FATEC - SP Faculdade de Tecnologia de São Paulo ESTACAS DE CONCRETO PARA FUNDAÇÕES - carga de trabalho e comprimento Prof. Manuel Vitor Curso - Edifícios
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO NBR 6122/1996
NBR 6122/1996: CARGA DE TRABALHO DAS ESTACAS = tensão média atuante na seção de concreto < 6,0 MPa Traduzindo por um exemplo: -Estaca seção circular, diâmetro = 20 cm -Seção (S) = 314 cm 2 ; -σconcreto = Q/S -σconcreto = 60 kgf/cm 2 ; -Carga da estaca (Q) = 60 x 314 = 19.000 kgf ou 190 kn
Exercício Considerando o critério da NBR 6122/96, calcular a carga de trabalho das estacas pré-moldadas de concreto Diâmetro (cm) Carga de trabalho (kn) Seção (cm) 15 15x15 25 25x25 30 30x30 35 35x35 40 40x40 Carga de trabalho (kn)
Estacas cravadas de concreto Tipo de estaca Dimensão Carga usual (tf) Carga máx. (tf) Obs. Pré-moldada vibrada Quadrada = 60 a 90 kgf/cm 2 20 x 20 25 x 25 30 x 30 35 x 35 25 40 55 80 35 55 80 100 Disponíveis até 8 m Podem ser emendadas Pré-moldada vibrada Circular = 90 a 110 kgf/cm 2 22 29 33 30 50 70 40 60 80 Disponíveis até 10 m Podem ser emendadas Podem ter furo central Pré-moldada protendida Circular = 100 a 140 kgf/cm 2 20 25 33 25 50 70 35 60 80 Disponíveis até 12 m Podem ser emendadas Com furo central (ocas) Pré-moldada centrifugada = 90 a 11 kgf/cm 2 20 26 33 42 50 60 25 40 60 90 130 170 30 50 75 115 170 230 Disponíveis até 12 m Podem ser emendadas Com furo central (ocas) e paredes de 6 a 12 cm Tipo Franki = 60 a 100 kgf/cm 2 35 40 52 60 60 75 130 170 100 130 210 280 Tubos até 25 m (podem ser emendados) Cargas maiores requerem armaduras/bases especiais
Estacas moldadas in situ com pré-escavação Tipo de estaca Dimensão (cm) Carga usual (tf) Carga máx. (tf) Obs. 25 cm 20 Não são indicadas na Tipo Strauss 32 cm 30 35 ocorrência de argilas = 40 kgf/cm 2 38 cm 45 muito moles 45 cm 65 17 30 40 diâmetro acabado 20 cm Tipo raiz 22 50 60 diâmetro acabado 25 cm = 100 kgf/cm 2 27 70 90 diâmetro acabado 30 cm 32 100 110 diâmetro acabado 35 cm
Estacas escavadas Tipo de estaca Dimensão Carga usual Carga máx. Obs. (cm) (tf) (tf) Tipo broca 20 10 15 Executadas até o NA = 40 a 40 kgf/cm 2 25 15 20 Escavadas circulares 60 90 140 Escavação estabilizada = 30 a 50 kgf/cm 2 80 150 250 com lama ou camisa de 100 240 390 aço 120 340 560 Estacas diafragmas 40 x 250 500 Escavação estabilizada ou barretes 60 x 250 750 com lama = 30 a 50 kgf/cm 2 80 x 250 1000 100 x 250 1250
Estacas de aço cravadas Tipo de estaca Tipo / Dimensão Carga máx. (tf) Peso / Metro (kgt/m) Trilhos usados = 800 kgf/cm 2 TR 25 TR 32 TR 37 TR 45 TR 50 2 TR 32 2 TR 37 3 TR 32 3 TR 37 20 25 30 35 40 50 60 75 90 24,6 32,0 37,1 44,6 5-,3 64,0 74,2 96,0 111,3 Perfis I e H = 800 kgf/cm 2 (correto: descontar 1,5 mm para corrosão e aplicar = 1.200 kgf/cm 2 ) H 6 I 8 I 10 I 12 2 I 10 2 I 12 40 30 40 60 80 120 37,1 27,3 37,7 60,6 75,4 121,2
NBR 6122/2010
Exercício Para uma estaca pré-moldada centrifugada, calcular o diâmetro e a espessura da parede para uma carga de 575 kn. Utilizar as recomendações da norma NBR 6122/2010.
PARA ESTIMAR O COMPRIMENTO DE ESTACAS ou, PONTA APOIADA EM CAMADA DE SOLO COM SPT > 20
PROJETO DE ESTAQUEAMENTO Conhecimento do tipo de solo; Planta de locação dos pilares; e Planta de cargas na fundação. Escolha do tipo de estaca; e Cálculo do número de estacas por bloco.
CÁLCULO DO NÚMERO DE ESTACAS Carga de Trabalho de Projeto: P e P n e Número de estacas: n P MED 3 1,10 P P e Obs: 1,10 é um coeficiente que leva em conta o peso próprio do bloco divide-se por três para que boa parte dos blocos tenham 3 estacas, pois, estes blocos tem boa estabilidade e rigidez e são econômicos.
OBSERVAÇÕES a) Número de estacas aproximado para o número inteiro mais próximo; b) A princípio n>3, para que o bloco tenha rigidez em relação a dois eixos ortogonais; c) n<3 desde que haja elemento estrutural que confira rigidez na direção mais fraca (viga baldrame ou alavanca); d) Evitar blocos com mais de 5 ou 6 estacas, pois, será maior o custo do bloco. e) Num mesmo bloco devem ser utilizadas estacas com mesma carga de trabalho.
Exercício 1 Definir as estacas pré-moldadas para apoio de um pilar com carga de 1300kN, cravadas em solo com o perfil do esquema. Responder: a) Quantidade e diâmetro das estacas; b) Comprimento estimado das estacas, até à superfície do terreno. c) )
Exercício 2 Definir as estacas pré-moldadas para apoio de pilares com as seguintes cargas: - P1 = 520 kn (3x18,6cm) - P2 = 980 kn (3x25,6cm) - P3 = 1.300 kn (3x29,5cm) - P4 = 2.420 kn (3x40,2cm) Exercício 3 De modo a utilizar somente dois tipos de estacas na obra, utilizar a de diâmetro 25,6cm no pilar de 520 kn e a de 40,2cm no pilar de 1300 kn. Encontrar a quantidade dessas estacas nos referidos pilares. - P1 = 520 kn (3x18,6cm) ou (2x25,6cm) - P3 = 1.300 kn (3x29,5cm) ou (2x40,2cm)
Exercício 4 Para os pilares de 520kN e 1300kN calcular a tensão resultante na seção da estaca para a alternativa com duas estacas. - P1 = 520 kn (2x25,6cm) σconcreto = 5,6 MPa - P3 = 1300 kn (2x40,2cm) σconcreto = 5,6 MPa
Exercício 5 Para as estacas dos exerc. 2 e 3, encontrar (a) o comprimento das estacas; (b) nos casos onde a profundidade não é suficiente, encontrar o novo diâmetro de estacas que poderão ser cravadas neste terreno, para a mesma carga. a) P1 = P3 estacas com 17m b) P2 (980kN) 3x27,4cm P4 (2420kN) 3x43,0cm
c) se insistirmos na utilização somente das estacas de diâmetro 25,6 e 40,2cm, I - qual será a solução para os pilares P2 e P4, no mesmo terreno? P2 (980kN) 4x25,6 cm; P4 (2420kN) 4x40,2cm. II qual o novo comprimento das estacas nessa solução? P2 = 16m; P4 = 16m Resposta final P1 :2 estacas 25,6cm, com 17,0m P2 :4 estacas 25,6cm, com 16,0m P3 :2 estacas 40,2cm, com 17,0m P4 :4 estacas 40,2cm, com 16,0m.
Exercício 6 Para um pilar com carga de 2000kN dimensionar a fundação em estacas tipo Strauss para o terreno do perfil de sondagem a seguir. Responder: a) Quantidade e diâmetro das estacas. (4 x ø42 cm) b) Comprimento das estacas considerando uma escavação de 3m em relação à superfície do terreno. Exercício 7 Para esse mesmo solo estudar a alternativa em estaca centrifugada. a) 3 x ø(36,5) adotar 42cm, espessura parede estaca> 7,7cm b) Comprimento = 7m