FUNDAÇÕES – MÉTODOS CONSTRUTIVOS

Apresentação em tema: "FUNDAÇÕES – MÉTODOS CONSTRUTIVOS"— Transcrição da apresentação:

1 FUNDAÇÕES – MÉTODOS CONSTRUTIVOS
Prof. Dalmo Lúcio Mendes Figueiredo Notas para utilização dos alunos do Curso de Especialização em Construção Civil da EE.UFMG Bibliografia referencial: NBR 6122 – NBR 6484 Fundações Teoria e Prática – ABMS / ABEF Manual de Fundações da ABEF

2 SOLOS - PROPRIEDADES Os solos são constituídos de um conjunto de partículas com água e ar nos espaços intermediários. As partículas de maneira geral se encontram livres para deslocarem.

3 EM UM SOLO CONVIVEM PARTÍCULAS DE TAMANHOS DIVERSOS
Tamanhos das partículas Solos com grãos perceptíveis a olho nu: pedregulhos e areias solos granulares Se 50% é retido na peneira 0,075  solo granular Solos com grãos finos: quando molhados transformam-se em pasta solos finos Se 50% passa na peneira 0,075  solo fino EM UM SOLO CONVIVEM PARTÍCULAS DE TAMANHOS DIVERSOS

4 • Pedregulho: > 4,8 mm • Areias: 0,06 mm a 4,8 mm
Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos • Pedregulho: > 4,8 mm • Areias: 0,06 mm a 4,8 mm • Silte: 0,005 mm a 0,06 mm • Argila: < 0,005 mm Sub-divisão das areias: grossa, média e fina. Solos argilosos Bastante plástico quando misturados com água. Se secos transformam em torrões duros. Solos siltosos São suaves no manuseio quando no manuseio em presença de água. Se seco se esfarelam.

5 Origem dos solos Solos residuais
Originários da decomposição das rochas que se encontram no mesmo local. Solo saprolito Mantém a estrutura original da rocha mãe (veios, fissuras, xistosidade), mas perdeu a consistência da rocha. Chamado também de alteração de rocha.

6 Rocha alterada Alteração progrediu ao longo de fraturas, ficando intacto grandes blocos de rocha. Solos coluvionares Fora transportados de outro local pela ação da gravidade. Solos aluvionares Foram transportados de outro local pela ação da água. Solos eólicos Foram transportados de outro local pela ação do vento.

7 Investigações geotécnicas
Condição básica para elaborar um projeto de fundação: CONHECIMENTO ADEQUADO DO SOLO Ensaios in situ * Identificar e classificar as diversas camadas do substrato * Avaliar as propriedades das camadas

8 • Determinar o tipo do solo atravessado
Sondagem de simples reconhecimento a percussão NBR SPT (Standart Penetration Test) Finalidades: • Determinar o tipo do solo atravessado (retira uma amostra a cada metro perfurado) • Determinar a resistência do solo (N) (pela cravação do amostrador padrão) • Determinar a posição do nível de água (durante a perfuração) Consiste basicamente na cravação de um amostrador padrão através da queda livre na altura de 75 cm de um peso de 65 kg.

9 Operação em linhas gerais:
1 – Monta-se na posição determinada um tripé com roldana no topo onde passa uma corda que servirá para manuseio da hastes e do martelo. 2 – Em uma extremidade de uma haste 1’’ acopla o amostrador padrão com o diâmetro de 2’’. Este é apoiado no fundo do furo. 3 – Ergue-se o martelo até 75 cm acima do topo da haste e deixa cair.

10 Operação em linhas gerais:
4 – Este procedimento é realizado sucessivamente até que a haste é penetrada 45 cm. Conta-se o número de golpes necessários para a penetração de cada 15 cm. 5 – A soma dos golpes para penetrar os últimos 30 cm do amostrador é chamada de N. 6 – Quando é retirado o amostrador do furo a amostra contida em seu bico é recolhida para identificação das características do solo.

11 É comum a variação de resistência e tipos de solos em áreas pequenas
Escolha dos locais da sondagem 1 – Próximos aos pontos de projeção. 2 – Pontos de maior concentração de cargas. 3 – Em geral distâncias de 15 a 30 metros. 4 – Evite pontos alinhados. 5 – Evite um único furo. É comum a variação de resistência e tipos de solos em áreas pequenas

12 PROJETOS DE FUNDAÇÕES Informações Necessárias Dados topográficos
 Levantamento topográfico (planialtimétrico)  Informações sobre taludes e encostas  Dados sobre erosões Dados geotécnicos  Investigação do subsolo  Aerofotogramétrico, mapas e experiência anterior

13 Dados da estrutura  Tipo e uso  Sistema estrutural  Cargas e ações sobre a fundação • ações permanentes • ações variáveis (variação no uso) • ações excepcionais (colisões, terremotos...) Dados da vizinhança  Tipos das estruturas e fundações  Existência de subsolo  Desempenho das fundações  Conseqüências da nova obra

14 Aspectos a observar em um Projeto de Fundação
Segurança quanto às deformações Segurança quanto ao colapso do solo Segurança quanto ao colapso de elementos estruturais

15 Métodos para determinar a tensão admissível sobre solos
• Métodos teóricos 4 Determina-se as características de compressibilidade e resistência ao cisalhamento do solo. 4 A pressão admissível (a) é determinada através de teorias da Mecânica dos Solos. 4 Coeficientes de segurança nunca devem ser inferiores a 3. a =  f / F (3)

16 • Prova de carga sobre placas – NBR 6489
4 Ensaio em modelo reduzido de uma sapata 4 Placa de  80 cm é carregada em estágios por macaco hidráulico. 4 Cargas são aplicadas até: ruptura do solo ou dobro da tensão admissível presumida do solo ou para um recalque julgado excessivo.

17 • Métodos semi-empíricos
4 As propriedades dos materiais são estimados com base em correlações. 4 São usadas teorias da Mecânica dos Solos. • Métodos empíricos 4 Chega-se à pressão admissível com base na descrição do terreno (SPT) 4 Utiliza-se para cargas inferiores a KN. 4 Tensão admissível  a = 0,02 N (Mpa) p / 5  N  20.

18 Estimativa de N médio

19 Prova de Carga sobre Placas

20 Prova de Carga sobre Placas

21 Índice de resistência à penetração (N)
Estados de compacidade e de consistência Índice de resistência à penetração (N) Solo Designação N  4 5 a 8 9 a 18 19 a 40 > 40 fofa(o) pouco compacta(o) medianamente compacta(o) compacta(o) muito compacta(o) areias e siltes arenosos N  2 3 a 5 6 a 10 11 a 19 N > 19 muito mole mole média(o) rija(o) dura(o) argilas e siltes argilosos

22 Tensões básicas segundo NBR 6122/94
Classe Descrição Valores (MPa) 1 Rocha sã, maciça, sem laminações ou sinal de decomposição 3,0 2 Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas 1,5 3 Rochas alteradas ou em decomposição ver nota (c) 4 Solos granulares concrecionados, conglomerados 1,0 5 Solos pedregulhosos compactos a muito compactos 0,6 6 Solos predregulhosos fofos 0,3 7 Areias muito compactas 0,5 8 Areias compactas 0,4 9 Areias medianamente compactas 0,2 10 Argilas duras 11 Argilas rijas 12 Argilas médias 0,1 13 Siltes duros (muito compactos) 14 Siltes rijos (compactos) 15 Siltes médios (medianamente compactos) Notas: a) Para a descrição dos diferentes tipos de solo, deve-se seguir as definições da NBR 6502. b) No caso de calcário ou qualquer outra rocha cárstica, devem ser feitos estudos especiais. c) Para rochas alteradas, ou em decomposição, tem que se levar em conta a natureza da rocha matriz e o grau de decomposição ou alteração.

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24 Tipos de Fundações Dois grandes grupos: 4 Fundações superficiais (ou direta ou rasa) • Aquelas cujas cargas da estrutura são transmitidas diretamente às fundações sem elementos intermediários. • Aquelas cujo mecanismo de ruptura de base atinge a superfície (ruptura atinge até duas vezes a menor dimensão da base) – Limitadas a três metros.

25 4 Fundações profundas • Aquelas cujas cargas da estrutura são transmitidas às fundações através de elementos intermediários. • Aquelas cujas bases estão assentadas em profundidade acima de duas vezes sua menor dimensão e pelo menos a três metros.

26 Fundações Superficiais
a) Bloco – elemento em concreto simples onde as tensões de tração são resistidas pelo próprio concreto. b) Sapata – elemento de concreto armado cujas armaduras combatem os esforços de tração.

27 Viga de fundação – elemento que recebe pilares alinhados
Viga de fundação – elemento que recebe pilares alinhados. Podem ser armados ou sem armação (baldrames). Se recebem carga distribuída linear recebem o nome de sapata corrida.

28 d) Radier – elemento tipo placa de concreto armado monolítica que recebe todos pilares da obra e/ou cargas lineares. e) Sapata associada – elemento que recebe vários pilares que não estejam alinhados. Conhecido também por radier parcial.

29 Fundações Profundas Transmitem as cargas ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou pela combinação das duas. Estacas Elemento executado por equipamentos ou ferramentas não ocorrendo a descida de operário durante a sua execução. Tubulão Elemento de forma cilíndrica que na sua execução ocorre a descida de operário. Pode ser executado com ou sem revestimento e a céu aberto ou sob ar comprimido.

30 Alguns tipos de fundações profundas
Estacas a) Metálica b) Pré-moldada de concreto vibrado c) Pré-moldada de concreto centrifugado d) Tipo Franki e tipo Strauss e) Tipo raiz f) Escavadas

31 Alguns tipos de fundações profundas
g) A céu aberto, sem revestimento h) A céu aberto, com revestimento de concreto i) A céu aberto, com revestimento de aço Tubulões

32 Tubulões São elementos estruturais de fundação profunda constituídos da concretagem de um poço usualmente de forma cilíndrica, escavado em um terreno, geralmente dotado de uma base alargada. 4 Tubulões a céu aberto • exeqüível somente acima do NA • altura da basenão deve ser superior a 2,00 m • concretagem da base não deve ultrapassar 24h após escavação • fuste geralmente de forma circula - Ø > 70 cm • despreza o atrito lateral entre o fuste e o terreno • não recebem armação quando as cargas são somente verticais • área da base = carga atuante: taxa do terreno

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34 volume da base

35 4 Tubulões a ar comprimido (pneumático)
São indicados quando as escavações são abaixo do lenço freático e não se consiga esgotar a água por perigo de desmoronamento. Atualmente tem sido utilizado somente com camisa de concreto e em obras de arte especiais. • altura limitada a 34 m – pressão de 3,4 atm • equipe de socorro médico disponível • câmara de descompressão na obra • manter compressores e reservatório de ar reserva • renovação de ar garantida

36 Tubulão com camisa de concreto

37 Principais tipos de estacas considerando o método executivo
1 – Grandes deslocamentos (cravadas) • Madeira • Concreto pré-moldadas cravadas a percussão cravadas por prensagem moldadas in situ tipo Franki • Aço tubo de ponta fechada

38 2 – Pequenos deslocamentos
• Perfis de aço • Concreto moldadas in situ com pré-furo tipo Strauss tipo raiz pré-moldada com pré-furo 3 – Sem deslocamentos (escavadas) • Concreto Ferramentas rotativas sem suporte com uso de lama com revestimento diafragmadora com uso de lama

39 No estudo de fundações deve-se analisar, desde que possível, mais de uma opção.
Deve-se considerar: volumes de escavação e aterro quantidade de concreto e aço dos blocos facilidades executivas Após fazer a escolha considerando: menor custo menor prazo

40 Na escolha do tipo de estaca deve-se observar:
1 – Características do subsolo • argilas muito moles  não utilizar estaca de concreto moldadas in situ • solos resistentes (compactos ou pedregulho)  não utilizar estacas de concreto pré-moldadas • solo com matacão  não utilizar estacas cravadas de qualquer tipo • NA elevado  não utilizar estacas de concreto moldadas in situ sem revestimento • aterro recente  possibilidade de atrito negativo  utilizar estacas com superfície mais lisa ou com tratamento betuminoso

41 2 – Esforços nas fundações
• nível de carga dos pilares • outras solicitações além das compressões (trações, torções etc.) 3 – Características do local • topografia local que pode dificultar acesso dos equipamentos • limitações de altura dificultando acesso dos equipamentos • distância que onera o transporte dos equipamentos • interferência com serviços públicos • possibilidade de ocorrer erosões

42 4 – Características das edificações vizinhas
• profundidade e tipo das fundações • existência de subsolo • sensibilidade a vibrações • problemas já existentes nas edificações • existência de contenções nas divisas

43 Estacas moldadas no local
4 Tipo Franki Origem  Edgard Frankignoul (Bélgica – início do século XX). Patente de domínio público a partir de 1960. Idéia  Cravar um tubo no solo através de golpes de um pilão, em queda livre, numa bucha de concreto seco colocada na extremidade inferior do tubo. Características gerais • estacas de carga elevada • necessário equipamento específico • necessário mão-de-obra especializada 

44 Bate-estaca típico

45 Tipos de bate-estacas Tubos e pilões Categoria / Característica Tipo 1
torre (m) 13.5 20 30 guincho (kN) 70 a 100 120 a 150 180 tubos (cm) 30 a 52 30 a 60 profundidades da estaca (m) 15 a 18 20 a 25 Tubos e pilões diâmetro do tubo (cm) 30 35 40 52 60 peso do tubo (kN/m) 1.4 1.74 2.25 3.65 4.50 pilão (kN) 10 15 20 28 diâmetro do pilão (cm) 18 22 25 31 38

46 Método executivo 1 – Posicionamento do tubo de revestimento
2 – Formação da bucha (brita e areia) dentro do tubo 3 – Compacta-se a bucha com o pilão de maneira a fazê-la aderir ao tubo altura da bucha: 1,5 a 2,0 vezes o diâmetro do tubo 4 – Crava-se o tubo no terreno através do impacto do pilão na bucha 5 – A profundidade é definida pela nega do tubo p/ queda de 1,0 m no pilão (10 golpes): nega entre 5 e 20 mm p/ queda de 5,0 m (1 golpe): nega entre 5 e 20 mm 6 – Prende-se o tubo na torre

47 7 – Expulsa-se a bucha para iniciar a base alargada
8 – Alarga-se a base pelo apiloamento de pequenas quantidades de concreto quase seco 9 – Coloca-se a armação e compacta-se volume adicional de concreto para fixá-la 10 – Inicia-se a concretagem do fuste com pequenas quantidades de concreto concreto Fck > 20 MPa, baixo fator água/cimento e ‘slump’ zero 11 – Recupera-se o tubo à medida que o concreto é apiloado 12 – Marcações no cabo do pilão controlam a altura das camadas de concreto

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49 Alternativa na cravação
Quando há problema para a penetração do tubo tais como ocorrência de matacões ou camadas de solo muito resistente pode-se utilizar tubo aberto na cravação. Neste caso utiliza-se bate-estaca adequado e ferramentas especiais como piteira (sonda), pilão e trépano.

50 Fases de execução da estaca tipo Franki usando cravação com tubo aberto

51 Características executivas que diferenciam a estaca
• A cravação com ponta fechada isola o tubo evitando a entrada de água do subsolo • A base alargada dá maior resistência de ponta • Em solos arenosos o apiloamento da base os compacta e aumenta o diâmetro da base • Em solos argilosos o apiloamento expele a água que é absorvida pelo concreto seco • O apiloamento do concreto do fuste compacta o solo e aumenta o atrito lateral • O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação

52 Estacas moldadas no local
4 Strauss Estaca escavada com o emprego de uma sonda, revestida por uma camisa metálica recuperada que é cravada em toda sua profundidade. O revestimento garante a estabilidade da perfuração e permite que não ocorra mistura com o solo durante a concretagem.

53 Equipamentos Utilizados
• Guincho com motor acoplado • Chassi de madeira (para movimentar a máquina) • Tripé metálico com carretilha no topo • Guincho manual para levantamento dos tubos • Tubos de aço de 2,5 m com roscas macho e fêmea • Sonda, piteira ou soquete com lastro de chumbo > 300 Kg (possui válvula mecânica que permite a entrada da escavação)

54 Método Executivo 4 Perfuração
1 – Inicia-se com um pré-furo feito com a sonda 2 – Posiciona-se o primeiro tubo com extremidade inferior dentada 3 – Posiciona-se a sonda internamente ao tubo 4 – A sonda é manobrada para cima e para baixo cortando o terreno 5 – É jogado água internamente e externamente ao tubo 6 – A sonda é retirada e o material escavado é descarregado pelas janelas 7 – Tendo escavado o comprimento de um tubo, inicia-se manobra conjunta tubo/sonda. Coloca-se uma haste de aço na seção superior do tubo. Com a sonda ele é percutido para dentro do furo escavado 8 – Rosqueia-se novo tubo e continua o procedimento

55 Obs.: A estaca pode ser armada
4 Concretagem da estaca 1 – Lava-se o tubo internamente retirando-se lama/água com a sonda 2 – O soquete é lavado e posicionado 3 – O concreto é lançado através de funil. Fck > 15 Mpa – ‘slump’ > 8 cm. Consumo de cimento > 300 kg/m3 4 – Apiloa-se o concreto com o soquete formando-se um bulbo na base 5 – Na concretagem do fuste vai-se retirando o tubo à medida que o concreto é socado. Cada camada de concreto deve ter 1,0 m 6 – Deve-se manter uma coluna de seis metros de concreto a fim de evitar solapamentos e mistura com solo 7 – Coloca-se no topo a ferragem de espera Obs.: A estaca pode ser armada

56 Vantagens 1 – Equipamento leve e econômico – adapta-se em terrenos pequenos 2 – Ausência de vibrações 3 – Possibilidade de executar a estaca do tamanho projetado 4 – Possibilidade de verificar corpos estranhos no solo 5 – Possibilidade de verificar a natureza do solo 6 – Possibilidade de executar a estaca próximo a divisas 7 – Estacas econômicas para cargas leves

57 Limitações 1 – Com elevada vazão não se consegue esgotar a água com a sonda. Não é recomendada nestes casos 2 – Em argilas moles ou areias submersas o risco de seccionamento é muito grande. Não é recomendada nestes casos 3 – Deve-se ter um controle rigoroso na concretagem (falhas) e na retirada do tubo 4 – Indicadas para comprimentos máximos de 25,0 m

58 Estacas Escavadas 4 Hélice Contínua
É executada por meio de escavação com um trado contínuo e injeção de concreto, sob pressão controlada, através da haste central do trado simultaneamente à sua retirada do terreno. • Originária nos EUA e aplicada na Europa e Japão na década de 1980. • No Brasil desde 1987.

59 Método Executivo 4 Perfuração
1 – Posiciona-se a hélice espiral que na parte inferior possui dentes que facilitam a escavação 2 – Crava-se a hélice por meio de uma mesa rotativa 3 – O tubo central é vedado na parte inferior, com uma tampa de proteção, para evitar a entrada do solo 4 – A perfuração é contínua para não permitir alívio significativo das tensões do terreno. Isto torna a execução possível em solos coesivos e arenosos, na presença ou não do lenço freático

60 Vantagens Limitações 1 – Elevada produtividade
2 – Adaptável à maioria dos terrenos. Exceto rocha e matacões 3 – Não causa vibrações e descompressão no terreno 4 – Não usa lama betonítica 5 – Cargas leves ou pesadas Limitações 1 – Equipamento de grande porte, necessita de áreas planas 2 – Necessita de pá carregadeira para remoção do material escavado 3 – Custo de mobilização elevado. Número mínimo de estacas 4 – Limitadas a 24 metros de profundidade

61 4 Concretagem 1 – Atingida a profundidade determinada inicia-se a concretagem através do tubo central. 2 – À medida que vai bombeando o concreto a hélice vai sendo retirada. O tampão é expulso pelo concreto. 3 – Concreto Fck  20 MPa – ‘slump’ 200 mm – consumo de cimento 350 a 450 kg/m3.

62 4 Armação 1 – As estacas submetidas somente a esforços de compressão normalmente não são armadas. 2 – A armação, quando necessária, é colocada após a concretagem, com as dificuldades inerentes. 3 – As ‘gaiolas’ são com barras de grosso diâmetro e estribos na forma helicoidal soldados nas barras.

63 Monitoramento As estacas hélice contínua são monitoradas por sistema de computador alimentado por baterias. O operador monitora da cabine, através de mostradores digitais, diversos parâmetros da estaca, tais como: profundidade, velocidade de rotação da mesa, torque, inclinação da estaca, pressão e volumes do concreto etc. Para cada estaca é emitido um relatório com o seu perfil provável.

64 Estacas cravadas de concreto
Tipo de estaca Dimensão Carga usual (tf) Carga máx. (tf) Obs. Pré-moldada vibrada Quadrada  = 60 a 90 kgf/cm2 20 x 20 25 x 25 30 x 30 35 x 35 25 40 55 80 35 100 Disponíveis até 8 m Podem ser emendadas Circular  = 90 a 110 kgf/cm2  22  29  33 30 50 70 60 Disponíveis até 10 m Podem ter furo central Pré-moldada protendida  = 100 a 140 kgf/cm2  20  25 Disponíveis até 12 m Com furo central (ocas) Pré-moldada centrifugada  = 90 a 11 kgf/cm2  26 33  42  50  60 90 130 170 75 115 230 Com furo central (ocas) e paredes de 6 a 12 cm Tipo Franki  = 60 a 100 kgf/cm2  35  40  52 210 280 Tubos até 25 m (podem ser emendados) Cargas maiores requerem armaduras/bases especiais

65 Estacas moldadas in situ com pré-escavação
Tipo de estaca Dimensão (cm) Carga usual (tf) Carga máx. Obs. Tipo Strauss  = 40 kgf/cm2  25 cm  32 cm  38 cm  45 cm 20 30 – 35 45 65 Não são indicadas na ocorrência de argilas muito moles Tipo raiz  = 100 kgf/cm2  17  22  27  32 30 50 70 100 40 60 90 110 diâmetro acabado 20 cm diâmetro acabado 25 cm diâmetro acabado 30 cm diâmetro acabado 35 cm

66 Estacas diafragmas ou “barretes”
Estacas escavadas Tipo de estaca Dimensão (cm) Carga usual (tf) Carga máx. Obs. Tipo “broca”  = 40 a 40 kgf/cm2  20  25 10 15 20 Executadas até o NA Escavadas circulares  = 30 a 50 kgf/cm2  60  80  100  120 90 150 240 340 140 250 390 560 Escavação estabilizada com lama ou camisa de aço Estacas diafragmas ou “barretes” 40 x 250 60 x 250 80 x 250 100 x 250 500 750 1000 1250 Escavação estabilizada com lama

67 (correto: descontar 1,5 mm para corrosão e aplicar  = 1.200 kgf/cm2)
Estacas de aço cravadas Tipo de estaca Tipo / Dimensão Carga máx. (tf) Peso / Metro (kgt/m) Trilhos usados  = 800 kgf/cm2 TR 25 TR 32 TR 37 TR 45 TR 50 2 TR 32 2 TR 37 3 TR 32 3 TR 37 20 25 30 35 40 50 60 75 90 24,6 32,0 37,1 44,6 5-,3 64,0 74,2 96,0 111,3 Perfis I e H (correto: descontar 1,5 mm para corrosão e aplicar  = kgf/cm2) H 6” I 8” I 10” I 12” 2 I 10” 2 I 12” 80 120 27,3 37,7 60,6 75,4 121,2

68 Estacas Escavadas 4 Injetadas – Tipo Raiz
A técnica de estacas injetadas foi originalmente desenvolvida para reforço de fundações e melhoramentos das características mecânicas de solos. A patente italiana data de 1952 e com o domínio público na década de 1970 iniciou-se a comercialização de estacas similares por diversas empresas. Inicialmente eram denominadas estacas de pequeno diâmetro ou micro estaca.

69 Método Executivo 1 – A perfuração é realizada por meio de perfuratriz rotativa com a descida de tubo de revestimento. Em terrenos resistentes utiliza-se brocas de três asas ou coroa diamantada. 2 – Em solos a perfuração é auxiliada por circulação de água. 3 – A armadura é montada na forma de gaiola. 4 – Após o término da escavação mantém-se a circulação de água até a limpeza completa do tubo. 5 – Coloca-se tubo 11/2” internamente, procedendo a injeção de argamassa de baixo para cima. Consumo mínio de 600 kg/m3. 6 – Rosqueia-se na parte superior um tampão e aplica-se golpes de ar comprimido que, auxiliado por macaco hidráulico, retira o revestimento. Completa-se o nível de argamassa.

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71 Cargas admissíveis máximas de estacas-raiz

72 Estacas Pré-moldadas Caracterizam-se por serem cravadas no terreno por percussão, prensagem ou vibração. São constituídas por um único elemento estrutural (madeira, aço ou concreto) ou pela associação de dois destes elementos (estacas mistas).

73 4 Estacas de madeira • Em obras definitivas deve-se usar madeira de lei. • Abaixo do lenço freático a sua duração é ilimitada. • Atualmente a sua utilização é limitada em razão da dificuldade em obter boas estacas. • Para evitar danos durante a cravação, as cabeças devem ser protegidas por anel de aço. •  20 cm  150 KN  30 cm  300 KN  40  500 KN

74 4 Estacas metálicas • São utilizados perfis de aço I ou H tubos e trilhos (usados). • Podem ser cravadas em terrenos resistentes sem risco de levantar estacas vizinhas. • Estando coberta por solo a corrosão é praticamente inexistente. • Custo elevado devido ao material e pela diferença de comprimento em relação a outras estacas.

75 4 Estacas de concreto • São confeccionadas com concreto armado ou protendido e adensadas por centrifugação ou vibração. • As seções são quadradas, circulares maciças ou vazadas. • Comprimento da peça de 12 m devendo ser emendadas através de anéis soldados (tração). • A carga máxima é indicada pelos fabricantes, porém deve-se observar se o comprimento é compatível com a transferência de carga para o solo.

76 Cálculo da nega W . P . h R (W + P) (fórmula de Brix) S =
P – peso da estaca W – peso do pilão H – altura de queda R – resistência do solo à penetração R = cinco vezes a carga admissível da estaca S - nega (penetração permanente da estaca devido a um golpe) (medido em dez golpes)

77 FUNDAÇÕES (Resumo) 4 Fundações diretas • Bloco • Sapata • Radier
4 Fundações profundas • Tubulões - tubulão a céu aberto - tubulão a ar comprimido

78 - Grandes deslocamentos
4 Fundações profundas • Estacas - Grandes deslocamentos  Madeira  Pré-moldada de concreto  Franki  Aço com ponta fechada - Pequenos deslocamentos  Perfis de aço  Strauss  Raiz  Pré-moldada com pré-furo - Sem deslocamento (escavadas)  Com rotativa  Diafragma trado hélice contínua raiz

79 • Argila muito mole – não usar estaca de concreto moldada no local
• Solos resistentes compactos e pedregulho – não usar estacas de concreto pré-moldadas • Solo com matacão – não usar estacas cravadas • NA elevado – não usar estaca de concreto moldada in situ e tubulão e céu aberto • Camadas de areia ou aterro mole – não usar tubulão a céu aberto

80 APLICAÇÕES Raiz Madeira Strauss 4 todo tipo de solo
até 150 T 4 usada para cargas mais baixas Madeira 4 usada somente abaixo do NA até 50 T Strauss 4 não usada com argila mole ou areia submersa até 65 T

81 APLICAÇÕES Hélice contínua Franki Tipo broca (trado) até 20 T
4 usada em solos coesivos e arenosos com ou sem presença de água Franki 4 até 280 T 4 restrições em casos particulares de espessas camadas de solo mole 4 produz altas vibrações Tipo broca (trado) 4 não usada abaixo do NA e terrenos arenosos até 20 T