Tipos e Métodos de Construção de Fundações Profundas

Fundações Profundas Principais Tipos e Métodos Construtivos Dimensionamento em Planta Comprimentos Transferem esforços axiais de compressão ponta e lateral Carga de ruptura ruptura estrutura ou do solo PrPpPl Estacas também podem suportar esforços de tração ou horizontais Single piles 4 Estacas CONCEITO BÁSICO DE PROJETO Carga admissível a ELU PadmPrFS onde FS de 15 a 30 b ELS Padm que provoca recalques admissíveis 5 Tipos de Estacas Madeira Aço Concreto Prémoldadas Moldadas in loco Perfis metálicos laminados Perfis de chapas soldadas ou trilhos Concreto armado simplescentrifugado Concreto protendido Segmentos Mega Broca Strauss Franki Hélice contínua Escavacas de pequeno diâmetro Escavadas de grande capacidade estacõesbarret 6 Tipos de estacas Mistas Madeiraconcreto Açoconcreto Concreto prémoldadomoldado in loco Especiais Estacasraíz Estacascolunas JG CCP Macro Subdivisão Estacas de grande deslocamento lateral prémoldadas Franki Estacas de pequeno deslocamento lateral metálicas H ou I Estacas sem deslocamento lateral Strauss escavadas 8 Métodos de Implantação Dinâmica Impacto martelos em queda livre com 15 a 50tf e H05 a 10m simples ou duplo efeito diesel Vibração martelo vibratório em areias ou argilas moles Estática por prensagem ou escavação e concretagem in situ 9 Estacas de Madeira Mais antiga Constituída por troncos de árvore Hoje em declínio Madeira usada hoje eucalipto 10 Estacas de Madeira dc20 a 25cm dp15cm L12 a 15m Cargas10 a 20tf 11 Estacas de Madeira Vantagens Facilidade de transporte e manuseio Facilidade de cortes e emendas Luvas de aço ParafusosSambladura 12 Estacas de Madeira Desvantagens Dificuldade em encontrar madeira adequada Pequenas cargas 10 a 20tf Durabilidade ataque de organismos aeróbicos fungos ou no mar moluscos e crustáceos Se estiverem sempre submersas não há problema Tratamento pintura com betume impregnação com creosoto ou revestimento com concreto onde há oscilação de NA Usos obras provisórias cimbramento de pontes ou em estacas mistas 13 Estacas de Concreto Prémoldadas em segmentos Mega Circulares e ôcas diâm 20 25 e 40cm L05 10 e 20m Cravação estática Usos reforço de fundações e quando não se toleram vibrações Cargas 30 a 60tf Estaca Mega Estaca pré moldada cravada Variações estacas seção quadrada estrela centrifugadas tipo de cravação Prémoldada concreto 17 Prémoldada concreto armado Centrifugada elementos leves e ôcos Diam cm P nom tf 20 25 23 30 26 40 33 60 38 75 42 90 50 130 70 230 Tensão adm concreto 100kgfcm2 18 Prémoldada concreto armado Concreto Maciço Diam cm P nom tf 20 20 25 30 30 40 35 50 40 70 Tensão adm concreto 50kgfcm2 19 Prémoldada concreto armado Concreto Protendido Seção cm P nom tf 18x18 20 23x23 30 28x28 40 Diam 36 50 Diam 42 70 Diam 50 100 Tensão adm concreto 50kgfcm2 23 Prémoldada concreto armado Comprimentos dos segmentos 3 a 14m Cravação ideal transferência pela ponta e lateral da estaca Solução mínimo custo PadmPnom Controle de cravação através de nega penetração da estaca nos últimos 10 golpes do martelo para uma certa energia por golpe Serve para confirmar o subsolo e também uniformizar a estacaria Cravação estaca 25 Prémoldada concreto armado Desvantagens Dificuldade de transporte e manuseio Préfixação de comprimento emendas e cortes Dificuldades de execução de cortes e emendas 26 Emendas Luva metálica Coxins madeira Luvas Somente uma emendaestaca L pequenos Só compressão Anéis de aço com solda Mais de uma por estaca Maiores L Esforços traçãoflexão Anéis metálicos Preparo do bloco 28 Prémoldadas concreto transporte e manuseio 29 Prémoldada concreto armado Contraindicações típicas Terrenos muito heterogêneos Presença de matacões Vibrações indesejadas Presença de águas agressivas ao aço fissuras concreto Estacas de aço ou metálicas 31 Estacas de aço ou metálicas Perfil Tipo Dim Peso kgfm Padm Tf Simples H 6x6 37 35 I 10x458 375 35 a 40 I 12x514 60 60 Duplo 2I 10x458 75 70 a 80 2I 12x514 120 120 32 Metálicas trilhos soldados Peso de 25 a 57kgfm Um trilho Padm5tf Dois trilhos Padm30tf Três trilhos 2x25 60tf 3x32 80tf 3x37 100tf 33 Metálicas Obs trilhos usados descontase 10 da área desgaste Vantagens Não provocam vibração Grande capacidade de carga Facilidade de transporte e manuseio Facilidade de cortes e emendas Comprimentos elevados 80m Facilidade de cravação Resistência à flexão Desvantagens Custo elevado Corrosão em trechos desenterrados para o trecho enterrado sempre ok independente do NA Soluções pintura epóxi proteção catódica ou encamisamento Metálicas Metálica emenda Seção transversal perfis metálicos Perfil de chapa soldada Perfil laminado soldado Cantoneira soldada Tubos Trilhos soldados VILLARES PH Tubulão céu aberto ou ar comprimido VISTA GERAL SEÇÃO TRANSVERSAL Em solo Em solo e rocha 1 2 3 4 Sem revestimento Com revestimento de concreto Com revestimento metálico 42 Estacas concreto moldadas in loco Brocas Rudimentares escavadas sem revestimento manualmente trado Diam cm Padm tf 25 60 30 80 43 Estacas concreto moldadas in loco Brocas Vantagens Facilidade construtiva Custo reduzido Ausência de vibração Desvantagens Baixas cargas Concreto sem controle Profundidade limitada 8m Limitada a solos coesivos 44 Estacas concreto moldadas in loco Tipo Strauss Executada com tubo de revestimento posteriormente recuperado Escavase dentro do tubo com piteira Auxílio de água para facilitar escavação Diam cm Padm tf 25 20 32 30 38 40 45 60 Tensão adm concreto 40kgfcm2 Strauss 1ª fase escavação e cravação 2ª fase confecção do bulbo 3ª fase concretagem adensamento e retirada do tubo 4ª fase colocação das esperas Estaca Franki Variações camisa metálica com bulbos intermediários 50 Estacas concreto moldadas in loco Tipo Strauss Vantagens Pequena vibração Execução em locais difícil acesso devido a ajuste do tripé Profundidades variáveis 15m Superfície irregular concreto atrito Custo reduzido 51 Estacas concreto moldadas in loco Tipo Strauss Desvantagens Eventual estrangulamento do fuste com velocidade de retirada da camisa Atrito elevado camisaconcreto concreto sobe com camisa Deslocamentos devido ao apiloamento de estacas vizinhas Concreto deve ser bem executado em águas agressivas Contraindicações espessas camadas de argila orgânica mole estrangulamento areias finas fofas matacões 52 Estaca moldada in loco Franki Cravada com ponta fechada Bucha seca de 1m na ponta do tubo Base alargada Diam cm Padm tf 35 55 40 70 52 130 60 170 Tensão adm concreto 60kgfcm2 Seqüência construtiva típica estaca Franki Seqüência construtiva típica estaca Franki padrão Franki 55 CONCRETAGEM DO FUSTE VIBRADO CAÇAMBA DE CONCRETO COTA DE ARRASAMENTO ARMADURA CONCRETO PLASTICO S SLUMP 12 FUSTE VIBRADO BASE ALARGADA APILOADO CAÇAMBA DE CONCRETO TUBO FRANKI PILÃO FRANKI ARMADURA ALTURA DE SEGURANÇA CONCRETO SECO FATOR ÁGUA 045 FUSTE APILOADO BASE ALARGADA 59 Franki vantagens Grande capacidade de carga Grandes comprimentos 35m Sem desperdício concreto nega Grande atrito soloestaca Base alargadamelhor distribuição cargas 60 Franki desvantagens Grande trepidação Estrangulamento fuste solos moles Empolamento em argilas rijas e duras Ataque de águas agressivas Contraindicações camadas espessas de solos moles ou areias finas argilas rijas matacões vizinhos em más condições 61 Hélice contínua Pmax400 tf Diam max 100cm Lmax24m Baixo ruído e vibração Escavada com hélice mecânica Concretagem simultânea à retirada da hélice Limpeza da hélice Colocação da armadura Estacas Hélice Continua Seqüência construtiva típica estaca Hélice Contínua Estacas Hélice Continua Image displaying various types of helical piles and their installation process Acompanhamento e controle durante a execução da estaca Hélice Contínua 69 Estacas escavadas com grande capacidade de carga Estacão Cilíndricas ou grande diâmetro Escavação mecânica com trado helicoidal caçamba ou perfuração com circulação de água Diam de 70 até 300cm Camisa Metálica Abaixo do NA lama bentonítica Estação Estação Estação Concretagem com tubo tremonha estacão com lama Concretagem estacão 75 Estacas escavadas vantagens Grande capacidade de carga Possível execução abaixo do NA Grandes profundidades Ausência de vibrações 76 Estacas escavadas desvantagens Aderência entre armadura e concreto prejudicada quando a lama é densa Concretagem de estacão com camisa metálica Posicionamento do guindaste e colocação da camisa guia Perfuração da estaca Desarenação ou troca da lama Colocação da armação Concretagem da estaca Com lama bentonítica Com ponta em rocha Camisa metálica definitiva Camisa metálica recuperada 82 Estacas escavadas barrete Paredes Diafragma Lamelas com espessura de 40 até 120cm Usual de 60 a 80cm Largura máxima de 400cm Parede diafragma 0 réalisation des murs guidés 1 excavation des passes primaires 2 excavation du merlon entre deux ouvertures 3 équipement dun panneau armature tulie joint 4 bétonnage 5 extraction du tube joint détail joints double waterstop 84 Estacas escavadas barrete Vantagens mesmo que escavadas além de dispensar blocos de coroamento e também absorve grandes momentos fletores CONCRETO Metrô Linha 2 Estação Klabin São Paulo SP Estaca raiz Estacas escavadas injetadas Variações micro estaca 88 Estaca raiz Injeção de calda de cimento ou argamassa a grandes pressões 40 a 50 kgfcm2 Melhora o terreno natural Reforço de fundações Diam cm Pnom tf 10 10 12 15 14 20 15 25 20 50 25 70 31 100 40 130 Seqüência típica de execução de estacas raiz Perfuração de estaca raiz com martelo de fundo ponta em rocha Reforço de Fundações de Monumentos Históricos Ex Palácio da Liberdade Belo Horizonte MG Martelo de fundo excêntrico para perfuração de matacões Micro estaca 94 CCPJet Grouting Injeção de nata de cimento a 300kgfcm2 Haste 6cm diam para jateamento Melhoram o terreno executando colunas de solocimento no local Jet grouting seqüência construtiva típica Configurações de conjuntos de colunas 1 Silo 2 Mixing MA 250 3 Motor pump LASER 1200 4 Drill P 1500 E No text content available in the image No text content available in the image Estacas especiais Prova de carga PEF 3405 AUXILIAR PARA ESCOLHA DE ESTACA SUJETA A COMPRESSÃO USAR JUNTAMENTE COM TABELAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS NSPT LIMITE 104 Dimensionamento de estacas em planta Númerocarga pilarPnom estaca CCCG Mesmo tipo e diâmetro em um bloco Espaçamento prémoldadas dmin25 diam Moldadas in loco dmin30 diam dmin 105 Dimensionamento de estacas em planta Distância à divisa prémoldadas dmin25 diam Moldadas in loco dmin30 diam dmin2 a admin2diam2 106 Dimensionamento de estacas em planta Disposição Viga baldrame 107 Dimensionamento de estacas em planta Disposição divisa CG 108 Dimensionamento de estacas em planta Disposição divisa CG 109 Dimensionamento de estacas em planta Disposição CG 110 Pilares de divisa Mesmo procedimento que sapatas porém a excentrecidade e é fixa e l P1 P2 d2 2φ 3φ 4φ 5φ 6φ 7φ 8φ 112 Blocos com momento 2 i i x 2 i i y i Σy y M Σx x M n N P Exercício Calcular a carga atuante nas estacas do bloco abaixo sabendose que no mesmo atuam as seguintes cargas consideradas na cota de arrasamento N 2 000 kN Mx 500 kNm My 400 kNm Desprezar o peso próprio do bloco 114 Estimativa de Comprimento e capacidade de carga de estacas Estimativa preliminar Fórmulas de V Mello Estacas de ponta NSPTponta05sc kgfcm2 Estacas de ponta e atrito lateral Somatória NSPTfuste15sc kgfcm2 Onde sctensão admissível à compressão do concreto armado 115 Método de DécourtQuaresma PrRpRlKNpAp p 1Nl3 L tfm2 Onde Ktabela NpSPT da ponta Apárea da ponta da estaca pperímetro da estaca NlSPT médio lateral 50 Lcomprimento da estaca 116 Método de DécourtQuaresma K tfm2 Tipo de solo Estacas prémoldadas de concreto metálicas Strauss Franki Raiz Estacas escavadas com lama bentonítica Argilas 12 10 Siltes argilosos 20 12 Siltes arenosos 25 14 Areias 40 20 117 Método de AokiVeloso PrKNpApF1 pF2 SbNlDl tfm2 Onde F1 F2 K e btabela NpSPT da ponta Apárea da ponta da estaca pperímetro da estaca NlSPT médio lateral 50 Dlcomprimento dos segmentos 118 Método de AokiVeloso Solo K kgfcm2 b kgfcm2 Argila 20 0085 Siltosa 22 Silte Argiloso 23 Argila Arenosa 35 Silte 40 0120 Arenoso 55 Areia Argilosa 60 0160 Siltosa 80 100 119 Método de AokiVeloso Tipo de estaca F1 F2 Franki 25 50 Aço 175 35 Prémoldada concreto 175 35 Escavada 35 60 120 Fatores de Segurança Pequeno diâmetro d50cm global PadmPrFS onde 2FS3 Grande diâmetro d50cm parciais PadmPpFSpRlFSl onde 4FSp5 e 13FSl15