Tema IV

Titulo : Cimentações o Fundação profundas.

Docente: Msc. Luis Manuel García

Teórica

Mecânica dos solos II

e-mail: chenty35@gmail.com Telef.: 843949247

As estacas podem ser necessárias por diversos motivos, como:

a) transferir as cargas a uma camada mais resistente e/ou menos compressível;b) resistir a forças horizontais de encontros de pontes ou muros de arrimo;c) aumentar a estabilidade de edifícios altos;d) resistir a forças de subpressão;e) evitar danos devidos à erosão superficial;f) compactar areias fofas.

Se utiliza donde es imposible hincar pilotes

Cimentações

Cimentação Profunda

Poço

Cimentações

Cimentação Profunda

Pilotes

•Madeira•Aço, •Betão armado•Betão . •Maciças ou tubulares, •Secção reta circular ou quadrada (com arestas quebradas) ou octogonal.•Sendo de aço, podem ter secção em H ou em outro perfil com os dois momentos principais centrais de inércia aproximadamente iguais.•Pré-moldadas e cravadas ou moldadas "in situ"

As estacas de aço ou de madeira usam-se muito em obras provisórias; para obras definitivas a madeira teria de ser protegida e manter-se submersa para não ser atacada pelo molúsculo ou por "fungos". Mesmo assim não é de recomendar. As de aço terão de ter uma protecção catódica e/ou terem na liga uma percentagem de cobre.

As estacas

As pré-moldadas e cravadas têm de ter armadura reforçada na cabeça e na ponteira, além de terem um protector na cabeça durante a cravação. As moldadas "in situ" poderão ter a base alargada. As estacas pré-moldadas nunca têm grande diâmetro (até 0,60m) devido a dificuldades de cravação. Elas utilizam-se quando o solo é mole seguindo-se-lhe uma camada compacta, não, necessariamente o "bed rock". Pode até ser inconveniente a existência de uma camada de rocha, pois na cravação poderá a estaca ser danificada, além de que nunca poderá encastrar-se na "rocha" como conviria para aproveitamento da sua "total" capacidade e se houver estratos pouco espessos de "burgaus" ou "seixos" grossos também a estaca cravada poderá ter inconvenientes por não conseguir ultrapassar tais camadas e se nelas ficar a ponteira a sua capacidade será reduzida em face da pequena espessura da camadaNas estacas com furação com trado oco o trado é roscado até á profundidade necessária e de seguida é metido o betão pelo furo central à medida que se vai retirando o trado. A armadura é depois cravada no betão fresco da estaca. Estas estacas não podem ser encastradas no “bed-rock” porque o trado não pode ser roscado em terreno duro. Além disso a armadura tem de ser cravada no betão ainda sem presa. Se a estaca levar muito tempo a betonar por ser muito comprida ou por outro motivo o betão começar a ganhar presa, já não se conseguirá cravar a armadura depois da betonagem e a estaca ficará inutilizada.

Há ainda as chamadas "estacas de areia" (ou brita) que não são mais do que processos de adensamento dos solos por dissipação de pressões neutras, caso em que as estacas de areia tomam a designação de "drenos verticais de areia". Estes, usam-se mais quando se quer o adensamento rápido de um solo argiloso, em geral lodo ou argila mole, qual seja a ocupação de um pântano argiloso por uma rodovia, aérodromo ou grupo de instalações industriais, etc

Se os registros de perfuração do estou solos estabelecem a presença de capas de rocha ou material rochoso em um sítio dentro de uma profundidade razoável, pilote-os se podem estender até o estrato rochoso , a capacidade última dos pilote depende completamente da capacidade de carga do material subjacente; pilote-os são chamados então pilote de ponta. Na maioria destes casos, a longitude necessária do pilote se estabelece facilmente.

Se em vez de um leito de rocha se encontra um estrato de solo bastante compacto e duro a uma profundidade razoável, pilote-os se estenderão uns poucos metros dentro do estrato duro . Pilote-os com pedestais se constróem sobre o leito do estrato duro, e a carga última do pilote-se expressa como:

Esses pilote se chamam pilotem de fricção porque a maioria da resistência se obtém da fricção superficial. Entretanto, o término pilote de fricção, embora usado freqüentemente na literatura técnica, não é um bom nome em solos argilosos, já que a resistência à carga aplicada é também causada por adesão.

Assim quando se carrega até o ponto A, virtualmente a totalidade da carga é suportada por fricção lateral na haste e a transferência à ponta é muito pequena ou nula. Quando a carga alcança o ponto B, a haste está desenvolvendo sua máxima fricção e a ponta tomasse alguma carga. No ponto E não há incremento na carga transferida ao solo devido a que a carga de base terá alcançado seu valor limite. O conceito de avaliação separada de fricção na haste e resistência na base constitui a base dos cálculos estáticos de capacidade de carga dos pilote.

Sob carga última, a superfície de enguiço na ponta do pilote (falha por capacidade de carga causada pelo Qp) é como a mostrada em fig 3e. Note que as cimentações com pilote são cimentações profundas e que o estou acostumado a falha principalmente em modo de punzonamiento,. Isto é, uma zona triangular, I, desenvolve-se na ponta do pilote, que é empurrada para baixo sem produzir nenhuma outra superfície de deslizamento visível. Em areias densas e solos argilosos duros, uma zona cortante radial, II, desenvolvem-se parcialmente.

A capacidade de carga última de um pilote, está dada por uma simples equação como a carga tomada na ponta do pilote mais a resistência total por fricção fricção superficial derivada da interface solo – pilote

Capacidade de carga da ponta do pilote, Qp

A capacidade de carga última de cimentações superficiais foi analisada em tema anterior. A equação geral para a capacidade de carga em cimentações superficiais foi dada para carga vertical como:

Nas cimentações com pilote a fórmula se expressa como

Capacidade de carga de um pilote de ponta em areia

C=0

resistencia de punta límite

solo homogêneo granular (L=Lb)

solo homogêneo

p : perímetro da seção do piloteΔL : longitude do pilote sobre a qual p y f se consideram constantesf : resistência unitária última por fricção a qualquer profundidade Z.

Um pilote de concreto pré-fabricado totalmente embutido de 12 m de comprimento é fincado em um estrato de areia homogênea (c=0). O pilote tem seção transversal quadrada com lados de 305 mm. O peso específico seco da areia é de 16.8 kN/m3 o ângulo de fricção médio do solo é de 35 graus e a resistência à penetração padrão corrigida perto da vizinhança da ponta do pilote é de 16. calcule a carga pontual última sobre o pilote.

Exercicio