Aula fundações profundas

Fundação profunda
 Elemento de fundação que transmite a carga ao
terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por
sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por
uma combinação das duas, devendo sua ponta ou
base estar assente em profundidade superior ao
dobro de sua menor dimensão em planta, e no
mínimo 3,0m.
 Neste tipo de fundações incluem-se estacas e os
tubulões.
ABNT NBR 6122:2010

http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila/04.pdf

Tipo de estacas
 Vários são os critérios para a classificação das estacas,
dentre os quais se destacam: •
 Efeito produzido no solo:
 Grande deslocamento;
 Pequeno deslocamento;
 Sem deslocamento;
 Processo de execução:
 Estacas moldadas in loco:
 Estacas tipo Franki;
 Estacas sem lama bentonítica: estacas tipo Strauss, estacas
escavadas mecanicamente com trado helicoidal, estacas tipo
broca, etc;
 Estacas tipo hélice contínua;
 Estacas escavadas com lama bentonítica;
 Estacas injetadas: microestacas e as estacas-raiz;

Tipos de estaca
 Estacas pré-moldadas:
 Estacas de concreto;
 Estacas de madeira;
 Estacas metálicas, etc.
 Forma de funcionamento:
 Estacas de ponta: trabalham basicamente pela resistência de
ponta; o
 Estacas de atrito ou flutuante: trabalham somente por atrito
lateral desenvolvido no fuste; o
 Estaca mista;
 Forma de carregamento:
 Estacas de compressão;
 Estacas de tração;
 Estacas de flexão;

Fundação profunda
 São considerados fundação profunda:
 Estaca – elemento de fundação profunda executado
inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que,
em qualquer fase de execução, haja descida de pessoas.
 Os materiais empregados podem ser:
 Madeira;
 Aço;
 Concreto pré-moldado;
 Concreto mondado in loco;
 Combinação de materiais já descritos.
ABNT NBR 6122:2010

Estacas pré-moldadas
 Estaca constituída de segmentos de concreto pré-
moldado ou pré-fabricado e introduzida no terreno
por golpes de martelo de gravidade, de explosão,
hidráulico ou martelo vibratório.
 Pode-se considerar, para efeitos geotécnicos que
estacas pré-moldadas e pré-fabricadas o mesmo
elemento.
 Materiais: concreto, madeira, metálica, etc.

Tipos de cravação – estaca pré-moldada
 Percussão: é o método mais empregado, o qual utiliza-
se pilões de queda livre ou automáticos. Um dos
principais inconvenientes desse sistema é o barulho
produzido. •
 Prensagem: empregada onde há a necessidade de evitar
barulhos e vibrações, utiliza macacos hidráulicos que
reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou
contra a própria estrutura. •
 Vibração: emprega um martelo dotado de garras (para
fixar a estaca), com massas excêntricas que giram com
alta rotação, produzindo uma vibração de alta frequência
à estaca. Pode ser empregada tanto para cravação
como para remoção de estacas, tendo o inconveniente
de transmitir vibrações para os arredores.
http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=16761-setec-orientacoes-sobre-escolha-de-
fundacoes&category_slug=dezembro-2014-pdf&Itemid=30192

 Percussão: eficiência (relação entre a energia disponível
e aquela efetivamente transferida às estacas) situada
entre 40% e 60% e de 30 e 40 golpes/minuto.
 Vibração: eficiência (relação entre a energia disponível e
aquela efetivamente transferida às estacas) situada entre
75% e 90% de 60 a 100 golpes/minuto.
 A cravação por vibração possibilita maior velocidade de
manobras e, por consequência redução de tempo nas
operações de cravação além de significativa redução dos
ruídos provocados pelos sucessivos impactos sobre os
topos das estacas em processo de cravação.
http://www.sotef.com.br/servicos/cravacao-estacas-pre-moldadas#!prettyPhoto

http://www.engeconfundacoes.com.br/estacas/estacas-pre-
moldadas/

http://www.sotef.com.br/servicos/cravacao-estacas-pre-moldadas#!prettyPhoto

Estacas
 Concreto:
 podem ser de concreto centrifugado ou
protendido;
 exigem controle tecnológico na sua fabricação;
 Não é recomendado o seu uso em terrenos
com matacões ou camadas pedregulhosas;
 Exige cuidados adicionais durante o
transporte;
 Deve ser feita a verificação de sua integridade
antes da sua cravação;

Estacas
 Estacas de madeira:
 Devem ser de madeira dura, resistente, em peças retas, roliças
e descascadas;
 O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o
comprimento de 5,0 a 8,0 m;
 Durante a cravação, as cabeças das estacas devem ser
protegidas por um anel cilíndrico de aço destinado a evitar o
rompimento ou desgaste da madeira sob a ação do pilão, e se
a estaca tiver que atravessar camadas resistentes, as pontas
devem também ser protegidas por ponteiras de aço;
 Apresenta vida útil praticamente ilimitada quando mantida
permanentemente abaixo do nível d’água;
 Deve receber tratamento para evitar o apodrecimento precoce
e o ataque de insetos;
 As madeiras mais utilizadas são os eucaliptos, peroba do
campo, maçaranduba, aroeira, etc;

Estacas
 Estacas metálicas:
 São encontradas na forma de trilhos ou perfis
 Apresentam elevada capacidade de suporte, podendo ser utilizadas em
solos muito resistentes;
 São executadas com grande rapidez;
 As perturbações produzidas no solo durante o processo de cravação são
inferiores àquelas produzidas durante a cravação das estacas de
concreto e metálicas;
 Devem ser tomados cuidados adicionais na soldagem dos perfis
constituintes de uma mesma estaca, de forma a se garantir uma união
eficiente;
 Não há possibilidade de quebra e, caso seja necessário realizar
emendas, essas devem ser soldadas, não devendo permitir o uso de
luvas ou anéis.
 Um problema que ocorre com relativa frequência em estacas cravadas
por percussão através de espessas camadas de argila mole é o
drapejamento, isto é, encurvamento das estacas, mesmo quando se
tomam cuidados com o prumo durante a cravação. Tal fato, no entanto, é
raramente detectado.

Estaca tipo Franklin
 Estaca de concreto armado moldada in loco
 Emprega um tubo de revestimento com ponta fechada,
de modo que não há limitação de profundidade devido à
presença de água do subsolo.
 Para a cravação da estaca, lança-se areia e brita no
interior do tubo, materiais esses que são compactados
através de golpes de um pilão.
 Realizada a cravação, se executa o alargamento da
base, a armação e, finalmente, a concretagem.

Estaca tipo Franklin
 A cravação de estacas tipo Franki pode provocar o
levantamento das estacas já instaladas devido ao
empolamento do solo circundante que se desloca lateral
e verticalmente.
 A estaca danificada pode ter sua capacidade de carga
prejudicada ou perdida devido a uma ruptura do fuste ou
pela perda de contato da base com o solo de apoio.
 Quando a estaca Franki é moldada em espessas
camadas submersas de turfa, argila orgânica e areias
fofas, pode ocorrer estrangulamento do fuste devido à
invasão de água e/ou lama dentro do tubo e o
encurtamento da armação ocasionado por insuficiência
de seção de aço

 A estaca do tipo Franki foi introduzida como
fundação há mais de 85 anos por Edgard
Frankignoul na Bélgica, sendo empregada pela
primeira vez no Brasil em 1935, na Casa
Publicadora Baptista no Rio de Janeiro (Hachich et
al., 1998).

Etapas para execução da estaca Franki
 Etapa 1: posicionamento do tubo de revestimento e formação da
bucha a partir do lançamento de brita e areia no interior do tubo e
compactação pelo impacto do pilão fazendo o material aderir
fortemente ao tubo;
 Etapa 2: cravação do tubo no terreno por meio da aplicação de
sucessivos golpes do pilão na bucha formada na etapa anterior;
 Etapa 3: terminada a cravação, o tubo é preso à torre do bate-estaca
por meio de cabos de aço, para expulsar a bucha e iniciar a
execução da base alargada, que se dá pelo apiloamento de
camadas sucessivas de concreto quase seco;
 Etapa 4: colocação da armação da estaca, tomando-se o cuidado de
garantir a sua ligação com a base alargada;
 Etapa 5: concretagem do fuste, com o lançamento de camadas
sucessivas de pequena altura de concreto e recuperação do tubo;
 Etapa 6: Finalização do processo executivo, onde a concretagem do
fuste ocorre até 30 cm acima da cota de arrasamento.

Desvantagem
 Pelas características do processo executivo, as
estacas tipo Franki não são recomendadas para
execução em terrenos com matacões, situações em
que as construções vizinhas não possam suportar
grandes vibrações, e terrenos com camadas de
argila mole saturada, devido aos possíveis
problemas de estrangulamento do fuste

Cargas usuais e máximas para estaca
http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila
/04.pdf

Estaca tipo Strauss
 Estaca executada por perfuração do solo com uma
sonda ou piteira e revestimento total com camisa
metálica, realizando-se o lançamento de concreto e
retirada gradativa do revestimento com simultâneo
apiloamento do concreto
ABNT NBR 6122:2010
 O equipamento utilizado é leve e de pequeno porte,
facilitando a locomoção dentro da obra e possibilitando a
montagem do equipamento em terrenos de pequenas
dimensões.
 Durante a concretagem, o apiloamento do concreto e a
retirada cuidadosa do revestimento devem ser
observados, para que não haja interrupção do fuste.

Estaca Strauss
http://www.fxsondagens.com.br/estaca-strauss.html

http://www.fxsondagens.com.br/estaca-strauss.html

Vantagens e desvantagens
 A estaca tipo Strauss apresenta a vantagem de leveza e
simplicidade do equipamento, o que possibilita a sua
utilização em locais confinados, em terrenos acidentados ou
ainda no interior de construções existentes, com o pé direito
reduzido.
 Outra vantagem operacional é de o processo não causa
vibrações que poderiam provocar danos nas edificações
vizinhas ou instalações que se encontre em situação
relativamente precária.
 Para situações em que se tenha a necessidade de se
executar a escavação abaixo do nível d’água em solos
arenosos, ou no caso de argilas moles saturadas, não é
recomendável o emprego das estacas do tipo Strauss por
causa do risco de estrangulamento do fuste durante a
concretagem.

http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostil
a/04.pdf

Estaca escavada
http://www.brasfond.com.br/fundacoes/egdiametro.html

Estacas escavadas
Com o auxílio de lama bentonítica, é previamente feita uma
perfuração no terreno, com retirada de material, em seguida, é
cheia com concreto (concretagem submersa, quando abaixo do
nível d’água).
Estacas de grandes diâmetros executadas por perfuração a
rotação e podem atingir profundidades de até 70 metros.
Convém ainda lembrar que as estacas escavadas de grande
diâmetro podem ser executadas em presença de lâmina d’água,
o que ocorre em obras marítimas e em construção de pontes.
Nesse caso, a escavação mecânica e a concretagem submersa
são precedidas da cravação de camisa metálica por intermédio,
em geral, de martelo vibratório.
Os equipamentos, quando necessários, serão montados em
plataforma flutuante (barcaças de convés chato). As camisas
metálicas poderão ser perdidas ou recuperadas.

Hélice Contínua
 Estaca de concreto moldada in loco, executada através de um
equipamento que possui um trado helicoidal contínuo, que
retira o solo conforme se realiza a escavação, e injeta o
concreto simultaneamente, utilizando a haste central desse
mesmo trado.
 É um sistema que proporciona uma boa produtividade e, por
esse motivo, é recomendável que haja uma central de
concreto nas proximidades do local de trabalho.
 Além disso, as áreas de trabalho devem ser planas e de fácil
movimentação.
 O sistema pode ser empregado na maioria dos tipos de solos,
exceto em locais onde há a presença de matacões e rochas.
 Estacas muito curtas, ou que atravessam materiais
extremamente moles também devem ter sua utilização
analisada cuidadosamente.

Estaca hélice contínua

Vantagem e desvantagem
 Dentre as principais vantagens destacam-se a elevada
produtividade, promovida pela versatilidade de equipamento,
que por sua vez leva à economia devido à redução dos
cronogramas de obra, pode ser executada na maior parte dos
maciços de solo, exceto quando ocorrem matacões e rochas,
não produz distúrbios e vibrações típicos dos equipamentos a
percussão, controle de qualidade dos serviços executados,
além de não causar a descompressão do terreno durante a
sua execução.
 As principais desvantagens estão relacionadas ao porte do
equipamento, que necessita de áreas planas e de fácil
movimentação, pela sua produtividade exige central de
concreto no canteiro de obras, e pelo seu custo é necessário
um número mínimo de estacas a se executar para compensar
o custo com a mobilização do equipamento.
http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostil
a/04.pdf

Estacas-raiz
 Estacas escavadas com perfuratriz, executadas com
equipamento de rotação ou rotopercussão com
circulação de água, lama bentonítica ou ar
comprimido.
 É recomendado para obras com dificuldade de
acesso para o equipamento de cravação, pois
emprega equipamento com pequenas dimensões
(altura de aproximadamente 2m).
 É indicado também quando o solo possui matacões
e rocha, por exemplo. Pode ser executada de forma
inclinada, resistindo a esforços horizontais.

Estaca raiz

Tubulão
 Elemento de fundação profunda escavado no
terreno, em que, pelo menos na sua etapa final, há
descida de pessoas, que se faz necessária para
executar o alargamento da base ou pelo menos a
limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste
tipo de fundação as cargas são transmitidas
preponderantemente pela ponta.

Tubulão a céu aberto
 Escavada manualmente, não pode ser executado
abaixo do nível d´água.
 Dispensa escoramento em terreno coesivo,
mostrando-se uma alternativa econômica para altas
cargas solicitadas, superior a 250 Tf.

 O fuste do tubulão normalmente é de seção circular.
 Adota-se como diâmetro mínimo 70 cm, para
permitir a entrada e saída de operários,
 A projeção da base poderá ser circular, ou em forma
de falsa elipse. Neste último caso, a relação a/b
deverá ser menor que 2,5.

Tubulão a ar comprimido
 Utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de
empregar escavação mecânica ou cravação de
estacas, como em áreas com alta densidade de
matacões, lençóis d´água elevados ou cotas
insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação.
 Nesse tipo de fundação, pode-se utilizar uma
camisa metálica, de concreto ou de concreto
moldado in loco, sendo empregada uma pressão
máxima de 3,4 atm, limitando, dessa forma, a
profundidade do tubulão a 34 m abaixo do nível
d´água

Material para estudo/referencia
bibliográfica
 Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122: projeto e
execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
 Apostila de fundação. Laboratório de Mecânica dos Solos e
Pavimentação. Fortaleza, Ceará. Disponível em
<http://www.lmsp.ufc.br/arquivos/graduacao/fundacao/apostila/04.pdf
>
 Estaca Strauss. 2012. Disponível em
<http://www.fxsondagens.com.br/estaca-strauss.html>
 Associação Brasileira de Concreto Portland. Fundação. Disponível
em
<http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=dow
nload&alias=16761-setec-orientacoes-sobre-escolha-de-
fundacoes&category_slug=dezembro-2014-pdf&Itemid=30192>
 SANTOS, A. R.; PENNA, A. S. D. Condicionantes geológicos na
concepção e tratamento das fundações de edifício corporativo. In:
Revista Techne. Ed. Pini, 2014. Disponível em
<http://techne.pini.com.br/engenharia-civil/204/artigo308628-1.aspx
>

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