Aula 11 – Geologia aplicada às fundações de estruturas

Tipos de fundações mDeB

D35,2

5,2B

D

a decisão de qual fundação se comporta

melhor envolve a análise técnica, logística

e econômica.

Tipos de fundações superficiais

Sapatas

Sapatas contínuas

Radier

Aspectos construtivos das sapatas

O embutimento mínimo de uma

sapata é de 1,5 metros e a

largura mínima é de 60cm.

Onde as sapatas são usadas

As sapatas isoladas são adotadas, em geral, emsolos resistentes e pouco deformáveis,preferencialmente acima do lençol freático. Talcondição é mais comum em solos residuais do queem solos transportados.

Não devem ser utilizadas sobre:

Solos transportados de várzea que tenhamcamadas argilosas moles onde o N (n° de golpes doSPT) é menor do que 5;

Solos transportados eólicos;

Solos coluviais.

Sapatas em edifícios e terrenos com matacões

rebaixada pelo menos 1 metro e

posteriormente reaterrada

Aspectos construtivos de sapatas contínuas

muito empregadas em pequenas

construções, justamente onde a

alvenaria portante é mais utilizada

CUIDOADO COM JANELAS,

PORTAS...

CUIDADO COM UMIDADE.

Onde as sapatas contínuas são usadas

Mesmos locais onde sapatas são usadas, porémem estruturas com alvenaria portante.

Os locais impróprios são os mesmos dassapatas.

Radiers

Necessidade dessas fundações serem rígidas

Aspectos construtivos de Radiers $$

Os radiers são utilizados em locais com muita concentração de pilares, onde as sapatas resultariam muito próximas.

radiers do tipo caixão

concretagem da soleira

Sequência construtiva de um radier para pequenas construções

Perfil típico de Santos - SPfundações profundas construídas em

profundidades de até 55 metros ou rasas 8m

Inclinação de Edifícios em Santos - SP

Construção de 1970 e 1980

Recalques insuportáveis

após 30 anos

A maioria dos problemas de fundações superficiais ocorre com radier ou sapatas construídas sobre solos de várzea ou lacustres que possuem camadas de argilas moles. Esses problemas estão

relacionados com adensamento lento ou a baixa resistência dessas argilas.

sapata foi feita para solo residua

Fundações profundasAs fundações profundas são de dois tipos:

•Estacas – processo mecanizado de construção;

•Tubulões – processo onde, em algum momento, otrabalhador realiza escavações no interior da fundação.

Técnicas com

aptidões e limitações

distintas

Tipos de estacas

•Cravadas•Concreto premoldado;•Metálicas;•Madeira.

•Mistas •Franki;•Strauss.

•Escavadas

•Broca;•Estabilizadas com lama;•Tubadas;•Hélice contínua.

•Injetadas •Raiz;•Microestaca.

princípio dos equipamentos

não encontram problemas em solos com freático superficial

Estacas de concreto premoldadas

comprimento de até 50 metros - Porto

módulos de 12 metros -comum

Tipos de bate estacas

bate estacas tradicionais operam

com sistemas manuais que

suspendem martelos leves (1 a 4

toneladas) a alturas grandes (cerca

de 1 metro). DANO NA ESTACA!

bate estacas

pneumáticos ou

hidráulicos

Técnicas de fabricação

Protendidas e concretadascom extrusoras

Centrifugadaslargura máxima de 35

centímetros

Emendas e blocos de coroamento

luvas de encaixe

Recomenda-se

emenda soldada

Onde estacas premoldadas de concreto são melhor usadas

Solos transportados fluviais, lacustres ou marinhos, desde que não existam camadas intermediárias de seixos rolados ou areias duras, pois essas estacas têm dificuldade de passar por solos com N (SPT) maior do que 25 golpes.

Como executar em locais com camadas de areias compactas?

“Lançagem” (jato d’água) ou pré perfuração.só funciona para areias

Estacas metálicas: perfis especiais ou trilhos

Principais vantagens: ductilidade e facilidades de emendas.

Onde são melhor usadas?

Em solos transportados, onde as estacas premoldadasenfrentam obstáculos ou em situações de divisa, onde as estacas metálicas perturbam menos o terreno durante a cravação.

Estacas de madeira

evitar a ação de organismos

xilófagos

Onde são melhor usadas?

Em solos de várzea saturados, lacustres ou marinhos, sem camadas resistentes que precisem ser ultrapassadas. São utilizadas para cargas baixas.

Estacas tipo Franki

Pilão e

tubobucha impermeável

Aspectos construtivos

o comprimento

máximo das estacas

desse tipo é de 15

metros, sendo mais

comum 12 metros,

que são os

tamanhos dos bate

estacas, já que

essas estacas não

aceitam emendas

Onde são melhor usadas?

Em solos transportados onde a profundidade é menor do que 12 metros. Não passa por areias duras.

Deve ficar longe de outras construções.

essas estacas caíram em obsolescência.

Escavação Limpeza da sonda

Estacas tipo Strauss

Percussão da sonda Strauss ou “pipeta”.

Concretagem da estaca

Uso de revestimento se o solo

for transportado,

Onde são melhor usadas?

Em solos transportados ou residuais, desde que não existam matacões, veios de quartzo ou camadas de pedregulhos.

Estaca obsoleta.

Estacas escavada tipo broca

brocas helicoidais

procedimento só é possível se o solo for

seco e estável, razão pela qual essa

estaca é afeita aos solos residuais

Equipamentos mais modernos conseguem

chegar até a alteração de rocha, desde que não existam matacões ou

camadas se seixos

hastes telescópicas (cerca

de 70 metros).

versatilidade de diâmetros

Os diâmetros podem variais desde 20cm

até 300cm

Estaca Escavada com Lama

estratégias estabilizar solos

saturados: o uso de lamas

de estabilização, o uso de

revestimentos metálicos ou

o emprego de brocas

helicoidais contínuas

Centrais de produção de lama com bentonita

(esmectita)

geralmente são grandes, com

estacas de diâmetro avantajado

usinas de beneficiamento

Estaca Escavada com Lama

Posicionamento do revestimento

Cravação do revestimento

revestimento metálicos, técnica conhecida como “estacas Tubadas”.

Cravação de revestimento com vibradores

Escavação com trado tipo pinça

(clam-shell)

Quando não se deseja o emprego de lamas de estabilização, a estaca escavada abaixo do nível freático exige que se implantem revestimentos.

O custo de estacas revestidas (também chamadas de tubadas) é maior, sendo cogitadas apenas para grandes fundações

Hélice contínua

Hélice contínua – limitação de diâmetro em 1m e comprimento em 28m

idealizadas para solos

transportados, mas pode

ser usada em residual

Para grandes

quantidades é melhor

que a broca

ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA

Funcionam melhor para solos transportados mas podem ser empregadas para solos residuais.

Não passam materiais duros com N > 35 (avançam mais que as premoldadas e menos do que as metálicas).

Estaca injetada (raiz)

diâmetro (entre 10cm e 40cm)

Perfuratrizes roto-percussivas:

A técnica de perfuração dessas estacas permite que elas ultrapassem qualquer tipo de solo e possam ser inseridas na rocha.

É a única estaca que passa matacões, mas tem dificuldade de passar camadas de cascalhos soltos.

Brocas de perfuração

“martelo de fundo”.

Pasta de injeção

Injeção primária

Capacete de pressurização

Obras de reforço com estacas

injetadas

RODAPÉ

15 a 20cm

H

d

D

d

D

x

b

a

FUSTE

BASE

Tubulões a céu aberto

Tubulões a céu aberto

Início das escavações

Escavação da base

Concretagem convencional

Concretagem

Armaduras de ligação

Tubulões a ar comprimido

câmara hiperbárica

uma atmosfera suplementar para

cada 10 metros de coluna d’água

que se queira enfrentar

campânula

Tubulões a ar comprimido: atualmente são empregados em casos muito especiais de fundações de pontes e em locais onde existem camadas espessas de seixo rolado solto, pois as demais técnicas têm dificuldades de passar esse tipo de solo.

operação perigosa!!

Estacas Processo DimensõesLimite executivo

(NSPT)

Deslocamento

Madeira 15cm a 30cm 15

Pré-mold. vibrada16cm a 35cm

25

Pré-mold. protendida 25

Pré-mold. centrifugada 40cm a 90cm 25

Franki 30cm a 60cm 22

Mega 30cm a 90cm 18

Pequeno

deslocamento

Strauss 30cm a 80cm 35

Metálica trilhos usados 1 a 4 perfis 35

Met. perfis laminados variados 35

Sem

deslocamento

Broca 20cm a 30cm 30

Escavada trado helicoidal 30cm a 250cm 45

Escavada com lama50cm a 250cm

45

Escavada tubada 45

Hélice Contínua 50cm a 100cm 35

Outros tipos

Ômega 60cm 35

Injetada tipo Raiz10cm a 60cm

Sem limite

Injetada tipo Micro-estaca Sem limite

Tubulões a céu aberto> 80cm

Sem limite

Tubulões a ar comprimido Sem limite

Fundação

profundaTipo

Ambiente geológico mais

favorávelLimitação construtiva

de concreto

premoldado

Solos transportados fluviais,

lacustres e marinhos

Camadas de seixos ou que possuam

N>25

de madeiraSolos transportados de baixa

resistência e saturadosCamadas com N>20

metálicasSolos transportados fluviais,

lacustres e marinhos

Camadas de seixos ou que possuam

N>40

tipo FrankiSolos transportados fluviais,

lacustres e marinhos

Camadas com N>20 ou profundidades

maiores do que 15 metros

tipo Strauss Solos transportados ou residuaisCamadas com N>30 ou matacões e

veios de quartzo

tipo broca Solos residuais Matacões e veios de quartzo espessos

estabilizada com lama Solos transportados Camadas de seixos

tubadas Solos transportadosCamadas de seixos grandes em

leques aluviais

hélice contínua Solos transportados ou residuaisCamadas com N>35 ou matacões e

veios de quartzo

Estacas injetadas raiz

Solos residuais e transportados

(preferida para reforço de

fundação)

Camadas de grandes seixos em

leques aluviais

a céu aberto Solos residuais e rocha Lento

com câmara

hiperbárica

Solos transportados e leques

aluviaisLento e dispendioso

Estacas cravadas

Estacas mistas

Estacas

escavadas

Tubulão