FUNDAÇÕES - COMPLETO

TÉC NI CAS CON ST RUTI VAS FUNDAÇÕES

FUNDA ÇÕES : tip o

Cla ssif ic aç ão qu ant o a o

 Classificação geral 

Os principais tipos de fundações podem ser reunidos em dois grandes grupos:



fundações diretas.

Fundações: tip o  e fundações indiretas.

Clas sifi ca çã o q uan to ao

Fundações: cl as sifi ca çã o q ua nto a pr ofu ndi da de

  



Quanto a profundidade podemos iniciar analisando uma sapata direta. quando Df < A+B ⇒ Fundações rasas. quando Df > A+B ⇒ Fundações profundas. (sendo “A” e “B” as dimensões da sapata) Se a fundação for corrida considerar a maior dimensão “A” igual a 1,00 m.

As fundações são assentadas onde as camadas do subsolo, abaixo da estrutura, são capazes de suportar as cargas. Com o auxílio da sondagem, obtemos o SPT na profundidade adotada e calculamos a tensão admissível do solo que se obtém dividindo o SPT por cinco. Dividindo a carga P pela tensão admissível do solo, encontramos a área necessária da sapata . Arbitrando um dos lados e com o valor da área encontramos as dimensões procuradas:

S nec =

P σs

,

σs≅

SPT 5

Fundações: Cla ssifi caç ão qu ant o a hi pót ese d e cá lcu lo do d ime ns io na me nto. 

Quanto a hipótese de cálculo as fundações podem ser rígidas ou flexíveis:



No dimensionamento das fundações rígidas não se considera a deformação da superfície de transmissão de cargas sob efeito do carregamento, por este motivo, o material empregado deve apenas resistir a compressão, sua altura “h” deve ter tal dimensão que evite o colapso da fundação quando deformada sob o efeito do esforço de tração.





A altura “h” é calculada pela seguinte fórmula:



No dimensionamento das fundações flexíveis deve ser levado em consideração a deformação da superfície de transmissão de cargas sob efeito do carregamento, por este motivo, o material empregado deve resistir a compressão e a tração, o emprego da armadura de aço em conjunto com o concreto, permite que a altura “h” seja reduzida em aproximadamente 60% em relação as fundações rígidas. A altura “h” é calculada pela seguinte fórmula:



h = 0,5 (A-b)



h = d + 5 cm

Onde: 1) para fundações isoladas A ⇒ maior dimensão da fundação b ⇒ menor dimensão do pilar 2) para fundações corridas A ⇒ considerar igual a 1,00 m b ⇒ espessura da parede

Onde: 5 cm é o recobrimento da armadura “d” ⇒ é a altura do concreto medida da armadura até a face da seção de concreto, sendo calculado em função do momento, da resistência a compressão do concreto, a resistência a tração do aço e o domínio de cálculo através da seguinte fórmula:

d = √ k6 x√(M/bw)

Fundações: cl as sifi ca çã o q ua nto a fo rma de d is tr ibui ção d as car gas n o solo : 

Quanto a forma de distribuição das cargas no solo as fundações podem ser:



Diretas ⇒ quando as cargas provenientes da edificação são transferida através da superfície de de contato com o solo, portanto, são concebidas em forma de placa, ou seja, possuem duas dimensões grandes que formam a superfície de contato (A e B) e uma diminuta que determina a altura (h).



Indiretas ⇒ quando as cargas provenientes da edificação são transferidas através da superfície lateral da fundação que se atrita com o solo, portanto, são concebidas em forma de poste, ou seja, possuem duas dimensões pequenas que formam a superfície de penetração (devidamente apontada) e uma grande que determina o comprimento.

Fundações: Dim en sion am en to d as fu nd aç ões dir etas 

Suponhamos que um pilar medindo 20 x 30 cm, transmite para uma fundação direta isolada a carga de 45.000 Kg. Analisando a sondagem do terreno o engenheiro projetista detectou que a resistência a compressão é crescente e que a uma profundidade de 60 cm encontra-se areia média compacta com SPT igual a 10 golpes. Pretendendo assentar ã fundação nesta profundidade o projetista calcula a resistência do solo a compressão:

σs = SPT/05 = 10/05 = 2,0 Kg/cm² Calculando a área necessária:

S = P/σs = 45.000 kg/2,0 Kg/cm² S = 22.500 cm² Fazendo um dos lados da superfície de contato igual a 160 cm, temos:

L = 22.500 cm²/160 cm = 140 cm Assim: A = 160 cm e B = 140 cm Se o projetista optar por uma fundação direta em bloco de concreto armado, a altura “h” será calculada da seguinte forma:

h = 0,5 (A-b) = 0,5 (160-20) = 0,5 x 140 = 70 cm

Fundações Como referência temos (Tensão admissível do solo) como sendo:

Boa = 4,0 kg/cm² Regular = 2,0 kg/cm² Fraca = 0,5 kg/cm²

A Distribuição das pressões, no terreno, é função do tipo de solo e da consideração da sapata ser rígida ou flexível, podendo ser bitriangular, retangular ou triangular. Uma sapata será considerada flexível quando possuir altura relativamente pequena e , sob atuação do carregamento, apresentar deformação de flexão.

Fundações:

So nda ge m do So lo



É sempre aconselhável a execução de sondagens, no sentido de reconhecer o subsolo e escolher a fundação adequada, obtendo assim, o barateamento das fundações. As sondagens representam, em média, apenas 0,05 à 0,005% do custo total da obra.



Os requisitos técnicos a serem preenchidos pela sondagem do subsolo são os seguintes:



• Determinação dos tipos de solo que ocorrem, no subsolo, até a profundidade de interesse do projeto; • Determinação da condição de compacidade (areias) ou consistência (argilas) que ocorre nos diversos tipos de solo; • Determinação da espessura das camadas constituintes do subsolo e avaliação da orientação dos planos (superfícies) que as separam; • Informação sobre a ocorrência de água no subsolo.

  

Fundações: 

A sondagem é realizada contando o número de golpes necessários à cravação de parte de um amostrador no solo provocada pela queda livre de um martelo de massa e altura de queda padronizadas. A resistência à penetração dinâmica no solo medida é denominada S.P.T. - Standart Penetration Test.

S on da ge m d o So lo

Fundações: 



A execução de uma sondagem é um processo repetitivo, que consiste em abertura do furo, ensaio de penetração e amostragem a cada metro de solo sondado. Desta forma, em cada metro, faz-se inicialmente a abertura do furo com um comprimento de 55cm, o restante dos 45cm destina-se à realização do ensaio de penetração.

Son dag em do S ol o

55cm - Abertura 100cm 45cm - Ensaio

55cm - Abertura 100cm 45cm - Ensaio

As fases de ensaio e de amostragem são realizadas simultaneamente, utilizando um tripé, um martelo de 65kg, uma haste e o amostrador. O amostrador é cravado 45cm no solo, sendo anotado o número de golpes necessários à penetração de cada 15 cm. O Índice de Resistência à Penetração é determinado através do número de golpes do peso padrão, caindo de uma altura de 75cm, considerando-se o número necessário à penetração dos últimos 30 cm do amostrador. Conhecido como S.P.T.

Fundações: A tabela ao lado apresenta correlações empíricas, que permite uma estimativa da compacidade das areias e da consistência das argilas, a partir da resistência à penetração medida nas sondagens. Os pontos de sondagem devem ser criteriosamente distribuídos na área em estudo, e devem ter profundidade que inclua todas as camadas do subsolo que possam influir, significativamente, no comportamento da fundação. No caso de fundações para edifícios, o número mínimo de pontos de sondagens a realizar é função da área a ser construída.

So nd age m d o So lo

COMPACIDADES E CONSISTÊNCIAS SEGUNDO A RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO - S.P.T. SOLO

DENOMINAÇÃO

No DE GOLPES

Compacidade de areias e siltes arenosos

Fofa

≤4

Pouco Compacta

5-8

Med. Compacta

9 - 18

Compacta

19 - 41

Muito Compacta

> 41

Muito Mole

19

Consistência de argilas e siltes argilosos

Fundações:

So nd age m do Sol o

A NBR 8036/83 estabelece o número mínimo de pontos em função da área construída que pode ser observado na tabela abaixo: ÁREA CONSTRUÍDA

Nº DE SONDAGENS

de 200m² até 1,200m²

1 sondagem para cada 200m²

de 1,200m² até 2,400m²

1 sondagem para cada 400m² que exceder a 1,200m²

acima de 2,400m²

Será fixada a critério, dependendo do plano de construção.

Podemos ainda, avaliar o mínimo de furos para qualquer circunstância em função da área do terreno para lotes urbanos: • 2 furos para terreno até 200m² • 3 furos para terreno entre 200 a 400m², ou • No mínimo, três furos para determinação da disposição e espessura das camadas. Os furos de sondagens deverão ser distribuídos em planta, de maneira a cobrir toda a área em estudo. A apresentamos no slide seguinte alguns exemplos de locação de sondagens em terrenos urbanos.

Fundações:





 

40 30

30



Em relação a profundidade das sondagens, existem alguns métodos para determinála: a) pelo critério do bulbo de pressão e b) pelas recomendações da norma brasileira. A distância entre os furos de sondagem deve ser de 15 a 25m, evitando que fiquem numa mesma reta e de preferência, próximos aos limites da área em estudo. Mas, um técnico experimentado pode fixar a profundidade a ser atingida, durante a execução da sondagem, pelo exame das amostras recuperadas e pelo número de golpes. Em geral, quatro índices elevados de resistência à penetração, em material de boa qualidade, permitem a interrupção do furo. Nos terrenos argilosos, a sondagem deverá ultrapassar todas as camadas. Nos terrenos arenosos, as sondagens raramente necessitam ultrapassar os 15 a 20m.

25



S on da ge m d o So lo

7

10-12

20

20

Obs.: profundidade mínima 8,0m. Essa profundidade pode ser corrigida, à medida que os primeiros resultados forem conhecidos. Poderá ocorrer obstrução nos furos de sondagens pela ocorrência de matacões (rochas dispersas no subsolo) confundindo com um embasamento rochoso. Neste caso a verificação é realizada executando-se uma nova sondagem a 3,0m, em planta, da anterior. Se for confirmada a ocorrência de obstrução na mesma profundidade, a sondagem deverá ser novamente deslocada 3,0m numa direção ortogonal ao primeiro deslocamento. Caso necessário, a sondagem na rocha é realizada com equipamento de sondagem rotativo. rotativo

Fundações: Os dados obtidos em uma investigação do subsolo, são normalmente apresentados na forma de um perfil para cada furo de sondagem. A posição das sondagens é amarrada topograficamente e apresentada numa planta de locação bem como o nível da boca do furo que é amarrado a uma referência de nível RN bem definido. No perfil do subsolo as resistências à penetração são indicadas por números à esquerda da vertical da sondagem, nas respectivas cotas. A posição do nível d'água - NA - também é indicada, bem como a data inicial e final de sua medição .





CASA EXISTENTE EM CONSTRUÇÃO

25.00 1.40 2

5.60

5.60

21.4

S1

(100,13) 21.00

4

4 2.

1.40

2.00

2.00

S2

(99,95)

RN=100,00

CASA EXISTENTE

7.00

2.20

CALÇADA

GUIA EXISTENTE



RUA ...

Son dag em do S ol o

Fundações: ho rizo nt e d o s olo 

A resistência (sustentação) de um solo destinado a suportar uma construção é definida pela carga unitária (expressa em kgf/ cm2 ou Mpa), sob a qual, praticamente, o a fundação se estabiliza. Os solos apresentam resistências por limite de carga que podem suportar, sem comprometer a estabilidade de construção. O grau de resistência indica qual tipo de fundação é mais adequada, como o exemplo mostrado no esquema na próxima figura.

a) Se os solos A=B=C têm características iguais de resistência, é possível implantar a fundação em A; b) Se só A é resistente, deve-se apoiar fundações de estruturas leves, cuja carga limite deve ser determinada por análise de recalque; c) Se A é solo fraco e B é resistente, a fundação é do tipo profunda, atendendo-se para a carga limite em função da resistência de C; d) Se A=B são solos fracos e C é resistente, o apoio da fundação deverá ser em C.

crit ério de es col ha do

Fundação:  

    

Es co lh a d o tip o

ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO Com os resultados das sondagens, a grandeza e natureza das cargas estruturais e conhecendo as condições de estabilidade, fundações, etc... das construções vizinhas, pode o engenheiro proceder a escolha do tipo de fundação mais adequada, técnica e economicamente. O estudo é conduzido inicialmente, pela verificação da possibilidade do emprego de fundações diretas. Mesmo sendo viável a adoção das fundações diretas é aconselhável comparar o seu custo com o de uma fundação indireta. E finalmente, verificando a impossibilidade da execução das fundações diretas, estuda-se o tipo de fundação profunda mais adequada. Quando a camada ideal for encontrada à profundidade de 5,0 à 6,0m, podemos adotar brocas, se as cargas forem na ordem de 4 a 5 toneladas Em terrenos firmes a mais de 6,0m, devemos utilizar estacas ou tubulões.

Fundações:

Bloc os e A lic erce s

Blocos e Alicerces Este tipo de fundação é utilizado quando há atuação de pequenas cargas, como por exemplo um prédio até 04 pavimentos. Os blocos são elementos estruturais de grande rigidez, são reforçados por cintamentos em concreto armado (blocos corridos) ou por vigas baldrames (blocos isolados), que tem por objetivo solidarizar a fundação reduzindo os efeitos causados pelos recalques diferenciais. Suportam predominantemente esforços de compressão simples, provenientes das cargas dos pilares. Os eventuais esforços de tração são absorvidos pelo próprio material do bloco. Podem ser de concreto ciclópico (não armado), alvenarias de tijolos comuns ou mesmo de pedra de mão (argamassada ou não). Geralmente, usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade. Os alicerces, também denominados de blocos corridos, são utilizados na construção de pequenas edificações, principalmente as residenciais e suportam diretamente as cargas provenientes das paredes resistentes, podendo ser de concreto ciclópico, alvenaria de tijolo maciço ou alvenaria de pedra.

Na Figura ao lado apresentamse três tipos de blocos corridos (alicerces), sem a presença do cintamento em concreto armado.

Fundações: 

Bloc os e A lic erce s

O processo de execução de um alicerce consiste em: 1. promover a abertura da vala; 2. aumentar a compactação da camada do solo resistente, apiloando o fundo; 3. Aplicação do lastro de concreto magro (90 kgf/cm²) de 5 a 10 cm de espessura; 4. execução do embasamento, que pode ser de concreto ciclópico, alvenaria de bloco ou de pedra; 5. construir uma cinta de amarração, com a finalidade de absorver esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais; 6. fazer a impermeabilização para evitar a percolação capilar, utilizando uma argamassa “impermeável” (com aditivo) ou ainda, uma chapa de cobre, de alumínio ou ardósia.

Deve-se, ainda, observar com cuidado: – se há ocorrência de formigueiros e raízes de árvore no momento da escavação da vala; – compatibilização da carga da parede x largura do alicerce, observando as fórmulas estabelecidas para o cálculo. Na figura ao lado, Blocos corrido em alvenaria de tijolo maciço (alicerce) com a presença de cintamento de concreto armado (ver detalhe da colocação da armadura). 

Fundações: Abertura de vala Profundidade nunca inferiores a 40cm. Largura das valas: - parede de 1 tijolo = 45cm - parede de 1/2 tijolo = 40cm Em terrenos inclinados, o fundo da vala é formado por degraus (Figura ao lado), sempre em nível, mantendo-se o valor "h" em no mínimo 40 cm e h1, no máximo 50cm; Apiloamento Se faz manualmente com soquete (maço) de 10 à 20kg, com o objetivo unicamente de conseguir a uniformização do fundo da vala e não aumentar a resistência do solo.

Blo cos e Alic er ces

Fundações: 

As fundações em alicerce (bloco corrido) são utilizadas para transmitir diretamente as cargas das paredes para o solo (estrutura mural) para o terreno firme logo abaixo, assim sendo, onde houver parede, deve haver fundação. A figura ao lado representa uma fundação em bloco corrido, sobre a qual deve ser executada uma cinta de concreto armado e posteriormente a alvenaria de bloco.



Exemplos de alicerces

Blo co s e Alic er ces

Fundações :

Blocos

e Alicerces

Foto de bloco em alvenaria de pedra corrida com cintamento inferior.

Fundações:

Sa pa tas e m con cr eto

ar mado

Ao contrário dos blocos, as sapatas não trabalham apenas à compressão simples, mas também à flexão, devendo neste caso serem executadas incluindo material resistente à tração. As sapatas transmitem para o solo, através de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de paredes. As sapatas de concreto armado, podem ter formato piramidal ou cônico, possuindo pequena altura em relação a sua base, que pode ter forma quadrada ou retangular (formatos mais comuns). Podem ser isoladas quando são posicionada para transmitir ao solo as cargas das edificações concentradas nos pilares (fig. Abaixo a esquerda), neste caso, devem ser interligadas por vigas baldrames ou, corridas (figura abaixo a direita) quando transmitem para o solo as cargas da edificação transmitidas pelas paredes.

Fundações: co ncr eto

As sapatas isoladas podem ter os formatos da figura ao lado: Para construção de uma sapata isolada, devem ser executadas as seguintes etapas: 1. Escavação, compactação do solo, colocação da fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm e execução do concreto “magro”; 2. Posicionamento das fôrmas, de acordo com a marcação executada no gabarito de locação; 3. Limpeza da da superfície de apoio; 4. Colocação da armadura; 5. Posicionamento do arranque do pilar em relação à caixa com as armações; 6. Colocação das guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfícies do concreto se a fundação for tronco piramidal; 7. concretagem: a base poderá ser vibrada normalmente, porém para o concreto inclinado deverá ser feita uma compactação manual, isto é, sem o uso do vibrador

Sa pa tas isol ada s e m

Fundações:

Sap at as is ola das em

co ncr eto

Na figura superior da esquerda, vemos o corte esquemático de uma sapata, na superior a direita vemos a forma da sapata já posicionada sobre o concreto magro, na figura na inferior a direita a armadura de tração da sapata já se encontra posicionada, faltando a colocação do arranque do pilar, na inferior a direita a armadura do arranque já está posicionada.

Fundações:

Sa pat as is ola das em

co ncr eto

Nas figuras acima verifica-se a conclusão da concretagem da sapata e de seu tronco piramidal, no se topo é visível a armadura de arranque do pilar. Na figura inferior a sapata já se encontra desformada se pode observar a aplicação do gastalho que fixa a forma do arranque do pilar, verifica-se também o recorte na forma do arranque do pilar para o encaixe da forma das vigas baldrames.

Fundações:

sap atas isol ad as em

co ncr eto

Seqüência de montagem das vigas baldrames:   



montagem das formas; Colocação das armaduras; e, Concretagem.

As vigas baldrames são responsáveis pela solidarização da fundação por sapatas isoladas e também pelo suporte das paredes do pavimento imediatamente acima.

Fundações:

sap atas iso lad as e m

co ncr eto

Seqüência de produção de uma sapata isolada

Fundações:

sapa tas co rrida s em

co ncr eto

As sapatas corridas em concreto armado são utilizadas na confecção de estruturas com paredes estruturais autoportante. Ou seja, neste tipo de edificação, as paredes suportam as cargas das lajes e dos elementos sobre elas situados e transmitem estas cargas para o solo por intermédio das fundações corridas. Portanto, não esqueça, onde houver parede, haverá logo abaixo uma fundação corrida.

Sapata excêntrica

Sapata centrada

Fundações:

Sap atas espe ci ai s



Um projeto econômico deve ser feito com o maior número possível de sapatas isoladas.



No caso de sapatas de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde não seja possível fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se uma viga alavanca ligada entre duas sapatas (Figura da esquerda), de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posição do outro pilar.



No caso em que a proximidade entre dois ou mais pilares seja tal que as sapatas isoladas se superponham, deve-se executar uma sapata associada. A viga que une os dois pilares denomina-se viga de rigidez (Figura da direita), e tem a função de permitir que a sapata trabalhe com tensão constante.

Fundações:   

R ad ie r

Quando todas as paredes ou todos os pilares de uma edificação transmitem as cargas ao solo através de uma única sapata, tem-se o que se denomina uma fundação em radier. Os radiers são elementos contínuos que podem ser executados em concreto armado, protendido ou em concreto reforçado com fibras de aço. A utilização de sapatas corridas é adequada economicamente enquanto sua área em relação à da edificação não ultrapasse 50%. Caso contrário, é mais vantajoso reunir todas as sapatas num só elemento de fundação denominado radier (Figura abaixo). Este é executado em concreto armado, uma vez que, além de esforços de compressão, devem resistir a momentos provenientes dos pilares diferencialmente carregados, e ocasionalmente a pressões do lençol freático (necessidade de armadura negativa). O fato do radier ser uma peça inteiriça pode lhe conferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes recalques diferenciais. Uma outra vantagem é que a sua execução cria uma plataforma de trabalho para os serviços posteriores; porém, em contrapartida, impõe a execução precoce de todos os serviços enterrados na área do radier (instalações sanitárias, etc.).

Fundações:

Radi er

Podem ser executados dois tipos de sistemas com radier: sistema constituído por laje de concreto (flexível) e sistema de laje e vigas de concreto (sistema rígido).

Fundações :

Radier

Detalhe de posicionamento dos cabos de protenção.

TÉCNICAS CONSTRUTIVAS FUNDAÇÕES

Fundações: 

Tubulões

A seqüência de fotos mostra a escavação manual de tubulão a céu aberto tipo poço: escavação do fuste; alargamento da base; lastro de concreto magro; colocação da armadura de tração e do fuste e concretagem.

Fundações: Tubulões 

Tubulões são elementos estruturais da fundação que transmitem a carga ao solo resistente por compressão, através da escavação de um fuste cilíndrico e uma base alargada tronco-cônica a uma profundidade igual ou maior do que três vezes o seu diâmetro.



De acordo com o método de sua escavação, os tubulões se classificam em:



Tubulões a céu aberto



Consiste em um poço aberto manualmente ou mecanicamente em solos coesivos, de modo que não haja desmoronamento durante a escavação, e acima do nível d’água. O fuste é escavado até a cota

Fundações: Tubulões 

Quando há tendência de desmoronamento, revestese o furo com alvenaria de tijolo, tubo de concreto ou tubo de aço.



Na figura ao lado aplica-se manualmente um revestimento em anéis de concreto armado que vai se enterrando no solo pela ação do seu próprio. O tubulão à peso céu aberto é o mais simples, resulta de um poço perfurado

manualmente ou mecanicamente. Seu emprego é limitado para solos coesivos e acima do nível d'água. Existem vários sistemas utilizados: No sistema de poço simples a escavação é feita manualmente e sem revestimento; no sistema de poço revestido a escavação é feita manualmente e revestida com anéis pré-moldados de concreto; no sistema de poço mecanizado a escavação é feita mecanicamente (perfuratriz tipo hélice), sem revestimento; no sistema Chicago a escavação é feita manualmente, em etapas, as paredes são escoradas com pranchas verticais ajustadas por meio de anéis de aço; no sistema Benoto a escavação é feita mecanicamente através de cavador clam shell que penetra em um revestimento tubular de aço cravado por rotação; e, no

Fundações: 

Tubulões

Seqüência de fotos que mostram a escavação de um sistema poço mecanizado (perfuratriz do tipo hélice) e concretagem do tubulão

Fundações: Tubulões Equipamento para escavação de tubulão clamshell e tremonha para lançamento de concreto

Fundações: 

Tubulões com ar comprimido Este tipo de fundação é utilizado quando existe água, exige-se grandes profundidades e existe o perigo de desmoronamento das paredes. Neste caso, a injeção de ar comprimido nos tubulões impede a entrada de água, pois a pressão interna é maior que a pressão da água, sendo a pressão empregada no máximo de 3 atm, limitando a profundidade em 30m abaixo do nível d’água. Isso permite que seja executados normalmente os trabalhos de escavação, alargamento do fuste e concretagem. O equipamento utilizado compõe de uma câmara de equilíbrio e um compressor. Durante o trabalho sob o regime a compressão, o pulmão humano absorve mais gases do que na pressão normal, que se liquefazem no sangue. Se a descompressão for feita muito rapidamente, o gás absorvido em excesso e liquefeito no sangue pode se transformar em bolhas, que por sua vez podem provocar dores e até morte por embolia. Para evitar esse problema, antes de passar à pressão normal, os trabalhadores devem sofrer um processo de descompressão lenta (nunca inferior a 15 minutos) numa câmara de emergência.

Tubulões

Fundações: 

Tubulões

Abaixo, dois modelos simples de equipamento pressurizado para escavação de tubulões

Fundações:

Tubulões

Ao fundo dois tubulões já prontos, na frente um tubulão concretado ainda com a campânula de ar comprimido

Fundações: Estacas As

estacas são peças estruturais alongadas, de formato cilíndrico ou prismático, que são cravadas (préfabricadas) ou confeccionadas no local (in loco), com as seguintes finalidades: a) transmissão de cargas a camadas profundas do terreno; b) contenção dos empuxos de terras ou de água (estaca prancha); c) compactação de terrenos. As estacas recebem, da obra que suportam, esforços axiais de compressão. A estes esforços elas resistem, seja pela atrito das paredes laterais da estaca contra o solo, seja pelas reações exercidas pelo solo resistente sobre a ponta da peça. Conforme a estaca resista apenas

Estacas

Fundações: 

A figura ao lado ilustra definições dadas no quadro anterior, em relação ao modo de trabalhar das estacas: a) a capacidade resistente da estaca se compõe de duas parcelas: 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) a estaca 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, contrariamente, vai pesar sobre ela favorecendo assim a sua penetração no solo. Quanto a posição, as estacas podem ser verticais e inclinadas

Estacas

Fundações:

Ø= diâmetro da estaca

UMA ESTACA

DUAS ESTACAS

TRÊS ESTACAS

QUATRO ESTACAS ...

A direita temos dois cortes exemplificativos de blocos onde podemos ver esquematicamente o detalhamento das armaduras do bloco e das estacas que devem penetrar no bloco e se fundir com ele.

Estacas Os blocos de coroamento têm também a função de absorver os momentos produzidos por forças horizontais, excentricidade e outras solicitações, a esquerda temos uma vista em planta baixa.

Fundações:

Estacas Brocas



Estacas Brocas



Estas estacas são executadas por uma ferramenta simples denominada broca (trado de concha ou helicoidal - um tipo de saca rolha), que pode atingir até 6 metros de profundidade, com diâmetro variando entre 15 a 25 cm, sendo aceitáveis para pequenas cargas, ou seja, de 4000 kgf a 10.000 kgf. Recomenda-se que sejam executadas estacas somente acima do nível do lençol freático, para evitar o risco de estrangulamento do fuste. Devido ao esforço de escavação exigido são necessárias duas pessoas para o trabalho. O espaçamento entre as estacas brocas numa edificação não pode ultrapassar 4 metros e devem ser colocadas nas interseções das paredes e de forma eqüidistante ao longo das paredes desde que menor ou igual ao espaçamento máximo permitido. Na figura ao abaixo a esquerda pode-se ver um exemplo da distribuição das estacas brocas numa edificação de pequeno porte.





Fundações: 

Estacas brocas

Roteiro para execução de estacas brocas a) Escavação ou perfuração: utilizando trado manual (tipo concha ou helicoidal), usando de água para facilitar a perfuração; b) Preparação: depois de atingir a profundidade máxima, promover o apiloamento do fundo, executando um pequeno bulbo com pedra britada 2 ou 3, com um pilão metálico; c) Concretagem: Preencher todo o furo com concreto (traço 1x3x4), promovendo o adequado adensamento, tomando cuidados especiais para não contaminar o concreto (utilizar uma chapa de compensado com furo para o lançamento do concreto para proteger a boca do furo); d) Colocação das esperas: fazer o acabamento na cota de arrasamento desejada, fixando os arranques para os baldrames.

Fundações:

Estacão



Estacão



Com uso crescente na construção civil em função de sua rapidez, o estacão (uma derivação das estacas brocas) tem o processo de perfuração executado por meio de escavadeiras hidráulicas equipadas com trados de diâmetro de 25 cm. Todos os cuidados relativos às estacas brocas devem ser observados na execução do estacão, principalmente no que diz respeito a integridade da estaca na fase de concretagem.

Fundações: A estaca hélice contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco", executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto através da haste central do trado simultaneamente a sua retirada do terreno. A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado para vencer a sua resistência. A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior (ver foto no próximo slide) que possibilitam a sua penetração no terreno. A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes com índices de STP`s acima de 50 dependendo do tipo de equipamento utilizado. A velocidade de perfuração produz em média 250m por dia dependendo do

Estacas Hélice

Fundações: Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo central no eixo da hélice (fotos ao lado), preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é extraída do terreno sem girar ou girando lentamente no mesmo sentido da perfuração. O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica fck de 18 Mpa, é bombeável e composto de areia, pedriscos ou brita 1 e consumo de cimento de 350 a 450 Kg/m3, sendo facultativa a utilização de aditivos. O abatimento ou "Slump" é mantido entre 200 e 240mm. Normalmente é utilizada bomba de concreto ligada ao equipamento de perfuração através de mangueira flexível. O preenchimento

Estacas Hélice

Fundações: 

O método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da armação após a sua concretagem. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com o auxílio de um pilão de pequena carga ou vibrador. As estacas submetidas a esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de 2 a 5,5m de comprimento. No caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração, somente será possível para comprimentos de armações de no máximo 16m, em função do método construtivo. No caso de armações longas, as "gaiolas" devem ser constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na

Estacas Hélice

Fundações: Estas estacas abrangem a faixa de carga compreendida entre 20.000 e 40.000 kgf, com diâmetro variando entre 25 e 40 cm. Uma estaca do tipo strauss com diâmetro de 25 cm pode suportar até 20 toneladas, de 32 cm até 30 t e de 38 cm chega a suportar 40 t. A execução requer um equipamento constituído de um tripé de madeira ou de aço, um guincho acoplado a um motor (combustão ou elétrico), uma sonda de percussão munida de válvula em sua extremidade inferior, para a retirada de terra, um soquete com aproximadamente 300 kg, tubulação de aço com elementos de 2 a 3 metros de comprimento, rosqueáveis entre si, um guincho

Estacas Strauss

Fundações: 

A estaca strauss apresenta vantagem de leveza e simplicidade do equipamento que emprega, o que possibilita a sua utilização em locais confinados, em terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes, com o pé direito reduzido. Outra vantagem operacional é de o processo não causa vibrações que poderiam provocar danos nas edificações vizinhas ou instalações que se encontrem em situação relativamente precária.

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Como característica principal, o sistema de execução usa revestimento metálico recuperável, de ponta aberta, para permitir a escavação do solo, podendo ser em solo seco ou abaixo do nível d'água,

Estacas Strauss

Fundações: 

Processo executivo das estacas strauss a) centraliza-se o soquete com o piquete de locação, perfura-se com o soquete a profundidade de 1,0 m, furo este que servirá para a introdução do primeiro tubo, que é dentado na extremidade inferior (chamado de coroa), cravando-o no solo; b) a seguir é substituída pela sonda de percussão, que por meio de golpes, captura e retira o solo; c) quando a coroa estiver toda cravada é rosqueado o tubo seguinte e assim sucessivamente até atingir a camada de solo resistente, providenciando sempre a limpeza da lama e da água acumulada dentro do tubo; d) substituindo-se a sonda pelo soquete, é lançado no tubo, em quantidade suficiente para ter-se uma coluna de 1,0 m, o concreto meio seco; e) sem tirar a tubulação, apiloa-se o concreto formando um bulbo e na seqüência executa-se o fuste lançando-se o concreto sucessivamente em camadas

Estacas Strauss

Fundações: Neste tipo de estaca a descida do tubo é feita por cravação e não por perfuração como é feita na estaca strauss. Este tubo é espesso e provido de uma ponteira metálica (recuperável) ou elemento prémoldado de concreto (perdido na concretagem), para impedir a entrada de solo no interior do tubo. Durante a descida do tubo, utilizamos um pequeno peso, servindo de sonda, que fica suspenso dentro do molde por uma roldana presa ao topo do mesmo. Desta maneira, temos um modo de verificar, se a ponteira de concreto permanece intacta, durante a cravação. Alcançada a profundidade desejada, enche-se o tubo até o topo com concreto plástico e, por um movimento lento, mas contínuo,

Estaca Simplex

Fundações: 

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Estas estacas abrangem a faixa de carga de 5.000 a 30.000 kgf e seu progresso executivo consiste na cravação de um tubo com ponta fechada e execução de base alargada, causando muita vibração, podendo provocar danos nas construções vizinhas. Na execução, crava-se o tubo no solo, logo a seguir se derrama uma quantidade de concreto quase seco, apiloado por meio de um pesado maço, de modo a formar um tampão, para impedir a entrada d'água e solo no interior do tubo, que é arrastado e obrigado a penetrar no terreno. Alcançado a profundidade desejada, imobiliza-se o tubo e com percussões energéticas destaca-se o tampão, o qual junto com uma carga de concreto é apiloada no terreno para a formação do bulbo. Logo após lançam-se novas quantidades de concreto que se apiloa ao mesmo tempo em que se

Estacas Franki

Fundações: 

Ao contrário das estacas prémoldadas, estas estacas são recomendadas para o caso da camada resistente encontra-se a profundidade variáveis. Também no caso de terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos, pode-se utilizar esse tipo de estacas. A forma rugosa do fuste garante boa aderência ao solo (resistência por atrito). Havendo a ocorrência de camada de argila rija poderá haver deslocamento da estaca já concretada por compressão lateral. Nesse caso a solução é atravessar a

Estacas Franki

Fundações:

Estacas Franki

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As fotos mostram uma seqüência de operações para execução de uma estaca Franki

Fundações: São estacas moldadas in loco perfuradas com circulação de água ou método rotativo ou rotativo-percursivo em diâmetros variando de 130 a 450 mm e executadas com injeção de argamassa ou calda de cimento sob baixa pressão. No caso de estacas raiz perfuradas exclusivamente em solos, a perfuração é revestida com tubo metálico recuperável para garantir a integridade do fuste. Se ocorrer perfuração em trecho de rocha (passagem de matacões ou engastamento em rochas sãs), isso se dará pelo processo rotativo-percursivo sem a necessidade de revestimento metálico. A estaca raiz é indicada para reforços de fundação, complementação de obras (ampliações), locais de difícil acesso e em obras onde é necessário ultrapassar camadas rochosas, fundações de obras com vizinhança

Estacas Raiz

Fundações: 

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Dependendo do equipamento utilizado as estacas podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0° a 90°). O equipamento perfuratriz é equipado com sistema de rotação e avanço do revestimento metálico provisório ou por máquinas a roto-percussão com martelo acionados a ar comprimido. São equipamentos relativamente pequenos e robustos que possibilitam a operação em locais com espaços restritos, no interior de construções existentes e locais subterrâneos. Existem ainda equipamentos autônomos sobre trator de esteiras, acionados por motor diesel para sua locomoção e para funcionamento do sistema hidráulico. Completada a perfuração com revestimento total do furo, é colocada a armadura necessária, procedendose a seguir a concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de revestimento. A armadura

Estacas Raiz

Fundações: 

A concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável, em função da natureza do terreno. Normalmente, esta pressão varia de 0 a 0,4 Mpa (4,0 kgf/cm2). A argamassa de cimento e areia (podendo utilizar cimento de alta resistência inicial quando houver a possibilidade de fuga da nata de cimento) com resistência mínima de 18 Mpa.

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a) perfuração com utilização de circulação d'água e revestida do furo; b) perfuração executada até a profundidade necessária, cota de ponta da estaca; c) colocação da armação após limpeza final do interior do tubo; d) introdução de argamassa de cimento e areia, sob pressão baixa; e) retirada do tubo de revestimento e aplicações parciais de ar comprimido

Estacas Raiz

Fundações: 

A seqüência de fotos mostra a confecção de uma estaca raiz.

Estacas Raiz

Fundações: 

Bate-estacas por gravidade São os mais utilizados e de funcionamento mais simples, constituído de uma massa metálica (pilão ou martelo) que içado por meio de guinchos, cabos e uma torre ou tripé, é deixado cair de uma altura determinada, cravando a estaca com golpes sucessivos. Embora de custo relativamente acessível, tem como principal desvantagem sua lentidão, pois não consegue

Estacas Cravadas

Fundações: 

Bate-estacas de simples ou duplo efeito

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Em geral, funcionam a vapor ou a ar comprimido, proporcionando uma cravação mais rápida pois além da gravidade recebem um adicional de pressão no martelo. Embora muito eficientes estão caindo em desuso. A estrutura da torre, a movimentação e a operação são muito semelhantes ao bate-estaca comum de gravidade. Os de simples efeito, apenas recebem pressão no martelo de baixo para cima para elevar o martelo e a cravação se dá por gravidade. Os de duplo efeito, além da pressão de levantamento ocorre uma pressão adicional no momento da queda do martelo, somando-se o efeito da gravidade e da pressão adicional na

Estacas Cravadas

Fundações:  

Capacidade de carga das estacas A determinação da resistência de estacas cravadas pode ser feita por meio da aplicação de fórmulas empíricas que relacionam a resistência da estaca com a penetração média ocorrida na última série de batidas do bateestaca. Já para estacas moldadas in loco o ideal é realizar provas de carga de conformidade com a norma técnica. A prova de carga também é necessária nas obras de maior vulto, pois poderão indicar a possibilidade da redução dos coeficientes de segurança adotados e com isso auferir menos custo de execução dentro de uma garantia

Estacas Cravadas

Fundações: Concreto Armado

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As estacas 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, sem restrição ao seu uso abaixo do lençol freático.

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As estacas podem ser de concreto centrifugado ou receber protensão e exigem controle tecnológico na sua fabricação.

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A principal desvantagem é a relacionadas ao transporte, que exige cuidado redobrado no manuseio e verificação de sua integridade momentos antes da sua cravação.

Estacas Cravadas em

Fundações:

Estacas Cravadas em

Concreto Armado 

Modelos de estacas pré-moldadas em concreto armado, capacete de cravação, e anéis metálicos utilizados para execução de uma emenda.

Fundações:

Estacas Cravadas em

Concreto Armado 

A Seqüência de fotos mostra a cravação de uma estaca em concreto armado.

Fundações:

Estacas Cravadas em

Concreto armado 

A seqüência de fotos mostra o coroamento de quatro estacas cravadas de concreto armado.

Fundações:

Estacas Cravadas

Metálicas 

As estacas metálicas são particularmente indicadas pela sua grande capacidades de suporte de cargas e em terrenos onde a profundidade do plano de fundação é muito variável, sem problemas quanto ao transporte e manuseio, permitindo aproveitamento de peças cortadas e a combinação de perfis, desde que devidamente soldados. A principal vantagem é a rapidez na cravação, podendo ser utilizadas em solos duros e a desvantagem particular é a dificuldade em avaliar a nega.

Fundações: Metálicas 

A seqüência de fotos mostram a cravação de uma estaca metálica.

Estacas Cravadas

Fundações:

Estacas Cravadas de

Madeira

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As estacas de madeiras devem ser de madeira dura, resistente, em peças retas, roliças e descascadas. O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o comprimento de 5 a 8 metros, geralmente limitado a 12 metros com emendas. No caso da necessidade de comprimentos maiores as emendas deverão ser providenciadas com talas de chapas metálicas e parafusos, devidamente dimensionados. Durante a cravação, as cabeças das estacas devem ser protegidas por um anel cilíndrico de aço, destinado a evitar seu rompimento sob os golpes do pilão, assim como é recomendável o emprego de uma ponteira metálica, a fim de facilitar a penetração e proteger a madeira. A vida útil de uma estaca de madeira é praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente sob lençol freático (água). Caso esteja sujeita a variação de umidade apodrecerá rapidamente. De qualquer maneira a estaca deve receber tratamento de preservação para evitar o apodrecimento precoce e contra ataques de insetos xilófagos. As

Fundações: Madeira 

Empiricamente, pode-se calcular o diâmetro mínimo de uma estaca de madeira em função do seu comprimento, usando a seguinte fórmula que aparece na figura.

A carga admissível depende das dimensões da estaca e da natureza das camadas atravessadas no terreno, como ordem de grandeza, exemplificase no quadro.

Estacas Cravadas de

Fundações: Reação 

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Este tipo de estaca é indicado para recuperação de estruturas que sofreram algum tipo de recalque ou dano ou para reforço de embasamento nos casos em que se deseje aumentar a carga sobre a fundação existente. Na sua execução é usado pessoal e equipamento especializados e utilizam módulos de estacas pré-moldados sendo sua cravação conseguida por reação da estrutura existente. Os elementos constituem de uma ponta que pode ser em aço ou, mais freqüente, de concreto pré-moldado e por módulos extensores em formato de tubo, ou seja oco por dentro, com encaixes, de modo que fiquem bem travados. A solidarização é conseguida, após atingir a nega (por reação), colocando-se a armadura e concretando-se na parte oca da estaca, deixando esperas. Por fim é conveniente executar um bloco de coroamento logo acima de um

Estacas Mega ou de

Fundações:

Estacas Mega ou de

Reação 

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Foto abaixo o macaco hidráulico apoiandose nas fundações e empurrando a estaca Mega para baixo, até encontrar o valor de reação e iniciar a suspensão da fundação recalcada. Foto ao lado, momento da inserção de novo estágio da estaca. No esquema abaixo é apresentado a estaca pronta com o bloco de solidarização, o travesseiro e o canal de solidarização dos elementos pré-moldados após a concretagem.