Download - TCC Fundações
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas GeraisCampus Congonhas
CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES
SENOCK HENRIQUE DE OLIVEIRA CASTRO
FUNDAÇÕES
Congonhas
1
2013
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas GeraisCampus Congonhas
CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES
FUNDAÇÕES
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado ao curso de Edificações, do Instituto Federal Minas Gerais – Campus Congonhas, como pré-requisito para obtenção do título de Técnico em Edificações.
Orientador: Mário Cabello
2
Congonhas2013
SENOCK HENRIQUE DE OLIVEIRA CASTRO
FUNDAÇÕES
Trabalho de Conclusão de Curso submetido à banca examinadora
designada pela Coordenação do Curso de Edificações, do Instituto Federal
Minas Gerais – Campus Congonhas, como pré-requisito para a obtenção do
título de Técnico em Edificações.
Aprovado em ____ de ____________________ de 2013.
Por:
_________________________________________Mário Cabello
Engenheiro Civil
_________________________________________
3
Rodolfo da SilvaCoordenador do curso de Edificações
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, autor de tudo que me da força para
seguir em frente com meus sonhos.
Ao meu pai, minha mãe e meu irmão, que sempre me deram forças para
jamais desistir dos meus sonhos e objetivos.
A Aninha, minha querida namorada, que esteve ao meu lado me dando
todo o incentivo e apoio.
Aos meus familiares, que a todo momento me apoiou em minhas
escolhas e decisões.
Aos meus amigos, pelos momentos de companheirismo.
Aos professores do IFMG que sempre se dedicaram para que chegasse
ao êxito.
Muito Obrigado!
4
RESUMO
A estrutura de uma obra é constituída pelo esqueleto formado pelos
elementos estruturais, tais como: lajes, vigas, pilares e fundações, etc.
Fundação é o elemento estrutural que tem por finalidade transmitir as cargas
de uma edificação para uma camada resistente do solo. Existem vários tipos de
fundações e a escolha do tipo mais adequado é função das cargas da
edificação e da profundidade da camada resistente de solo. Com base na
combinação destas duas análises optar-se-á pelo tipo que tiver o menor custo
e o menor prazo de execução.
PALAVRAS-CHAVE: construção civil, fundações, edificações.
5
SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃO 8
2- ELEMENTOS NECESSÁRIOS EM PROJETO DE FUNDAÇÕES 9
3- AS CARGAS DA EDIFICAÇÃO 10
4- RESISTÊNCIA OU CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO 12
5- CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES 13
6- ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO 14
7- FUNDAÇÕES RASAS OU DIRETAS 15
7.1 – Blocos e Alicerces 15
7.2 – Sapatas de Fundação 18
7.2.1 – Sapatas Isoladas 19
7.2.2 – Sapatas Corridas 20
7.2.3 – Sapatas Associadas 21
7.2.4 – Sapatas Alavancadas 22
7.3 – Radier 24
8- FUNDAÇÕES PROFUNDAS OU INDIRETAS 25
8.1 – Estacas Moldados in loco 27
8.1.1 – Estaca escavada mecanicamente (s/ lama) 27
8.1.2 – Estaca escavada (c/ lama bentonítica) 27
8.1.3 – Estaca Raiz 29
8.1.4 – Estaca Strauss 32
8.1.5 – Estaca Apiloada 35
8.1.6 – Estaca Franki 35
8.1.7 – Estaca de Hélice Contínua (monitorada) 38
8.1.8 – Parede Diafragma e Estacas Barretes 40
8.1.9 – Estaca Ômega (monitorada) 42
6
8.2 – Estacas Pré-Moldadas 42
8.2.1 – Estaca de Madeira 43
8.2.2 – Estaca Metálica 44
8.2.3 – Estaca de Concreto 45
8.2.4 – Estaca Mega 47
8.3 – Tubulões 48
8.3.1 – Tubulão a céu aberto 48
8.3.2 – Tubulão pneumático ou ar comprimido
50
9- CONCLUSÃO 53
10- BIBLIOGRAFIA 54
7
1. INTRODUÇÃO
O que é uma fundação? É um sistema formado pelo terreno (maciço de
solo) e pelo elemento estrutural de fundação que transmite a carga ao terreno
pela base ou fuste, ou combinação das duas.
Toda obra de engenharia necessita de uma base sólida e estável para ser
apoiada. Entende-se por obra de engenharia: edifício de apartamentos, galpão,
barracão, ponte, viaduto, rodovia, ferrovia, barragem de terra ou concreto,
porto, aeroporto, estação de tratamento de água, etc. Base sólida e estável:
apoio que proporcione condições de segurança quanto à ruptura e
deformações. É importante lembrar que os solos situados sob as fundações se
deformam, e que, consequentemente, toda fundação sofre recalques, devido
ao acréscimo de tensões introduzido por uma obra de engenharia no solo de
fundação, e que a todo acréscimo de tensões corresponde uma deformação. O
importante é que não sejam ultrapassadas as deformações limites
(admissíveis), que cada edificação pode suportar sem prejuízo de sua
utilização pelo tempo previsto para tal.
8
2. ELEMENTOS NECESSARIOS EM PROJETO DE FUNDAÇÕES
Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de
fundações são:
1) Topografia da Área
Levantamento topográfico (planialtimétrico)
Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam, no
caso de acidente, atingir o terreno).
Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na
geomorfologia).
2) Dados Geológicos-Geotécnicos
Investigação do subsolo (preferencialmente em 2
etapas: preliminar e complementar).
Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e
levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências
anteriores na área etc.)
3) Dados da Estrutura a Construir
Tipo e uso que terá a nova obra.
Cargas (ações nas fundações).
Sistema estrutural.
4) Dados sobre Construções Vizinhas
Tipo de estrutura e fundações.
Número de pavimentos, carga média por pavimento.
9
Desempenho das fundações.
Existência de subsolo.
Possíveis conseqüências dc escavações c vibrações provocadas
pela nova obra.
3. AS CARGAS DA EDIFICAÇÃO
As cargas da edificação são obtidas por meio das plantas de arquitetura
e estrutura, onde são considerados os pesos próprios dos elementos
constituintes e a sobrecarga ou carga útil a ser considerada nas lajes que são
normalizadas em função de sua finalidade. Eventualmente, em função da altura
da edificação deverá também ser considerada a ação do vento sobre a
edificação. A tabela 1 fornece o peso específico dos materiais mais utilizados
nos elementos constituintes de uma construção, enquanto na tabela 2 as
sobrecargas ou cargas úteis em lajes de piso ou de forro de acordo com a sua
finalidade.
Tabela 1: Peso específico dos materiais mais empregados em uma construção.
Material Peso específico
Unidade
10
Alvenaria de pedra
Alvenaria de tijolo maciço revestido
Alvenaria de tijolo furado revestido
Concreto simples
Concreto armado
Revestimento com madeira (taco)
Ladrilho e pedras de piso
Mármore de 2 a 3 cm de espessura
Revestimento de tetos e pisos de lajes com argamassa
Telhado completo – telha francesa Telhado completo – telha canal
Telhado completo – cimento amianto
Madeira de lei
2200 a 2400
1600
1300
2200
2500
45
50
80 a 90
25
125
150
90
900
kgf/m3
kgf/m3
kgf/m3
kgf/m3
kgf/m3
kgf/m2
kgf/m2
kgf/m2
kgf/m2
kgf/m2
kgf/m2
kgf/m2
kgf/
Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Tabela 2: Sobrecargas ou carga úteis em lajes de piso e de forro.
Compartimento Sobrecarga – kgf/m2
Laje de forro
Laje de piso de residência
Laje de piso de escritório
Laje de piso de enfermarias e recepções
Salas de aula, assembléias
Biblioteca – sala de leitura
Biblioteca – sala de estante de livro
Depósitos
Arquibancadas
100
200
200
250
350
250
a ser determinado em cada caso
a ser determinado em cada caso
400
11
Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
4. RESISTÊNCIA OU CAPACIDADE DE CARGA DO SOLO
A determinação da tensão admissível, resistência ou capacidade de
carga do solo fs consiste no limite de carga que o solo pode suportar sem se
romper ou sofrer deformação exagerada. Para obras de vulto sujeitas à cargas
elevadas só pode ser realizada por empresas especializadas, que além do
estudo do subsolo, de um modo geral propõem sugestões para o tipo de
fundação mais adequado para que o binômio estabilidade-economia seja
atendido.
Para obras de pequeno vulto sujeita a cargas relativamente pequenas, a
resistência fs do terreno poderá ser obtida por meio de tabelas práticas em
função do tipo de solo (tabela 3).
Tabela 3: Tensão admissível no solo (fs) recomendado pela ABNT.
Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
12
Tipo de solo Tensão admissível (kgf/cm2)
Rocha viva, maciça sem laminação, fissuras ou sinal de decomposição, tais como: gnaisse, granito, diábase e basalto.
Rochas laminadas com pequenas fissuras estratificadas, tais como: xistos e ardósias.
Depósitos compactos e contínuos de matacões e pedras de várias rochas.
Solo concrecionado.
Pedregulhos compactos e mistura de areia e pedregulho.
Pedregulhos soltos e mistura de areia e pedregulho. Areia grossa compacta.
Areia grossa fofa e areia fina compacta.
Areia fina fofa.
Argila dura.
Argila rija.
Argila média.
Argila mole, argila muito mole, aterros.
100
35
10
8
5
3
2
1
3
2
1
* 5. CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES
De acordo com a profundidade do solo resistente, onde está implantada
a sua base, as fundações podem ser classificadas em:
• Fundações superficiais (diretas): quando a camada resistente à carga
da edificação, ou seja, onde a base da fundação está implantada, não excede a
duas vezes a sua menor dimensão ou se encontre a menos de 3 m de
profundidade;
• Fundações profundas (indiretas): são aquelas cujas bases estão
implantadas a mais de duas vezes a sua menor dimensão, e a mais de 3 m de
profundidade.
O que caracteriza principalmente uma fundação rasa ou direta é o fato
da distribuição de carga do pilar para o solo ocorrer pela base do elemento de
13
fundação, sendo que, a carga aproximadamente pontual que ocorre no pilar, é
transformada em carga distribuída, num valor tal, que o solo seja capaz de
suportá-la. Outra característica da fundação direta é a necessidade da abertura
da cava de fundação para a construção do elemento de fundação no fundo da
cava.
A fundação profunda ou indireta, a qual possui grande comprimento em
relação a sua base, apresenta pouca capacidade de suporte pela base, porém
grande capacidade de carga devido ao atrito lateral do corpo do elemento de
fundação com o solo. A fundação profunda, normalmente, dispensa abertura da
cava de fundação, constituindo-se, por exemplo, em um elemento cravado por
meio de um bate-estaca.
6. ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
Com os resultados das sondagens, a grandeza e natureza
das cargas estruturais e conhecendo as condições de estabilidade,
fundações, etc... das construções vizinhas, pode o engenheiro
proceder a escolha do tipo de fundação mais adequada, técnica e
economicamente.
O estudo é conduzido inicialmente, pela verificação da
possibilidade do emprego de fundações diretas.
Mesmo sendo viável a adoção das fundações diretas é
aconselhável comparar o seu custo com o de uma fundação indireta.
14
E finalmente, verificando a impossibilidade da execução
das fundações diretas, estuda-se o tipo de fundação profunda mais
adequada.
Quando a camada ideal for encontrada à profundidade de
5,0 à 6,0m, podemos adotar brocas, se as cargas forem na ordem de 4
a 5 toneladas
Em terrenos firmes a mais de 6,0m, devemos utilizar
estacas ou tubulões.
7. FUNDAÇÕES RASAS OU DIRETAS
Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno,
predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em
que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior
a duas vezes a menor dimensão da fundação.
Incluem-se neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radiers, as
sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas.
Para o caso de fundações apoiadas em solos de elevada porosidade,
não saturados, deve ser analisada a possibilidade de colapso por
encharcamento, pois estes solos são potencialmente colapsíveis. Em princípio
15
devem ser evitadas fundações superficiais apoiadas neste solo, a não ser que
sejam feitos estudos considerando-se as tensões a serem aplicadas pelas
fundações e a possibilidade de encharcamento do solo.
7.1. BLOCOS E ALICERCES
Este tipo de fundação é utilizado quando há atuação de pequenas
cargas, como por exemplo, um sobrado. Os blocos são elementos estruturais
de grande rigidez, ligados por vigas denominadas “baldrames”, que suportam
predominantemente esforços de compressão simples provenientes das cargas
dos pilares. Os eventuais esforços de tração são absorvidos pelo próprio
material do bloco. Podem ser de concreto simples (não armado), alvenarias de
tijolos comuns (Figura 3.1) ou mesmo de pedra de mão (argamassa ou não).
Geralmente, usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do
solo está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade.
Os alicerces, também denominados de blocos corridos, são utilizados na
construção de pequenas residências e suportam as cargas provenientes das
paredes resistentes, podendo ser de concreto, alvenaria ou de pedra.
16
Figura 1: Tipos de alicerce e Bloco em alvenaria de tijolos. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Execução
Executar a abertura da vala.
Promover a compactação da camada do solo resistente, apiloando o
fundo.
Colocação de um lastro de concreto magro (90 kgf/cm2) de 5 a 10 cm de
espessura.
Execução do embasamento, que pode ser de concreto, alvenaria ou
pedra.
Construir uma cinta de amarração que tem a finalidade de absorver
esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o
carregamento e combater esforços horizontais.
Fazer a impermeabilização para evitar a percolação capilar, utilizando
uma argamassa “impermeável” (com aditivo) ou ainda, uma chapa de
cobre, de alumínio ou ardósia.
Deve-se, ainda, observar com cuidado:
Se há ocorrência de formigueiros e raízes de árvore no momento da
escavação da vala.
Compatibilização da carga da parede x largura do alicerce, observando:
eventual distinção da largura dos alicerces para as diferentes paredes, e
o uso adicional de brocas em pontos isolados, como reforço de
fundação.
17
Se o terreno está em declive, deve-se fazer o alicerce em escada.
Figura 2: Execução do alicerce em declive. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Controle de Qualidade
Locação do centro dos blocos e das linhas das paredes.
Cota do fundo da vala.
Limpeza da vala.
7.2. SAPATAS DE FUNDAÇÃO
As sapatas são elementos de apoio do concreto armado, de menor
altura que os blocos.
As sapatas podem assumir praticamente qualquer forma em planta,
sendo as mais 18requentes as sapatas quadradas (B=L), retangulares e
corridas (L >> B) . Para efeito de cálculos geotécnicos, considera-se como
retangular uma sapata em que L <= 5B.
Além dos tipos fundamentais acima, deve-se também reconhecer as
sapatas associadas, as quais são empregadas nos casos em que, devido à
proximidade dos pilares, não é possível projetarse uma sapata isolada para
18
cada pilar. Nestes casos, uma única sapata serve de fundação para dois ou
mais pilares.
No caso de pilares encostados em divisas, ou junto ao alinhamento de
uma calçada, nào é possível projetar-se uma sapata centrada no pilar,
recorrendo-se então a uma viga de equilíbrio (viga alavanca) a fim de corrigir a
excentricidade existente.
Figura 3: Sapatas de Fundação. Fonte:
http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Figura 4: Sapatas de Fundação.Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
7.2.1. SAPATAS ISOLADAS
19
São aquelas que transmitem para o solo, através de sua base, a carga
de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas (BRITO, 1987). A Figura 3.4
apresenta alguns tipos de sapatas isoladas.
Execução
Fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm para execução do
concreto “magro”.
Posicionamento das fôrmas, de acordo com a marcação
executada no gabarito de locação.
Preparo da superfície de apoio.
Colocação da armadura.
Posicionamento do pilar em relação à caixa com as
armações.
Colocação das guias de arame, para acompanhamento da
declividade das superfícies do concreto.
Concretagem: a base poderá ser vibrada normalmente,
porém para o concreto inclinado deverá ser feita uma vibração manual,
isto é, sem o uso do vibrador.
Figura 5: Sapatas isoladas. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
20
7.2.2. SAPATAS CORRIDAS
São elementos contínuos que acompanham a linha das paredes, as
quais lhes transmitem a carga por metro linear. Para edificações cujas cargas
não sejam muito grandes, como residências, pode-se utilizar alvenaria de
tijolos. Caso contrário, ou ainda para profundidades maiores do que 1,0 m,
torna-se mais adequado e econômico o uso do concreto armado.
Figura 6: Sapatas Corridas. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Execução
Escavação.
Colocação de um lastro de concreto magro de 5 a 10 cm
de espessura.
Posicionamento das fôrmas, quando o solo assim o exigir.
Colocação das armaduras.
Concretagem.
Cinta de concreto armado: sua finalidade é a maior
distribuição das cargas, evitando também deslocamentos indesejáveis,
pelo travamento que confere à fundação; muitas vezes, é usado o
próprio tijolo como fôrma lateral.
21
Camada impermeabilizante: sua função é evitar a subida
da umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação; sua
execução deve evitar descontinuidades que poderão comprometer seu
funcionamento e nunca devem ser feitas nos cantos ou nas junções das
paredes; esta camada deverá ser executada com argamassa com
adição de impermeabilizante e deverá se estender pelo menos 10 cm
para revestimento da alvenaria de embasamento; para evitar retrações
prejudiciais, deverá receber uma cura apropriada (água, sacos de
cimento molhados, etc.), sendo depois pintada com emulsão asfáltica
em duas demãos, uma após a secagem completa da outra.
7.2.3. SAPATAS ASSOCIADAS
Um projeto econômico deve ser feito com o maior número possível de
sapatas isoladas.
No caso em que a proximidade entre dois ou mais pilares seja tal que as
sapatas isoladas se superponham, deve-se executar uma sapata associada. A
viga que une os dois pilares denomina-se viga de rigidez, e tem a função de
permitir que a sapata trabalhe com tensão constante.
22
Figura 7: Sapatas Associadas. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
7.2.4. SAPATAS ALAVANCADAS
No caso de sapatas de pilares de divisa ou próximos a obstáculos onde
não seja possível fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com
o centro de carga do pilar, cria-se uma viga alavanca ligada entre duas
sapatas, de modo que um pilar absorva o momento resultante da
excentricidade da posição do outro pilar.
Figura 8: Sapatas Alavancadas.Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
Controle de Qualidade
Locação do centro da sapata e do eixo do pilar.
Cota do fundo da vala.
Limpeza do fundo da vala.
Nivelamento do fundo da vala.
Dimensões da forma da sapata.
Armadura da sapata e do arranque do pilar;
23
7.3. RADIER
A utilização de sapatas corridas é adequada economicamente enquanto
sua área em relação à da edificação não ultrapasse 50%. Caso contrário, é
mais vantajoso reunir todas as sapatas num só elemento de fundação
denominado radier. Este é executado em concreto armado, uma vez que,
além de esforços de compressão, devem resistir a momentos provenientes dos
pilares diferencialmente carregados, e ocasionalmente a pressões do lençol
freático (necessidade de armadura negativa). O fato do radier ser uma peça
inteiriça pode lhe conferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes
24
recalques diferenciais. Uma outra vantagem é que a sua execução cria uma
plataforma de trabalho para os serviços posteriores; porém, em contrapartida,
impõe a execução precoce de todos os serviços enterrados na área do radier
(instalações sanitárias, etc.).
Figura 9: Radier. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
8. FUNDAÇÕES PROFUNDAS OU INDIRETAS
O tipo de fundação deve ser escolhido com base nos seguintes fatores:
Fatores Técnicos, tais como natureza e característica do solo, nível do lençol
d’água no local, recalques admissíveis e esforços solicitantes previstos.
Fatores Econômicos, tais como custos para execução dos diversos tipos,
25
situação e disponibilidade de espaço no canteiro de obras, condicionantes
construtivas do projeto e riscos com relação a vizinhos e terceiros, etc.
* A tabela a seguir ilustra o exposto acima, apresentando diversos tipos de
fundações segundo uma escala numérica de 1 a 10. Quanto maior o número
da escala, tanto mais propício é o solo para aquele tipo de fundação
Denominação Típica do Grupo de solo ou rocha
Facilidade de Execução Capacidade de Carga
Tubulão revestido
com camisa de concreto
ou metálica com ou sem ar
comprimido
Tubulão e estaca
escavada sem
revestimento
Estaca raiz e Tirantes
Estacas pré-
moldadas e Tipo Franki
Estaca Metálica
Estaca de ponta e
tubulão com base
alargada submetidos à compressão
Estacas por atrito lateral submetidos à compressão
Tirantes e estaca
submetidos à tração
Rochas
Rochas sãs 10, c/ explosivo
5, c/ martelete
10, c/ martelete de
fundoImpossível Impossível 10 10 10
Rochas Fraturadas
10, c/ explosivo
3, c/ martelete
6, c/ tubex Impossível Impossível 9 9 9
Alterações de Rochas
10, c/ explosivo
Impossível 6, c/ tubex Impossível 3 9 9 9
Rochase solos
Enrocamentos
3, com martelete
Impossível 6, c/ tubex Impossível Impossível zero zero zero
Solos com matacão ou
talus
3, com martelete A analisar 6, c/ tubex Impossível 3
Segue a granulometri
a predominant
e
Segue a granulometri
a predominant
e
Segue a granulometri
a predominant
e
Solos Grossos
Pedregulhos misturados ou não com areia, silte e
argila
3, c/ martelete
Impossível 6, c/ tubex Impossível 5 A analisar A analisar A analisar
Areias com pedregulhos
8, c/ pá e picareta
Impossível 6, c/ tubex 3 8
De 3 a 8 conforme a
compacidade
De 3 a 8 conforme a
compacidade
De 3 a 8 conforme a
compacidadeAreias sem
pedregulhos10, c/ pá e picareta Impossível
7, c/ revestiment
o6 10
Areias siltosas ou argilosas
10, c/ pá e picareta Impossível
7, c/ revestiment
o7 10
Solos Finos
Siltes inorgânicos, areias finas
siltes arenosos,
siltes argilosos de
baixa
10, c/ pá e picareta
1 8, c/ revestiment
o
10 10 De 2 a 7, conforme a
compacidade
De 2 a 7, conforme a
compacidade
De 2 a 7, conforme a
compacidade
26
plasticidade
Argila inorgânica de
baixa a média
plasticidade, com ou sem pedregulhos; arenosas ou
não
10, c/ pá e picareta 2
9, c/ revestiment
o10 10
De 1 a 6, conforme a
dureza
De 1 a 6, conforme a
dureza
De 1 a 6, conforme a
dureza
Siltes inorgânicos, solos siltosos ou arenosos mináceos ou diatomáceos
10, c/ pá e picareta
810, c/
revestimento
10 10De 2 a 7,
conforme a dureza
De 2 a 7, conforme a
dureza
De 2 a 7, conforme a
dureza
Argilas inorgânicas de elevada plasticidade
10, c/ pá e picareta
1010, s/
revestimento
10 10De 1 a 6,
conforme a dureza
De 1 a 6, conforme a
dureza
De 1 a 6, conforme a
dureza
Solos Orgânico
s
Argilas orgânicas de média a alta plasticidade,
siltes
5, c/ pá e picareta 7
8, c/ revestiment
o9 9
De 1 a 5, conforme a
dureza
De 1 a 5, conforme a
dureza
De 1 a 5, conforme a
dureza
Turfa, solo orgânicos de
baixa plasticidade
3, c/ pá e picareta
Impossível Impossível 7 7 zero zero zero
Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
8.1. ESTACAS
Elementos bem mais esbeltos que os tubulões, caracterizados pelo
grande comprimento e pequena secção transversal. São implantados no
terreno por equipamento situado à superfície. São em geral utilizados em
grupo, solidarizadas por um bloco rígido de concreto armado ( bloco de
caroamento).
P ≤ RL + RP onde RL = Resistência Lateral e RP = Resistência de Ponta
Estacas quanto ao carregamento: Ponta, Atrito, Ação Mista, Estacas de
Compactação, Estacas de Tração e Estacas de Ancoragem.
MOLDADAS “IN-LOCO”
8.1.1. ESTACA ESCAVADA MECÂNICAMENTE (S / LAMA)
27
Acima do N.A.
Perfuratrizes rotativas
Profundidades até 30m
Diâmetros de 0,20 a 1,70m (comum até 0,50m)
Figura 10: Estaca escavada Mecanicamente. Fonte: http://www.drilling.com.br/
8.1.2. ESTACA ESCAVADA (C/LAMA BENTONÍTICA)
São elementos de fundação circulares escavadas através de
perfuratrizes e ferramentas (trados e caçambas), nas quais a estabilidade das
paredes e fundo da escavação é propiciada pela lama bentonítica ou polímero
que preenche a perfuração. Os diâmetros variam de 600mm a 2500mm e a
profundidade pode chegar a 80 metros. O lançamento do concreto da estaca é
submerso.
28
Figura 11: Estaca Escavada (c/ lama bentonítica).Fonte: http://www.benapar.com.br
Aplicação
Baixo nível de vibração e ruído.
O comprimento pode ser alterado para adaptar o projeto às variações do
solo local.
Pode ser instalada em grandes diâmetros.
Pode ser executada em comprimentos longos
Execução
Antes de iniciar a escavação da estaca, coloca-se uma camisa-guia
metálica com 2000mm de comprimento e diâmetro um pouco maior que o da
estaca.
Logo depois, a caçamba ou trado é centralizado na estaca e inicia-se a
escavação através de uma perfuradora de esteiras equipada com haste Kelly
(telescópica).
A escavação divide-se nas seguintes fases:
1. Escavação e preenchimento simultâneo da estaca com lama
bentonítica ou polímero de preparação prévia
29
2. Ensaio para verificação das características da lama. Caso a mesma
esteja adequada, inicia-se a concretagem e colocação da armadura,
previamente montada, dentro da estaca; caso contrário não, é preciso
substituir a lama poluída
3. Concretagem submersa através de tubo tremonha, com introdução do
concreto via estaca, de baixo para cima, bombeando a lama de volta
para os tanques.
Controle de Qualidade
Durante a perfuração verifica-se, permanentemente, a verticalidade, que
é corrigida ao primeiro indício de desaprumo. Antes da concretagem verifica-se
a adequada limpeza do fundo da estaca através do ensaio das características
de amostra de lama, coletada a 15cm do fundo, e que deverá apresentar as
características dentro dos limites fornecidos pela NBR 6122. Após a colocação
da armação inicia-se a concretagem, que não deve sofrer interrupções, sendo
o concreto lançado pelos caminhões diretamente no funil disposto na
extremidade superior do tubo tremonha. Antes do lançamento de cada
caminhão verifica-se visualmente o aspecto do concreto e mede-se seu
abatimento.
Durante a concretagem é mantido rigoroso controle da subida do
concreto dentro da estaca, assegurando que posição da ponta do tubo
tremonha seja mantida sempre imersa no concreto.
8.1.3. ESTACA RAIZ
São elementos de fundação circulares de diâmetro máximo igual
510mm, utilizando perfuratrizes e tubos de aço recuperáveis, dispondo de
coroa de vídea na ponta que são introduzidos por rotação e injeção d’água.
Atingida a profundidade desejada é colocada a armação e a estaca é
preenchida com argamassa injetada sob pressão.
30
São estacas executadas por perfuratrizes, utilizando tubos de aço e
dispondo de coroa de widia na ponta que são introduzidos por rotação e
injeção d’água.
Figura 12: Estaca Raiz. Fonte: http://www.benapar.com.br
Aplicação
O processo se é melhor se aplica diante das seguintes situações:
Em obras onde não é possível a entrada de equipamentos de maior
porte
No caso de estacas muito profundas
Quando a perfuração de materiais impenetráveis é requerida
31
Quando não se admitem vibrações e/ou ruídos elevados durante a
execução.
Quando se deseja elevada capacidade de tração.
Quando há a possibilidade de execução de estacas com elevadas
inclinações.
Execução
Compreende a perfuração do terreno por meio de tubo de aço que
possui coroa de widia em sua extremidade inferior, ao qual se aplica a rotação
e “pull down” (força axial para baixo), à medida que água vai sendo injetada em
seu interior através de uma bomba capaz de elevadas vazões e pressões.
Ao retornar externamente ao tubo, a água injetada remove o material
desagregado pela coroa ao mesmo tempo em que forma-se espaço anelar
entre o tubo e o solo, permitindo que o mesmo gire livremente. A perfuração é
levada à cota de paralisação prevista para a estaca e, ao concluir a introdução
do tubo o fluxo d’água é mantido até que todo o material desagregado saia.
Coloca-se então a armadura da estaca e inicia-se a concretagem, que
consiste em verter, através de tubo tremonha, argamassa de cimento e areia
com consumo mínimo de 600kg de cimento por metro cúbico de argamassa. A
etapa prossegue até o enchimento do tubo de perfuração e retorno de
argamassa sã (sem excesso d’água).
Inicia-se então a remoção dos tubos de perfuração e, a cada tubo
removido, aplica-se pressão por meio de ar comprimido, até que se constate o
vazamento da argamassa por fora do tubo de perfuração.
Controle de Qualidade
O controle compreende a monitoramento dos seguintes fatores:
Natureza e resistência do material perfurado.
Limpeza adequada do fundo da estaca.
32
Centralização da armadura.
Características da argamassa injetada.
Manutenção do tubo de injeção sempre imerso na argamassa injetada.
Controle das pressões de injeção quando da remoção do revestimento.
Consumo de traços de argamassa injetados
8.1.4. ESTACA STRAUSS
A Estaca Strauss é o tipo de fundação mais antigo de escavação
mecânica que se têm conhecimento. Com a estaca strauss executam-
se fundações em diversos tipos de solos. Ela é executada em concreto simples
ou armado, moldada in loco, executada com revestimento metálico. A estaca
strauss está disponível no mercado com cargas e características técnicas
seguintes:
Capacidade de Carga
Diâmetro Nominal
Diâmetro Interno de Tubulação
Distância Mínima do Eixo da Estaca
(t) (cm) (cm) A Divisa
20 25 20 15
30 32 25 20
40 38 30 25
60 45 38 30
80 55 48 45
Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br/
33
Vantagens
A estaca strauss apresenta vantagem pela leveza e simplicidade do
equipamento que emprega. Com isso, pode ser utilizada em locais confinados,
em terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes.
O processo não causa vibrações, o que é de muita importância em obras
em que as edificações vizinhas, dada a natureza do subsolo e de suas próprias
deficiência, sofreriam danos sérios com essas vibrações.
Por a estaca Strauss ser moldada no local, fica acabado com
comprimento certo, arrasada na cota prevista, não havendo perda de material
nem necessidade de suplementação. Os equipamentos para a estaca strauss
constam de um tripé de aço, um guincho duplo ou simples acoplado a motor a
explosão (diesel) ou elétrico, uma sonda de percussão munida de válvula em
sua extremidade inferior para retirada de terra, um soquete com peso
compatível com o diâmetro da estaca, linhas de tubulação de aço, com
elementos de 2,00 a 3,00 metros de comprimento, rosqueáveis entre si, um
guincho manual (para máquina simples) para retirada da tubulação, além de
roldanas, cabos e ferramentas.
Perfuração
Com o soquete é iniciada a perfuração até a profundidade de 1,00 a 2,00
metros, furo este que servirá de guia para a introdução do primeiro tubo,
dentado na extremidade inferior, chamado "coroa". Inicia-se assim a perfuração
para estaca strauss.
Com a introdução da coroa, o soquete é substituído pela sonda de
percussão, a qual, por golpes sucessivos e o auxílio de água, vai retirando o
solo do interior e abaixo da coroa, e a mesma vai se introduzindo no terreno.
Quando a Estaca Strauss estiver toda cravada, é rosqueado o tubo
seguinte, e assim por diante, até atingir a camada de solo resistente e/ou que
tenha um comprimento de estaca considerado suficiente para garantia de carga
de trabalho da mesma. Procede-se a limpeza da lama e da água acumulada
durante a perfuração, que ficam armazenadas no interior da sonda, com a
inversão da mesma quando retirada da tubulação.
34
Concretagem
Nesta etapa, a sonda é substituída pelo soquete.
É lançado concreto no tubo em quantidade suficiente para se ter uma coluna
de aproximadamente 5,00 metros. Sem puxar a tubulação, apiloa-se o concreto
formando uma espécie de bulbo. Para a execução do fuste, o concreto é
lançado dentro da tubulação e, à medida que é apiloado, esta vai sendo
retirada com o emprego do guincho. Esta operação é realizada
simultaneamente, para se evitar secção da estaca, que pode ocorrer caso a
tubulação seja puxada e o concreto não seja apiloado.
Para a garantia da continuidade do fuste, deve ser mantida, dentro da
tubulação durante o apiloamento, uma coluna de concreto suficiente para que o
mesmo ocupe todos os espaços perfurados e eventuais vazios no subsolo.
Desta forma, o pilão não tem possibilidade de entrar em contato com o solo da
parede da estaca e provocar desbarrancamento e mistura de solo com
concreto, o que pode comprometer a resistência da estaca.
A concretagem para estaca strauss é feita até um pouco acima da cota
de arrasamento da estaca, deixando-se um excesso para o corte da cabeça da
estaca. O concreto utilizado deve consumir, no mínimo, 320 quilos de cimento
por metro cúbico. É importante frisar que a coluna de concreto plástico dentro
das tubulações, por seu próprio peso, já tende a preencher a escavação e
contrabalançar a pressão do lençol freático, se existente.
CARACTERÍSTICA DA ESTACA
Diâmetro da
Estaca
Acabada
(cm)
Carga
Admissível
(kN)
Distância
mínima entre
eixos (cm)
Distância
mínima do eixo
à parede
vizinha (cm)
Consumo de materiais
da estaca por metro
Areia
(l/m)
Pedra I
(l/m)
Cimento
(saco 50
kg/m)
25 200 75 15 35 60 0,35
32 300 90 20 50 90 0,50
38 400 110 25 70 130 0,70
35
45 600 130 30 105 200 1,05
Figura 13: Estaca Strauss. Fonte: http://www.fxsondagens.com.br
8.1.5. ESTACA APILOADA
Também conhecida como soquetão ou estaca pilão. Utiliza-se o
equipamento do tipo Strauss sem revestimento. Sua execução consiste na
simples queda de um soquete, com massa de 300 a 600kg, abrindo um furo de
0,20 a 0,50m, que posteriormente é preenchido com concreto. É possível
executar em solos de alta porosidade, baixa resistência e acima do NA.
36
Figura 14: Estaca Apiloada. Fonte: http://www.dicionariogeotecnico.com.br
8.1.6. ESTACA FRANKI
Sua execução consiste em cravar um tubo de revestimento com ponta
fechada por meio de bucha e recuperado na fase de concretagem. Pode ser
executada abaixo do NA. Diâmetros de 0,35 a 0,60m.
Devido ao seu método executivo com grande energia de cravação, este
tipo de fundação pode atingir maiores capacidades de carga com menores
profundidades, pois a própria cravação propicia uma maior compactação do
solo, tanto no fuste da estaca como na sua ponta. Além disso, elas têm a base
alargada, por isso são uma boa alternativa para cargas muito altas em terrenos
que não permitem escavação não suportada.
Execução
Crava-se no solo um tubo de aço, cuja ponta é obturada por uma bucha
de concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida sobre as
paredes do tubo. Ao se bater com o pilão na bucha, o mesmo arrasta o tubo,
impedindo a entrada de solo ou água.
37
Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por
golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma
base alargada.
Uma vez executada a base e colocada a armadura, inicia-se a
concretagem do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo-se o tubo à
medida da concretagem, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma
quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo.
As estacas tipo Franki apresentam grande capacidade de carga e
podem ser executadas a grandes profundidades, não sendo limitadas pelo
nível do lençol freático. Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração
do solo durante a execução, área necessária ao bate-estacas e possibilidade
de alterações do concreto do fuste, por deficiência do controle. Sua execução é
sempre feita por firma especializada.
No caso de existir uma camada espessa de argila orgânica mole
saturada, a concretagem do fuste pode ser feita de duas maneiras:
Crava-se o tubo até terreno firme, enche-se o mesmo com areia,
arranca-se o tubo e torna-se a cravá-lo no mesmo lugar. Deste modo, forma-
se uma camada de areia que aumentará a resistência da argila mole e
protegerá o concreto fresco contra o efeito de estrangulamento.
Após a cravação do tubo, execução da base e colocação da armação,
enche-se inteiramente o mesmo com concreto plástico (slump de 8 a 12 cm) e
em seguida o mesmo é retirado de uma só vez com auxílio de um
equipamento vibrador acoplado ao tubo. A este processo executivo dá-se o
nome de estaca Franki com fuste vibrado.
38
Figura 15: Estaca Franki. Fonte: http://www.benapar.com.br
Controle de Qualidade
Locação do centro das estacas.
Profundidade de cravação/escavação.
Verticalidade do tubo e de sua retirada da camisa, para não haver
estrangulamento do fuste.
Velocidade de execução.
Armação das estacas.
Nega.
Cota de arrasamento da cabeça da estaca.
Altura de queda do pilão.
Volume de concreto empregado na execução do bulbo.
39
8.1.7. ESTACA HÉLICE CONTÍNUA (MONITORADA)
Constitui tipo de estaca no qual o fuste é formado pela injeção, sob
pressão, de concreto de elevado abatimento, consumo mínimo de 400kg de
cimento por m³, confeccionado com o agregado de diâmetro máximo igual à
brita 0 ou pedrisco, através de tubo de 4 a 5 polegadas em torno do qual
encontra-se montada a hélice contínua previamente introduzida no terreno, tal
como um parafuso, através de equipamento especial, mantendo assim a
estabilidade do terreno.
40
Figura 16: Estaca de Hélice Continua. Fonte: http://www.benapar.com.br
Aplicação
A Hélice Contínua pode ser aplicada nas mais variadas condições do
subsolo, exceto quando há presença de materiais impenetráveis como:
matações, camada espessa de pedregulhos compactados, solos
concrecionados, entre outros.
Vantagens
Total ausência de vibrações.
Baixo nível de ruído.
Alta produtividade (média de 15 a 25 estacas produzidas por dia).
Existência de processos que permitem o controle efetivo da execução,
através de monitoração eletrônica e emissão de relatórios
Execução
A execução desse processo consiste em introduzir, através de rotação, o
trado contínuo no terreno. Não há remoção do trado durante todo o processo.
Segue-se a etapa de concretagem, que consiste no bombeamento de
concreto especial pelo através do tubo central, à medida em que o trado é
removido sem rodar. A aplicação é levada até a superfície do terreno.
Esse processo gera um sobre consumo de concreto aproximadamente
10%. Contudo, esse excedente não deve ser encarado como desperdício, mas
sim como máxima garantia do total preenchimento da estaca.
Concluído esse processo, remove-se a terra acumulada e é aplicada no
concreto uma armação suficientemente rígida.
Controle de Qualidade
41
Processado eletronicamente através de sistema específico, cujo controle
central é exercido por computador existente na cabine da máquina. Seu
objetivo é monitorar e apresentar, em tempo real, informações sobre a
perfuração e a concretagem da estaca, permitindo ao operador alterá-las
conforme cada circunstância específica.
Há também um sensor eletrônico que mantém o controle de
verticalidade da perfuração da estaca, indicando as correções requeridas
sempre que necessário.
8.1.8. PAREDE DIAFRAGMA E ESTACAS BARRETES
O processo caracteriza-se pela aplicação de painéis de concreto armado
moldados “in loco”, utilizando continuamente a lama bentonítica, cuja função é
estabilizar as paredes de escavação e contrabalançar o empuxo devido à
ocorrência de lençol freático no terreno.
Figura 17: Parede Diafragma e Estacas Barretes. Fonte: http://www.benapar.com.br
Aplicação
42
Adapta-se à geometria do projeto.
Apresenta quase total ausência de vibração.
Não causa sensíveis descompressões ou modificações no terreno,
evitando assim, danos às estruturas existentes.
Alcança profundidades abaixo do nível da água.
Há a possibilidade dos vários painéis fazerem parte da estrutura
permanente.
Serve como contenção de escavações profundas.
Execução
A execução da Parede Diafragma deve obedecer as seguintes fases:
Escavação das paredes definidas pelas muretas-guias com a
utilização contínua de lama bentonítica – esse procedimento deve ser
efetuado com o uso do clam-shell, na largura especificada para a parede e
em passos horizontais, não se deixando degraus de grande porte na
escavação.
Atingida a profundidade estabelecida em projeto, deve ser procedida a
limpeza da base da escavação com a retirada de detritos remanescentes.
Efetua-se a colocação da armadura dentro do painel – a gaiola de aço
deve ser provida de roletes espaçadores, mantendo a posição vertical e os
recobrimentos mínimos previstos no projeto.
Após a colocação da armadura, efetua-se a concretagem do painel, que
inicia-se com a colocação da chapa-junta na extremidade do painel e
dentro da verticalização prevista. Procede-se então com a utilização de
tubo tremonha, a ser mantido imerso a, pelo menos, 1,5 m na camada de
concreto. Com o preenchimento do painel pelo concreto, a lama, com
menor densidade, sobe, sendo bombeada para fora da lamela e estocada
no silo específico. A concretagem do painel deve ser processada com a
maior brevidade possível, evitando eventuais instabilizações. Contudo,
43
caso haja interrupção de um dia para outro, deve-se providenciar a troca da
lama antes de reiniciar o procedimento.
Controle de Qualidade
Imediatamente após o endurecimento do concreto, as chapas-juntas
deverão ser removidas.
Verificação do slump de cada caminhão betoneira que chegar para a
concretagem das lamelas, uma vez que a bentoníta a ser utilizada no
preparo da lama deve atender às especificações extraídas da NBR 6122.
Estimativa das espessuras efetivas da parede.
Acompanhamento da concretagem para verificação dos volumes efetivos
do concreto, em comparação com os volumes previstos.
Avaliação da presença de locas ou erosão, devido aos
desbarrancamentos ocorridos.
8.1.9. ESTACA ÔMEGA (MONITORADA)
Introduzida no Brasil em 1997. A cabeça é cravada por rotação, podendo
ser empregada à mesma máquina utilizada nas estacas hélice contínua;
durante a descida do elemento perfurante o solo é deslocado para baixo e para
os lado do furo. Após sua introdução no solo até a cota especificada, o trado é
extraído concomitantemente à injeção do concreto (slump ≅ 24cm, pedrisco e
areia) através de tubo vazado.
Diâmetros de 0,31m a 0,66m;
Comprimento em função da torre (até 33m);
Executada abaixo do NA;
Tempo de execução de estaca de 0,40m de diâmetro e 16m de
comprimento em torno de 10min (escavação e concretagem);
Não ocasiona vibração no terreno;
Limitada pelo torque da máquina
44
Figura 18: Estaca Ômega (Monitorada). Fonte: http://www.benapar.com.br8.2. PRÉ-MOLDADAS
Caracterizam-se por serem cravadas por percussão, prensagem ou
vibração e por fazerem parte do grupo denominado “estacas de deslocamento”.
Podem ser constituídas por: madeira, aço, concreto armado ou protendido, ou
pela associação de dois desses elementos (estaca mista).
8.2.1. ESTACA DE MADEIRA
Empregadas desde os primórdios da história. Atualmente diante da
dificuldade de obter madeiras de boa qualidade e do incremento das cargas
nas estruturas sua utilização é bem mais reduzida. São troncos de árvores
cravados por percussão. Tem duração praticamente ilimitada quando mantida
permanentemente submersa. Quando há variação do NA apodrece por ação de
fungos. Em São Paulo tem-se o exemplo do reforço de inúmeros casarões no
bairro Jardim Europa, cujas estacas de madeira apodreceram em razão da
retificação e aprofundamento da calha do rio Pinheiros. Diâmetros de 0,20 a
0,40m e Cargas admissíveis de 150 a 500kN.
45
Figura 19: Estaca de Madeira. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
8.2.2. ESTACA METÁLICA
Constituídas por peças de aço laminado ou soldado como perfis de
secção I e H, chapas dobradas de secção circular (tubos), quadrada e
retangular bem como trilhos (reaproveitados após remoção de linhas férreas).
Hoje em dia não se discute mais o problema de corrosão de estacas metálicas
quando permanecem inteira ou totalmente enterradas em solo natural, isto
porque a quantidade de oxigênio nos solos naturais é tão pequena que, a
reação química tão logo começa já se esgota completamente este componente
responsável pela corrosão.
46
Figura 20: Estaca Metálica: Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
8.2.3. ESTACA DE CONCRETO
Estas estacas podem ser de concreto armado ou protendido e, como
decorrência do problema de transporte e equipamento, têm limitações de
comprimento, sendo fabricadas em segmentos, o que leva em geral à
necessidade de grandes estoques e requerem armaduras especiais para
içamento e transporte.
47
Costumam ser pré-fabricadas em firmas especializadas, com suas
responsabilidades bem definidas, ou no próprio canteiro, sempre num processo
sob controle rigoroso.
O comprimento de cravação real às vezes difere do previsto pela
sondagem, levando a duas situações: a necessidade de emendas ou de corte.
No caso de emendas, geralmente constitui-se num ponto crítico, dependendo
do tipo de emenda: luvas de simples encaixe, luvas soldadas, ou emenda com
cola epóxi através de cinta metálica e pinos para encaixe, este último tipo mais
eficiente.
Figura 21: Estaca de Concreto. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
48
Figura 22: Estaca de Concreto. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
Controle de Qualidade
Locação das estacas.
Profundidade de cravação.
Ocorrência de fissuras.
Verticalidade.
Nega.
Altura de queda do pilão.
Execução da emenda.
Cota de arrasamento da cabeça da estaca.
Proteção da cabeça da estaca.
8.2.4. ESTACA MEGA
49
É constituída de elementos justapostos (de concreto armado, protendido
ou de aço) ligados uns aos outros por emenda especial e cravados
sucessivamente por meio de macacos hidráulicos. Estes buscarão reação ou
sobre a estrutura existente ou na estrutura que esteja sendo construída ou em
cargueiras especialmente construídas para tanto (cravação estática). A
solidarização da estaca com a estrutura é feita sob tensão: executa-se um
bloco sobre a extremidade da estaca; com o macaco hidráulico comprime- se a
estaca calçando a estaca sob a estrutura; retira-se o macaco e concreta-se o
conjunto. Costumam ser utilizadas para reforço de fundações, mas às vezes
também são empregadas como solução direta, permitindo em alguns casos
até a execução da estrutura antes da fundação.
Figura 24: Estaca Mega. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br8.3. TUBULÕES
50
São elementos de fundação profunda, construídos concretando-se um
poço (revestido ou não) aberto no terreno, geralmente dotado de base
alargada. Diferenciam-se das estacas porque em sua etapa final é necessário a
descida de um operário para completar a geometria ou fazer a limpeza. De
acordo com a NBR 6122/96 deve-se evitar alturas H superiores a 2m. Deve-se
evitar trabalho simultâneo em bases alargadas de tubulões, cuja distância, seja
inferior o diâmetro da maior base. Quando é necessário executar abaixo do NA
utiliza-se o recurso do ar comprimido. Este tipo de fundação em breve será
proibida no Brasil, como já acontece em países desenvolvidos.
8.3.1. TUBULÃO A CÉU ABERTO
São fundações constituídas por fustes escavados mecanicamente
através de trados acionados por perfuratrizes. As mais comuns são hidráulicas,
montadas sobre caminhões. Esses tubulões caracterizam-se pela facilidade e
simplicidade de execução.
Figura 25: Tubulão a Céu aberto. Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
51
Aplicação
Essa opção é aplicável em solos que permitem a escavação sem
necessidade de revestimento (apresentando alguma coesão) e situados acima
do lençol freático (NA subterrâneo).
Execução
O diâmetro mínimo exigido para o fuste é de 60cm, devido ao
alargamento manual da base, que deverá ter altura limitada a 2m.
A concretagem do tubulão deve ser processada imediatamente após a
conclusão da abertura da base (no máximo 24h, conforme NBR 6122) e o
concreto deve ser autoadensável (abatimento em torno e 15cm), propiciando
adequado preenchimento sem a necessidade de adensamento.
Recomenda-se ainda o lançamento através de funil para evitar
desagregação e contaminação com o solo, normalmente ocorrentes quando
lançado diretamente no interior da escavação.
Controle de Qualidade
O controle de execução compreende:
Inspeção do material escavado que deve estar de acordo
com o mostrado pelas sondagens.
Conferência da cota de assentamento obtida, que deverá
ser compatível com a prevista.
Conferência da geometria do tubulão (fuste e base), bem
como sua locação e desaprumo.
Conferência da concretagem, incluindo características do
concreto (fck e abatimento), lançamento e adequado preenchimento da
base.
52
8.3.2. TUBULÃO PNEUMÁTICO OU AR COMPRIMIDO
São fundações profundas, normalmente verticais, empregadas para
transmitir cargas de médio e grande valor ao solo. Geralmente possuem
seções transversais circulares, porém as mesmas podem ter outras formas,
como por exemplo, ovais.
O processo consiste na utilização de uma campânula para atingir o
lençol freático, a partir desse ponto injeta-se ar comprimido com pressão
suficiente para equilibrar as subpressões da água, propiciando assim
condições de escavação a seco.
Essas fundações podem ser de concreto simples ou armado, variando
conforme a necessidade de esforço. Já as bases dos tubulões podem ser
alongadas para distribuírem a carga em pressões compatíveis com as tensões
admissíveis dos solos na cota de assentamento.
Aplicação
Ao executar tubulões onde o solo esteja abaixo do nível d’água, torna-se
inviável o processo de esgotamento (bombeamento), pois existe o risco de
desmoronamento das paredes do fuste e/ou base. Nesse caso são utilizados
tubulões pneumáticos, também conhecidos como a ar comprimido.
Execução
O dimensionamento do tubulão é análogo ao tubulão a céu aberto, com
exceção do fuste que deve prever um diâmetro mínimo de 70cm no interior da
sua camisa de concreto, esta com espessura mínima de 15cm. O resultado é o
fuste com diâmetro mínimo de 100cm.
53
A camisa de concreto é sempre armada e a NBR 6122 recomenda que
toda a armadura longitudinal seja colocada, preferencialmente, nela.
A concretagem do tubulão deve ser processada imediatamente após a
conclusão (no máximo 24h, conforme NBR 6122) e o concreto deve ser
autoadensável (abatimento em torno de 15cm) para propiciar o preenchimento
adequado sem a necessidade de adensamento. O lançamento deve ser feito
através do “cachimbo” de concretagem.
54
Figura 26: Tubulão de ar comprimido.Fonte: http://construcaociviltips.blogspot.com.br
Controle de Qualidade
O controle de execução compreende:
Inspeção do material escavado, que deverá estar de
acordo com o mostrado pelas sondagens.
55
Conferência da cota de assentamento obtida, que deverá
ser compatível com a prevista.
Conferência da geometria do tubulão (fuste e base), bem
como sua locação e desaprumo.
Conferência da concretagem, incluindo características do
concreto (fck e abatimento), lançamento e preenchimento da base.
9. CONCLUSÃO
56
Neste trabalho, fizemos uma pequena apresentação de como são
escolhidas, projetadas e executadas as fundações de um edifício.
Toda fundação ou alicerce partem do mesmo princípio: trata-se de uma
estrutura de ferro ou de concreto, colocada sob a terra para distribuir o peso do
edifício por uma área maior do solo. A fundação evita que qualquer estrutura,
até mesmo uma casa, afunde, por isso, ela tem que ser posicionada
diretamente abaixo dos pontos de apoio da futura construção. No caso dos
prédios, ela fica sob os pilares de sustentação. O ideal é que o solo que
sustenta a fundação seja resistente e não se deforme com o peso do edifício.
Existem vários métodos para fazer uma fundação, conforme
apresentado neste trabalho. A escolha depende de fatores como a
profundidade em que fica o solo firme, o peso do edifício e seu custo. Depois
de pronta a fundação, e assim, iniciar a construção da superestrutura do
edifício, o que podemos chamar de “o esqueleto do prédio”, feito com pilares de
concreto ou de aço.
10.BIBLIOGRAFIA
57
HACHICH, Waldemar; Fundações: Teoria e prática; 2ª ed.; São Paulo: Pini,
2005.
MILITITSKY, Jarbas; Patologia das fundações; São Paulo: Oficina de textos,
2005.
SCHNAID, Fernando; Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia de
fundações; São Paulo: Oficina de textos, 2000.
VELLOSO, Dirceu de Alencar; Fundações: volume 1; São Paulo: Oficina de
textos, 2004.
AZEREDO, Hélio Alves de; O edifício até a sua cobertura, 2ª ed.; São Paulo:
Edgard Blücher, 1997.
GUEDES, Milber Fernandes; Caderno de encargos, 4ª ed.; São Paulo: Pini,
2005.
http://www.engenhariae.com.br/colunas/como-sao-feitas-fundacoes/
http://www.drilling.com.br
http://www.benapar.com.br
http://www.fxsondagens.com.br
http://construcaociviltips.blogspot.com.br
58