Fundacoes_Profundas_Execucao

FUNDAÇÕES PROFUNDAS

EXECUÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIAPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

Prof. José Mario Doleys SoaresEng. Sérgio Fernandes Gonçalves

FUNDAÇÕES PROFUNDAS• NBR 6122

FUNDAÇÕES PROFUNDAS SÃO AQUELAS EM QUE AS CARGAS SÃO TRANSMITIDAS AO SOLO PELA BASE (RESIST. PONTA) E/OU PELO SUPERFÍCIE LATERAL (RESISTÊNCIA DE FUSTE) E A PROFUNDIDADE É SUPERIOR AO DOBRO DA MENOR DIMENSÃO E MÍNIMO DE 3 METROS.

• ESTACAS, TUBULÕES E CAIXÕES.

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EFEITOS DE INSTALAÇÃO• MÉTODOS DE INSTALAÇÃO DE ESTACAS

• - ESTACAS CRAVADAS (PRÉ-MOLDADAS)• - ESTACAS ESCAVADAS E MOLDADAS IN SITU• ESTACAS CRAVADAS E MOLDADAS IN SITU

• EFEITOS• - AMOLGAMENTO DO MATERIAL NO ENTORNO• - ALTERAÇÃO DO ESTADO DE TENSÕES• - DISSIPAÇÃO DO EXCESSO DE PORO-PRESSÕES• - DESLOCAMENTO AO REDOR DA ESTACA

ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA

• LOCALIZAÇÃO E TIPO DE ESTRUTURA

• CONDIÇÕES DO SOLO (ATENÇÃO AO LF)

• DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTO

• RELAÇÃO CUSTO X BENEFÍCIO

• DURABILIDADE (MADEIRA, AÇO)

TIPOS APRESENTADOS-CRAVADAS

-Mega-Madeira-Metálicas-Pré-moldadas de Concreto

-MOLDADAS NO SOLO -Strauss-Franki

-ESCAVADAS –Sem/Com Lama Bentonítica-Entubadas

TIPOS APRESENTADOS

-INJETADAS

-Raiz

-Micro-estacas

-PAREDES DIAFRAGMAS

--HÉLICE CONTÍNUA

-ÔMEGA

-MISTAS

ESTACAS CRAVADAS

MATERIAL:-Madeira -Metálica-Concreto

PROCESSO:-Prensagem

-Vibração-Percussão

CRAVAÇÃO POR PRENSAGEM

ESTACA MEGA

Execução de Estaca Mega

a)com plataforma com cargueira

b)com reação na própria estrutura

a)Cravação de uma estaca tubular metálica

b)Vista do compressor c)Estaca pronta

Estaca mega

-Em locais pequenos / de difícil acesso

-Quando se quer evitar vibrações

EMPREGO

-Processo mais utilizado

CRAVAÇÃO POR PERCUSSÃO

ESTACAS DE MADEIRA

-Primórdios da história da construção civil

-Obras provisórias: eucalipto

-Obras definitivas: ipê, peróba, aroeira, maçaranduba

DURABILIDADE

-Submersa: praticamente ilimitada

-Variação nível d’água: tratamento da madeira

REFORÇOS E EMENDAS

ESTACAS METÁLICAS

ESTACAS METÁLICASFASES DE EXECUÇÃO

ESTACAS METÁLICASCravação de um elemento com martelo de queda livre

ESTACAS METÁLICASEmenda por solda

ESTACAS METÁLICASEmenda por solda

ESTACAS METÁLICASEmenda pronta

ESTACAS METÁLICASEstaca pronta

ESTACAS METÁLICASEstaca metálica de contenção na divisa

ESTACAS METÁLICASEstaca metálica de contenção na divisa

ESTACAS METÁLICASEstaca prancha-metálica de contenção na divisa

ESTACAS METÁLICASEstaca prancha-metálica de contenção na divisa

ESTACAS METÁLICAS

• VANTAGENS

• Várias formas e dimensões – adaptação ajustada a cada caso

• Capacidade de carga elevada por unidade de área de seção transversal

• Fáceis de transportar e manipular

• Fácil ajuste de comprimento

ESTACAS METÁLICAS

• DESVANTAGENS

• Custo elevado (material e comprimentos necessários)

• Corrosão

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO - Seções Típicas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Fases de Execução

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Emendas por Luvas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Emendas por Solda

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Circulares

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Quadradas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Içamento

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Posicionamento

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Posicionamento

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Preparo da cabeça

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Tipo Hexa

• Topo do elemento após a cravação


• Anel de encaixe por pressão instalado


• Posicionamento do elemento superior


• Conexão de encaixe por pressão concluída


• Corte da estaca na cota desejada




Detalhe estaca hexa

A – Concreto fck 35 Mpa

B – Fio de protensão

C – Anel de extremidade

D – Anel de encaixe por pressão

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Controles de Campo

- Capacidade de carga contra ruptura (menor dos dois):

1- Resistência estrutural do material

2- Resistência do solo que a envolve


Controle capacidade de carga engloba:

-análise da integridade / continuidade estrutural de seus elementos

-verificação profundidades atingidas / previstas em projeto

-interação da estaca com o solo: relaxação e cicatrização

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Levantamento


- Prova de carga estática

- Instrumentação dinâmica

- Nega

- Repique

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Nega e Repique

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Vantagens

• Boa qualidade do concreto

• Agentes agressivos sem ação na pega e cura do concreto

• Segurança na passagem de camadas muito moles

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – Desvantagens

• Difícil adaptação às variações do terreno

• Danos à edificações vizinhas (vibração)

• Danos durante à cravação

ESTACAS MISTAS

ESTACA APILOADA

ESTACAS TIPO STRAUSSMétodo executivo

ESTACAS TIPO STRAUSSVista Geral do Equipamento

ESTACAS TIPO STRAUSSPosicionamento para início da estaca

ESTACAS TIPO STRAUSSCravação do tubo de revestimento

ESTACAS TIPO STRAUSSEscavação da estaca

ESTACAS TIPO STRAUSSRetirada do material da sonda

ESTACAS TIPO STRAUSSVista da sonda de escavação

ESTACAS TIPO STRAUSSConcretagem da estaca

ESTACAS TIPO STRAUSSEstaca pronta

ESTACAS TIPO STRAUSSVantagens

• Ausência de trepidações e vibrações

• Facilidade de locomoção dentro da obra

• Fácil ajuste de comprimento

• Verificação de corpos estranhos no solo

• Identificação das camadas e natureza do solo

• Execução de estacas próximas à divisa

• Execução em locais de difícil acesso

• Custo baixo

ESTACAS TIPO STRAUSSDesvantagens

• Grande vazão de água que impeça esgotamento do furo

• Risco de seccionamento do fuste em argilas muito moles

• Deficiências de concretagem durante a retirada dos tubos

ESTACAS TIPO FRANKI

• Edgard Frankignoul na Bélgica em 1909

• No Brasil em 1935

• Em 1960 expira a patente – domínio público

ESTACAS TIPO FRANKI

Execução bem sucedida depende de:

• Observância ao método executivo

• Uso de equipamento adequado

• Mão de obra especializada e experiente

ESTACAS TIPO FRANKIMétodo executivo

ESTACAS TIPO FRANKIMétodo executivo

1- Posicionamento do tubo e formação da bucha

2- Cravação do tubo mediante pilão de queda livre

3- Execução da base4- Colocação da armadura5- Concretagem com retirada simultânea do

tubo6- Estaca pronta

ESTACAS TIPO FRANKIPreparação do tubo Franki

ESTACAS TIPO FRANKIConfecção da armadura

ESTACAS TIPO FRANKIConfecção da armadura de fundo

ESTACAS TIPO FRANKICravação do tubo Franki

ESTACAS TIPO FRANKIColocação da armadura

ESTACAS TIPO FRANKIConcretagem da estaca

ESTACAS TIPO FRANKIConcretagem da estaca

ESTACAS TIPO FRANKIEstaca pronta

ESTACAS TIPO FRANKIBloco de estacas prontas

ESTACAS TIPO FRANKIBlocos de estacas prontas



BLOCO SOBRE ESTACAS

ESTACAS TIPO FRANKICuidados de execução

• Altura da bucha – 1,5 a 2 x Ø tubo

• Diagrama de cravação na 1ª estaca

• Negas com altura 1m e 5m – 5 e 20mm

• Volumes mínimos das bases alargadas

• Ancoragem da armação na base alargada

• Altura de concreto dentro do tubo durante a concretagem

ESTACAS TIPO FRANKIEquipamentos

ESTACAS TIPO FRANKIProblemas executivos

• Levantamento de estacas

• Concretagem em solos moles

ESTACAS TIPO FRANKICaracterísticas importantes

• a cravação com ponta fechada

• a base alargada dá maior resistência de ponta

• o apiloamento do fuste compacta o solo e aumenta o atrito lateral.

• o comprimento facilmente ajustável durante cravação.

ESTACAS TIPO FRANKIPrincipais Vantagens

Versatilidade – inclinação até 25º- mais equipamentos, maior velocidade- materiais utilizados simples e universais

Economia- diversos diâmetros- comprimento ajustado- devido à base, comprimento menor

ESTACAS TIPO FRANKIPrincipais Vantagens

Segurança- capacidade de carga do terreno melhorada pelo processo executivo- taxa de trabalho do concreto é baixa- estaca não quebra durante a cravação, o esforço é resistido pelo tubo- base alargada assente em profundidade e em terreno compactado

ESTACAS ESCAVADASSem uso de lama bentonítica

Fases de execução:1- Escavação mecânica do furo através do trado

ou caçamba2- Perfuração executada até a profundidade

necessária, cota de ponta da estaca3- Posicionamento da armação da estaca4- Concretagem da estaca5- Colocação das esperas do pilar imediatamente

após a concretagem. Estaca pronta.

Estaca broca

ESTACA BROCA

ESTACAS ESCAVADASsem uso de lama bentonítica

ESTACAS ESCAVADASInstalação do trado

.

ESTACAS ESCAVADASInício da escavação

ESTACAS ESCAVADASTrado com material escavado

ESTACAS ESCAVADASRetirada do material da hélice

ESTACAS ESCAVADASMedição da profundidade da

estaca

ESTACAS ESCAVADASConcretagem da estaca

ESTACAS ESCAVADASCol0cação da armadura

ESTACAS ESCAVADASEstaca pronta

ESTACAS ESCAVADASArmadura de fretagem

ESTACAS ESCAVADASMarcação do colarinho do pilar

ESTACAS ESCAVADASColocação das esperas do pilar

ESTACAS ESCAVADASJUSTAPOSTAS – Parede de contenção




ESTACAS ESCAVADAScom uso de lama bentonítica

(estacões)

• Desenvolvimento a partir de 1900 – indústria petrolífera

• Década de 50 – construção civil em Nápoles

• No início anos 60 – EUA

• No final anos 60 - Brasil

ESTACAS ESCAVADAS COM LAMAFases de execução

ESTACAS ESCAVADAS COM LAMAFases de execução

1- Escavação mecânica com utilização de caçamba e preenchimento do furo com lama bentonítica.

2 – Conclusão da escavação atingida a cota de apoio da estaca.

3 – Lançamento da armação e início da concretagem.

4 – Concretagem, armazenamento da lama, desarenação e reaproveitamento posterior, se possível.

5 – Estaca pronta.

ESTACAS ESCAVADAS COM LAMAConcretagem com lama

ESTACAS ESCAVADAS COM LAMAConcretagem com lama

NBR 6122/96 prescreve para o concreto: • Consumo de cimento não inferior a 400 kg/m3;• Abatimento ou "slump " igual a (200 +- 20) mm; • Diâmetro máximo do agregado não superior a

10% do diâmetro interno do tubo tremonha; • O embutimento da tremonha no concreto

durante toda a concretagem não pode ser inferior a 1,50 m.

ESTACAS ESCAVADAS Com camisas metálicas recuperáveis

(entubadas)

Serve para escavação de estacas abaixo do lençol freático, e suas paredes são suportadas por um revestimento metálico recuperável

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Posicionamento, cravação e escavação

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Escavação com trado

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Descarga do trado

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Instalação nova camisa metálica

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Verificação do prumo

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Verificação da profundidade

ESTACAS ESCAVADAS (entubadas)Concretagem

ESTACAS ESCAVADASVantagens

• Não há problemas com fundações / edificações vizinhas

• Comprimento pode ser alterado

• Diâmetro pode ser alterado

• Alargamento de base (exceção em areias)

ESTACAS ESCAVADAS Desvantagens

• Eventuais problemas de colapso

• Eventuais problemas de concretagem (estrangulamento)

• Dificuldade de concretagem submersa

• Presença / migração de água com danos ao concreto

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco

PAREDES DIAFRAGMAAplicações

• Subsolos de Edifícios Residenciais e Comerciais

• Galerias e Estações de Metrô• Passagens Subterrâneas• Canalização de Córregos e Rios• Reservatórios Subterrâneos e Estações

Elevatórias• Portos e Diques Secos• Ensecadeiras e “Cut-off” de Barragens e

Estruturas Hidráulicas

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Fases de execução

a). Escavação e preenchimento simultâneo da cava com lama estabilizante, previamente preparada.

b). Colocação, dentro da cava cheia de lama, da armadura previamente montada.

c). Lançamento do concreto, de baixo para cima, com auxílio de tubos tremonha. O concreto, mais denso que a lama, expulsa a mesma e esta é bombeada de volta para os depósitos de lama.

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Tipos de Juntas

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Dimensões de

Painéis

• Largura mínima – 2,50 ou 3,20 m

• Espessura – 0,30 a 1,20 m

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Largura dos painéis

o Os painéis nunca podem ser menores do que a ferramenta de escavação.

o Painéis menores - mais estáveis, menos tempo para escavar e concretar - solos fracos.

o Quanto maior o painel menor será o número de juntas.o Em paredes diafragma atirantadas, quanto maior a

largura do painel menor o número de tirantes.o Tamanho e peso das armaduras (gaiolas) podem limitar

a largura dos painéis.o Não é recomendável a permanência de painéis abertos

de um dia para o outro.

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Escavação com

Clamshell

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Escavação

Aspectos importantes:

• Verticalidade

• Alinhamento



PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Armadura

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Armadura

• Executadas prevendo as folgas necessárias

• Rígidas para serem içadas e manuseadas

• Recobrimento mínimo 4 cm (roletes)

• Prever passagem do concreto e tubo tremonha

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Concretagem

• Alta trabalhabilidade e fluidez

• Painéis de grande dimensão – mais de um tubo tremonha

• Paredes delgadas(<40cm) – maior slump

• Concretagem não deve ser interrompida

• Velocidade 20 m³/h

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Parede pronta

PAREDES DIAFRAGMAMoldadas in loco – Vantagens

a) versatilidade de formas ;

b) a ausência de vibrações;

c) profundidades atingidas nos mais diversos tipos de solo e junto a estruturas existentes sem causar danos;

d) podem fazer parte integrante da estrutura definitiva;

e) processo rápido e seguro

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas

• Surgimento 1970 – Europa

• No Brasil - 1982

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas – Fases de execução

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas - Clamshell

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas - Painél

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas - Painel

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas – Escavação interna

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas – Parede pronta

PAREDES DIAFRAGMAPré-moldadas – Vantagens

• Melhor aparência e acabamento.

• Melhor qualidade do concreto - são 25% a 30% mais delgadas que as paredes moldadas “in loco”.

• Ferros de espera de lajes e vigas já embutidos.

• Juntas mais fáceis de limpar e tratar

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZHistórico

• Década de 50 / Itália – “Pali Radice”• Em 1970 – apresentada internacionalmente• Reforço de fundações inicialmente

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZProcedimento executivo

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZPerfuração em solo





ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZPerfuração em rocha



ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZInstalação da armadura




ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZEmenda da armadura

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZEmenda da armadura

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZPreenchimento com argamassa

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZRetirada do revestimento

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZRetirada do revestimento

ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZPrincipais Vantagens

• Perfuração sem barulho

• Perfuração sem vibrações danosas

• Furo sempre revestido, sem descompressão no terreno

MICRO-ESTACAS Introdução

• Se executam com tecnologia de tirantes injetados em múltiplos estágios (uso válvulas manchetes) com altas pressões

MICRO-ESTACAS Fases de execução

MICRO-ESTACAS Fases de execução

1- Perfuração com auxílio de circulação d’água

2- Instalação do tubo manchete

3- Execução da bainha

4- Injeção de calda de cimento, válvula por válvula, com altas pressões

5- Vedação do tubo manchete com eventual complemento da armadura

MICRO-ESTACAS Tubo Manchete

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Histórico

• Início década de 80 – Europa, EUA, Japão

• Introduzida no Brasil em 1987

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva - Perfuração

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva - Perfuração

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva - Concretagem



ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva – Colocação da armadura

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva – Colocação da armadura

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Metodologia executiva – Estaca pronta

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Controle executivo – Taracord



SENSORES:• Profundidade• Velocidade de rotação• Torque • Inclinação da torre• Pressão de concreto• Volume

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Parâmetros registrados

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA Vantagens

• Redução do cronograma da obra

• Adaptabilidade na maioria dos tipos de terreno, exceto na presença de matacões e rochas.

• Não produz distúrbios e vibrações e não causa descompressão do terreno.

• A perfuração com hélice não produz detritos poluídos por lama bentonítica

ESTACA ÔMEGA Introdução

• Screw piles ou estacas parafusadas

• Introduzida no mercado europreu em 1995 (Bélgica / Socofonda)

• No Brasil – final de 1996

ESTACA ÔMEGA Metodologia executiva

ESTACA ÔMEGA Metodologia executiva - Perfuração

• O trado penetra no terreno por rotação, deslocando e compactando lateralmente o solo, sem transportá-lo à superfície

ESTACA ÔMEGA Detalhe do trado

ESTACA ÔMEGA Detalhe do trado

Estaca ômega

ESTACA ÔMEGA Metodologia executiva - Concretagem

• Concreto bombeado através do núcleo vazado

• Retira-se o trado girando-o no mesmo sentido da perfuração

• Concreto auto adensável = Hélice Contínua

ESTACA ÔMEGA Controle executivo

Sensores ligado ao Taralog:• Profundidade

• Velocidade de Rotação do trado

• Torque

• Inclinação da Torre

• Pressão do Concreto .

• Volume de Concreto

ESTACA ÔMEGA Controle executivo

ESTACA ÔMEGA Considerações

• Agilidade na mudança de diâmetro, pois somente o trado de perfuração é trocado

• O canteiro de obras é mantido sempre limpo • Melhor aderência estaca-solo e uma menor

relação carga x diâmetro (pressão concreto) • A distância mínima entre estacas é de seis

diâmetros

ESTACA ÔMEGA Considerações

• A vantagem da estaca ômega está em oferecer maior resistência lateral por compactação do solo, propiciando encurtar a profundidade da estaca e, conseqüentemente, reduzir os custos.

OUTROS TIPOS Estacas escavadas ancoradas com estacas raiz

• Armações das estacas escavadas com tubos guia para execução de estacas raiz de ancoragem

OUTROS TIPOS Estacas escavadas ancoradas com estacas raiz

Bloco de estacas escavadas ancoradas em rocha com estacas raiz

OUTROS TIPOS Estacas ancoradas com estacas metálicas


• Cravação de camisa de fibra com jato d’água


• Emenda das camisas de fibra


• Emenda das camisas de fibra


• Concretagem da estaca


• Estacas prontas


• Montagem da torre

OUTROS TIPOS Estacas tubulares metálicas - Cravação



Documents

Fundacoes_Profundas_Execucao