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ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
FUNDAÇÕES RASAS E PROFUNDAS
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ
DEPARTAMENTO DE RECURSOS HÍDRICOS E GEOLOGIA
APLICADA - DRHGA
MECÂNICA DOS SOLOS – II
MSC. ENG. CIVIL EVANDRO DE CARVALHO RIBEIRO
PROCEDIMENTO GERAL A SER ADOTADO (ALONSO,
1979)
a) Proximidade dos edifícios limítrofes bem como seu tipo de
fundação;
b) Natureza e características do subsolo no local da obra
(presença de aterros com lixo ou matacões; variabilidade das
camadas e a profundidade de cada uma delas; a posição do
nível d’água);
c) Grandeza das cargas a serem transmitidas à fundação;
d) Limitação dos tipos de fundação existentes no mercado local.
FUNDAÇÃO RASA
NBR 6122/1996 - A carga é transmitida ao terreno, por
pressões distribuídas sob a base, e em que a profundidade de
assentamento em relação ao terreno é inferior a duas vezes a
menor dimensão da fundação (z < 2b).
De uma maneira geral, esse tipo de fundação não deve ser
usada nos seguintes casos:
Aterro não compactado;
Argila mole;
Areia fofa e muito fofa;
Existência de água onde o rebaixamento do lençol freático não
se justifica economicamente.
Sapatas, blocos e radier.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS
NBR 6122/1996 - Fundações profundas são aquelas em que as
cargas são transmitidas ao solo pela base (resistência de 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.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS
CRAVADAS
-Mega
-Madeira
-Metálicas
-Pré-moldadas de concreto
MOLDADAS NO SOLO
-Strauss
-Franki
ESCAVADAS
-Sem/Com lama bentonítica
-Entubadas
TIPOS APRESENTADOS
INJETADAS
-Raiz
PAREDES DIAFRAGMAS
HÉLICE CONTÍNUA
ÔMEGA
ESTACAS CRAVADAS
MATERIAL:
-Madeira
-Metálica
-Concreto
PROCESSO:
-Prensagem
-Vibração
-Percussão
CRAVAÇÃO POR PRENSAGEM
Execução de Estaca Mega
a)com plataforma com cargueira
b)com reação na própria estrutura
ESTACA MEGA
CRAVAÇÃO POR PRENSAGEM
ESTACA MEGA
Constituída geralmente de pequenos segmentos (50
cm a 100 cm) de concreto armado ou aço;
Cravadas com auxilio de um macaco hidráulico que
pode reagir contra uma cargueira ou contra a própria
estrutura.
Relacionada com o emprego de reforço de
fundações,
Faixa de carga situa-se em torno de 700 kN.
CARACTERÍSTICAS DA ESTACA MEGA
VANTAGENS:
Controle da qualidade do concreto a ser utilizado na
estaca;
Podem ser executadas em locais de difícil acesso;
Não provoca vibrações;
DESVANTAGENS:
Cuidados no transporte e movimentação da estaca
(caso de estaca de concreto armado);
Tempo de execução das emendas das estacas (solda);
CARACTERÍSTICAS DA ESTACA MEGA
a)Cravação de uma estaca tubular
metálica
b)Vista do compressor c)Estaca pronta
ESTACA MEGA
Processo mais utilizado.
CRAVAÇÃO POR PERCUSSÃO
ESTACAS DE MADEIRA
Primórdios da história da construção civil;
Obras provisórias: eucalipto;
Obras definitivas: ipê, peróba, aroeira, maçaranduba.
ESTACAS DE MADEIRA –
CARACTERÍSTICAS GERAIS (NBR 6122/96)
a) A ponta e o topo devem ter diâmetros maiores que 15 cm
e 25 cm, respectivamente.
b) cargas da ordem de 100 a 150 kN.
c) Os topos das estacas devem ser convenientemente
protegidos para não sofrerem danos durante a cravação;
entretanto, quando, durante a cravação, ocorrer algum dano
na cabeça da estaca, a parte afetada deve ser cortada.
ESTACAS DE MADEIRA
VANTAGENS:
• Não oferecem problemas de transporte e manuseio;
• Facilidade no corte;
• Facilidade de emenda;
DESVANTAGENS:
a) DURABILIDADE: submersa: praticamente ilimitada;
Variação nível d’água: tratamento da madeira;
b) MATACÕES, devem ser evitadas as estacas de
madeira. Quando se tiver que penetrar ou
atravessar camadas resistentes, as pontas devem
ser protegidas por ponteira de aço.
REFORÇOS E EMENDAS
ESTACAS METÁLICAS – CARACTERÍSTICAS
•Constituídas perfis metálicos simples ou compostos laminados ou
soldados, tubos de chapa dobrada ou trilhos;
•Sua faixa de carga varia de 400 a 3000 kN;
•As estacas de aço devem resistir à corrosão pela própria natureza
do aço ou por tratamento adequado (pintura, proteção catódica).
•NBR 6122/96 exige que se desconte uma espessura de 1,5 mm de
sua superfície de contato com o solo (caso não haja proteção);
• Soldas com eletrodos normalmente usados são os do tipo OK 46
(E60) e o OK 48 (E70).
ESTACAS METÁLICAS
ESTACAS METÁLICAS- FASES DE EXECUÇÃO
ESTACAS METÁLICAS
Cravação de um elemento com martelo de queda livre
ESTACAS METÁLICAS
Emenda por solda
ESTACAS METÁLICAS
Emenda por solda
ESTACAS METÁLICAS
Emenda pronta
ESTACAS METÁLICAS
Estaca pronta
ESTACAS METÁLICAS
Estaca metálica de contenção na divisa
ESTACAS METÁLICAS
Estaca metálica de contenção na divisa
ESTACAS METÁLICAS
Estaca prancha-metálica de contenção na divisa
ESTACAS METÁLICAS
Estaca prancha-metálica de contenção na divisa
VANTAGENS
Pequena vibração;
Sem problemas no transporte e levantamento;
Fácil corte e emenda, o que permite atingir grandes
profundidades;
Alta resistência, o que possibilita a penetração em
camadas compactas;
Apóia-se em camadas mais profundas de maior
resistência e sem perigo de recalque;
ESTACAS METÁLICAS
DESVANTAGENS
Corrosão;
Custo relativamente elevado quando comparado com o de
outros tipos de estacas (pré-moldada de concreto e
Franki).
Trilho TR-45 – 45 kg/m; custo R$ 1,68/kg (PINI dez/2012)
01 estaca 10 m de 3 trilhos; R$ 2.268,00.
Estaca pré-moldada de concreto 200 kN – R$ 125,44/m (Sinapi
jan./2013). 01 estaca 10 m 1 peça; R$ 1.254,40.
Franki – R$ 10 m 01 peça 50 cm R$ 200/m – R$ 2.000,00
ESTACAS METÁLICAS
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
CARACTERÍSTICAS GERAIS
A faixa de carga dessas estacas é de 200 a 1500 kN.
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 anel metálico
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
– Emendas por anel metálico
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
– Tipo Hexa anel de encaixe
• Anel de encaixe por
pressão instalado
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
– Luva de encaixe
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE
CONCRETO – Tipo Hexa
• Corte da estaca
na cota desejada
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
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE
CONCRETO – Tipo Hexa
VANTAGENS
Boa qualidade do concreto (controle);
Agentes agressivos sem ação na pega e cura do
concreto;
Segurança na passagem de camadas muito moles.
DESVANTAGENS
Transporte e levantamento e da estaca pré-moldada.
Danos às edificações vizinhas (vibração);
Danos durante a cravação em terrenos com presença de
matacões ou camadas de pedregulhos;
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
A estaca Strauss é uma fundação em concreto
(simples ou armado), moldada in loco, executada com
revestimento metálico recuperável.
Segmentos de tubos de aço (2,5 m a 5,0 m);
Sonda metálica de escavação;
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Faixa de carga compreendida entre 200 e 800 kN;
ESTACA STRAUSS (MOLDADA IN LOCO)
ESTACAS STRAUSS
ESTACAS TIPO STRAUSS
Vista Geral do Equipamento
ESTACAS TIPO STRAUSS
Posicionamento para início da estaca
ESTACAS TIPO STRAUSS
Cravação do tubo de revestimento
ESTACAS TIPO STRAUSS
Escavação da estaca
ESTACAS TIPO STRAUSS
Retirada do material da sonda
ESTACAS TIPO STRAUSS
Vista da sonda de escavação
ESTACAS TIPO STRAUSS
Concretagem da estaca
ESTACAS TIPO STRAUSS
Estaca pronta
VANTAGENS
• Pouca vibração;
• Fácil execução em solo acima do nível da água;
• Identificação das camadas.
DESVANTAGENS
• Difícil execução abaixo do nível da água;
• Difícil cravação em solo resistente (matacões)
• Risco de seccionamento do fuste em argilas muito
moles.
ESTACAS TIPO STRAUSS
ESTACAS FRANKI
• Edgard Frankignoul na Bélgica em 1909
• No Brasil em 1935
• Em 1960 expira a patente – domínio público
Execução bem sucedida depende de:
• Observância ao método executivo
• Uso de equipamento adequado
• Mão de obra especializada e experiente
ESTACAS FRANKI – CARACTERÍSTICAS
GERAIS
Estaca de concreto armado moldada in loco.
Faixa de carga das pré-moldadas (de 550 a 1700 kN);
Causa muita vibração.
ESTACAS TIPO FRANKI
Método executivo
ESTACAS TIPO FRANKI
Método executivo
1- Posicionamento do tubo e formação da
bucha
2- Cravação do tubo mediante pilão de
queda livre
3- Execução da base
4- Colocação da armadura
5- Concretagem com retirada simultânea do
tubo
6- Estaca pronta
ESTACAS TIPO FRANKI
Preparação do tubo Franki
ESTACAS TIPO FRANKI
Confecção da armadura
ESTACAS TIPO FRANKI
Confecção da armadura de fundo
ESTACAS TIPO FRANKI
Cravação do tubo Franki
ESTACAS TIPO FRANKI
Colocação da armadura
ESTACAS TIPO FRANKI
Concretagem da estaca
ESTACAS TIPO FRANKI
Concretagem da estaca
ESTACAS TIPO FRANKI
Estaca pronta
ESTACAS TIPO FRANKI
Preparo da cabeça da estaca
ESTACAS TIPO FRANKI
Bloco de estacas prontas
ESTACAS TIPO FRANKI
Blocos de estacas prontas
ESTACAS TIPO FRANKI
Blocos de estacas prontas
ESTACAS TIPO FRANKI
Blocos de estacas prontas
BLOCO SOBRE ESTACAS
ESTACAS FRANKI
VANTAGENS
Materiais utilizados simples e universais (areia, brita, seixo, aço);
Grande área da base, fornecendo grande resistência de ponta;
Superfície rugosa do fuste (lateral), fornecendo grande resistência
lateral devido à boa ancoragem do fuste no solo;
Pode ser executada em grandes profundidades (35 m);
Não são limitadas pelo nível do lençol freático.
DESVANTAGENS
Grande mobilização de equipamentos;
Disponibilidade de área de movimentação dos equipamentos em
campo;
Grande vibração e ruído.
ESTACA BROCA (ESCAVADA)
Pequenas cargas 50 a 100 kN (z = 3 a 4 m)
Trado 15 a 30 cm
ESTACA BROCA
ESTACA BROCA
ESTACA BROCA
ESTACA BROCA
VANTAGENS
- Execução em espaços limitados;
- Utilização de poucos equipamentos (cavadeira; trado);
DESVANTAGENS
– baixa capacidade de carga, geralmente entre 4 e 5 tf;
– há perigo de introdução de solo no concreto, no enchimento;
– há perigo, também, de estrangulamento do fuste;
– não existe garantia da verticalidade;
– só pode ser executada acima do lençol freático;
– comprimento máximo de aproximadamente 4,0 m (normalmente entre
3,0 e 4,0 m);
– trabalha apenas à compressão, sendo às vezes utilizada armadura
apenas para fazer a ligação com pilares.
ESTACAS ESCAVADAS
SEM USO DE LAMA BENTONÍTICA
EXECUÇÃO
1- Escavação mecânica do furo através do trado ou
caçamba
2- Perfuração executada até a profundidade necessária,
cota de ponta da estaca
3- Posicionamento da armação da estaca
4- Concretagem da estaca
5- Colocação das esperas do pilar imediatamente após a
concretagem. Estaca pronta.
ESTACAS ESCAVADAS
sem uso de lama bentonítica
ESTACAS ESCAVADAS
Instalação do trado
.
ESTACAS ESCAVADAS
Início da escavação
ESTACAS ESCAVADAS
Trado com material escavado
ESTACAS ESCAVADAS
Medição da profundidade da
estaca
ESTACAS ESCAVADAS
Colocação da armadura
ESTACAS ESCAVADAS
Concretagem da estaca
ESTACAS ESCAVADAS
Estaca pronta
ESTACAS ESCAVADAS
Marcação do colarinho do pilar
ESTACAS ESCAVADAS
Colocação das esperas do pilar
ESTACAS ESCAVADAS
SEM LAMA BENTONÍTICA
CARACTERÍSTICAS
1 - Não podem ser executadas abaixo do NA;
• Estrangulamento do fuste em terrenos arenosos ou
argila mole;
• A capacidade de carga é obtida basicamente por atrito
lateral;
• Podem também receber armadura para receber
esforços de tração.
ESTACAS ESCAVADAS
COM LAMA BENTONÍTICA
FASES 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.
Lama bentonítica – cinzas vulcânicas; em repouso é gelatinosa com
ação anti-infiltrante; agitada fluidifica-se (tixotropia)
ESTACAS ESCAVADAS COM LAMA
BENTONÍTICA - FASES DE EXECUÇÃO
ESTACAS ESCAVADAS
JUSTAPOSTAS – PAREDE DE CONTENÇÃO
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.
O entubamento justifica-se quando:
1.Parte do terreno envolvente não tem capacidade de
assegurar a moldagem da estaca;
2.O comprimento da estaca é tal que se torna difícil garantir
boas condições de betonagem;
3.Se verifica a presença de agentes agressivos para a cura
do concreto da estaca escavada.
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 ESCAVADAS
VANTAGENS:
Capacidade de carga elevada (acima de 1500 kN );
Sem ruído e vibração;
Inspeção do solo visualmente;
Alta resistência por atrito lateral;
Possibilita a construção de estacas relativamente longas.
DESVANTAGENS:
Grande mobilização de equipamentos;
Disponibilidade de área de movimentação dos equipamentos em
campo;
Estrangulamento do fuste em camadas submersas de argila mole
e areia fofa devido a invasão de lama e/ou água dentro do tubo
(utilização de lama bentonítica).
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Histórico
• Década de 50 / Itália
• Em 1970 – apresentada internacionalmente
• Reforço de fundações inicialmente
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Processo executivo
1 - A perfuração por rotação com tubo de aço em direção vertical ou
inclinada.
2 - Auxílio de um fluido em circulação (geralmente água). Os detritos
resultantes da perfuração são trazidos a superfície pelo fluido através do
interstício anelar que se forma entre o tubo e o terreno.
3 - A medida que prossegue a perfuração, o revestimento metálico penetra
no terreno e os vários segmentos são ligados entre si por juntas
rosqueadas.
4 – Colocação da armadura.
5 – Injeção de argamassa (cim+areia). Eliminação da água do interior da
escavação.
4 – Quando o tubo de perfuração estiver totalmente cheio com a
argamassa, a sua extremidade superior é tamponada e aplicada uma
pressão com ar comprimido.
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Procedimento executivo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Processo executivo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Perfuração em solo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Perfuração em solo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Perfuração em solo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Perfuração em solo
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Instalação da armadura
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Emenda da armadura
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Preenchimento com argamassa
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Retirada do revestimento
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
Retirada do revestimento
ESTACAS INJETADAS TIPO RAIZ
VANTAGENS
• Ausência de vibrações;
• Podem ser executadas em qualquer inclinação, absorvendo
esforços inclinados além dos verticais;
• Equipamentos de pequeno porte (locais de acesso difícil).
• Solos com presença de matacões, rocha ou concreto (disco
de corte);
• Reforço de fundações.
DESVANTAGENS
• A água que remove a terra da escavação forma lama;
• Estrangulamento de fuste em camadas de argilas moles
areias fofas.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Histórico
• Início década de 80 – Europa, EUA, Japão;
• Introduzida no Brasil em 1987;
• Hoje em dia, é possível executar estacas com 1,200
m de diâmetro e 32 m de comprimento.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva - Perfuração
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva - Perfuração
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva - Concretagem
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva - Concretagem
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva – Colocação da armadura
Após o término da
concretagem é inserida
dentro do concreto auto-
adensável, por gravidade, a
armação.
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
Metodologia executiva – Estaca pronta
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
VANTAGENS
• Adaptabilidade na maioria dos tipos de terreno,
exceto na presença de matacões e rochas.
• Ausência de vibrações;
• Alta velocidade de execução.
DESVANTAGENS
• Número de equipamentos limitados no Brasil;
• Não ultrapassam camadas resistentes (matacões).
ESTACA ÔMEGA
Introdução
• Introduzida no mercado Europeu em
1995 (Bélgica)
• 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
Considerações
• O canteiro de obras é mantido sempre limpo;
• Melhor aderência estaca-solo; oferece maior
resistência lateral por compactação do solo;
OUTROS TIPOS
Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Cravação de camisa
de fibra com jato
d’água
OUTROS TIPOS
Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Emenda das
camisas de fibra
OUTROS TIPOS
Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Emenda das camisas de fibra
OUTROS TIPOS
Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Concretagem da
estaca
OUTROS TIPOS
Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Estacas prontas
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Estacas ancoradas com estacas metálicas
• Montagem da torre

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