Modelo Tcc Anhembi

8/17/2019 Modelo Tcc Anhembi

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DIEGO HENRIQUE PARENTE

ENIO CARLOS SILVA

LUANA GOMES RODRIGUES

RAPHAEL NACAMAE

VINICIUS THOMAZ

ESTACAS TIPO RAIZ: ALLIANZ PARQUE


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SÃO PAULO

2013


ENIO CARLOS SILVA


RAPHAEL NACAMAE

VINICIUS THOMAZ

Orientador : Profº Me. Rogério Carvalho Ribeira Nogueira

SÃO PAULO

2013

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado como exigência parcialpara a obtenção do título de Graduaçãodo Curso de Engenharia Civil daUniversidade Anhembi Morumbi


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ENIO CARLOS SILVA


RAPHAEL NACAMAE

VINICIUS THOMAZ

ESTACAS TIPO RAIZ: ALLIANZ PARQUE

Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado como exigência parcial

para a obtenção do título de Graduação

do Curso de Engenharia Civil da

Universidade Anhembi Morumbi

Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2013.

______________________________________________

Profº Me. Rogério Carvalho Ribeira Nogueira

______________________________________________

Nome do professor da banca

Comentários:_________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________


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4

Esta página é opcional e reservada para dedicatória.


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AGRADECIMENTOS

Agradecemos à Instituição Anhembi Morumbi e em especial a seus professores, pela

paciência, orientação e incentivo que nos conduziram pela graduação até esse

momento tão importante de nossas vidas.

Um agradecimento especial à construtora Wtorre S.A. que nos possibilitou acesso às

informações necessárias para a realização do presente trabalho de conclusão de

curso.


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RESUMO

A engenharia civil está em constante desenvolvimento e evolução, hora ou outra,novas solicitações aparecem para colocar à prova as necessidades de inovação,geralmente procurando soluções econômicas e menos destrutíveis o possível,dentre outros fatores.

Um exemplo é a reforma do antigo estádio Palestra Itália, atual Allianz Parque, quedevido a sua modernização e a necessidade de manter parte da construçãoexistente inalterada, concluiu-se que seriam necessários reforços pontuais naestrutura existente, devido às novas cargas. Em razão de algumas restrições ométodo utilizado para esses reforços foi o de execução de estacas raiz que evitougrandes intervenções no que se diz respeito à demolição da estrutura existente.

Primeiramente são apresentadas as fundações em geral a fim informar as outraspossibilidades de reforços e fundações existentes no mercado, mas que devido àsrestrições não se tornaram a opção escolhida. Posteriormente é analisada a situaçãosobre a qual foi aplicado o método de estacas raiz e suas vantagens.

Enfim analisa-se como para as diversas solicitações da engenharia civil, há as maisvariadas soluções, no caso da solicitação da Arena Allianz, a que mais se adequou ànecessidade foi o método de estacas raiz, evitando grandes intervenções ougrandes mobilizações, pois se trata de uma solução que atende restrições deresistência, mobilidade, limitações de espaço, vibrações e ruídos excessivos.

Palavras Chave: reforço estrutural, fundação, estaca raiz.


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ABSTRACT

Civil engineering is constantly developing and evolving, sooner or later, new requestsappear to put proof innovation needs, usually looking for economic solutions and less

destructible possible, among other factors.

An example is the reform of the old stadium Palestra Italia, Current Allianz Park,

which due to its modernization and the need to keep part of the existing building

unchanged, it was concluded that it would take off reinforcements to the existing

structure due to new loads. Due to some restrictions the method used for these

reinforcements was the execution of root cuttings that avoided major interventions as

regards the demolition of the existing structure.

First we present the general foundations to inform other possibilities reinforcements

and foundations on the market, but due to the restrictions did not become the chosen

option. Later analyzes the situation on which method was used to root cuttings and

their advantages.

Finally we look at how the various requests for civil engineering, there are several

solutions, in the case of the request to the Allianz Arena, the one most suited to the

need was the method of root cuttings, avoiding major interventions or large

mobilizations, because if is a solution that meets restrictions strength, mobility, space

limitations, vibrations and excessive noise.

Keywords: structural reinforcement, foundation, root pile.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Equipe realizando ensaio de sondagem. .................................................. 23




Figura 5 - Sondagem com Trado Cavadeira ............................................................. 25

Figura 6 - Sondagem com Trado Helicoidal .............................................................. 26

Figura 7 – Piezocone ................................................................................................ 27

Figura 8 - Penetrômetro Hidráulico ........................................................................... 27

Figura 9 - Martelo para ensaio. ................................................................................. 28

Figura 10 - Manômetro e ponteira ............................................................................. 29

Figura 11 - Execução de ensaio Pressiométrico ....................................................... 30

Figura 12 – Sapata Isolada ....................................................................................... 32

Figura 13 - Sapata Corrida ........................................................................................ 33

Figura 14 – Sapata Associada .................................................................................. 33

Figura 15 - Viga Alavanca ou Viga de Equilibrio ....................................................... 34

Figura 16 – Tubulões a céu aberto. ........................................................................... 36

Figura 17 – Tubulões a ar comprimido. ..................................................................... 38

Figura 18 – Detalhe da portinhola de entrada para trabalhos hiperbáricos com

tubulões. ............................................................................................................. 39

Figura 19 – Detalhe externo das campânulas montadas. ......................................... 40

Figura 20 - Ilustração dos componentes de uma laje radier. ..................................... 44

Figura 21 - Laje radier com armação, forma e instalações hidro-sanitáriasaguardando o lançamento do concreto .............................................................. 44

Figura 22 - Bate Estaca Hidráulico ............................................................................ 47

Figura 23 - Estacas de madeira armazenadas. ......................................................... 47

Figura 24 - Bate estaca cravando estaca pré-moldada de concreto. ........................ 50

Figura 25 - Trados de diversos diâmetros. ................................................................ 52

Figura 26 - Concreto usinado acoplado na bomba de injeção. ................................. 53

Figura 27 - Detalhe de armação de estacas utilizadas na obra Allianz Parque(Damasco Penna) .............................................................................................. 54


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Figura 28 - Armadura montada de seção de 6,00m .................................................. 55

Figura 29 - Perfuratriz ............................................................................................... 56

Figura 30 - Perfuratriz hidráulica ............................................................................... 59

Figura 31 - Bomba de injeção de argamassa com misturador acoplado ................... 59

Figura 32 - Revestimento e hastes de perfuração ..................................................... 60

Figura 33 - Processo de perfuração da estaca raiz (pé direito= 4,5m). ..................... 63

Figura 34 - Limpeza da cabeça da estaca ................................................................ 67

Figura 35 - Ilustração de seqüência executiva de estaca raiz ................................... 68

Figura 36 - Execução de estaca raiz inclinada .......................................................... 70

Figura 37 - Projeto de reforço de fundação com estacas raiz ................................... 71

Figura 38 – Localização da obra Allianz Parque ....................................................... 73

Figura 39 – Locação das sondagens ........................................................................ 75

Figura 40 – Resultado das sondagens ...................................................................... 76

Figura 41 – Perfil da sondagem SP-10 ..................................................................... 77



Figura 44 – Execução da estaca hélice ..................................................................... 80

Figura 45 – Primeira estaca Hélice Continua executada na obra. ............................. 81

Figura 46 – Área da ferradura ................................................................................... 81

Figura 47 – Canteiro de obras ................................................................................... 83

Figura 48 - Diferentes níveis da certificação Leed de acordo com o desempenho do

empreendimento. ............................................................................................... 84

Figura 49 – Execução da estaca raiz (pé direito = 4,5m) .......................................... 85

Figura 50 – Execução da estaca raiz (pé direito = 4,5m) .......................................... 86

Figura 51 – Armadura Estaca Raiz ........................................................................... 87

Figura 52 – Preenchimento da estaca com argamassa ............................................ 87

Figura 53 – Colocação da armadura ......................................................................... 88

Figura 54 – Lastro do Bloco ...................................................................................... 88

Figura 55 – Forma do Bloco Localizado no eixo 40 D ............................................... 89

Figura 56 – Bloco concretado Localizado no Eixo 43 B ............................................ 89

Figura 57 – Arranques do Pilar no Eixo 37 D ............................................................ 90

Figura 58 – Montagem da forma do pilar no Eixo 37 D ............................................. 91

Figura 59 – Pilar executado no Eixo 35 E ................................................................. 92


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Tabela de diâmetros e suas respectivas cargas. ..................................... 41

Tabela 2 - Materiais ................................................................................................... 53

Tabela 3 - Valores Estaca Hélice .............................................................................. 57

Tabela 4 - Tabela de diâmetros e suas respectivas cargas ...................................... 58

Tabela 5 - Materiais ................................................................................................... 60

Tabela 6 - Estimativa de consumo de materiais por metro linear .............................. 61

Tabela 7 - Valores Estaca Raiz ................................................................................. 72


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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ABEF Associação Brasileira de Empresas de Engenharia deFundações e Geotecnia.

NBR Norma Brasileira

tf Tonelada Força

MPa Mega Pascal.

m Metro

cm Centímetro

mm Milímetros


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LISTA DE SÍMBOLOS

Ø Diâmetro


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SUMÁRIO

p.

1

INTRODUÇÃO ................................................................................................... 15

1.1 Objetivos .................................................................................................................... 16

1.2 Justificativas ............................................................................................................. 17

1.3 Abrangência .............................................................................................................. 18

2 MÉTODO DE TRABALHO ................................................................................ 19

3 MATERIAIS E FERRAMENTAS ........................................................................ 20

4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 21

4.1 Sondagem .................................................................................................................. 21

4.1.1 Sondagens a trado ................................................................................................ 25

4.1.2 Ensaios de Piezonoce (CPTu) ............................................................................. 26

4.1.3

Ensaios Dilatométricos (DMT)............................................................................. 28

4.1.4 Ensaios Pressiométricos (PMT) .......................................................................... 29

4.1.5 Ensaios de Palheta (Vane Tests) ........................................................................ 30

4.2 Fundação ................................................................................................................... 30

4.2.1 Fundações Diretas ................................................................................................. 32

Sapata ............................................................................................................................. 32

Tubulões .......................................................................................................................... 35

Radier .............................................................................................................................. 42

4.2.2 Fundações Indiretas .............................................................................................. 45

Estacas de Madeira ....................................................................................................... 45

Estaca Pré-Moldada ...................................................................................................... 48

Estaca Hélice Contínua ................................................................................................ 50

Equipamento: ................................................................................................................. 55

Estacas Raiz ................................................................................................................... 57

5 ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 73


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5.1 Localização ............................................................................................................... 73

5.2 Coleta de Dados de Campo .................................................................................. 74

5.3 Projetos ...................................................................................................................... 80

6 ÁNALISE CRÍTICA ............................................................................................ 93

7 CONCLUSÕES .................................................................................................. 95

8 RECOMENDAÇÕES.......................................................................................... 97

9 REFERÊNCIAS ................................................................................................. 98

ANEXO A - ANEXOS MANUAL ABEF 2012.......................................................... 102

ANEXO B – PROJETO REV. 00 ............................................................................. 103

ANEXO C – PROJETO REV. 17 ............................................................................. 104

ANEXO D – PROJETO REV. 31 ............................................................................. 105


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1 INTRODUÇÃO

Com o intuito de apresentar as fundações com o método de estaca raiz, será

proposto como esta técnica pode ser útil em áreas de reforços, onde há limitações

de espaço para equipamentos, tanto por conta de acesso quanto por restrição de

mobilidade de um equipamento de grande porte.

Com o projeto de uma moderna Arena a Wtorre S.A. começou um projeto de reforma

no Estádio Palestra Itália, por determinações da prefeitura o trecho conhecido como

ferradura (antiga parte “U” do Estádio) teve que ser mantida criando assim a

necessidade de executar uma nova arquibancada sobre a antiga. Com o aumento

das cargas solicitadas precisou-se criar novos pontos de apoio para suportar a nova

estrutura e devido à impossibilidade de acesso da perfuratriz de Hélice Continua

(Fundação executada nas demais estacas da Arena) foi se necessária a escolha por

um sistema de fundação com equipamentos de menor porte, assim levando a

escolha da Estaca Raiz.

Estaca raiz é um tipo de estaca concretada “in loco”. Considerada de pequeno

diâmetro, variando de 100 mm a 500 mm, é integralmente armada ao longo de seu

comprimento, injetada com argamassa de areia e cimento sob pressão e tem alta

capacidade de carga devido ao atrito lateral. É executada por meio de perfuração

rotativa ou roto-percussiva com circulação de água ou ar comprimido.

Este tipo de estaca pode ser empregado em qualquer tipo de terreno, mesmo em

casos onde seja necessário atravessar matacões e blocos de concreto ou aindaquando existe necessidade de engaste da estaca no topo rochoso.

Esta estaca também é solução em casos de reforço em fundações existentes, onde

na maioria das obras existem diversas restrições, como a limitação de espaço e

alturas (no caso de reforço em estruturas pré-existentes), vibrações e ruídos

excessivos e locais acesso restrito, como será abordado no estudo de caso.


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1.1 Objetivos

Objetivos Gerais

O presente trabalho tem por objetivo abordar métodos de execução das fundações,

apresentando um breve resumo sobre diversos tipos dando ênfase em Estaca Raiz

como parte de um reforço de uma estrutura.

Objetivos Específicos

O estudo tem por objetivo apresentar os métodos de execução de estaca raiz, com

foco na obra Allianz Parque.

Esta pesquisa busca ainda explicar de maneira detalhada a execução de fundação

para inclusão de novos pontos de apoio que sustentarão uma área que não pôde ser

demolida, exigindo assim que fosse executada uma nova estrutura sobre a pré

existente.

Após estudos sobre o tipo de solo encontrado e nas condições executivas existente

foi determinado que o método mais eficiente seria com a execução de estacas raiz.


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1.2 Justificativas

A escolha do estudo do caso sobre as estacas raiz no Allianz Parque se deu por

conta da alta demanda que se apresenta na atualidade nos investimentos em

estádios de futebol que estão sendo criados no Brasil.

O Allianz Parque apresenta uma peculiaridade pouco vista nesse tipo de construção,

que é a execução de uma nova estrutura sobre uma pré-existente.

Por conta disso, o tema foi escolhido para apresentar as dificuldades de execução e

as características de um sistema de fundação altamente eficaz em qualquer

condição de trabalho.


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1.3 Abrangência

O tema proposto refere-se à execução de reforços estruturais devido à solicitação de

aumento de carga em uma estrutura existente. Devido à limitação de espaço para

execução das fundações do reforço optou-se pelo método de estaca raiz.

Com o intuito de apresentar o método de estaca raiz, será feita uma abordagem

geral a respeito de sondagens e fundações informando as metodologias, aplicações,

vantagens e desvantagens.

Não serão abordados, o dimensionamento das estruturas de reforço e as técnicas de

execução das mesmas.

Este trabalho limita-se à execução das estacas, ficando isentos quaisquer tópicos

relacionados as posteriores atividades da mesma.


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2 MÉTODO DE TRABALHO

Inicialmente será executada uma pesquisa sobre fundações e serão abordados

alguns tipos de fundações dando maior ênfase no tema proposto (Estaca Raiz)

verificando história, métodos de execução de diversos tipos de fundações, o porquê

da escolha de estaca raiz, vantagens, desvantagens e conclusão da pesquisa.

Em seguida, serão verificadas com empresas especializadas em fundações as

principais dificuldades executivas encontradas "in loco" para o serviço.

Para concretizar as informações coletadas será realizada uma discussão com um

especialista para confrontar os dados obtidos durante a execução.

Com a parte técnica concluída serão realizados estudos nos projetos executivos da

obra, analisando a primeira e a última revisão para entender e demonstrar o porquê

das alterações em diâmetros, quantidades e cargas juntamente com o projetista.

Por fim será realizada uma visita técnica na obra para verificação do local ondeforam executadas as estacas, as dificuldades de acesso do equipamento, execução

e qual seria o prazo final da obra se não houvesse atrasos por esse tipo de

fundação.


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3 MATERIAIS E FERRAMENTAS

Inicialmente foram realizadas visitas à biblioteca para consulta em livros, revistas e

artigos referentes a estaca raiz e reforço estrutural como também pesquisa na

NORMA BRASILEIRA. ( ABNT NBR6122/2010).

Para a realização deste trabalho foram utilizados softwares de produção de textos

(Microsoft Office Word), de visualização de textos (Adobe Reader), de

desenvolvimento de planilhas (Microsoft Office Excel), de desenvolvimento de

imagens (Paint), de leitura de projetos (DWG View), Edição de projeto (AutoCad)

entre outros, assim como internet, utilizando computadores para tal processamento

de informações. Câmeras fotográficas e equipamentos de captura de imagens

(Scanners) também foram utilizados.

Engenheiros civis e especialistas na área também auxiliaram na composição e

elaboração do material colhido e apresentado através de visitas à obra, e-mails e

telefonemas descrevendo os processos para análise dos dados.


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4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

4.1 Sondagem

Na engenharia, o solo é o fator determinante na escolha do tipo, o dimensionamento

e a cota de implantação de uma fundação, pois servirá de base para a edificação.

Sendo assim, são realizados estudos de reconhecimento do solo em questão,

chamados sondagens. Esse estudo é de extrema importância para reconhecermos o

tipo do solo existente no local e qual a resistência que ele suportará, assim sendo

possível determinar o tipo de fundação a ser empregada na área.

A sondagem também conhecida como ensaio de penetração padrão ou do inglês

SPT (Standard Penetration Test) tem como objetivos principais identificar as

camadas de solo que compõe o subsolo classificando cada uma delas, os índices de

resistência de cada uma dessas camadas nas variadas profundidades, o nível do

impenetrável e o nível do lençol freático.

A sondagem SPT é muito utilizada ao redor do mundo por sua versatilidade e

eficiência, devido a fatores como sua simplicidade operacional, recuperação de

amostras, rapidez de execução, baixo custo. Tudo isso aliado a um vasto

conhecimento acumulado devido sua aplicação.

Apesar da simplicidade e rapidez de execução, para a realização da sondagem são

recomendadas práticas a fim de se garantir o controle da execução dos serviços e

com isso os requisitos de qualidade. Essas práticas são variadas conforme cadapaís, no Brasil tais práticas são encontradas no Manual de Execução de Fundações

e Geotecnia, o qual apresenta a metodologia normatizada pela NBR-6484/01.

Os equipamentos utilizados para a execução das sondagens SPT são, o tripé com

roldana, que consiste em um cavalete de quatro pernas fabricadas com tubo de Ø 2

½”, com uma roldana de 8’’ acoplada em seu topo. Nessa roldana é passada a corda

de sisal que visa levantar o martelo de 65 kg e auxiliar no manuseio e cravamento dacomposição de hastes por força manual.


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Como amostrador padrão, para a realização das sondagens SPT é utilizado o tipo

do Terzaghi-Peck, com diâmetro interno de 34,9 milímetros e diâmetro externo de

50,8 milímetros. Após o posicionamento do amostrador em cada uma das cotas de

amostragem, são marcados sobre as hastes de perfuração três segmentos de 15

centímetros, contados a partir do topo do tubo de revestimento. A cravação do

amostrador é executada erguendo-se um martelo de 65 kg a uma altura de 75

centímetros acima do topo da cabeça de bater, e em seguida deixando-se cair

livremente. Então, são anotados os números de golpes necessários à cravação de

cada 15 centímetros do amostrador.

A soma do número de golpes necessários à cravação dos primeiros e dos últimos 30

centímetros é o valor que expressa os resultados do ensaio SPT. O índice de

resistência à penetração (N) consiste no somatório correspondente aos últimos 30

centímetros do amostrador. Não ocorrendo a penetração dos 45 centímetros, os

resultados são apresentados sob a forma de frações ordinárias.

A cada metro de perfuração são feitas as coletas das amostras, sendo

acondicionadas em recipientes devidamente identificados com o local da coleta para

que sejam encaminhadas ao laboratório, onde é feita a classificação do tipo de

material encontrado.

No início da perfuração é registrada a leitura do nível do lençol freático, sendo que

posteriormente à finalização da perfuração é feito o esgotamento do furo e feita novaleitura após o período de 24 horas.


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Figura 1 - Equipe realizando ensaio de sondagem.

Fonte: Dicionário Geotécnico.

Figura 2 - Equipe realizando ensaio de sondagem.Fonte: Dicionário Geotécnico.


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Figura 3 - Equipe realizando ensaio de sondagem.

Fonte: Dicionário Geotécnico.

Figura 4 - Equipe realizando ensaio de sondagem.Fonte: Dicionário Geotécnico.


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4.1.1 Sondagens a trado

Serviço executado conforme padrões da NBR 9603 – ABNT, com trados cavadeiras

e trados helicoidais, de 63,5 mm de diâmetro, que permite o reconhecimento das

camadas superficiais do terreno, a identificação de eventual ocorrência de lençol

freático raso e a coleta de amostras deformadas para ensaios de caracterização,

compactação e CBR dos solos amostrados.

Figura 5 - Sondagem com Trado Cavadeira

Fonte: http://www.stack.com.br/


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Figura 6 - Sondagem com Trado Helicoidal

Fonte: http://www.stack.com.br/

4.1.2 Ensaios de Piezonoce (CPTu)

O ensaio de CPT-u consiste na cravação do piezocone a velocidade constante de2cm/s. A cravação é feita com o auxílio de penetrômetro hidráulico e hastesmetálicas padronizadas.

Durante a cravação, a cada centímetro o cone efetua três leituras por meio desensores:

Resistência de ponta (qc) Resistência ao atrito lateral (fs) Pressões Neutras (u2)


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As sobrepressões neutras são lidas através de elemento poroso situado na base docone, saturado com o auxílio de bomba a vácuo e óleo de silicone. Durante o ensaio,podem ser realizados ensaios de dissipação da pressão neutra.

Figura 7 – Piezocone

Fonte: Damasco Penna

Figura 8 - Penetrômetro Hidráulico

Fonte: http://ecdambiental.blogspot.com.br

http://ecdambiental.blogspot.com.br/http://ecdambiental.blogspot.com.br/http://ecdambiental.blogspot.com.br/


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4.1.3 Ensaios Dilatométricos (DMT)

Utilizado mundialmente desde 1975, o ensaios DMT (Dilatometric Marchetti Test) é

considerado uma das mais precisas ferramentas de ensaios “in situ” para previsão

de recalques e estimativa do módulo de elasticidade (E) das camadas prospectadas.

Com execução rápida e simples, pode ser utilizado em praticamente todos os tipos

de solo.

O teste é realizado através da cravação de uma ponteira metálica, interrompida a

cada 20 cm cravados. A cada interrupção é introduzido gás nitrogênio que expandea membrana metálica contra o terreno. Dessa expansão é registrada no manômetro

a dilatação e deformação do terreno.

Figura 9 - Martelo para ensaio.


http://www.damascopenna.com.br/ensaios-dilatometricos-dmt/http://www.damascopenna.com.br/ensaios-dilatometricos-dmt/


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Figura 10 - Manômetro e ponteira


4.1.4 Ensaios Pressiométricos (PMT)

Os ensaios pressiométricos tipo Ménard (PMT) consistem na inserção em um pré-furo de sonda pressiométrica e deformação radial de membrana por meio de

inserção de gás nitrogênio.

As medidas de deformação são através do painel de controle, que mede variações

de pressões e volumes ocorridos com a deformação do solo. Tais leituras são

realizadas por meio de equipamento computadorizado (Geospad) e software

específico (Geovision) , projetado para ler automaticamente os dados leituras do

ensaio

http://www.damascopenna.com.br/pressiometro/http://www.damascopenna.com.br/pressiometro/


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Figura 11 - Execução de ensaio Pressiométrico

Fonte: Igeotest

4.1.5 Ensaios de Palheta (Vane Tests)

O ensaio de Palheta (Vane Test) é tradicionalmente empregado na determinação da

resistência ao cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de

carregamento não drenado (Su).

Normatizado pela ABNT NBR 10905/89 – Solo – Ensaios de palheta in situ - o

ensaio consiste na cravação estática de palheta de aço, com secção transversal em

formato de cruz, de dimensões padronizadas, inserida até a posição desejada para a

execução do teste.

4.2 Fundação

Na construção civil a fundação é um elemento de crucial importância. Ela é

responsável por transferir as cargas atuantes na edificação para uma camada

resistente do solo, com custos variando de 3% a 7% do custo total de um

empreendimento.

http://www.damascopenna.com.br/vane/http://www.astm.org/Standards/D2573.htmhttp://www.astm.org/Standards/D2573.htmhttp://www.damascopenna.com.br/vane/


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O primeiro passo é descobrir as características do solo que vai receber as

fundações, geralmente com ensaios de sondagens SPT. Com a análise do solo em

mãos e em função das cargas que serão descarregadas nele e após uma criteriosa

análise técnica e econômica se define o tipo de fundação que será utilizada.

Outro fator que deve ser levado em conta na hora da escolha da fundação é sua

exequibilidade. Os principais fatores são a topografia do terreno, facilidade no

acesso de trabalhadores e equipamentos, disponibilidade de materiais no canteiro,

entre outros.

A questão financeira deve ser minuciosamente estudada, pois uma fundação de alto

custo pode acabar inviabilizando o empreendimento, lembrando que o custo só pode

ser usado como parâmetro de definição entre as soluções tecnicamente viáveis.

Basicamente existem dois tipos de fundações, rasas e profundas, onde as rasas são

sempre diretas e as profundas diretas e indiretas (que se diferenciam pelo modo de

transmissão das cargas ao maciço). As fundações diretas são aquelas em que ascargas são transmitidas para o terreno através de sua base. Elas podem ser

executadas por intermédio de sapatas corridas, sapatas isoladas, blocos, radier ou

artificial.

As fundações rasas são aquelas que apresentam camada de suporte ou seja o

subsolo a uma profundidade de até 2,50 metros ou quando a cota de apoio do

elemento estrutural é inferior duas vezes a menor dimensão do mesmo. Asfundações profundas são as que não se encaixam nos exemplos das rasas como

radier, sapata e bloco, um exemplo de fundação direta profunda é o tubulão.

Fundações profundas são utilizadas quando a camada resistente do solo não é

encontrada na superfície do terreno (as fundações indiretas são aquelas onde a

transmissão das cargas da edificação se dá de através do atrito lateral decorrente do

comprimento de fundação, ou pelo efeito de ponta apoiada. Todas as fundações

indiretas são profundas devidas à dimensão de seus elementos estruturais).


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4.2.1 Fundações Diretas

Sapata

Conceito:

Sapata de fundação é um elemento de fundação superficial, de concreto armado,

dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas

pelo emprego de armadura especialmente disposta para esse fim.

Tipos de Sapatas:

Sapata Isolada: É a sapata que não tem associação com nenhuma outra sapata

(Figura 12) e é dimensionada apenas para os esforços solicitados por apenas um

pilar podendo esse ser retangular, quadrado ou circular.

Figura 12 – Sapata Isolada

Sapata Corrida: É a sapata que esta sujeita a uma carga distribuída linearmente ou

num alinhamento de pilares (Figura 13).


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Figura 13 - Sapata Corrida

Sapata Associada: É a sapata sujeita a carga de mais de um pilar (Figura 14),

também é chamada de combinada ou conjunta e é muito utilizada quando se tem

uma distância considerada pequena entre dois pontos de cargas.

Figura 14 – Sapata Associada

Viga Alavanca ou Viga de Equilíbrio: elemento estrutural que recebe as cargas de

um ou dois pilares (ou pontos de carga) e é dimensionado de modo a transmiti-las

centradas às fundações. Da utilização de viga de equilíbrio resultam cargas nas

fundações diferentes das cargas dos pilares nelas atuantes (Figura 15).


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Figura 15 - Viga Alavanca ou Viga de Equilibrio

Sapatas são muito utilizadas quando o terreno apresenta alta resistência na camada

superficial.

Métodos Executivos:

Para executar uma sapata simples são basicamente 05 passos:

1- Forma para o rodapé com h=0,05m para execução da base com lastro deconcreto de traço 1:3:6 ou 1:4:8 (NBR 6122:2010).

2- Montagem das formas de acordo com o projeto de estrutura e na locaçãopassada pela Topografia.

3- Colocação da armadura de acordo com projeto de armação do projetista.

4- Forma do cálice, quando se faz necessário, para o apoio do pilar.

5- Concretagem.

Concretagem.

No caso de sapatas corridas em alvenaria:


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1- Abertura da vala com apiloamento feito manualmente com soquete, com oobjetivo de uniformizar o fundo da vala.

2- Forma para o rodapé com h=0,05m para execução da base com lastro deconcreto de traço 1:3:6 ou 1:4:8 (NBR 6122:1996).

3- Alicerce de alvenaria (assentamento dos tijolos), utilizando tijolos queimadosou requeimados e com argamassa de traço 1:4.

4- Execução de cinta de amarração, com a impermeabilização da mesma.

5- Reaterro da vala.

Tubulões

Conceito:

Tubulões são elementos estruturais da fundação que transmitem a carga ao solo

resistente por compressão, através da escavação de um fuste cilíndrico e uma basealargada tronco-cônica a uma profundidade igual ou maior do que três vezes o seu

diâmetro (Brito, 1987). Os tubulões se classificam, quanto a sua escavação, em dois

tipos, tubulões a céu aberto e tubulões com ar comprimido.

São indicados como fundação para obras de grande porte, com cargas elevadas

como indústrias, grandes prédios, pontes. São utilizados geralmente em casos onde

é apresentado um nível de água elevado, e na substituição de estacas cravadas em

casos de subsolo com material rochoso muito compacto ou muito duro, evitando

vibrações nas edificações vizinhas.

Tipos de Tubulões:

Tubulões a céu aberto (Figura 16): consistem em um poço aberto manual ou

mecanicamente, de modo que não haja desmoronamento durante a escavação, e

acima do nível d’água. Quando há tendência de desmoronamento, reveste-se o furo


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com alvenaria de tijolo, tubo de concreto ou tubo de aço. O fuste é escavado até a

cota desejada, a base é alargada e posteriormente enche-se de concreto (Brito,

1987).

Figura 16 – Tubulões a céu aberto.

Fonte:

http://www.dicionariogeotecnico.com.br/album/fundacoes/interferencias/pages/image/imagepa

ge8.html

Método Executivo:

Para a execução do tubulão a céu aberto são seguidas as seguintes etapas:

1 – Executa-se o gabarito e a partir dele a locação do eixo da peça utilizando-se

piquetes de madeira. Posteriormente é feita a demarcação da circunferênciaque delimita o tubulão.

2 – Executa-se a escavação do poço até a cota especificada em projeto. Para aretirada da terra, no caso de escavação manual utiliza-se vanga, um balde eum sarrilho. No caso de escavação mecânica a terra é retirada através doaparelho rotativo acoplado a um caminhão.

3 – Caso ocorra presença de água durante a escavação, deverá ser feito o

bombeamento simultâneo da água acumulada no poço.


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4 – No caso de o solo não ter a resistência necessária podendo causardesmoronamentos, como por exemplo, nos solos arenosos. Será necessárioo encamisamento da peça nas áreas em que houver necessidade, podendo-se utilizar tubos de concreto com o diâmetro interno igual ai diâmetro do fustedo tubulão.

5 – Atingindo-se a cota desejada executa-se o alargamento da base de acordocom as dimensões estabelecidas em projeto.

6 – Fazer a conferência de que todas as dimensões estão de acordo com oprojeto, inclusive o tipo de solo na base.

7 – Instalação da armadura.

8 – Execução da concretagem, sendo que o lançamento pode ser feito dasuperfície, diretamente do caminhão betoneira através da tremonha. Ocomprimento da tremonha deve ser da ordem de 5 vezes seu diâmetro, demodo a evitar que o concreto bata nas paredes do tubulão e se misture com aterra, prejudicando a concretagem (ALONSO,1979).

9 – O concreto é espalhado pela base pelo próprio impacto de sua descarga,

porém recomenda-se interrupções periódicas para execução doespalhamento manual do concreto a fim de evitar vazios na massa.

Tubulões a ar comprimido (Figura 17): são utilizados quando existe água, exige-se

grandes profundidades e existe o perigo de desmoronamento das paredes da

estaca. Nesse caso, a injeção de ar comprimido no 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 30 m abaixo do níveld’água.


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Figura 17 – Tubulões a ar comprimido.

Fonte: Infraestrutura urbana (2013).

Método Executivo:

Para a execução do tubulão a ar comprimido são seguidas as seguintes etapas:

1 – Executa-se o gabarito e a partir dele a locação do eixo da peça utilizando-sepiquetes de madeira. Posteriormente é feita a demarcação da circunferênciaque delimita o tubulão.

2 – Executa-se a escavação do poço primário até a cota especificada emprojeto, acima do nível d’ água.

3 – Instalação de forma e armação para execução da câmara de trabalho.


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4 – Concretagem da camisa, ou seja, o espaço entre a forma interna e aexterna.

5 – Instalação da campânula e pressurização.

6 – Executar escavação com instalação de armadura e formas a cada 4 metrose concretagem.

7 – Atingida a cota de alargamento da base, fazer vistoria para averiguar todasas condições para o prosseguimento para o alargamento da base.

8 – Instalação da armadura e concretagem da base.

9 – Concretagem do fuste através da campânula e manter a estrutura sob o arcomprimido por no mínimo 6 horas para não haver danos devido à pressão dolençol freático.

Figura 18 – Detalhe da portinhola de entrada para trabalhos hiperbáricos com tubulões.

Fonte: Lan Geotecnia e Fundação (1994).


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Figura 19 –

Detalhe externo das campânulas montadas.Fonte: Lan Geotecnia e Fundação (1994).


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Cargas para tubulões:

Tabela 1 - Tabela de diâmetros e suas respectivas cargas.

Fonte: Benapar (1994).


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Radier

Conceito:

Lajes radier ou apenas radier, são lajes de concreto armado de contato direto com o

solo. É constituída por um único elemento de fundação que distribui toda a carga da

estrutura para o terreno uniformemente pela área de contato. É uma forma

econômica de fundação quando são necessárias pequenas cargas e a resistência

do terreno é baixa, sendo uma opção para que não seja usada a solução de

fundação profunda.

Materiais e equipamentos:

Concreto de cimento Portland; Brita; Pás e enxadas; Desempenadeira; sarrafo para

contenção do concreto; Régua para sarrafear; telas de aço; tesoura para cortar ferro;

formas de aço ou madeira e nível laser ou de mangueira (Figura 5 e 6).

Método Executivo:

Com o terreno já limpo e desimpedido e instalações de esgoto, entrada de

água e energia elétrica pronta, inicia-se a montagem das formas de borda do

radier, ajustando o seu nível por meio de um nível de mangueira ou laser,

(também se necessário utilizar cunhas de madeira).

Delimitadas as bordas do radier, procede-se a escavação das valas de borda.O terreno deve ser acertado de maneira a garantir a espessura mínima do

radier e deve-se executar um lastro de brita para impedir o contato direto com

o solo.

Montar a armação de tela ou barras de aço, inclusive armando as valas de

borda.

Efetuar o lançamento do concreto espalhando-o com enxadas e pás.


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Sarrafear o concreto com uma régua metálica ou madeira suficientemente

comprido que se alcance as formas de borda do radier.

Podem-se executar mestras intermediárias com o próprio concreto do radier,

acertando nível destas por meio de uma linha de náilon esticada entre a

formada de borda.

O acabamento deve ser dado por meio de uma desempenadeira de madeira

ou rodo-float.

Recomenda-se retirar as formas assim que iniciar a pega do concreto, seja

ela metálica ou de madeira, evitando-se danificá-la na desforma.

Iniciar a cura úmida tão logo a superfície permita (secagem ao tato), ou utilizar

retentores de água como sacos de estopa ou algodão, areia ou serragem

saturada.

Regiões com incidência de sol intenso recomenda-se cobrir as lajes com umalona, a fim de minimizar a perda de água por evaporação.


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Figura 20 - Ilustração dos componentes de uma laje radier.

Fonte: Fk Comércio

Figura 21 - Laje radier com armação, forma e instalações hidro-sanitárias aguardando o

lançamento do concreto

Fonte: Lix Obras


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4.2.2 Fundações Indiretas

Estacas

“Elemento de fundação profunda executada inteiramente por equipamentos ou

ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja descida de operário.

Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto

moldado in situ ou mistos” (ABNT NBR6122/2010).

Estacas de Madeira

Conceito

As estacas de madeiras são empregadas desde os primórdios da historia da

construção civil. Essas estacas nada mais são do que troncos de árvores, o mais

reto possível, que serão cravados no solo. No Brasil, a madeira mais utilizada é o

Eucalipto, principalmente na execução de obras provisórias. Para obras definitivas

se usam as chamadas “madeira de lei” que são mais resistentes, como por exemplo,a aroeira, maçaranduba, ipê, peroba entre outras.

A madeira tem duração praticamente ilimitada quando mantida permanentemente

submersa. Porém, quando é submetida a uma variação de nível d’água ela chega a

apodrecer por conta de fungos que se desenvolvem no ambiente que contenha água

e ar. Devido a isso, a durabilidade de uma estaca de madeira só é obtida quando se

elimina um desses dois fatores; como no solo é praticamente impossível eliminar suaumidade o fator que é eliminado é o ar.

As estacas de madeira (Figura 23) enquadram-se na categoria das estacas de

deslocamento, caracterizadas por sua introdução no terreno através de processo

que não promova a retirada de solo. A cravação das estacas pode ser feita por

percussão, prensagem ou vibração, e a escolha do equipamento deve ser feita de

acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de

vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. A cravação por


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percussão é o processo mais utilizado, utilizando-se para tanto pilões de queda-livre

ou automáticos (Figura 15).

Vantagens:

Baixo custo;

Facilidade em emendas;

Resiste a cravação e transporte;

Fácil corte;

São leves comparadas com outros materiais;

durável sob o nível d’agua.

Desvantagens:

Difícil de obter em certas regiões, atacável por micro-organismos;

Aplicável somente para solos submersos em obras permanentes;

Quando cravadas através de solos moles ou água para atingir um estrato

firme estão sujeitas a romperem sem ser visível o dano;

Não admitem uma carga de trabalho elevada;

Vulnerável a deterioração quando não tratada em situação submersa

intermitentemente;

Vulnerável a danos em locais de difícil cravação.


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Figura 22 - Bate Estaca Hidráulico

Fonte: http://biosonda.com.br/p_batest.php

Figura 23 - Estacas de madeira armazenadas.

Fonte:http://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--

11484111.html.

http://biosonda.com.br/p_batest.phphttp://biosonda.com.br/p_batest.phphttp://biosonda.com.br/p_batest.phphttp://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--11484111.htmlhttp://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--11484111.htmlhttp://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--11484111.htmlhttp://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--11484111.htmlhttp://portuguese.alibaba.com/product-free/wooden-stakes-rounded-poles--11484111.htmlhttp://biosonda.com.br/p_batest.php


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Estaca Pré-Moldada

Conceito

Devido ao rígido controle de qualidade a que as estacas pré-moldadas são

submetidas na sua fabricação e cravação, elas são uma excelente opção de

fundação.

Essas estacas pré-moldadas são fabricadas em concreto armado ou protendido e

dependendo das especificações solicitadas, podem ter seções redondas ou

quadradas.

As estacas armadas podem ter seção cheia ou vazada. As estacas vazadas são

fabricadas por trifugação ou por extrusão e têm seção redonda ou sextavada.

As estacas pré-fabricadas são adquiridas com comprimentos que variam de 4,00m à

12,00m. Quando se tem a necessidade de comprimentos maiores do que 12,00m

essas estacas podem ser emendadas até alcançar o comprimento desejado pelo

projetista.

As emendas das estacas podem ser executadas por duas formas: pode ser feita

através de solda de dois anéis fundidos na extremidade da estaca ou pode ser

utilizada luvas de emenda de aço. Quando se tem a emenda por solda há a garantia

de uma continuidade estrutural na estaca, enquanto que por luva é criada uma

“rótula” no local da emenda.

As estacas devem ser fornecidas para a obra em perfeito estado, sem apresentarsinais de falhas de concretagem (bicheira), emenda e reparos de trincas e falta de

prumada e bitola constante e compatível com a solicitada em projeto.

VANTAGENS E DESVANTAGENS

Vantagens:

Garantia de qualidade da estaca;


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Boa capacidade de carga;

Possibilidade de emenda;

Os solos não coesivos são compactados durante a cravação (aumenta a

capacidade de carga e reduz recalques).

Desvantagens:

Perda significativa do material;

Transporte envolvendo custos altos;

Limitadas em secção e comprimento (devido ao peso próprio);

Dificuldade de cravação; Difícil pré-determinação do comprimento (cortes e emenda difíceis e de

elevado custo);

Podem sofrer deterioração se a água do lençol freático contém sulfatos ou

valor do pH é baixo (águas contaminadas em zonas industriais);

Por aumentar a compacidade de solos não coesivos apresentam problemas

de cravação em grupo;

Vulneráveis ao manuseio; Custo elevado

Alta vibração e deslocamento do solo


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Figura 24 - Bate estaca cravando estaca pré-moldada de concreto.

http://www.destacafundacoes.com.br/index.php?menu=servicos-05

Estaca Hélice Contínua

Conceito

A estaca tipo Hélice Contínua é uma estaca moldada in loco, (fundação profunda)

executada com uma perfuratriz acoplada a um trado helicoidal que é introduzido no

solo de forma rotativa até alcançar a cota de apoio definida em projeto e é capaz de

perfurar diâmetros variáveis entre 250 mm á 1000 mm.

Este tipo de fundação foi introduzido no Brasil em 1987, onde na época eramutilizados equipamentos nacionais que se espelhavam nos modelos usados no

Exterior. Esses equipamentos perfuravam diâmetros de 27,5 cm, 35,0 cm e 42,5 cm

e alcançavam um comprimento total de 15m.

A partir de 1993 chegaram ao mercado Nacional equipamentos de grande porte

iguais aos utilizados no Exterior, assim passou-se a contar com diâmetros de 1m e

profundidades de até 25m. Hoje já se tem equipamentos que alcançam um diâmetroMáximo de 1,20m e 29m de profundidade.

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Vantagens e Desvantagens:

Vantagens:

A maior vantagem pela escolha desse sistema de fundação se deve principalmente

a sua alta produtividade. Com um equipamento em bom estado pode-se perfurar até

250m de estaca por dia dependendo do diâmetro em solos com SPT’s (Standard

Penetration Test) até de 45 golpes (exceto rocha e matacões), inclusive com a

presença de lençol freático.

Desvantagens:

As principais desvantagens encontradas são a dificuldade de acesso doequipamento em algumas áreas, já que seu equipamento mede em torno de 30m,

locais de difícil acesso, já que seu transporte é feito através de caminhões.

Quando é Utilizada:

A escolha por esse tipo de fundação não depende somente das características do

solo, essas estacas são indicadas também por conta do seu baixo custo,cronograma e quando se tem restrições de ruídos sonoros.

Método Executivo:

Perfuração: A perfuração é executada fazendo a Hélice penetrar no terreno,

aplicando o torque necessário para vencer a resistência do solo.


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Figura 25 - Trados de diversos diâmetros.

https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitorada

Concretagem: Quando a hélice alcança a profundidade definida em projeto, começa

o processo de retirada do trado, simultaneamente o concreto é bombeado através

do tubo central, preenchendo o espaço deixado pela hélice que é extraída sem girar

ou girando lentamente no mesmo sentido que foi feita a perfuração.

O concreto que geralmente é utilizado é de fck de 20 Mpa com slump 22+/-3 cm

(tabela 02), bombeável e composto de pedriscos, o consumo do cimento não inferior

a 400 Kg/m³. O preenchimento da estaca com o concreto é executada até a cota de

topo do terreno.

https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitoradahttps://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitoradahttps://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitorada/trado%20mecanico.JPG?attredirects=0


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Tabela 2 - Materiais

Manual ABEF 2012

Figura 26 - Concreto usinado acoplado na bomba de injeção.

Fonte: ArtConstrutora

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Armadura:

Após sua concretagem é introduzida a armação da mesma por gravidade, com o

auxilio de um pilão ou vibrador.

Figura 27 - Detalhe de armação de estacas utilizadas na obra Allianz Parque (Damasco Penna)

Fonte: Obra Allianz Parque


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Figura 28 - Armadura montada de seção de 6,00m

Fonte: https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitorada

Equipamento:

Uma perfuratriz comum para a cravação de hélice no terreno é constituída de um

guindaste de esteira, contendo uma torre vertical de altura variável de acordo com o

porte do equipamento, equipada com guias onde corre a mesa de rotação de

acionamento hidráulico (Figura 29).

https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitoradahttps://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitoradahttps://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/estaca-helice-continua-monitorada


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Figura 29 - Perfuratriz

http://www.meksol.com.br/servicos/

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Valores

Tabela 3 - Valores Estaca Hélice

DESCRIÇÃO CARGA UNIDADE SOLO

Ø 250 mm 25 tf m R$ 25,00

Ø 300 mm 35 tf m R$ 30,00

Ø 350 mm 48 tf m R$ 35,00

Ø 400 mm 63 tf m R$ 40,00

Ø 500 mm 98 tf m R$ 50,00

Ø 600 mm 141 tf m R$ 60,00

Taxa de

mobilização,

por

equipamento.

- Verba R$

25.000,00

Fonte: Geosonda (2013)

Estacas Raiz

Histórico

O desenvolvimento e a utilização da estaca raiz tiveram inicio na década de 50 na

Itália, quando o professor Fernando Lizzi requereu as primeiras patentes com a

denominação de “Pali Radice”.

Essa técnica, que originalmente foi desenvolvida para a execução de reforços de

fundações e a melhoria de solos, foi apresentada para a Sociedade Internacional em

1970 no 10º Congresso de Geotecnia, realizado na cidade de Bari na Itália. Desde

então com as patentes já expiradas diversas empresas começaram a

comercialização de estacas similares, inicialmente denominadas como micro

estacas, por terem diâmetros de no máximo 20 cm.


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Inicialmente eram utilizadas apenas para reforço de fundações, hoje já é comum

essas estacas como elemento principal de fundação, com diâmetros variando de 15

a 50 centímetros. A estaca raiz também é solução quando a obra apresenta algumas

dificuldades, como em espaços reduzidos, obra em que não se pode ter ruídos ou

vibrações, pontes, perfuração de solos com matacões e rochas, podendo ser

executadas na vertical ou inclinadas.

Conceito

A estaca é executada “in loco” e armada ao longo de toda sua extensão, o que lhe

proporciona elevada tensão de trabalho ao longo do fuste. É injetada comargamassa de cimento e areia, e logo após recebe golpes de ar comprimido. Devido

ao processo executivo é possível atingir se grandes comprimentos e também capaz

de atravessar solos de alta resistência a penetração.

A estaca raiz pode ser executada na vertical ou inclinada, mediante rotação ou

rotopecursão com circulação de água ou ar comprimido. Terminada a perfuração

com o furo totalmente revestido é introduzida a armadura necessária e dá-seandamento ao processo executivo realizando a injeção de argamassa. A injeção é

submersa, realizada de baixo para cima.

Tabela 4 - Tabela de diâmetros e suas respectivas cargas

fonte: http://www.geosonda.com.br/raiz.php#tabela

Equipamentos

Perfuratriz - (Fig. 30)

Bomba de injeção - (Fig. 31)

Revestimento metálico e haste de perfuração - (Fig. 32)

Tubo de injeção


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Misturador de argamassa;

Tanque de água;

Figura 30 - Perfuratriz hidráulica

Fonte: http://www.rocafundacoes.com.br/servicos/estaca-raiz

Figura 31 - Bomba de injeção de argamassa com misturador acoplado

Fonte: http://assuntoscruzados.blogspot.com.br/2012/04/estaca-raiz.html


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Figura 32 - Revestimento e hastes de perfuração

Fonte: http://www.technomine.com.br

Materiais.

Utiliza-se os seguintes materiais para a execução : cimento e areia para as injeções;

aços CA-50 e CA-25, armadas em gaiolas, travadas e soldadas, de acordo com o

respectivo projeto.

Tabela 5 - Materiais

Manual ABEF 2012

http://www.technomine.com.br/http://www.technomine.com.br/


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Tabela 6 - Estimativa de consumo de materiais por metro linear

http://www.rocafundacoes.com.br/servicos/estaca-raiz

De acordo com a apresentação do Engenheiro Eliezer Laister realizada no Concrete

Show sobre consumo de argamassa:

Se aplicarmos as relações A/C para a quantidade de água utilizada

em cada argamassa, levando em consideração uma fluidez mínima de 90mm

de diâmetro aos 30min medido através do ensaio mini-slump, tem-se:

Argamassas coletadas em obra (436 e 522 L/m³):

- A/C = 0,5 = consumo de cimento de ordem de 872 kg/m³ e 1044 kg/m³;

- A/C = 0,6 = consumo de cimento de ordem de 726 kg/m³ e 870 kg/m³

Grouts (263 a 281 L/m³)

- A/C = 0,5 = consumo de cimento de ordem de 526 kg/m³ e 542 kg/m³;

- A/C = 0,6 = consumo de cimento de ordem de 438 kg/m³ e 451 kg/m³

Isso mostra que para manter a relação A/C e a fluidez com

consumo de cimento na ordem de 600 kg/m³ é necessário fazer uso de

aditivos redutores de água.

http://www.rocafundacoes.com.br/servicos/estaca-raizhttp://www.rocafundacoes.com.br/servicos/estaca-raiz


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No caso de obras, onde não é possível o controle granulométrico da

mistura, utilização de aditivos e filler, o consumo de cimento mínimo de 600

kg/m³ é um bom agente para garantir a baixa permeabilidade e tolerar as

variações do processo: garantia de durabilidade e resistência.

O consumo 600 kg/m³ promove uma menor relação A/C e

proporciona finos para que não ocorra segregação.

É necessário definir a faixa de consistência para o bombeamento

juntamente com o desempenho de absorção capilar, o que pode promover

argamassas mais econômicas e duráveis, flexibilizando o consumo de

cimento em função do desempenho tanto no estado fresco (evitando

segregação) como também no endurecido (limitando a absorção capilar)

Método executivo

Perfuração

É realizada por meio de uma perfuratriz rotativa ou roto-percussiva (Figura 33), ondea perfuração é integralmente revestida por tubos metálicos, sendo o primeiro tubo

uma coroa ligeiramente mais larga que o diâmetro externo da tubulação. São

adicionados em segmentos conforme o avanço da escavação.

O processo utiliza a circulação de água, proporcionada por bombas de alta vazão e

pressão. O fluxo d’água é descendente no interior do revestimento e ascende

através do espaço criado entre a tubulação e a parede do solo, esse ligeiramentemaior que o diâmetro real da estaca, desmontando e transportando o solo escavado

na direção do fluxo.

Quando a estaca deve ser ancorada no topo rochoso do terreno ou atravessar

matacões, ela é revestida com tubo metálico até a superfície impenetrável e em

seguida entra em ação o martelo de fundo, que é acionado por ar comprimido.

Em se tratando de matacões, ao serem atravessados, a perfuração continua com oauxílio de uma composição de tubos metálicos com diâmetros inferiores ao inicial.


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Figura 33 - Processo de perfuração da estaca raiz (pé direito= 4,5m).

Fonte – Obra Allianz Parque

De acordo com o Manual de Especificações de Produtos e Procedimentos da ABEF

(2012) nos procedimentos executivos e verificações no tocante às estacas raiz, cita:

Em solo:

a)Realizar a perfuração do solo por meio da perfuratriz rotativa ou roto-percursiva

com a descida do tubo de revestimento; caso o tubo de revestimento encontredificuldades para seu avanço, em razão da ocorrência de solos muito duros ou ainda

plásticos, devem ser empregados brocas de três asas ou tricone para execução do

pré-furo ou ainda para a limpeza do interior do revestimento;

b)Descer o tubo de revestimento, com auxilio de circulação de água (ou ar

comprimido)injetada no seu interior, até a profundidade prevista em projeto;

c)Medir a profundidade da perfuração, utilizando-se a composição de tubos de

injeção, introduzindo-a no interior do tubo de revestimento, até a cota de fundo da

perfuração; e


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d)Confrontar esta medida com aquela resultante da soma dos comprimentos dos

segmentos de tubo de revestimento empregados, sendo que esta medida deve ser

no mínimo igual à de projeto e quando existir diferença entre as somas dos

segmentos de revestimento introduzidos no solo e a profundidade medida, deve

constar, no boletim da estaca correspondente (anexo xx), a justificativa do processo

decisório adotado para estes casos.

Em solo e rocha:

a) Repetir os procedimento a,b,c,d constantes no item acima até atingir-se o

matacão ou o topo rochoso;

b1) Usar sapata ou coroa diamantada, acoplada ao barrilete amostrador, interno à

composição de tubos de revestimento, de maneira a retirar-se o testemunho da

rocha (procedimento igual ao da sondagem rotativa);

b2) Alternativamente podem ser utilizados martelos pneumáticos ou hidráulicos,

sendo que todos os martelos perfuram por sistema roto-percussivo, e trabalham

interiormente ao tubo de revestimento.

Em ambos os casos, b1 e b2, a perfuração deve prosseguir até a cota de fundo

prevista em projeto.

Montagem e colocação da armadura

A armadura é montada em forma de gaiola com estribos helicoidais, sendo previstaa armadura longitudinal em CA-50A e os estribos podendo ser em CA-25. O

diâmetro externo da armadura deve ser definido de forma a garantir um cobrimento

mínimo de 20 mm até a parede interna do revestimento. Através de uma composição

de lavagem, que ao fundo da perfuração, é executada a limpeza interna do tubo de

revestimento, descendo e lavando até o fundo da estaca. A limpeza é dada por

concluída quando a água que estiver retornando não apresentar traços do material

escavado. Após desce se a armadura, emendando as barras quando necessário e

respeitando o traspasse, até ser apoiada no fundo da perfuração.


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Injeção

A central de injeção é munida de misturador de alta turbulencia, para preparo da

argamassa de areia e cimento, bombas tipo rotor/estator, ou mais casualmente

através de bombas de pistão, que são utilizadas para lançar a argamassa da central

de injeção até o local da perfuração.

De acordo com o Manual de Especificações de Produtos e Procedimentos da ABEF

(2012) nos procedimentos executivos e verificações no tocante às estacas raiz, cita:

a) lançar a argamassa de cimento por meio de bomba injetora, através dacomposição de injeção, posicionando o tubo de injeção de argamassa no fundo do

furo;

b) proceder a injeção de baixo para cima até a expulsão de toda água de circulação

contida no interior do tubo de revestimento;

c) interromper a injeção apenas quando a argamassa emergente sair limpa semsinais de contaminação de lama ou detritos.

Retirada do rev estim ento e aplicação do ar c om prim ido

Logo após a injeção é iniciada a extração do revestimento, que pode ser realizada

por um conjunto extrator hidráulico, apoiado diretamente no terreno, ou como é mais

casual hoje em dia, pela própria perfuratriz. No decorrer da retirada dos tubos, sãoaplicados golpes de ar comprimido através de uma cabeça apropriada rosqueada no

topo da composição dos revestimentos, garantindo assim a integridade do fuste.

Devido à retirada dos tubos e as aplicações de ar comprimido o nível de argamassa

tende a baixar, devendo ser completado ate o nível inicial (Figura 35).

O manual da ABEF (2012) nos procedimentos executivos e verificações no toante às

estacas raiz cita:


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a) iniciar a extração do revestimento por ação coaxial ao eixo da estaca,

complementando-se o volume de argamassa por gravidade, sempre que houver

abatimento da mesma no interior do tubo;

b.1) colocar a cabeça do revestimento a cada 4,00 m ou no mínimo três vezes por

estaca (ponta inferior, meio e a 2,00 m de profundidade da superfície), de maneira a

permitir a aplicação de ar comprimido sob pressão moderada (de 0,3Mpa a 0,5

MPA);

b.2) no caso de utilização de bomba de injeção de argamassa com pressão mínima

de trabalho de 0,3 MPa, não há necessidade da aplicação do ar, pois a eventualcomplementação da argamassa na boca do revestimento, será feita colocando-se a

cabeça do revestimento e injetando argamassa sob pressão.

c) quando da retirada do revestimento, a armadura não pode se deslocar

verticalmente para cima;

d) independente da cota de arrasamento da estaca, o preenchimento comargamassa deve ocorrer até a superfície do terreno.

A injeção sob pressão consolida o maciço fissurado (caso de rocha fissurada),

compacta os horizontes fofos, aumenta o diâmetro do fuste e provoca

irregularidades no mesmo, acarretando um aumento na resistência lateral,

consequentemente melhorando significativamente a capacidade de carga.

Prep aro da Cab eça da es taca

O manual da ABEF (2012) nos procedimentos executivos e verificações no toante às

estacas raiz cita:

a) Uma vez que a injeção da estaca raiz obriga seu preenchimento até a superfície

do terreno, existirá um excesso de argamassa que deve ser demolido, no mínimo um

dia, após a execução da estaca.


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b) Quebrar a cabeça da estaca empregando-se marretas e ponteiras, porém

trabalhando-se com pequena inclinação para cima em relação à horizontal (figura

34)

c) Manter a seção resultante do desmonte do concreto, plana e perpendicular ao

eixo da estaca, sendo que a operação de demolição deve ser executada a modo a

não danos à mesma.

d) Embutir o topo da estaca, após o arrasamento, no mínimo 5cm, dentro do bloco, e

acima do nível do lastro de concreto, cuidando-se para que a armadura, partefundamental da resistência, fique ancorada adequadamente ao bloco de

coroamento.

Figura 34 - Limpeza da cabeça da estaca

Fonte: Manual ABEF 2012


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Figura 35 - Ilustração de seqüência executiva de estaca raiz

Fonte – Geosonda (2013)


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Vantagens / Desvantagens.

Alta capacidade de carga;

Equipamento com acesso fácil;

Mínima perturbação;

Usam pequenos volumes de materiais;

Não provocam vibrações ou choque na execução.

Custo elevado;

Alto consumo de cimento;

Alto consumo de ferragens;

Não deve ser usada em locais com camadas muito espessas de

argilas orgânicas moles submersas, por risco de seccionamento;

Obra alagada devido ao alto consumo de água;

Desperdício de água;

Impacto ambiental.

Indicações

O emprego da estaca raiz é indicado em casos como fundação de obras com

vizinhanças sensíveis a vibrações ou ruídos excessivos, reforços de fundações e

terrenos com a presença de matacões e rochas.

Isso acontece por que o processo de perfuração do terreno não provoca vibrações,

além da facilidade que os equipamentos possuem de trabalhar em locais com pé

direito reduzido por serem de pequeno porte.

Principais utilizações

Fundações em locais de difícil acesso ou espaço reduzido:


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Em casos que se têm terrenos com encostas íngremes, que tenha uma limitação de

espaço para o acesso de um equipamento de grande porte, ou até mesmo quando a

instalação dos bate estacas mais tradicionais fica de difícil execução, utiliza se desse

tipo de fundação pela sua versatilidade, já que seu equipamento é de pequeno porte

e é possível executar estacas no ângulo inclinado de 0º à 90º (figura 36)

Figura 36 - Execução de estaca raiz inclinada

Fonte: http://www.egbarreto.com.br/site/fundacoes/estaca-raiz/

Reforços de fundações:

Esse tipo de estaca é o mais indicado para se fazer reforços em fundações

existentes uma vez que seu equipamento é capaz de perfurar sapatas e blocos já

existentes, ela pode ser incorporada a estrutura anterior sem a necessidade de

execução de novos blocos.

Fundações em terrenos com antigas fundações:

Nesse caso o uso de estacas convencionais exige operações com custo elevado e

de sucesso duvidoso. Com isso o uso da estaca raiz é a melhor solução, sendo que

o processo executivo permite que a perfuração atravesse qualquer tipo de obstáculo

(Figura 37).

http://www.egbarreto.com.br/site/fundacoes/estaca-raiz/http://www.egbarreto.com.br/site/fundacoes/estaca-raiz/http://www.egbarreto.com.br/site/fundacoes/estaca-raiz/


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Figura 37 - Projeto de reforço de fundação com estacas raiz

Fonte: http://www.fundesp.com.br/port/pt_08_m2.htm

Quando se tem situações adversas em que não é possível a execução de paredes

diafragma, o reticulado de estacas raiz pode ser usado para substituir e servir como

estrutura de contenções. Esses métodos além de resistir ao empuxo do terreno

podem servir também como submuração e reforço de construções próximas ao local,

ou até mesmo como fundação para pilares da obra em questão.

Fundações para equipamentos industriais:

A estaca raiz é a mais utilizada principalmente quando se tem a substituição ou

acréscimo de um equipamento com novos carregamentos e na estabilização de

equipamentos que apresentem grandes vibrações. O seu uso em blocos de

fundação existentes, modifica a inércia e elimina essas vibrações danosas.

Estaca raiz em rocha:

Na presença de camadas rochosas, onde se tem a necessidade do embutimento da

estaca raiz em rocha, é utilizado o sistema de roto-percussão com martelo de fundo

(down the hole) e bits de vídia na parte interna do tubo de revestimento, com

diâmetro reduzido na rocha.


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Hoje se dispõe de equipamentos e ferramentas que permitem uma perfuração em

rochas com diâmetro de 76mm à 355mm.

Fundações em locais com restrição de barulho e obras em estado precário:

Ao se utilizar estaca raiz, a cravação não ira apresentar praticamente nenhum tipo

de ruído ou vibração do solo, tendo se a vantagem também do furo ser revestido não

tendo perigo de descompressão do terreno.

Valores

Tabela 7 - Valores Estaca Raiz

DESCRIÇÃO CARGA UNIDADE SOLO ROCHA

Ø 100 mm 11 tf m R$ 90,00 R$ 300,00

Ø 120 mm 16 tf m R$ 110,00 R$ 330,00

Ø 150 mm 25 tf m R$ 120,00 R$ 380,00

Ø 160 mm 28 tf m R$ 125,00 R$ 400,00

Ø 200 mm 44 tf m R$ 140,00 R$ 430,00

Ø 250 mm 69 tf m R$ 160,00 R$ 450,00

Ø 310 mm 106 tf m R$ 170,00 R$ 600,00

Ø 400 mm 176 tf m R$ 220,00 R$ 700,00

Taxa de

mobilização,

por

equipamento.

- VB R$ 15.000,00 -

fonte: http://assuntoscruzados.blogspot.com.br/2012/04/estaca-raiz.html (08-2013)

http://assuntoscruzados.blogspot.com.br/2012/04/estaca-raiz.htmlhttp://assuntoscruzados.blogspot.com.br/2012/04/estaca-raiz.html


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5 ESTUDO DE CASO

5.1 Localização

A obra escolhida para ser estudada foi o Allianz Parque (antigo Palestra Itália)

localizada na Av. Francisco Matarazzo 1705 - Água Branca - SP.

Figura 38 – Localização da obra Allianz Parque

(www.allianzparque.com.br)

Dados da Obra:

Área de terreno: 90.277,30 m²

Área a manter: 2.429,48 m²

Área a demolir: 18.252,61 m²

Área de reforma: 11.428,49 m²

Área a construir: 147.921,99 m²

Área a reconstruir: 4.634,97 m²

Área total de construção: 166.414,93 m²

Data da obra: Outubro/2010 à 1º Trimestre 2014


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O Allianz Parque tem um investimento em torno de R$ 350 milhões. Considerado

como a Arena multiuso mais moderna da América Latina o empreendimento leva em

consideração todos os padrões exigidos pela FIFA. Sendo assim é credenciado para

receber torneios esportivos de relevância internacional. O empreendimento contará

com 166 camarotes, lanchonetes, lojas, restaurante com visão panorâmica, auditório

modular para até 2 mil pessoas e acomodará 45 mil espectadores em local coberto e

em dias de shows até 55 mil.

Hoje no Brasil não se tem nada parecido com esse projeto e em nível mundial uma

Arena que se assemelha ao Allianz Parque é a Amsterdam Arena.

5.2 Coleta de Dados de Campo

- Sondagem da área

A sondagem e todo o projeto de fundação da Arena foram realizados pelo escritório

Damasco Penna Engenharia Geotécnica.

De acordo com a Norma de Fundações ABNT (NBR - 6122), as sondagens de

reconhecimento a percussão são consideradas indispensáveis, entretanto em certas

situações podem ser convenientes ensaios Geotécnicos complementares como o

CPT (Cone Penetration Test), DMZ (Flat Plante Dilatometer Test), PMT (Prebored

Pressuremeter Test) e VST (Vane Shear Test).

Todas as perfurações foram executadas de acordo com a norma ABNT (NBR – 6484) e a descrição das amostras coletadas seguiu o estabelecido pela norma ABNT

(NBR – 7250)

Para verificar o tipo de solo existente no local foram necessários 41 pontos de

sondagem SPT, somando 983,15m perfurados.

No estudo do tipo de solo foram encontradas camadas de diversos tipos, como

aterro, argila siltosa, areia, silte micáceo, entre outros.


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Figura 39 – Locação das sondagens


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Figura 40 – Resultado das sondagens



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Figura 41 – Perfil da sondagem SP-10



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5.3 Projetos

A partir dos resultados da Sondagem, foi determinada que o melhor tipo de fundação

a ser executada nas áreas era a Estaca Hélice Continua com uma média de 20m de

profundidade. Esse tipo de estaca seria a ideal para sustentar toda a carga que seria

solicitada pelo empreendimento e pela obra se localizar num bairro residencial a

escolha por esse equipamento também se deu devido ao baixo ruído emitido

durante a execução do serviço.

As estacas Hélice Continua da Arena tiveram início em 15/07/2011 (figura 44 e 45) e

por conta de diversos fatores como alteração do projeto, liberação de frentes e

problemas com equipamentos só foi concluída em Junho de 2013.

Figura 44 –

Execução da estaca héliceFonte: Obra Allianz Parque


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Figura 45 – Primeira estaca Hélice Continua executada na obra.


Com o processo de perfuração com estaca Hélice Contínua iniciado, ainda existia

uma área onde não se sabia qual o tipo de fundação seria adotado (figura 46), área

esta conhecido como Ferradura (em projeto entre Eixos 23 – 43) vide anexa.

Figura 46 –

Área da ferraduraFonte: Obra Allianz Parque


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Por conta dessa indefinição, os primeiros projetos executivos não apresentavam

nenhum tipo de fundação para a área (Anexo B), problema que só começou a ter

solução a partir da revisão 17 do projeto (Anexo C) que saiu na data de 09/04/2012.

Por se tratar de uma reforma, seria necessário preservar toda essa área

(aproximadamente 2.429,48 m²) e a grande questão passou a ser como realizar uma

estrutura por cima da existente, para que o Estádio ficasse uniforme e assim como

seria feita a sustentação da carga do novo projeto, carga essa que somaria o peso

da antiga estrutura com a atual, levando em conta toda a restrição de acesso e de

espaço físico para o trabalho de uma perfuratriz.

Com base nas cargas definidas pelo Projetista da Estrutura e as restrições passadas

pela topografia, o escritório responsável pelo projeto de Fundações pode trabalhar

com os dados para definir o tipo de fundação que seria adotada no local, assim

sendo adotada a Estaca Raiz como o método mais funcional.

Com o tipo de estaca definidos, atendendo as cargas solicitadas pelo Calculista foi

realizado o primeiro projeto onde se incluía as Estacas Raiz no trecho da ferradura,projeto esse que sofreu diversas alterações devido a interferências de pilares,

locação incorreta, aumento de cargas e inviabilidade de execução,

consequentemente o projeto foi finalizado apenas na revisão 31 (Anexo 4).

Devido a diversos impedimentos tanto de restrição de espaço, aproveitamento de

pilares da estrutura existente, interferências, prumo da estrutura as maiores

alterações do projeto foram os de relocar as estacas, aumento da quantidade,alteração do diâmetro e revisões dos projetos de arquitetura

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