TRABALHO DE CONSTRUO CIVIL E EDIFICAES SONDAGENS E FUNDAES
SONDAGEM A PERCUSSO
A sondagem a percusso tambm chamada de Simples reconhecimento
ou, ainda, de Sondagem SPT. Este nome vem da abreviao dos termos
ingleses Standard Penetration Test, ou seja, Teste de Penetrao
Padro. Este processo muito usado para conhecer o sub-solo
fornecendo subsdios indispensveis para escolher o tipo de fundao. O
projeto de fundaes uma etapa importante de qualquer construo, de
todos os portes. Afinal, sobre a fundao que repousa todo o peso da
obra, e de nada adiante construir sobre uma base instvel. O
conhecimento do tipo de solo, importante para se identificar o
comportamento esperado ao receber as cargas, mas para saber o
melhor tipo de fundao preciso saber: Quais so os tipos de solo que
esto sob a obra, e a que profundidade; Qual altura do lenol
fretico; Qual a capacidade de carga do sub-solo, em diversas
profundidades; Como o solo se comporta ao receber carga. Para obter
estes tipos de informao o teste mais econmico e elucidativo o
ensaio SPT. A partir dele o projetista de fundaes poder solicitar
exames mais especficos, caso ache necessrio.
Equipamentos utilizados O equipamento e para a ser mais
sondagem a percusso simples Existem pode relativamente solues
barato.
sofisticadas em termos de facilidade e preciso, mas o material
bsico consiste em: Trip Tubos equipado metlicos com de
sarilho, roldana e cabo; revestimento, com dimetro Equipamento
para ensaio de percusso e medio do SPT de subsolo. interno de 63,5
mm (2,5); Hastes de ao para avano da perfurao, com dimetro interno
de 25 mm; Martelo de ferro para cravao das hastes de perfurao, do
amostrador e do revestimento. Seu formato cilndrico e o peso de 65
kg; Conjunto motor-bomba para circulao de gua no avano da perfurao;
Trpano de lavagem constitudo por pea de ao terminada em bisel e
dotada de mm; Amostrador padro de dimetro externo de 50,8 mm e
interno de 34,9 mm, com corpo bipartido (vide figura abaixo). Com
equipamento to simples, de suma importncia que o pessoal que vai
manuse-lo seja bem treinado, srio e atento, pois um teste mal feito
pode levar a concluses errneas e interferir negativamente na
escolha e dimensionamento da fundao, ou seja, haver um aumento no
custo e possvel perda na qualidade da edificao. COMO FEITO duas
sadas laterais para a gua a ser utilizada; Trado concha com 100 mm
de dimetro e helicoidal com dimetro de 56 a 62
O ensaio consiste em fazer uma perfurao vertical com dimetro
normal 2,5" (63,5mm). A profundidade varia com o tipo de obra e o
tipo de terreno, ficando em geral entre 10 a 20 m. Enquanto no se
encontra gua, o avano da perfurao feita, em geral, com um trado
espiral (helicoidal). O avano com trado feito at atingir o nvel de
gua ou ento algum material resistente. Da em diante, a perfurao
continua com o uso de trpano e circulao de gua, processo denominado
de lavagem. O trpano uma ferramenta da largura do furo e com
terminao em bisel cortante, usado para desagregar o material do
fundo do furo. O trpano vai sendo cravado no fundo do furo por
repetidas quedas da coluna de perfurao (trpano e hastes). O martelo
cai de uma altura de 30 cm, e a queda seguida por um pequeno
movimento de rotao, acionado manualmente da superfcie, com uma
cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfurao. Injeta-se gua sob
presso pelos canais existentes nas hastes, esta gua circula pelo
furo arrastando os detritos de perfurao at a superfcie. Para evitar
o desmoronamento das paredes nas zonas em que o solo apresenta-se
pouco coeso instalado um revestimento metlico de proteo (tubos de
revestimento). A sondagem prossegue assim at a profundidade
especificada pelo projetista (que se baseia na norma), ou ento at
que a percusso atinja material duro como, por exemplo, rocha,
mataces, seixos ou cascalhos de dimetro grande. Durante a perfurao,
a cada metro de avano feito um ensaio de cravao do amostrador no
fundo do furo, para medir a resistncia do solo e coletar amostras.
Esse ensaio, denominado ensaio de penetrao ou ensaio SPT, feito com
equipamento e procedimento padronizados no mundo todo, para
permitir a correlao de seu resultado com a experincia consolidada
de muitos estudos feitos no Brasil e no exterior.
O
amostrador
(figura ao lado) cravado atravs do impacto de uma massa metlica
de 65 kg caindo em queda livre de 75 Amostrador padro para ensaio
SPT. A padronizao cm de altura. O internacional permite comparaes
entre estudos feitos em diversas parte do mundo. resultado do teste
SPT ser a quantidade de golpes necessrios para fazer penetrar os
ltimos 30 cm do amostrador no fundo do furo. Se o solo for muito
mole, anota-se a penetrao do amostrador, em centmetros, quando a
massa simplesmente apoiada sobre o ressalto. A medida
correspondente penetrao obtida por simples apoio, ou zero golpes,
pode ser expressiva em solos moles. Na penetrao por batida da massa
conta-se o nmero de golpes aplicados, para cada 15 cm de penetrao
do amostrador. As diretrizes para a execuo de sondagens so regidas
pela NBR 6484, "Execuo de Sondagens de simples reconhecimento", a
qual recomenda que, em cada teste, deve ser feita a penetrao total
dos 45 cm do amostrador ou at que a penetrao seja inferior a 5 cm
para cada 10 golpes sucessivos. A cada ensaio de SPT prossegue-se a
perfurao (com o trado ou o trpano) at a profundidade do novo
ensaio. No Brasil, as empresas de sondagem esto adquirindo
equipamentos com sistema hidrulico e movidos por motor a
combusto, para execuo do ensaio SPT, cujo amostrador cravado no
terreno por meio de martelo mecnico. CRITRIOS DE PARALISAO DA
SONDAGEM O processo de perfurao, por trado ou lavagem, associado
aos ensaios penetromtricos, ser realizado at onde se obtiver nesses
ensaios uma das seguintes condies:
1 - Quando em 3 m sucessivos se obtiver ndices de penetrao
maiores do que 45/15; 2 - Quando em 4 m sucessivos forem obtidos
ndices de penetrao entre 45/15 e 45/30; 3 - Quando, em 5 m
sucessivos, forem obtidos ndices de penetrao entre 45/30 e 45/45
(nmero de golpes/espao penetrado pelo amostrador). Caso a penetrao
seja nula dentro da preciso da medida na seqncia de 5 impactos do
martelo o ensaio ser interrompido, no havendo necessidade de
obedecer o critrio estabelecido acima. Entretanto, ocorrendo essa
situao antes de 8,00 m, a sondagem ser deslocada at o mximo de
quatro vezes em posies diametralmente opostas, distantes 2,00 m da
sondagem inicial. COLETA DE AMOSTRAS Na sondagem a percusso so
coletadas amostras obtidas pelo amostrador e aquelas retiradas nos
avanos dos furos entre um e outro ensaio de SPT, por trado ou
lavagem. As amostras retiradas do amostrador devem ser
acondicionadas em frascos hermticos para a manuteno da umidade
natural e das suas estruturas geolgicas. As amostras de trado devem
ser acondicionadas em sacos plsticos ou ordenadas nas prprias
caixas de amostragem. As amostras retiradas por sedimentao da gua
de lavagem ou de circulao tambm devem ser guardadas. Elas so
constitudas principalmente pela frao arenosa do solo original, pois
os finos geralmente so levados pela gua de circulao da sondagem.
NDICE DE RESISTNCIA PENETRAO O ndice SPT foi definido por
Terzaghi-Peck, que nos diz que o ndice de resistncia penetrao (SPT)
a soma do nmero de golpes
necessrios penetrao no solo, dos 30 cm finais do amostrador.
Despreza-se portanto o nmero de golpes correspondentes cravao dos
15 cm iniciais do amostrador. Ainda que o ensaio de resistncia
penetrao no possa ser considerado como um mtodo preciso de
investigao, os valores de SPT obtidos do uma indicao preliminar
bastante til da consistncia (solos argilosos) ou estado de
compacidade (solos arenosos) das camadas do solo investigadas. Veja
a tabela abaixo: ndices de resistncia penetrao e respectivas
designaes Solo ndice de Penetrao 50 30 Resistncia Designao Fofo
Pouco compacto Medianamente compacto Compacto Muito compacto Muito
mole Mole Mdia Rija Muito rija dura
NMERO DE FUROS A NBR 8036/83 (Programao de sondagens de simples
reconhecimento dos solos para fundaes de edifcios) estabelece os
nmeros de perfuraes a serem feitas, em funo do tamanho do edifcio,
conforme segue: No mnimo uma perfurao para cada 200m de rea da
projeo em planta do edifcio, at 1.200m de rea;
Entre 1.200 m e 2.400m fazer uma perfurao para cada 400 m que
excederem aos 1.200 m2 iniciais; cima de 2.400m o nmero de
sondagens ser fixado de acordo com o plano particular da construo.
Em quaisquer circunstncias o nmero mnimo de sondagens deve ser de 2
para a rea da projeo em planta do edifcio at 200m, e trs para rea
entre 200m e 400m.
INTERPRETAO DOS RESULTADOS Na maioria dos casos, a interpretao
dos dados SPT visa a escolha do tipo das fundaes, a estimativa das
taxas de tenses admissveis do terreno e uma previso dos recalques
das fundaes. Assim, a empresa encarregada de fazer o ensaio fornece
um relatrio dos trabalhos e uma desenho esquemtico de cada furo. A
partir da, cabe ao projetista interpretar os resultados para
escolher o tipo de fundao ou, se ainda achar os dados
inconclusivos, pedir algum ensaio mais especfico. A escolha do tipo
de fundao feita analisando os perfis das sondagens, cortes
longitudinais do subsolo que passam pelos pontos sondados. A presso
admissvel a ser transmitida por uma fundao direta ao solo depende
da importncia da obra e tambm da experincia acumulada na regio,
podendo ser estabelecida em funo de ndice correlacionado com a
consistncia ou compacidade das diversas camadas do subsolo. O
quadro a seguir apresenta uma correlao do mesmo tipo para solos
coesivos, igualmente estabelecida por Terzaghi-Peck. Esta correlao
entre o ndice de resistncia penetrao e a resistncia compresso
simples ainda menos precisa que a anterior e tem tambm carter
indicativo. Relao entre tenso admissvel e nmero de golpes (SPT)
Tipo de solo Consistncia SPT Tenso admissvel (Kg/cm)
Muito mole Mole Argila Mdia Rija Muito rija Dura Fofa Pouco
compacta Areia Compacta Muito compacta
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Alm das tabelas acima, possvel estimar a carga admissvel em um
solo mediante a frmula abaixo:
Assim, por exemplo, um solo com ndice SPT de 20 teria uma tenso
admissvel de 3,47 Kg/cm e outro com SPT 16 teria uma tenso
admissvel de 3 Kg/cm. Mas deve-se ressaltar que estes valores,
tanto das tabelas quanto da frmula acima, so muito genricos e
imprecisos. S mesmo uma anlise criteriosa da sondagem por um tcnico
especializado pode determinar com preciso o melhor valor para a
resistncia do solo. Isto porque alm do tipo de solo e sua
resistncia SPT, o projetista deve levar em conta outros fatores
inerentes s fundaes - forma, dimenses e profundidade - e ao terreno
que servir de apoio, analisando a profundidade, nvel d'gua e
possibilidade de recalques, alm da existncia de camadas mais fracas
abaixo da cota de nvel prevista para assentar as fundaes.
APRESENTAO DOS RESULTADOS Os dados colhidos na sondagem so
mostrados na forma de perfil individual do furo, ou seja, um
desenho que traduz o perfil geolgico do subsolo
na posio sondada, baseado na descrio dos testemunhos, aquelas
amostras colhidas durante a perfurao. A descrio dos testemunhos
feita a cada manobra e inclui: 1 - Classificao litolgica Cor,
tonalidade e dados sobre formao geolgica, mineralogia, textura e
tipo dos materiais. 2 - Estado de alterao das rochas Trata-se de um
fator que faz variar extraordinariamente suas caractersticas. As
descries do grau de alterao das rochas, embora muito informativas,
so at certo ponto subjetivas por se basearem normalmente na opinio
do autor da classificao. 3 - Grau de fraturamento Uma das maneiras
de avaliar o grau de fraturamento da rocha atravs do nmero de
fragmentos por metro, obtido dividindo-se o nmero de fragmentos
recuperados em cada manobra pelo comprimento da manobra.
PERFIS GEOLGICOS TPICOS O solo varia de regio para regio, dentro
do prprio lote podem ocorrer variaes bruscas de composio e
resistncia do solo, da a importncia de seguir os procedimentos
normatizados para ter uma representao o mais fiel do subsolo em
estudo. Apesar desta variao, algumas regies so bem conhecidas dos
engenheiros que lidam com fundaes. Analisando alguns destes casos,
para exemplificar como o ensaio SPT pode ser utilizado para indicar
o tipo de fundao mais adequado.
So Paulo - Avenida Paulista -- Localizado no topo de um espigo
que corta a capital do Estado de So Paulo, ou seja, num topo de
montanha que, provavelmente, j foi muito mais alta na remota
antiguidade. Assim, o solo j foi compactado pela natureza, sendo
relativamente firme e o lenol fretico fica baixo. Assim, construes
menores podem usar fundao direta (sapatas) e os prdios maiores
devem utilizar tubulo ou estacas, que podem ser tanto do tipo
Strauss (moldada in loco), pr-moldada de concreto ou ao ou outras,
especiais, para edifcios maiores.
Santos (SP) - Orla da praia -- Este um caso clssico na mecnica
dos solos. A cidade de Santos mundialmente conhecida pelos seus
edifcios fora de prumo beira mar. Isto ocorreu porque, na poca de
sua construo, utilizouse fundaes rasas apoiadas a cerca de 8 m de
profundidade, onde se encontra um solo relativamente rgido (SPT 8).
Entretanto, cerca de 10 m abaixo, encontra-se uma areia argilosa
mutio mole, cujo SPT 1/60, ou seja, o martelo d uma batida e j
penetra 60 cm. Muitos edifcios foram construdos sobre sapatas, isto
, com fundao rasa. Em ambos os casos, ao longo dos anos a argila
vai recalcando, o solo vai cedendo e os edifcios afundam. H casos
em que os prdios desceram mais de 1 metro em relao ao nvel
original. Os prdios mais novos utilizam estacas mais profundas, que
vo buscar o solo mais duro a mais de 27 metros de profundidade. os
edifcios ficaram tortos porque no afundaram por igual, pois um
prdio faz presso sobre a fundao do vizinho, e naquele local ambos
afundam mais pois existe uma presso maior sobre o sub-solo.
Campinas (SP) -- Esta uma grande cidade do interior do Estado de
So Paulo e que tem diversos tipos de solo. Sua regio central j foi
bastante estudada, contendo solo ideal para fundao direta ou rasa,
para obras pequenas e mdias, e estaqueamento para prdios maiores.
Para estes ltimos, o lenol fretico baixo (-15m) permite escavao
manual sem equipamento especial, permitindo o uso de tubules ao
invs de estacas. A existncia de solo residual indica que a regio j
foi coberta por gua em eras remotas.
So Paulo (SP) - Cidade Universitria -- Esta regio fica na margem
do Rio Pinheiros, do lado oposto onde aconteceu o desmoronamento na
Linha 4 da obra do Metr no incio de 2007. Trata-se de um solo
instvel, tpico de locais que j estiveram em baixo da gua por muitos
milhares de anos. O solo constitudo por uma camada de aterro que
repousa em cima de argila orgnica, tpica de reas pantanosas. Assim,
qualquer obra de fundao nesta regio precisa ser estudada com muita
ateno, em geral usa-se-se fundao profunda com estacas pr-moldadas
ou tubules a ar comprimido, devido ao fato do lenol fretico estar
praticamente superfcie.
SONDAGEM ROTATIVA Finalidades: - Usada quando a sondagem alcana
uma camada de rocha ou solo de alta resistncia, blocos ou mataces.
- Pode ser usada tambm para solos quando a investigao do solo
pormenorizada. - S rotativa quando a rocha aflora. Principais
objetivos: - Obter testemunho, amostra da rocha para identificar as
descontinuidades do macio rochoso. - Realizar ensaios "in situ"
como perda d'gua (permeabilidade e localizao de falhas e fendas).
Equipamentos: - Motor: as sondas so acionadas por motores a diesel,
gasolina ou eltricos. - Guincho: permitem o controle na operao das
aladoras, hastes, revestimentos e retirada de testemunhos. -
Cabeote de perfurao: faz girar a coluna de perfurao e exerce presso
na ferramenta de corte propiciando o movimento de avano do
furo.
- Sondas: manuais, mecnicas e hidrulicas. - Manuais - o avano
feito manualmente atravs de um volante associado a uma cremalheira.
- Mecnicas - o avano conseguido atravs de um sistema de parafusos
diferenciais concntricos com um parafuso sem - fim. - Hidrulicas -
a presso sobre as hastes proporcionada por cilindros hidrulicos de
duplo efeito, usado para grandes profundidades. - Hastes: so tubos
ocos sem costuras de comprimentos variveis, ligados entre si.
Transmitem pea de corte no fundo do furo os movimentos de rotao e
penetrao para o avano da sondagem e conduzem gua e lama para a
refrigerao das peas de corte e ao transporte dos detritos da
perfurao superfcie. - Barriletes: tubos ocos destinados a receber o
testemunho de sondagem e so presos primeira haste a penetrar no
solo. Os mais usuais so: a) barriletes simples (rocha s, alterao de
rocha). b) duplo rgido (melhor recuperao formaes geolgicas mdias e
duras, pouco fraturadas). c) duplo giratrio (formaes moles e
fragmentadas garante boa recuperao). d) especial (srie D, M ou L,
usados em materiais onde fcil obter a alta recuperao do
testemunho). - Coroas: ferramentas de corte de uma sondagem (alto
custo), composta de matriz de ao que o elemento de fixao dos
diamantes ferramenta, corpo da coroa que parte de ao, sadas de gua
que so os espaos abertos na superfcie da coroa e os diamantes que
podem ser cravados ou impregnados. Orientao para escolha do tipo de
coroa em funo das formaes geolgicas dureza e abraso da rocha. Coroa
de widia (material pouco resistente) mais baratas (com pastilhas de
carboneto de tungstnio) - Revestimentos: so indispensveis quando as
paredes do furo tendem a desabar (1 a 3 m). Compostos de tubos de
ao com paredes finas, mas de elevada resistncia mecnica.
- Sistema de circulao de gua: usado para assegurar a refrigerao
da coroa, a expulso de fragmentos, a diminuio da frico da coluna
contra paredes e a conservao de uma presso hidrosttica que
contribua para manter firmes as paredes do furo. Para formaes
permeveis utiliza-se a mistura de gua com bentonita. Obs.: Os
dimetros das coroas, revestimentos, etc. so padronizados pelo
Sistema DCDMA (Associao dos Fabricantes de Ferramentas Diamantadas,
USA) pelas letras E, A, B, N, H (furos de 1 a 4 polegadas). Grupo X
tubos mais leves que possuem passos de rosca fina. Grupo W tubos
mais pesados com passos de rosca grossa.
Operao: Consiste basicamente na realizao de manobras
consecutivas (rotao + avano), isto , a sonda imprime haste os
movimentos rotativos e de avano na direo do furo e estas os
transferem ao barrilete provido da coroa. Comprimento da manobra =
comprimento do barrilete (1,5 a 3 metros). Dimetro do testemunho:
41, 54, 76mm podendo chegar a 165 mm. Apresentao dos resultados: So
apresentados, em forma de perfil individual do furo, os perfis
geolgicos do subsolo (boletim de sondagem), baseados na descrio dos
testemunhos, considerando: - Classificao litolgica - Estado de
alterao das rochas para fins de engenharia (extremamente alterada a
s) - Grau de fraturamento (nmero de fragmentos por metro - %)
qualidade da rocha - RQD = Rock Quality Designation = percentagem
da soma dos fragmentos superiores a 10 cm pelo comprimento da
manobra (recuperao modificada). Percentagem de recuperao: R % =
comp. total dos testemunhos / comp. total da manobra. Tipo de rocha
Boa qualidade Medianamente alterada Muito alterada R% >80 80 50
< 50
Este resultado funo mais da qualidade da sondagem do que da
qualidade da rocha.
Qualidade da rocha Muito fraca Fraca Regular Boa Excelente
RQD % 0-25 25-50 50-75 75-90 90-100
Rocha Ocasionalmente fraturada Pouco fraturada Medianamente
fraturada Muito fraturada Extremamente fraturada Em fragmentos
No de fraturas /metro 1 1-5 6-10 11-20 >20 Pedaos de diversos
tamanhos, dispersos.
Vantagens: progresso rpido; distrbio leve do solo abaixo do
furo. Desvantagens: quando o solo tem uma alta percentagem de
pedregulhos (no corta).
ESTACAS MOLDADAS IN LOCO ESCAVADAS MECANICAMENTE (TRADO
MECNICO)
HLICE CONTNUA Estaca de concreto moldada in loco, executada
atravs de um equipamento que possui um trado helicoidal contnuo,
que retira o solo conforme se realiza a escavao, e injeta o
concreto simultaneamente, utilizando a haste central desse mesmo
trado. um sistema que proporciona uma boa produtividade e, por esse
motivo, recomendvel que haja uma central de concreto nas
proximidades do local de trabalho. Alm disso, as reas de trabalho
devem ser planas e de fcil movimentao. O sistema pode ser empregado
na maioria dos tipos de solos, exceto em locais onde h a presena de
mataces e rochas. Estacas muito curtas, ou que atravessam materiais
extremamente moles tambm devem ter sua utilizao analisada
cuidadosamente.
ESTACA-RAZ Estacas escavadas com perfuratriz, executadas com
equipamento de rotao ou rotopercusso com circulao de gua, lama
bentontica ou ar comprimido. recomendado para obras com dificuldade
de acesso para o equipamento de cravao, pois emprega equipamento
com pequenas dimenses (altura de aproximadamente 2m). Pode
atravessar terrenos de qualquer natureza, sendo indicado tambm
quando o solo possui mataces e rocha, por exemplo. Pode ser
executada de forma inclinada, resistindo a esforos horizontais.
ESTACA BARRETE Estacas escavadas com uso de lama bentontica,
executadas com equipamentos de grande porte, como o clam-shell.
Pode ser escavada abaixo do nvel dgua, at a profundidade de
projeto. Na execuo, a escavao preenchida pela lama simultaneamente
retirada do solo escavado.
ESTACA STRAUSS Definio: As estacas do tipo Strauss so moldadas
in loco, com processo relativamente simples e eficaz. A perfurao
executada com o auxlio de uma sonda, denominada piteira, com a
utilizao parcial ou total de revestimento recupervel e posterior
Concretagem da fundao no local. VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens:
Simples Execuo; Baixo Custo; Capacidade de carga e dimetros
diversos;
Desvantagens: No pode ser executada abaixo do N.A. Concreto de
baixa qualidade (feito mo). Muita lama proveniente escavao. Execuo
lenta.
CARACTERSTICAS DAS ESTACAS STRAUSS As principais caractersticas
das Estacas Strauss so:
Reduzida trepidao e, conseqentemente, pouca vibrao nas edificaes
vizinhas obra. Possibilidade de execuo da estaca com o comprimento
projetado, permitindo cotas de arrasamento abaixo da superfcie do
terreno. Facilidade de locomoo dentro da obra.
Permite conferir durante a percusso, por meio de retirada de
amostras do solo, a sondagem realizada. Permite verificar, durante
a perfurao, a presena de corpos estranhos no solo, mataces e
outros, possibilitando a mudana de locao antes da concretagem.
Capacidade de executar estacas prximas s divisas do terreno,
diminuindo assim, a excentricidade nos blocos. Execuo de estacas
com capacidade de 20 ton, 30 ton e 40 ton. EQUIPAMENTO PARA EXECUO
DA ESTACA STRAUSS Consta de um trip de madeira ou de ao, um guincho
acoplado a motor a exploso ou eltrico, uma sonda de percusso munida
de vlvula em sua extremidade inferior para retirada de terra, um
soquete com aproximadamente 300 quilos, linhas de tubulao de ao,
com elementos de 2,00 a 3,00 metros de comprimento, rosqueveis
entre si, um guincho manual para retirada da tubulao, alm de
roldanas, cabos e ferramentas. MTODO EXECUTIVO Centralizao da
estaca: O trip localizado de tal maneira que o soquete preso ao
cabo de ao fique centralizado no piquete de locao.
Inicio da perfurao: Com o soquete iniciada a perfurao at a
profundidade de 1,00 a 2,00 m, furo esse que servir de guia para a
introduo do primeiro tubo, dentado na extremidade inferior, chamado
"coroa". Perfurao: Com a introduo da coroa, o soquete substitudo
pela sonda de percusso, a qual, por golpes sucessivos vai retirando
o solo do interior e abaixo da coroa, e a mesma vo se introduzindo
no terreno. Quando estiver toda cravada, rosqueado o tubo seguinte,
e assim por diante, at atingir uma camada de solo resistente e/ou
que se tenha um comprimento de estaca considerado suficiente para
garantia de carga de trabalho da mesma. A seguir, com a sonda,
procede-se limpeza da lama e da gua acumulada durante a perfurao.
Concretagem: 1 - Nessa etapa, a sonda substituda pelo soquete.
lanado concreto no tubo em quantidade suficiente para se ter uma
coluna de aproximadamente 1 metro. Sem puxar a tubulao apiloa-se o
concreto formando uma espcie de bulbo. 2 - Para execuo do fuste, o
concreto lanado dentro da tubulao e, medida que apiloado, esta vai
sendo retirada com emprego de guincho manual. Para garantia da
continuidade do fuste, deve ser mantida, dentro da tubulao durante
o apiloamento, uma coluna de concreto suficiente para que o mesmo
ocupe todo o espao perfurado e eventual vazios no subsolo. Dessa
forma o pilo no tem possibilidade de entrar em contato com o solo
da parede da estaca e provocar desbarrancamento e mistura de solo
com o concreto. Colocao dos ferros: A operao final ser a colocao
dos ferros de espera para amarrao aos blocos e baldrames, sendo
colocados 4 ferros isolados, com 2 metros de comprimento, que so
simplesmente enfiados no concreto. Os ferros serviro apenas para
ligao das estacas com o bloco ou baldrame, no constituindo uma
armao propriamente dita.
Quando houver necessidade de colocao da armao para resistir a
esforos outros que no de compresso, devem-se tomar os seguintes
cuidados: a) b) A bitola mnima para execuo ser 7 de estacas no de
armadas mnimo 30 32cm; cm;
Os
estribos usuais
devem tm
espaados m
c) As armaes sero sem emendas at 6 m de comprimento, uma vez que
os trips comprimento; d) Os estribos, sem ganchos, devero ser
firmemente amarrados aos ferros longitudinais e, se possvel, no
havendo prejuzo ao ao, soldados; e) O concreto dever ser
francamente plstico, para vazar atravs da armao. Armao: 1. Os dados
a seguir so limitaes para se garantir a perfeita concretagem da
estaca. 2. Armaes mais pesadas podero ser usadas em casos
especiais. Preparo da cabea da estaca: J a cargo do construtor, h
necessidade de se preparar a cabea da estaca, para a sua perfeita
ligao com os elementos estruturais. O concreto da cabea da estaca
geralmente de qualidade inferior, pois ao final da concretagem h
subida de excesso de argamassa, ausncia de pedra britada e
possibilidade de contaminao com o barro em volta da estaca. Por
isso, a concretagem da estaca deve terminar no mnimo 20 cm acima da
cota de arrasamento. A preparao ou "quebra" da cabea das estacas,
ou seja, a remoo do concreto excedente deve ser feita com
ponteiros, os quais devem ser aplicados verticalmente. O acabamento
da cabea dever ser feito com o ponteiro inclinado, para se
conseguir uma superfcie plana e horizontal. A estaca dever ficar
embutida 5 cm dentro do bloco ou baldrame. Quando se usa lastro de
concreto magro, abaixo do bloco ou baldrame, a cabea da estaca deve
ficar livre 5 cm acima do mesmo.
ESTACA DE CONCRETO As estacas de concreto podem ser pr-moldadas
ou concretadas no local. a) Estacas pr-moldadas de concreto So
largamente usadas em todo o mundo possuindo como vantagens em relao
as concretadas no local um maior controle de qualidade tanto na
concretagem, que de fcil fiscalizao quanto na cravao, alm de
poderem atravessar correntes de guas subterrneas o que com as
estacas moldadas no local exigiriam cuidados especiais. Podem ser
confeccionadas com concreto armado ou protendido adensado por
centrifugao ou por vibrao, este de uso mais comum. Tanto nas
estacas vibradas quanto nas centrifugadas a cura do concreto feita
a vapor, de modo a permitir a desforma e o transporte da mesma no
menor tempo possvel. Tendo em vista que a cura a vapor s acelera o
ganho de resistncia nas primeiras horas, mas no diminui o tempo
total necessrio para que o concreto atinja a resistncia final, as
estacas devem permanecer no estoque pelo menos at que o concreto
atinja a resistncia de projeto. A seo transversal dessas estacas
geralmente quadrada, hexagonal, octogonal ou circular, podendo ser
vazadas ou no. A carga mxima estrutural das estacas pr-moldadas em
geral indicada nos catlogos tcnicos das empresas fabricantes, no
entanto a carga admissvel s poder ser fixada aps a anlise do perfil
geotcnico do terreno e sua cravabilidade. Para no onerar o custo de
transporte das estacas, desde a fabrica at a obra, o seu
comprimento limitado a 12m. Por isso, quando se precisar de estacas
com mais de 12m as peas devem ser emendadas. Essas emendas podem
ser constitudas por anis metlicos ou por luvas de encaixe tipo
macho e fmea quando as estacas no estivem sujeitas a esforos de
trao tanto na cravao quanto na utilizao (figura 12), ou em caso
contrrio, emenda do tipo soldvel, como indicada na figura 13, onde
a altura h e a
espessura e da chapa so funo do dimetro da armadura longitudinal
e do dimetro da estaca.
(a) Emendas por anel metlico e (b) emendas por luvas.
Emenda tipo soldvel em estaca pr-moldada. Existem vrios
processos para cravao das estacas prmoldadas, no entanto qualquer
que seja o processo, utilizado em geral de modo a facilitar a
passagem da estaca pelas diversas camadas do terreno, no final a
estaca ser sempre cravada por percusso. Para tanto, utiliza-se um
tipo de guindaste especial chamado de bate-estaca que pode ser
dotado de martelo (tambm chamado de pilo) de queda livre ou
automtico tambm denominado martelo diesel. Para amortecer os golpes
do pilo e uniformizar as tenses por ele aplicadas estaca,
instala-se no topo desta um capacete dotado de cepo e coxim
conforme mostrado na figura abaixo.
Detalhe do capacete da estaca.
b) Estacas concretadas in situ Existe uma grande variedade de
tipos de estacas concretadas no local, diferenciadas entre si,
principalmente, pela forma que so escavadas e pela forma de colocao
do concreto. De um modo geral crava-se um tubo de ao at a
profundidade prevista pela sondagem geotcnica, enchendose com
concreto que vai sendo apiloado at que se retire o tubo. Entre os
vrios tipos existentes destacam-se as estacas tipo Franki e as
estacas tipo Strauss. A estaca tipo Franki usa um tubo de
revestimento cravado dinamicamente com a aponta fechada por meio de
bucha e recuperado aps a concretagem da estaca. O concreto usado na
execuo da estaca relativamente seco com baixo fator gua-cimento,
resultando em um concreto de slump zero, de modo a permitir o forte
apiloamento previsto no mtodo executivo. O concreto com estas
caractersticas deve atingir fcc28 20 MPa e o controle tecnolgico do
concreto durante a execuo da estaca deve prever retirada regular de
corpos-de-prova, para serem ensaiados a 3, 7 e 28 dias,
iniciando-se ao se executar as primeiras estacas, e continuar para
cada grupo de 15 ou 20 estacas executadas. A armao da estaca
constituda por barras longitudinais e estribos que devem ter
dimenses compatveis com o dimetro do tubo e do pilo. A execuo de
estacas tipo Franki, quando bem aplicada, praticamente no sofre
restries de emprego diante das caractersticas do subsolo, salvo
casos particulares como aqueles constitudos por espessas camadas de
solo muito mole. A tabela 6 apresenta as cargas admissveis usuais
adotadas em projetos de rotina das estacas tipo Franki executadas
pelas empresas que atuam no mercado brasileiro. A adoo dessas
cargas depende da anlise dos elementos do projeto, podendo ser
diminudas ou aumentadas em projeto de condies especiais.Tabela:
Dados bsicos para projeto das estacas tipo Franki. L Qc (kN) Qt
(kN) 30 15 45 0 85 35 18 40 22 52 30 60 35
55 80 130 1700 0 0 0 10 13 240 270 0 0 L profundidade mxima
recomendvel Qc carga admissvel de compresso Qt carga admissvel de
trao
ESTACAS METLICAS As estacas metlicas so constitudas
principalmente por peas de ao laminado ou soldado tais como perfis
de seo I e H, como tambm por trilhos, geralmente reaproveitados aps
sua remoo de linhas frreas, quando perdem sua utilizao por
desgaste. A principal vantagem das estacas de ao est no fato de se
prestarem cravao em quase todos os tipos de terreno, permitindo
fcil cravao e uma grande capacidade de carga. Sua cravao
facilitada, porque, ao contrrio dos outros tipos de estacas, em
lugar de fazer compresso lateral do terreno, se limita a cortar as
diversas camadas do terreno. Hoje em dia j no existe preocupao com
o problema de corroso das estacas metlicas quando permanecem
inteiramente enterradas em solo natural, porque a quantidade de
oxignio que existe nos solos naturais to pequena que a reao qumica
to logo comea, j acaba completamente com esse componente responsvel
pela corroso. Entretanto, de modo a
garantir a segurana a NBR 6122 exige que nas estacas metlicas
enterradas seja descontada a espessura de 1,5 mm de toda sua
superfcie em contato com o solo, resultando uma rea til menor que a
rea real do perfil. A carga mxima atuante sobre a estaca obtida
multiplicando-se a rea til pela tenso admissvel do ao fc = fyk/2
onde fyk tenso caracterstica ruptura do ao da estaca.
Figura 11: rea til de estaca metlica. A tabela abaixo apresenta
a carga para alguns perfis e trilhos fabricados pela CSN (Companhia
Siderrgica Nacional), calculada com c = fyk/2 = 120 MPa. A utilizao
de trilhos velhos como estacas s possvel quando a reduo do peso no
ultrapassar 20% do terico e nenhuma seo tenha rea inferior a 40% da
rea do trilho novo.Tabela: Tipo de perfil Perfis laminados CSN (1
alma) Trilhos (CSN) Cargas mximas rea (cm2) 47,3 34,8 48,1 77,3
31,4 40,9 47,3 56,8 64,2 72,6 em estacas metlicas Carga mxima (kN)
400 300 400 700 250 (200) 350 (250) 400 (300) 450 (350) 550 (400)
600 (450) completamente enterradas. Denomina o H 6x 6 I 8x 4 I 10x
45/8 I 12 x 51/4 TR 25 TR 32 TR 37 TR 45 TR 50 TR 57 Peso (N/m) 371
273 377 606 246,5 320,5 371,1 446,5 503,5 569,0
Nota: Os valores entre parnteses referem-se a trilhos velhos com
reduo mxima de peso de 20% e nenhuma seo com reduo superior a
40%.
Referncias Bibliogrficas:
http://www.webartigos.com/articles/60227/1/Topicos-de-Fundacao/pagina1.html#ixzz1MCBfYtRt
http://www.mrsondagens.com/servicos2.asp
http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=9&Cod=126
http://www.carisia.com.br/mecSolosII-Aula2-investigacaogeotecnicaparteII.pdf
http://www.ufrrj.br/institutos/it/dau/profs/edmundo/Cap%EDtulo2-%20Funda%E7%F5es.pdf
