FUNDAÇÕES INDIRETAS OU PROFUNDAS

Universidade Federal do Espírito Santo
Centro Tecnológico
Departamento de Estruturas e Edificações
FUNDAÇÕES INDIRETAS
OU PROFUNDAS
ESTACAS DE MADEIRA E AÇO
ESTACAS MOLDADAS “IN LOCO”
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO
O que é fundação?
Vitória
2006
Fundação é a obra, geralmente
enterrada, que serve para suportar a
casa, prédio, ponte ou viaduto.
A fundação pode ser feita de diversos
tipos de materiais e dependendo do
tipo de terreno encontrado no local
das obras, adota-se tipos diferentes
de fundações.
1

Projeto Estrutural x Projeto de Fundação
Projeto
otimizado
Economia que pode
chegar a até 50% no
custo de uma fundação
O baldrame é o tipo mais comum de
fundação. Constitui-se de uma viga, que
pode ser de alvenaria, de concreto
simples ou armado construída
diretamente no solo, dentro de uma
pequena vala. É mais empregada em casos
de cargas leves como residência
construídas sobre solo firme.
sapata é preferida onde o baldrame não é
recomendado, quer pelo peso do prédio ou
pela baixa resistência do solo. A sapata é um
bloco de concreto armado construído
diretamente sobre o solo dentro de uma
escavação.
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A estaca é empregada em solos fracos ou em
prédios de altura média. podem ser
moldadas no local ou pré-fabricadas.
Também podem ser de concreto simples,
concreto armado, de madeira ou metálicas.
Geralmente, necessita-se de um equipamento,
o Bate-Estaca.
O tubulão é empregado em locais de solo
pouco resistentes ou que apresentam
abundância de água. É empregado também
para fundações dentro d'água como as
fundações de pontes, como a Ponte Rio-
Niteroi. A construção de um tubulão
pode ser feita pelo método "a céu aberto"
ou pelo método "a ar comprimido".
A construção de uma edificação
começa pela sondagem do terreno
sobre o qual ela será erguida. A
sondagem, uma espécie de
radiografia do terreno, identifica as
camadas do solo e sua resistência,
além de detectar a presença do
lençol freático (água), informações
fundamentais para que o calculista
projete adequadamente as
fundações. Essas devem alcançar a
camada de solo de resistência média.
Se essa camada surgir até 1,5m de
profundidade, é possível utilizar
fundação direta.
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Quem define o tipo de fundação?
Obras de grande porte:
Empresas de projeto especializadas
Obras de pequeno porte:
O próprio construtor
De quem é a responsabilidade?
Obras de grande porte:
Obras de pequeno porte:
Empresas de projeto especializadas
Construtora: controle de execução
O construtor projeta e
coordena a execução
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Quem executa as fundações?
Depende do tipo de fundação
Obras de grande porte:
Empresas especializadas
Construtora: controle de execução
Obras de pequeno porte:
O construtor projeta e coordena a execução
Aspectos a considerar para a
escolha da fundação
Natureza e características do solo:
Nível do lençol freático
Capacidade de suporte
Carregamentos (Intensidade)
Vibração causada pelo processo
Nível do lençol freático
Topografia da área
Arquitetura
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Experiências em projetos anteriores
Verificação das fundações vizinhas
“Cultura do local” Grandes centros
Custos para execução
Interior
Disponibilidade de espaço no canteiro de obras
Prazos de execução
A escolha do tipo de
fundação deve ser feita sob
a assistência de um
Profissional do ramo de
fundações como um Técnico
de Edificações, Engenheiro
Civil ou Geólogo.
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Relação cargas x resistência do solo
ESTAC
A
TUBUL
ÃO
TIPO DE FUNDAÇÃO
BALDRAME
SAPATA
BROCA
STRAUSS
PRÉ-MOLDADA
TIPO FRANKI
A CÉU ABERTO
A AR
COMPRIMIDO
CARGAS
(peso do prédio, da ponte,
etc.)
Casas Térreas
Casas Térreas
Sobrados
Sobrados e Prédios Baixos
Prédios Baixos
Prédios Altos, Pontes e
Viadutos
Prédios Altos, Pontes e
Viadutos
Prédios Altos, Pontes e
Grandes Viadutos
Prédios Altos, Pontes e
Grandes Viadutos
RESISTÊNCIA
(tipo de solo, capacidade
de carga, etc.)
Solo firme e seco
Solo pouco firme
Solo firme e seco
Solo firme
Solo pouco firme
Solo pouco firme ou com
presença de água
Solo pouco firme
Quando o lençol freático é
profundo
Quando o lençol freático é
raso ou quando a obra é
dentro de rio, lagoa ou
mar.
Estacas Pré Moldadas
Concreto Armado
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Produzidas fora das obras, mas sempre
partindo de requisitos, estabelecidos no
projeto estrutural, as estacas pré-moldadas
chegam praticamente prontas ao canteiro para
serem cravadas, principalmente, por bateestacas.
A flexibilidade de uso, permitindo que
suportem cargas de grandes e pequenas
estruturas e sirvam também para reforço de
fundações, é garantida pelas diferentes
geometrias materiais que as compõe.
De todos os materiais de construção, o concreto é um dos
que melhor se presta à fabricação de estacas e em
particular das pré-moldadas pelo controle da qualidade
que se pode exercer tanto na confecção quanto na
cravação.
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As estacas pré-moldadas podem ser confeccionadas em
concreto armado ou protendido, concretadas em formas
horizontais, verticais ou por sistema de centrifugação,
este último já em desuso.
•
Serviço de Estaqueamento Pré-
Moldado
A flexibilidade de uso, permitindo
que suportem cargas de grandes
e pequenas estruturas e sirvam
também para reforço de
fundações, é garantida pelas
diferentes geometrias materiais
que as compõe.
Sua seção pode ser quadrada, circular, hexagonal, tipo
estrela, maciças ou ocas e sua armação deve atender aos
esforços de manuseio como cravação, transporte, e utilização.
Indicadas para transpor camadas extensas de solo mole e em
terrenos onde o plano de fundação apresenta uma
profundidade homogênea, as estacas pré-moldadas de
concreto não possuem restrições quanto ao seu uso abaixo
do lençol freático.
As dimensões das seções variam de 15cm a 70cm, com
comprimentos das peças variando até 12.00m. A alternativa
quando extensões maiores são necessárias é emendar as peças.
As emendas podem ser através de solda, luvas soldadas ou
luvas de simples encaixe, desde que a seção emendada possa
resistir a todas ao solicitações que a estaca estará
submetida.
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Vantagens de estacas pré-moldadas
de concreto
. podem ser cravadas com uma nega predeterminada;
· estável em solos compressíveis, por exemplo, argilas moles,
siltes e turfas;
· o material da estaca pode ser inspecionado antes da cravação;
· pode ser recravada se for afetada por inchamento do solo;
· o procedimento de construção não é afetado pelo lençol
freático;
· pode ser cravada com grandes comprimentos;
· pode ser transportada acima do nível do terreno, por exemplo,
dentro d'água para estruturas marítimas.
Desvantagens de estacas prémoldadas
de concreto
. o inchamento e alteração do solo que circunda a estaca podem
causar problemas na estrutura;
. não se pode modificar o comprimento da estaca com rapidez;
. podem ocorrer danos durante a cravação;
. não pode ser cravada com diâmetros muito grandes ou em locais
onde haja limitações de altura para equipamento;
. barulho, vibração e deslocamentos do solo podem causar
dificuldades
. o maiores problemas dizem respeito à solução de fissuras
(abertura inferior a 1mm) e trincas (abertura superior a 1mm) pois a
NBR não aborda muito sobre os critérios que devem ser adotados
para aceitar e reformar, ou rejeitar essas estacas.
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Estacas de Madeira e Aço
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ESTACAS DE MADEIRA
Eram muito utilizadas no
passado, porém,
dificuldades como o
aumento do peso das
estruturas e a dificuldade
de se obter madeiras de
boa qualidade fizeram com
que o uso desse tipo de
estaca diminuísse.
Suas seções variam de de
18 a 35 cm, e o
comprimento de 5 a 8
metros.
Podem ser feitas emendas
com chapas metálicas e
parafusos se necessário
No Brasil, utiliza-se
normalmente o eucalipto para
a fabricação de estacas
temporárias, enquanto
madeiras de lei como peroba,
aroreira e ipê são empregadas
em obras definitivas.
São cravadas pelo método
de percussão
Recebem na sua extremidade
inferior uma ponteira de
aço para facilitar a
penetração no solo, e na
superior um anel
provisório, também de aço,
para evitar que sob as
pancadas do macaco (peso),
se esfacelem.
Devem ser empregadas em
locais onde o terreno
sofre pouca variação de
umidade, sendo locada
geralmente sob o lençol
freático, pois assim sua vida
útil se torna quase
ilimitada.
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Vantagens
•Leves, de fácil transporte
•A carga admissível depende do diâmetro da seção média da
estaca e o tipo de madeira empregada.
•Custo acessível
•Disponibilidade no mercado
•São usualmente utilizadas funcionando por atrito
lateral, mas trabalham também por resistência de ponta
Desvantagens
•Devem ficar totalmente abaixo do nível d’água, pois
quando em contato com a água apresentam tendência
ao apodrecimento
•Durabilidade
•Para penetrarem camadas mais resistentes, as
pontas devem estar munidas de uma ponteira de aço
•Quando o comprimento da estaca não alcança a
profundidade desejada, são feitas emendas por
sambladura, talas de junção ou anel metálico
•Possuem capacidade de suporte limitada
•Podem ser danificadas durante a cravação
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ESTACAS METÁLICAS
As estacas metálicas podem ser usadas em quase todos
os tipos de terreno
Devem ser protegidas da ação de alguns elementos
químicos contidos no solo que as oxidam.
O bom comportamento à compressão e à tração é a
principal característica desse tipo de elemento de
fundação
Vantagens
•Fácil cravação e baixa vibração
•Podem ser cravadas em quase todos os tipos de
terreno
•Têm boa resistência à compressão e também resistem
bem à tração
•Facilidade de corte e de emenda
Podem atingir grandes capacidades de carga
Desvantagens
Necessitam de cuidados sobre corrosão
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Estacas Moldadas in-loco
Franki
ESTACA FRANKI
solos menos compactos
cargas – 500 a 1700KN
profundidade 36m
diâmetro de 30 a 60cm
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Execução
cravadas
expulsão da bucha
base alargada
armadura se
necessário
concretagem
retirada do tubo
Vantagens e Desvantagens
Vantagem
-Grande area na base, fornecendo grande resistencia de ponta
-Superficie do fuste (lateral) muito rugosa, fornecendo
resistencia lateral devido a boa ancoragem do fuste ao solo
-Devido a sua execução o terreno fica fortemente comprimido
-Pode ser executadas em grandes profundidades
-Suporta grande capacidade de carga
Desvantagem
-Grande vibração durante a cravação
-Demora no tempo da execução
-Custo elevado de mão-de-obra
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Strauss
Solos Coesos
Carga de 200 a 400KN
profundidade de 20 a 25m
Diametro de 30 a 45cm (usual)
Execução
-Cravação do tubo
c/ coroa cortante
-Retirada da coroa
-Lavagem do tubo
com água
-lançamento da
Armação (se
necessária)
-Lançamento
concreto (até
arrasamento)
-Retirada do tubo
paralelamente ao
apiloamento do
concreto
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Vantagens e Desvantagens
Vantagens
-Pouca vibração durante a execução
-Custo relativamente baixo
- fácil execução no solo acima da água
Desvantagens
-Dificil execução abaixo do nível d’água
-Capacidade de carga pequena
-Difícil cravação em solo resistente
Estaca Raiz
solos menos coesos
cargas de ate 150t
diamentos de 10 a 40cm
execução: injetadas
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Execução
-Perfuração do solo por rotações
-Auxílio de água
-Emenda de tubos
-Armadura necessária
-Concretagem
Vantagens e Desvantagens
Vantagem
O processo de perfuração não provoca vibração
Equipamento pequeno
Resiste carga de tração muito elevada
Desvantagem
reforço de fundações, passou a ser utilizada em
fundações de novas estruturas. Assim, as cargas
adotadas foram aumentando, ultrapassando
1000KN. Por isso, a NBR 6122 fixou a
obrigatoriedade de realizar um numero mais alto
de provas de carga nesse tipo de estaca.
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Defeitos comuns
Estrangulamento
Significativo Próximo ao
Topo da Estaca Junto
ao Contato Aterro
Superficial / Argila
Orgânica.
Procedimentos Gerais de projetos
Segregação e Efeito
'Gaiola' com Criação
de Espaço Vazio em
Estaca Moldada 'In
Loco'.
1) A disposição das estacas deve ser feita sempre que possível de
2) modo a conduzir a blocos de menor volume.
2) No caso de haver sobreposição de estacas de dois ou mais pilares,
pode-se unir os mesmos por um único bloco.
3)Para pilares de divisa, deve-se recorrer ao uso de viga de equilíbrio.
. estas vigas trabalham tanto a momentos positivos como negativos
. as cargas são transmitidas automaticamente
. esforços e envoltórias automáticos
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Procedimentos Gerais de projetos
Desse modo, a distribuição das estacas devem ser feitas
como indica a seguir:
1) A distribuição das
estacas em torno do C.C
do pilar deve ser feita
sempre que possível
se acordo com os blocos
padronizados.
Procedimentos Gerais
de projetos
Uma vez escolhido o tipo de estaca,
o número de estacas calcula-se por:
Nº de estacas =
Carga no pilar
Carga admissível
da estaca
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Procedimentos Gerais
de projetos
Tabela a ser observada
para o cálculo do números
de estacas
Procedimentos Gerais de projetos
EXEMPLO
Para o pilar indicado abaixo, projetar fundação em estaca
pré-moldada com as seguintes características:
Diamêtro ............................ 40cm
Distância entre estacas ..... 100cm
Distância à divisa ............... 50cm
Carga máxima .................... 700KN
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ESTAQUEAMENTO OBRA PESTALOZZI
MARECHAL FLORIANO – ES
Início Programado: 23/05/06
Término Programado: 30/06/06
Para
Dr. Frederico Moncôrvo
Ítem
1 -
2 -
3 -
4 -
Serviço de estaqueamento (TR CONSTRUÇÕES CIVIS
LTDA) – (1550 m x R$ 12,90)
Monitoramento Técnico
TOTAL FINAL
Descrição
Projeto de fundações – SOLO FUNDAÇÕES E
GEOTECNIA LTDA - Inclusive estudo geotécnico
Estacas pré-moldadas em concreto armado (INCOPRE)
Diâmetro 180 mm (124 un x 12,50 m) = 1.550 m
Valor
R$
1.500,00
R$
41.075,00
R$
20.000,00
R$
1.000,00
R$
63.550,00
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Estudo de
Caso
Flexibrás Tubos Flexíveis LTDA
Fábrica 2
Estaca metálica
24

Estaca raiz
25

montagem da
armação do bloco
de fundação
28

Box de resíduos
29

Estudo de
Caso
Ed. Bromélia
Construtora Lorenge
30

1º Passo
2º Passo
32

Estudo de
Caso
3º Passo
33

Anexos
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Fundações em Santos
recalques nos edifícios da orla da
praia em Santos é decorrente das
fundações pouco profundas
utilizadas nas décadas de 40, 50 e
60.
apoiadas na areia, a primeira
camada do solo, mais resistente,
porém com pouca profundidade
(média de 7m)
Abaixo vêm as grandes camadas de argila marinha adensáveis
(30/40 m) que, com o peso da carga da edificação, provocaram
os recalques.
Em prédios com até 12
andares pode-se colocar as
fundações nas camadas
resistentes e mais na
superfície. Em edificações
com mais de 15 andares, as
fundações devem ser mais
profundas para suportar a
carga com segurança e evitar
os desaprumos.
Soluções:
pré-moldados cravados com bate-estacas
permite medir a resistência do terreno,
garantindo a segurança de cada estaca
estacas escavadas construídas no próprio local
menos vibração no terreno, porém não
dá condições de medir a carga
durante a execução
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Bibliografia
http://fernandoavilasantos.kit.net/apostila1a.htm
http://www.uepg.br/denge/aulas/fundacao/conteudo.ht
m#conteudo
www.labrestauro.ufsc.br/graduacao/6funda.doc
http://www.catep.com.br/dicas/TIPOS%20DE%20FUNDA
CAO.htm
http://www.novomilenio.inf.br/santos/h0236d.htm
http://www.benapar.com.br/
http://www.ebanataw.com.br/roberto/fundacoes/index.
php
http://www.geodactha.com.br/vcasator.htm
http://www.estacaraiz.com.br/
Revista Téchne - 69 dezembro – 10 anos
Revista Téchne - Edição 83 Ano 12 Fevereiro de
2004
SIMONS, Noel E.;MENZIES, Brune K. - Introdução à
Engenharia de Fundações, Ed. Interciência
Componentes:
Brunella Sardenberg Moncorvo
Andressa da Silveira Morelato
Letícia Figueiredo Teixeira
Ludmila Caldeira de Melo
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