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Aula 11 – Geologia aplicada às fundações de estruturas
Tipos de fundações mDeBD
35,2
5,2B
D
a decisão de qual fundação se comporta
melhor envolve a análise técnica, logística
e econômica.
Tipos de fundações superficiais
Sapatas
Sapatas contínuas
Radier
Aspectos construtivos das sapatas
O embutimento mínimo de uma
sapata é de 1,5 metros e a
largura mínima é de 60cm.
Onde as sapatas são usadas
As sapatas isoladas são adotadas, em geral, emsolos resistentes e pouco deformáveis,preferencialmente acima do lençol freático. Talcondição é mais comum em solos residuais do queem solos transportados.
Não devem ser utilizadas sobre:
Solos transportados de várzea que tenhamcamadas argilosas moles onde o N (n° de golpes doSPT) é menor do que 5;
Solos transportados eólicos;
Solos coluviais.
Sapatas em edifícios e terrenos com matacões
rebaixada pelo menos 1 metro e
posteriormente reaterrada
Aspectos construtivos de sapatas contínuas
muito empregadas em pequenas
construções, justamente onde a
alvenaria portante é mais utilizada
CUIDOADO COM JANELAS,
PORTAS...
CUIDADO COM UMIDADE.
Onde as sapatas contínuas são usadas
Mesmos locais onde sapatas são usadas, porémem estruturas com alvenaria portante.
Os locais impróprios são os mesmos dassapatas.
Radiers
Necessidade dessas fundações serem rígidas
Aspectos construtivos de Radiers $$
Os radiers são utilizados em locais com muita concentração de pilares, onde as sapatas resultariam muito próximas.
radiers do tipo caixão
concretagem da soleira
Sequência construtiva de um radier para pequenas construções
Perfil típico de Santos - SPfundações profundas construídas em
profundidades de até 55 metros ou rasas 8m
Inclinação de Edifícios em Santos - SP
Construção de 1970 e 1980
Recalques insuportáveis
após 30 anos
A maioria dos problemas de fundações superficiais ocorre com radier ou sapatas construídas sobre solos de várzea ou lacustres que possuem camadas de argilas moles. Esses problemas estão
relacionados com adensamento lento ou a baixa resistência dessas argilas.
sapata foi feita para solo residua
Fundações profundasAs fundações profundas são de dois tipos:
•Estacas – processo mecanizado de construção;
•Tubulões – processo onde, em algum momento, otrabalhador realiza escavações no interior da fundação.
Técnicas com
aptidões e limitações
distintas
Tipos de estacas
•Cravadas•Concreto premoldado;•Metálicas;•Madeira.
•Mistas •Franki;•Strauss.
•Escavadas
•Broca;•Estabilizadas com lama;•Tubadas;•Hélice contínua.
•Injetadas •Raiz;•Microestaca.
princípio dos equipamentos
não encontram problemas em solos com freático superficial
Estacas de concreto premoldadas
comprimento de até 50 metros - Porto
módulos de 12 metros -comum
Tipos de bate estacas
bate estacas tradicionais operam
com sistemas manuais que
suspendem martelos leves (1 a 4
toneladas) a alturas grandes (cerca
de 1 metro). DANO NA ESTACA!
bate estacas
pneumáticos ou
hidráulicos
Técnicas de fabricação
Protendidas e concretadascom extrusoras
Centrifugadaslargura máxima de 35
centímetros
Emendas e blocos de coroamento
luvas de encaixe
Recomenda-se
emenda soldada
Onde estacas premoldadas de concreto são melhor usadas
Solos transportados fluviais, lacustres ou marinhos, desde que não existam camadas intermediárias de seixos rolados ou areias duras, pois essas estacas têm dificuldade de passar por solos com N (SPT) maior do que 25 golpes.
Como executar em locais com camadas de areias compactas?
“Lançagem” (jato d’água) ou pré perfuração.só funciona para areias
Estacas metálicas: perfis especiais ou trilhos
Principais vantagens: ductilidade e facilidades de emendas.
Onde são melhor usadas?
Em solos transportados, onde as estacas premoldadasenfrentam obstáculos ou em situações de divisa, onde as estacas metálicas perturbam menos o terreno durante a cravação.
Estacas de madeira
evitar a ação de organismos
xilófagos
Onde são melhor usadas?
Em solos de várzea saturados, lacustres ou marinhos, sem camadas resistentes que precisem ser ultrapassadas. São utilizadas para cargas baixas.
Estacas tipo Franki
Pilão e
tubobucha impermeável
Aspectos construtivos
o comprimento
máximo das estacas
desse tipo é de 15
metros, sendo mais
comum 12 metros,
que são os
tamanhos dos bate
estacas, já que
essas estacas não
aceitam emendas
Onde são melhor usadas?
Em solos transportados onde a profundidade é menor do que 12 metros. Não passa por areias duras.
Deve ficar longe de outras construções.
essas estacas caíram em obsolescência.
Escavação Limpeza da sonda
Estacas tipo Strauss
Percussão da sonda Strauss ou “pipeta”.
Concretagem da estaca
Uso de revestimento se o solo
for transportado,
Onde são melhor usadas?
Em solos transportados ou residuais, desde que não existam matacões, veios de quartzo ou camadas de pedregulhos.
Estaca obsoleta.
Estacas escavada tipo broca
brocas helicoidais
procedimento só é possível se o solo for
seco e estável, razão pela qual essa
estaca é afeita aos solos residuais
Equipamentos mais modernos conseguem
chegar até a alteração de rocha, desde que não existam matacões ou
camadas se seixos
hastes telescópicas (cerca
de 70 metros).
versatilidade de diâmetros
Os diâmetros podem variais desde 20cm
até 300cm
Estaca Escavada com Lama
estratégias estabilizar solos
saturados: o uso de lamas
de estabilização, o uso de
revestimentos metálicos ou
o emprego de brocas
helicoidais contínuas
Centrais de produção de lama com bentonita
(esmectita)
geralmente são grandes, com
estacas de diâmetro avantajado
usinas de beneficiamento
Estaca Escavada com Lama
Posicionamento do revestimento
Cravação do revestimento
revestimento metálicos, técnica conhecida como “estacas Tubadas”.
Cravação de revestimento com vibradores
Escavação com trado tipo pinça
(clam-shell)
Quando não se deseja o emprego de lamas de estabilização, a estaca escavada abaixo do nível freático exige que se implantem revestimentos.
O custo de estacas revestidas (também chamadas de tubadas) é maior, sendo cogitadas apenas para grandes fundações
Hélice contínua
Hélice contínua – limitação de diâmetro em 1m e comprimento em 28m
idealizadas para solos
transportados, mas pode
ser usada em residual
Para grandes
quantidades é melhor
que a broca
ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA
Funcionam melhor para solos transportados mas podem ser empregadas para solos residuais.
Não passam materiais duros com N > 35 (avançam mais que as premoldadas e menos do que as metálicas).
Estaca injetada (raiz)
diâmetro (entre 10cm e 40cm)
Perfuratrizes roto-percussivas:
A técnica de perfuração dessas estacas permite que elas ultrapassem qualquer tipo de solo e possam ser inseridas na rocha.
É a única estaca que passa matacões, mas tem dificuldade de passar camadas de cascalhos soltos.
Brocas de perfuração
“martelo de fundo”.
Pasta de injeção
Injeção primária
Capacete de pressurização
Obras de reforço com estacas
injetadas
RODAPÉ
15 a 20cm
H
d
D
d
D
x
b
a
FUSTE
BASE
Tubulões a céu aberto
Tubulões a céu aberto
Início das escavações
Escavação da base
Concretagem convencional
Concretagem
Armaduras de ligação
Tubulões a ar comprimido
câmara hiperbárica
uma atmosfera suplementar para
cada 10 metros de coluna d’água
que se queira enfrentar
campânula
Tubulões a ar comprimido: atualmente são empregados em casos muito especiais de fundações de pontes e em locais onde existem camadas espessas de seixo rolado solto, pois as demais técnicas têm dificuldades de passar esse tipo de solo.
operação perigosa!!
Estacas Processo DimensõesLimite executivo
(NSPT)
Deslocamento
Madeira 15cm a 30cm 15
Pré-mold. vibrada16cm a 35cm
25
Pré-mold. protendida 25
Pré-mold. centrifugada 40cm a 90cm 25
Franki 30cm a 60cm 22
Mega 30cm a 90cm 18
Pequeno
deslocamento
Strauss 30cm a 80cm 35
Metálica trilhos usados 1 a 4 perfis 35
Met. perfis laminados variados 35
Sem
deslocamento
Broca 20cm a 30cm 30
Escavada trado helicoidal 30cm a 250cm 45
Escavada com lama50cm a 250cm
45
Escavada tubada 45
Hélice Contínua 50cm a 100cm 35
Outros tipos
Ômega 60cm 35
Injetada tipo Raiz10cm a 60cm
Sem limite
Injetada tipo Micro-estaca Sem limite
Tubulões a céu aberto> 80cm
Sem limite
Tubulões a ar comprimido Sem limite
Fundação
profundaTipo
Ambiente geológico mais
favorávelLimitação construtiva
de concreto
premoldado
Solos transportados fluviais,
lacustres e marinhos
Camadas de seixos ou que possuam
N>25
de madeiraSolos transportados de baixa
resistência e saturadosCamadas com N>20
metálicasSolos transportados fluviais,
lacustres e marinhos
Camadas de seixos ou que possuam
N>40
tipo FrankiSolos transportados fluviais,
lacustres e marinhos
Camadas com N>20 ou profundidades
maiores do que 15 metros
tipo Strauss Solos transportados ou residuaisCamadas com N>30 ou matacões e
veios de quartzo
tipo broca Solos residuais Matacões e veios de quartzo espessos
estabilizada com lama Solos transportados Camadas de seixos
tubadas Solos transportadosCamadas de seixos grandes em
leques aluviais
hélice contínua Solos transportados ou residuaisCamadas com N>35 ou matacões e
veios de quartzo
Estacas injetadas raiz
Solos residuais e transportados
(preferida para reforço de
fundação)
Camadas de grandes seixos em
leques aluviais
a céu aberto Solos residuais e rocha Lento
com câmara
hiperbárica
Solos transportados e leques
aluviaisLento e dispendioso
Estacas cravadas
Estacas mistas
Estacas
escavadas
Tubulão