulão a ar comprimido (pneumáticos) Engenheiro no interior da campânula sob pressão, para conferir as armaduras antes da concretagem.

35 Análise de custo das fundações profundas Tubulão e estaca pré-moldada são as soluções mais econômicas. A estaca tipo hélice já foi considerada de custo elevado porém, devido a sua alta produtividade e ao aumento da demanda, houve uma progressiva redução de custos ao longo dos anos A estaca Franki é considerada mais custosa que as estacas anteriores (pré-moldada e hélice), porém de custo inferior a estaca raiz A estaca do tipo raiz apresenta alto custo O tubulão é uma solução viável quando utilizado acima do nível d.água e com pequenas profundidades, de 4 a 6 m.

36 Características das fundações profundas

37 Características das fundações profundas

38 Conclusões O melhor tipo de fundação é aquela que suporta as cargas da estrutura com segurança e se adequa aos fatores topográficos, maciço de solos, aspectos técnicos e econômicos, sem afetar a integridade das construções vizinhas. É importante a união entre os projetos estrutural e o projeto de fundações num grande e único projeto, uma vez que mudanças em um provocam reações imediatas no outro, resultando obras mais seguras e otimizadas.

39 Estruturas de transição entre as fundações e superestrutura Bloco de coroamento Cintamentos

40 Estruturas de transição entre as fundações e superestrutura Bloco de coroamento da fundação Conjunto de estacas Futuro bloco Armadura do pilar e bloco de coroamento já concretado Armadura dos blocos ( armadura densa)

41 Estruturas de transição entre as fundações e superestrutura Cintamento e bloco de coroamento tubulão cintamento Bloco escavado

42 Estruturas de transição entre as fundações e superestrutura Cintamento e bloco de coroamento Bloco já com a forma e início da forma do cintamento

43 Referências Bibliográficas HACHIC, W, et. at., Fundações: Teoria e Prática, Pini, São Paulo-SP Manual de Estruturas 1FUN ABCP Notas de Aula, Fundaçoes. PCC São Paulo, EPUSP, s.d.. ABNT, Projeto e Execução de Fundações. NBR 6122, Rio de Janeiro Borges, A.C.. Prática de pequenas construções. São Paulo: Edgard Blücher Apostila de Fundações.Universidade Federal de Goiás