Estacas Moldadas in Loco

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Esta c a s Molda da s in Loc o - slide pdf.c om

“Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Faculdade de Tecnologia de São Paulo Prática de Construção Civil – PCC I Estacas Moldadas “In Loco” Lilian de Sousa Oliveira – 031112-1 Michelle Cristine Santos – 012114-2 Rubiane Cruvinel de Souza – 031130-8 “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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ndice Índice Introdução

....................................................................... 04

Conclusão

....................................................................... 06

Principais Tipos

....................................................................... 07

Brocas

....................................................................... 12

Trado Helicoidal

....................................................................... 15

Strauss

....................................................................... 18

Franki

....................................................................... 25

Estaca Raiz

....................................................................... 35

Estacões

....................................................................... 41

Estacas Barrete

....................................................................... 52

Hélice

....................................................................... 58

Ômega

....................................................................... 67

Bibliografia

....................................................................... 72

Agradecimentos

....................................................................... 73


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Estacas moldadas in loco Introdução A solidez de uma edificação depende, em primeiro lugar, de uma fundação bem dimensionada. Para isso, a engenharia já evoluiu a ponto de garantir que até as estruturas mais pesadas mantenham-se estáveis e, é claro, sem recalques consideráveis, mesmo em solo ruins. A variedade de sistemas, equipamentos e principalmente processos executivos é enorme, restando o desafio de identificar a maneira mais adequada de acordo com as peculiaridades da obra e do terreno. São muitas as possibilidades quando se fala em fundações profundas – aquelas cujo comprimento da estaca predomina sobre sua seção transversal, ou a camada de suporte está a uma profundidade maior que 2 m. Segundo explica a engenheira Gisleine Coelho de Campos, pesquisadora do Agrupamento de Fundações da Divisão de Engenharia Civil do IPT, normalmente, a esses tipo de solução estão associadas às estruturas de grandes cargas ou características de solo superficial ruim. No entanto, solos com baixa capacidade de suporte em pequena profundidade também podem obrigar a utilização de fundações profundas até mesmo para uma casa ou um sobrado. É importante destacar essa falsa idéia de que fundação profunda serve apenas para obras de grande porte. O que define o tipo de sistema é conjunto: tipo de estrutura e característica do solo. No caso das estacas moldadas in loco, as tecnologias disponíveis vão desde simples estacas-brocas até as modernas estacas omega e a hélice contínua monitorada. O que diferencia grande parte dos métodos de fundações é o processo executivo. Os estacões, por exemplo, como o próprio nome já indica, além de possuírem maior diâmetro, são escavados usando lama bentonítica, fluido que ajuda a estabilizar a parede da escavação. Seu uso se justifica em obras de maior carga e os equipamentos chegam a atingir 70 m de profundidade. A limitação, no entanto, está na necessidade de um amplo canteiro de obras, não só por causa das grandes máquinas de perfuração, mas também pela necessidade de um tanque de armazenamento de lama e área para deposição do solo escavado. Quando a falta de espaço é um fator determinante, uma opção é a estaca raiz, utilizada tanto em obras convencionais, como em reforços de fundações. Tal flexibilidade é possível porque a ferramenta de escavação é relativamente pequena, permitindo o trabalho de locais com pé direito baixo. Além disso, escava qualquer tipo de material, até mesmo concreto e rocha. Trata-se de um dos sistemas mais versáteis, porque a perfuratriz não é contida por materiais que normalmente são obstáculos para outros tipos de equipamentos. Execução de uma Estaca Raiz


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1.

Desenvolvimento tecnológico

O aprimoramento das máquinas de perfuração sempre esteve atrelado à evolução dos sistemas de fundação profunda. Nesse sentido, o desenvolvimento de equipamentos cada vez mais ágeis, eficazes e silenciosos foi decisivo para que se atingisse o atual estágio tecnológico. Hoje, sem dúvida, a bola da vez é a hélice contínua monitorada. Trazida da Europa no final dos anos 80, nos últimos anos esse sistema se firmou no mercado brasileiro, após a importação de máquinas, principalmente italianas, construídas especialmente para execução desse tipo de fundação, com torque variando de 90 kN/m a mais de 200 kN/m e com capacidade para executar estacas de 32 m. Indicada para obras de médio porte, onde normalmente se incluem construções residenciais, comerciais e industriais, o principal atrativo da estaca hélice esta na produtividade. A velocidade de perfuração pode produzir de 200 a 400 m por dia, dependendo do diâmetro da hélice, da profundidade e da resistência do terreno. Isso porque após a escavação do solo – processo executado com pouca vibração – o trado helicoidal é retirado na medida em que o concreto é injetado, evitando desconfinamento do solo. Para monitorar a execução, o sistema dispõe de medidor digital instalado na cabine de operação do equipamento. Esse computador de bordo, embora não exclua os ensaios de verificação exigidos pela norma técnica, permite acompanhar, por exemplo, o volume de concreto injetado, o torque e a velocidade de escavação, estabelecendo um controle da qualidade adicional Outra característica da hélice contínua é permitir a execução em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático, e atravessar camadas de solos resistentes com índices de SPT acima de 50, dependendo do tipo de equipamento. Porém, segundo conta Gisleine Coelho de Campos, do IPT, o sistema deve ser utilizado com cautela em solos de baixa consistência abaixo do nível da água, como argilas moles e areias fofas. Nessas situações, o controle do operador torna-se ainda mais fundamental, porque se ele puxa o trado antes que o concreto tenha ocupado todo o espaço, podem ocorrer desmoronamento parciais na parede da perfuração, e esses solos podem se misturar ao concreto. O resultado dessa mistura é a perda total da capacidade de suporte da estaca. Mesmo assim, ainda de acordo com a pesquisadora, isso não é motivo para condenar o sistema, sobretudo se a camada de solo de baixa resistência for pequena. Tudo depende de um controle rígido. Não há problemas, desde que se tenha um engenheiro em cima e um operador consciente da sua responsabilidade, além de ensaios durante e após a execução das estacas. Porém, em casos de camadas muito extensas de solo mole, de 30, 40 m, por exemplo, realmente o melhor é recorrer a outras opções de escavação. Atenção especial também deve ser dada para a trabalhabilidade do concreto, que não pode entupir bombas, amuito perder suas características, mesmo após percorrer uma longa distância longomenos do trado. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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2.

Controle da execução

Embora ainda não tenha tido tempo de se firmar no mercado nacional, a estaca ômega é apontada por muitos especialistas como a última palavra em tecnologia para fundações profundas. Desenvolvido na Bélgica a partir de 1993, no Brasil, o sistema já foi empregado em obras como a estação Vila das Belezas, da Linha 5 do metrô, em São Paulo, e a expansão da unidade da Böhler Thyssen, também na capital paulista, que utilizou o sistema devido ao pouco espaço no canteiro de obras para armazenamento de terra escavada. No local, segundo informações da Construtora PPR, responsável pela obra, foram produzidas 71 estacas (1.397 m) executadas em sete dias corridos. O principio executivo é semelhante ao da hélice contínua, o que diferencia é o formato do trado. Em vez de ser expelido do furo, na estaca ômega o material escavado é pressionado contra a parede de perfuração pelo próprio trado. Em decorrência dessa compactação do solo, é possível mobilizar mais resistência lateral, permitindo reduzir a profundidade da estaca. Além disso, sobretudo em terrenos que apresentam possibilidade de desmoronamentos, a ômega apresenta um comportamento melhor que a hélice. O processo de concretagem também é similar ao da hélice contínua, assim como a produtividade. Segundo a Fundesp, uma das empresas que disponibiliza essa tecnologia no Brasil, é possível executar estacas de até 28 m de profundidade, dependendo do equipamento, torque e diâmetros a serem utilizados. Os diâmetros de hélice e ômega disponíveis iniciam com 270 mm e vão de 320 mm a 620 mm, com incrementos no diâmetro de 50 mm. Porém, os equipamentos devem possuir torque de 160 kN/m. Da mesma forma, o custo dos sois sistemas é parecido. De acordo com Lydio Ricardo Fernandes, responsável pela área comercial da Franki, no entanto, em comparação global, o custo Estaca tipo ômega da fundação ômega é um pouco menor que o da hélice. Primeiro porque as estacas são mais curtas em pelo menos um ou dois metros. Além disso, há muita diminuição do sobreconsumo de concreto de 10%, devido à compactação do terreno. Adicionalmente, não existem gastos com a retirada do solo escavado. 3. Conclusão De qualquer forma, a escolha do tipo de fundação adequada para uma determinada obra deve estar atrelada, em primeiro lugar, as informações sobre a topografia do terreno, sondagens de reconhecimento do subsolo, indo, em alguns casos, além do que é exigido pelas normas técnicas. Muitas vezes, na escolha da fundação são privilegiados critérios como custo e velocidade de execução, e essa é a causa de grande parte dos problemas futuros que uma fundação possa a vir representar. Da mesma forma, não basta fazer uma bela campanha de investigação, possuir um projeto perfeitamente adequado, com cálculos coerentes e bem dimensionados, se na hora de executar há um operador sem treinamento. “Fundação écontroles uma atividade cadeia e em todos os seus aspectos precisa de estritosempara garantia de qualidade” “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Principais Tipos Brocas :

Estacas executadas sem molde por perfuração no terreno, com auxílio de um trado de pequeno diâmetro. •

Execução: A execução é manual,

normalmente feita pelo próprio pessoal da obra. O trado possui quatro facas formando um recipiente acoplado a tubos de aço galvanizado. À medida que prossegue a escavação, os tubos vão sendo emendados. A perfuração é feita por rotação e compressão do tubo, seguindo-se da retirada da terra que se armazena dentro do trado. O furo é posteriormente preenchido com concreto apiloado. •

Indicações: Obras de pequenas

dimensões que exigem baixa capacidade de carga (até 5 tf). •

Limitações: Recomenda-se que sejam executadas somente acima do nível do

lençol freático para evitar o estrangulamento do fuste. Além disso, apresenta perigo de introdução de solo no concreto durante o enchimento. Trabalha apenas à compressão.

Trado helicoidal: É uma evolução da broca. •

Execução: Em vez da escavação manual, é utilizado um trado mecânico.

Assim é possível atingir profundidades maiores, porém, ainda acima do nível da água. •

Indicações: Obras de pequeno porte.

•

Limitações: Deve ser utilizada em solos com boa resistência para garantir

que a escavação permaneça estável durante a inserção da armação e da concretagem.

Estacas Strauss: Fundação em concreto simples ou armado executada com revestimento metálico recuperável. Abrangem a faixa de carga entre 200 e 400 kN, com diâmetro variando entre 25 e 40 cm. •

Execução: Abre-se um furo no terreno com um soquete para colocação do

primeiro tubo (coroa). Aprofunda-se o furo com golpes de sonda de percussão. Conforme a descida do tubo, rosqueia-se o tubo seguinte até a escavação atingir a profundidade determinada. O concreto é, então, lançado no tubo e apiloa-se o material com o soquete formando uma base alargada na ponta da estaca. Para formar o fuste o concreto é lançado “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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na tubulação e apiloado, enquanto que as camisas metálicas são retiradas com guincho manual. Após a concretagem, colocam-se barras de aço de espera para ligação com blocos e baldrames na extremidade superior da estaca. Indicações: • Locais confinados, terrenos acidentados e interior de construções existentes com o pé direito reduzido. Podem ser utilizadas também em locais com restrições a vibrações.

capacidade de carga menor que as estacas Franki e prémoldadas de concreto. Uma estaca do tipo Strauss com diâmetro de 25 cm pode suportar até 20 t, de 32 cm até 30 t, e de 38 cm chega a suportar até 40 t. Possui limitação contra o nível do lençol freático. Também apresenta dificuldade para escavar solo mole de areia fofa por causa do estrangulamento do fuste. •

Limitações:

Estacas Franki: Estaca de concreto armado que usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com a ponta fechada, por meio de bucha e recuperado ao ser executada a estaca. Abrangem a faixa de carga de 500 a 1.700 kN. •

Execução: Crava-se no solo

um tubo de de açoconcreto cuja ponta é obturada por uma bucha seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida contra a parede do tubo. Ao bater com o pilão na bucha, arrasta-se o tubo, impedindo a entrada de solo ou água. Atingida a profundidade desejada, o tubo é preso e a bucha é expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, formando uma base alargada. Coloca-se a armadura, oinicia-se a concretagem, extraindo-se tubo simultaneamente. •

Indicações: Recomendadas quando a camada resistente localiza-se em

camadas variadas. Também no caso de terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos. A forma rugosa do fuste garante boa aderência ao solo (resistência por atrito). Limitações: Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante

a execução. Demanda área para o bate-estaca. Há possibilidade de alterações do concreto do fuste por deficiência do controle. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Estaca Raiz: Estaca de pequeno diâmetro cuja perfuração é realizada por rotação ou rotopercussão em direção vertical ou inclinada. Dependendo do equipamento utilizado, as estacas podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0º a 90º). Execução: A perfuração • se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que, introduzida através do tubo reflui pelo espaço entre o tubo e o terreno. Na seqüência, coloca-se a armadura e concreta-se à medida que

o tubo de perfuração é retirado. • Indicações: Locais com espaços restritos, solos com matacões, rocha ou concreto, reforços de fundações, estabilização de escostas; locais onde haja necessidade de ausência de ruídos, quando são expressivos os esforços horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação, quando há esforços de tração a solicitar o topo das estacas. •

Limitações: ConcebidaAssim, para reforço de fundação passou a ser aumentadas, utilizada em fundações de novas estruturas. as cargas adotadas foram ultrapassando 1.000 kN. Por isso, a NBR 6122 fixou a obrigatoriedade de realizar o número mais alto de provas de carga nesse tipo de estaca.

Estacão: Estaca escavada mecanicamente com seção circular. Normalmente apresenta diâmetro entre 0,6 m e 2,0 m. •

Execução: Executada por escavação mecânica com equipamento rotativo

utilizando lama bentonítica, seguindo-se a colocação da armadura e concretagem com uso de tremonha. •

Indicações: Quando há necessidade de suportar cargas elevadas. O

comprimento das estacas é bastante variado atingindo até 45. Permite inspeção do solo à medida que se escava. Rápida execução e pouca vibração. •

Limitações: Necessidade de um amplo canteiro de obras para equipamentos

e tanques de armazenamento de lama e depósito de solo escavado. Nível do lençol freático muito alto ou lençol com artesianisto podem dificultar a execução, principalmente quando em camadas de areia finas e fofas. Recuperação ou reforços são de difícil execução. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Estacas - barrete: Estaca escavada com seção retangular. Devido à sua forma, possui área lateral maior que uma estaca circular com a mesma área de seção transversal, podendo, portanto, ser mais curta. Execução: É executada com escavação por meio de guindaste acoplado com • clamshell, também utilizando lama bentonítica. •

Indicações: Quando há necessidade de suportar cargas elevadas. O

comprimento das estacas é bastante variado atingindo até 45. Permite inspeção do solo à medida que se escava. Rápida execução e pouca vibração. • Limitações: Necessidade de um amplo canteiro de obras para equipamentos e tanques de armazenamento de lama e depósito de solo escavado. Nível do lençol freático

muito alto oude lençol podem dificultar a execução, principalmente em camadas areiacom finasartesianisto e fofas. Recuperação ou reforços são de difícil execução. quando

Hélice contínua monitorada: Estaca executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto pela haste central, operação que ocorre durante a retirada do trado espiral do furo. O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica de 20 MPa, é bombeável (composto de areia e pedrisco com consumo de cimento de 350 a 450 kg/m³), sendo facultativa a utilização aditiva. O slump é mantido entre 200 e 240 mm. • Execução: A em fazer a hélice penetrar no perfuração terreno por consiste meio de torque apropriado. A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central. Alcançada a profundidade, o concreto é bombeado por este tubo, preenchendo a cavidade deixada pela hélice, que é extraída lentamente. Exige a colocação da armação após a concretagem. Para controlar a pressão de bombeamento do concreto, o sistema possui

instrumento medidorda digital que os dados de execução estaca. informa todos •

Indicações: Obras que demandam

rapidez, ausência de barulho e de vibrações prejudiciais ã prédios da vizinhança. Podem ser executadas em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não de lençol freático e atravessam camadas de solo resistente. Também oferece uma solução técnica e economicamente interessante em obras onde há um grande número de estacas sem variações de diâmetros, pela produtividade alcançada. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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• Limitações: Em função do porte do equipamento, as áreas de trabalho devem ser planadas e de fácil movimentação. Exige-se central de concreto nas proximidades do local de trabalho. É necessário um número mínimo de estacas compatíveis com os custos de mobilização dos equipamentos envolvidos. Os equipamentos disponíveis permitem executar estacas de no máximo 32 m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V).

Estaca tipo ômega: Semelhante ã hélice contínua, mas permite o deslocamento lateral do terreno, sem o transporte de solo superfície, resultando numa melhora do atrito lateral. Em geral, é necessário um torque mínimo de 160 kMm para uma rotação do trado de 8 a 10 rpm. Os diâmetros disponíveis da estaca ômega iniciam com 270 mm, e depois de 320 mm a 620 mm, com incrementos no diâmetro de 50 mm. •

Execução: trado é cravado por rotação, por meio de O uma mesa rotativa hidráulica, com deslocamento lateral do solo e sem o transporte do material escavado à superfície. Esse sistema permite o uso do pull-down, que auxilia no atravessamento ou penetração de camadas resistentes. Alcançada a profundidade, o concreto é bombeado à alta pressão pelo interior do eixo do trado que é retirado do

terreno girando-se no sentido perfuração. A parte superior do tradodaé construída de forma a empurrar de volta o solo que possa cair sobre o trado. A armadura pode ser introduzida antes ou depois da concretagem. O processo é monitorado por sensores ligados a um computador, colocado na cabine do operador. •

Indicações: Tensão de trabalho média no concreto de 6 Mpa, com uma

menor relação carga x diâmetro, com conseqüente redução no volume de concreto. Menor sobrecusto de concreto, ausência de material escavado, maior agilidade na mudança de diâmetro. No que se refere à profundidade, é possível executar estacas de até 28 m de profundidade, dependendo do equipamento, torque e diâmetro a serem utilizados. Limitações: Apenas duas empresas oferecem o sistema no Brasil. •


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Brocas Apiloadas


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Estacas Tipo Broca Apiloadas Os dois tipos de fundação recebem o mesmo tratamento na NBR 6122. Utilizados apenas para pequenas cargas, pelas limitações que os processos envolvem, têm aplicação bastante reduzida. A perfuração ficar abaixo do nível d'água, desde que o furo possa ser esgotado antes do lançamentopode do concreto. Não se recomenda este processo pela dificuldade de se obter bombas de pequeno diâmetro para lama com vazão suficiente par esgotar, rapidamente, o furo e, caso seja alta a vazão da água, o concreto lançado se deteriora, e a lama formada permanece no fundo do furo prejudicando a qualidade da estaca e sua capacidade de carga. Os diâmetros variam entre 0,20 e 0,50 m no caso das estacas tipo broca dados pelo diâmetro do trado concha utilizado e, nas apiloadas, pelo diâmetro do soquete utilizado. Usualmente em estacas tipo broca não se utilizam cargas superiores a 10/12 tf e, em apiloadas, não existe uma padronização. Por exemplo, uma estaca de diâmetro 35 cm apresentou de do carga 85,5normalmente tf. A profundidade varia de 6 a 8 m e não há como se garantir acapacidade verticalidade furodepois a escavação é manual.

O concreto e a concretagem destas estacas seguem as mesmas especificações das estacas tipo Strauss e escavadas com trado espiral, embora nas estacas apiloadas ora se lance o concreto plástico até preencher a perfuração, ora se lance o concreto em camadas com apiloamento. Julga-se mais apropriado sem apiloamento porque elimina a possibilidade do contato do soquete com a parede da escavação e a conseqüente contaminação do concreto.


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Controle de Qualidade Durante a execução de qualquer das estacas escavadas sem lama deve-se anotar em tabela própria os seguintes dados: • • • • •

• • •

comprimento real de estaca abaixo de escavação; desvio de locação; características do equipamento de escavação; qualidade dos materiais empregados; consumo de materiais por estaca e comparação em cada trecho do consumo real em relação ao teórico; controle de posicionamento de armadura durante a concretagem; anormalidades de execução; e horário de início e término de cada etapa de concretagem.

Além do controle tecnológico par verificação do traço do concreto utilizado, considerase muito importante a comparação entre volume teórico previsto e o volume real utilizado na estaca. Este controle pode ser feito na betoneira através de número de massadas ou mesmo pelo controle de número de sacos de cimento que, com o traço, fornece o volume aplicado. Um volume real inferior ao teórico indica problemas na estaca. Pode-se também, escavar em torno das estacas abaixo da cota de arrasamento e, quando for o caso, até o nível de água para verificação da integridade do fuste. A norma brasileira recomenda a execução de uma prova de carga estática a cada grupo de 100 estacas executadas ou, ainda, quando houver dúvida sobre o comportamento da estaca. Por fim, realizado o estaqueamento, deve-se providenciar o "as built" em relação as cotas, a locação, desvios, desaprumos, etc.. Estes dados devem ser confrontados com as tolerâncias fixadas em projeto, par estudo de eventuais modificações necessárias.


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Estacas Escavadas com Trado Helicoidal


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ESTACAS ESCAVADAS COM TRADO HELICOIDAL Este tipo de equipamento pode vir acoplado a caminhões ou montado sobre chassis metálico, o que lhe confere grande versatilidade , podendo executar desde estacas de pequenas profundidades com equipamento de torre de 6m até grandes profundidades, com equipamento de torre de 30 cm. O diâmetro das perfuratrizes varia de 0,20 a 1,70 m, sendo que o equipamento restringe-se a escavações com diâmetros até 0,50 m pois a partir daí é possível a execução através de operários descendo no poço. A vantagem destas solução reside na grande mobilidade e produção do equipamento, na ausência de vibração, em permitir a amostragem do solo escavado, em atingir a profundidade desejada e determinada em projeto e em poder ser executada bem próxima às divisas. Porém, o emprego destas solução é restrito às perfurações acoima do nível do freáticodesta e solos com écoesão. A lençol versatilidade estaca alcançada pelos equipamentos disponíveis o acoplado a um Munck sobre caminhão para perfurações de 0,20 a 0,50 m e até 6 m de profundidade., montado em chassis metálico sobre 3 rodas com movimentação manual, para perfurações de ,25 a 0,50 cm e até 10 m de profundidade ou ainda, acoplado a caminhão para diâmetro até 1,70 m e profundidades de até 30 m.

Metodologia Executiva Uma vez instalado e nivelado o equipamento, posiciona-se a ponta do trado sobre o piquete de locação e inicia-se a perfuração. Quando a haste é totalmente helicoidal, a perfuração prossegue até a cota projetada e inicia-se a retirada da haste sem girar. Aproximadamente a cada 2m a haste é girada no sentido contrário ao da perfuração e, com o auxílio de uma pá, o solo é removido entre as lâminas. Quando somente um trecho da haste é helicoidal a operação é repetida várias antes de se atingir a cota prevista em projeto. Assim que a cota de projeto é atingida e as características do solo em comparação com a sondagem mais próxima são conferidas, pode-se iniciar a concretagem da estaca. Antes do lançamento do concreto, o fundo da perfuração é apiloado com soquete de concreto fabricado na própria obra. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Após o apiloamento o concreto é lançado através de funil com comprimento igual a 5 vezes o seu diâmetro interno até um diâmetro acima da cota de arrasamento. Este excesso de concreto é executado em todas as estacas amoldadas in loco. Concluída a concretagem pode-se utilizar vibrador de imersão nos 2 metros superiores. Finalizando, posiciona-se a armadura de ligação que é simplesmente introduzida no concreto fresco, ficando 50 cm acima da cota de arrasamento. Esta armadura não tem função estrutural. No caso de estacas armadas, após o apiloamento do fundo, a armação é posicionada no furo antes do lançamento do concreto. O concreto utilizado deve ter consumo mínimo de cimento de 300 kg/m³, abatimento de 8 cm e fck de 15 Mpa. Em estacas armadas integralmente o abatimento mínimo é de 12 cm e deve, eventualmente, eliminar a pedra 2.

Especificações Técnicas A NBR6122 fixa como carga admissível estrutural aquela obtida com o diâmetro da perfuração, fck=15 MPa e coeficiente de minoração de 1,8. A carga de trabalho, porém, deverá ser fixada após análise do perfil geotécnico. Usualmente os diâmetros e cargas de trabalho utilizados são os indicados na tabela abaixo. Diâmetro de Carga de Carga Admissível Perfuração (cm) Trabalho (tf) Estrutural (tf) NBR 6122 25 20 25 30 30 36 35 40 49 40 50 64 45 60 81 50 80 100


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Estacas Moldadas no Local Tipo Strauss


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Estacas Moldadas no Local Tipo Strauss Introdução e Vantagens As estacas moldadas no local tipo strauss foram imaginadas, inicialmente, como alternativa as estacas pré-moldadas cravadas por percussão pelo desconforto causado pelo processo de cravação, quer quanto à vibração ou quanto ao ruído. Largamente utilizada na Europa e nos Estados Unidos, desde o principio desse século, entre nós sua utilização acentua-se durante e após a 2ª Grande Guerra. O processo, bastante simples, porém eficaz, consiste na retirada de terra com sonda e a simultânea introdução de tubos metálicos rosqueáveis entre si, até atingir a profundidade desejada, e posterior concentragem com apiloamento e retirada da tubulação. Por se tratar de um equipamento leve e econômico, constitui um tipo de estaca que reúne algumas vantagens: • Ausência de trepidações e vibrações em prédios vizinhos; • Facilidade de locomoção dentro da obra; • Possibilidade de execuções da estaca com o comprimento projetado, permitindo cotas de arrasamento abaixo da superfície do terreno; • Possibilidade de verificar, durante a perfuração, a presença de corpos estranhos no solo, matacões, etc, permitindo a mudança de locação antes da concretagem. • Possibilidade da constatação das diversas camadas e natureza do solo, pois a retirada de amostras permite a comparação com a sondagem à percussão; • Possibilidade de execução de estacas próximas à divisa, diminuindo assim a excentricidade nos blocos. • Possibilidades de execução em áreas construídas com pé-direito reduzido, diante da facilidade de adaptação do equipamento; • Possibilidade de montar o equipamento em terrenos de pequenas dimensões; • Possibilidade de executar estacas abaixo do lençol freático.

Descrição Geral do Equipamento Componentes Mecânicos: •

Guincho mecânico, capacidade mínima de 1, simples ou dupla, alavanca para

acionamento, freio e cabo de aço; “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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• Motor a explosão ou elétrico, acoplado ao guincho por meio de correias de borracha em “V” • Chassi de madeira reforçado para suportar o conjunto motor-guincho, movimentações das máquinas, mudanças etc; • Tripé, torre ou cavalete metálico com carretilha de aço no topo; • Guincho manual com engrenagem própria de redução de velocidade, para i levantamento dos tubos, quando do uso de guincho mecânico simples que ocorre na execução de estacas leves.

Tubulações, Sonda ou Piteira e Soquete As tubulações são tubos de aço de 2,50 metros de comprimento com roscas macho e fêmea, bem ajustadas e apertadas, para permitir a continuidade da coluna tubos no terreno e também impedir a entrada dedos água através das roscas. A sonda mecânica, também chamada de “piteira”, constitui-se basicamente de um tubo de 2,50 metros, com diâmetro menor que os da tubulação. Na extremidade superior, em cerca de 1/3 do comprimento é colocado lastro de chumbo, para aumentar peso. Acima, é soldado o “gancho gira” ou girador para deixar o cabo de aço solto evitando dobras ou nós. Logo abaixo, o tubo é aberto no sentido longitudinal em duas janelas para permitir a saída do material escavado. Na extremidade inferior localiza-se a válvula mecânica, fixada através de dobradiças que se abre quando o solo é cortado pelas bordas afiadas da piteira e fecha com o peso próprio do solo escavado. soquete mínimoOde 300 kg.é metálico, cilíndrico, maciço com diâmetro menor que o tubo e peso A equipe necessária à execução de uma estaca é composta pelo operador, um auxiliar para retirara o solo do interior da sonda e rosquear os tubos também chamado de “pé de sonda”, e um ajudante na etapa de escavação. Para a concretagem, é necessária uma equipe adicional em função das características da estaca e do conteiro de obras.

Método executivo Podemos dividir em duas fases distintas a execução da estaca: primeiro, a perfuração colocação no total dos tubos no solo, e, segundo o lançamento do concreto previamentee preparado interior do tubo. 1. PERFURAÇÃO:

Uma vez instalado o equipamento e a piteira ou soquete, posicionados em cima do piquete de locação, iniciam-se os trabalhos, soltando a piteira ou soquete que irá formar um pré-furo no terreno. Em seguida, coloca-se o primeiro tubo com extremidade inferior dentada, chamada de “coroa”, tendo já no seu interior a sonda mecânica. A seguir o operador vai manobrando a sonda para cima e para baixo, cortando o terreno com auxílio de água lançadao material manualmente, dentro da longitudinais. tubulação, e a seguir retirando a sonda e descarregando escavado pelase fora janelas “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Tendo a sonda avançada no solo aproximadamente o comprimento de um seguimento de tubo, inicia-se a manobra conjunta da onda com o tubo. Esta operação consiste no posicionamento de uma haste de aço pela janela da sonda e por furos de uma luva rosqueada no topo do tubo, com a movimentação do conjunto, para cima e para baixo, até que o primeiro tubo seja introduzido no solo. Em seguida, é rosqueado outro tubo, repetindo-se a operação até que o segundo tubo seja introduzido no solo. Sucessivamente repete-se a operação até atingir a profundidade desejada, estando o furo completamente revestido. Durante a manobra conjunta, o operador corrige a verticalidade dos tubos e, ao mesmo tempo, coleta amostras do solo escavado para comparação com a sondagem próxima e definição do comprimento final da estaca. 2. CONCRETAGEM DA ESTACA:

Concluída a perfuração, é lançada água no interior da tubulação para limpeza dos tubos. A água e a lama são totalmente removidas pela sonda. O soquete é lavado e posicionado acima do tubo. A seguir, o concreto, previamente preparado, é lançado através do funil no interior dos tubos em quantidade suficiente para se Ter uma coluna de aproximadamente 1 m em seu interior. Sem sacar a tubulação, apiloa-se o concreto com o soquete, formando uma espécie de bulbo, pela expulsão do concreto. Para execução do fuste, o concreto é lançado dentro do tubo à medida que é apiloado, o tubo vai sendo retirado com o suo do guincho. Recomenda-se sacar lentamente o tubo, e acompanhar a subida por marcas no cabo de aço Para garantia de continuidade do fuste, deve ser mantida dentro da tubulação, durante o apiloamento, uma coluna de concreto de 6 metros de altura, suficiente para ocupar o espaço perfurado e eventual vazios de perfuração. Dessa forma, o soquete não tem possibilidade de entrar em contato com o solo da parede da perfuração e provocar solapamento e mistura de solo ao concreto. A concretagem prossegue até um diâmetro acima da cota de arrasamento da estaca, sendo excesso cortado para o preparo da cabeça da estaca. A última operação será a colocação dos ferros de espera para armação aos blocos ou baldrames, que são simplesmente introduzidos no concreto fresco, deixando-os acima da cota de arrasamento o comprimento indicado em projeto. Este comprimento é usualmente a altura do bloco de coroamento menos 10 cm. Estes ferros são apenas para amarração da estaca ao bloco ou baldrames, sem constituírem armação devido a esforços de tração ou não axial, o procedimento é descrito a seguir. É importante o preparo da cabeça das estacas que deve seguir as instruções abaixo:


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Estacas Armadas O projeto da armadura deverá obedecer a critérios geométricos e construtivos, de forma a viabilizar a estaca. Por esta razão não se arma estaca com uso de tubo de revestimento de diâmetro inferior a 25 cm. Após a formação do “bulbo”, a armação de projeto é instalada e a concretagem prossegue como estacas não armadas, movimentando-se o soquete de diâmetro menor que o da armação pelo seu interior. Usa-se, também, vibrar o concreto por golpes sucessivos do soquete no topo do tubo e completar o nível do concreto. Recomenda-se sacar lentamente o tubo e acompanhar a subida por marcas na armação instalada.

Concreto O concreto nas estacas comuns (não armadas) deve ter consumo mínimo de cimento de 300kg/m³, consistência plástica (abatimento mínimo = 8 cm) e fck = 15 Mpa (150kgf/cm²). O concreto utilizado nas estacas armadas deve Ter consistência francamente plástica (abatimento mínimo de 12 cm) e fck = 15Mpa (150kgf/cm²). O traço deverá eliminar a pedra 2, caso necessário executivamente. Neste ponto cabe fazer observações importantes, que são as principais desvantagens deste tipo de estaca: • a vazão de água tal que impeça o esgotamento da água no furo, com a sonda, a Quando solução em Strauss não é for recomendável; • Em argilas muito moles saturadas e em areias submersas, o risco de seccionamento do fuste pela entrada de solo é muito grande, razão pela qual, nestes casos, esta solução não é indicada • Controle rigoroso da concretagem da estaca é indispensável para que não ocorram falhas como. A maior parte das ocorrências de danos nestas estacas se deve a deficiência de concretagem durante a retirada dos tubos.

Critérios Básicos de Projeto Enquanto na região Sudeste do Brasil, notadamente em São Paulo, é pratica corrente definir o diâmetro da estaca pelo seu diâmetro acabado, ou seja, assumindo-se que a estaca tenha seu diâmetro aumentado pelo apiloamento do concreto, tal fato não ocorre em outras regiões do país, como, por exemplo, Minas Gerais, Goiás e DF, onde o diâmetro das estacas é definido pelo diâmetro dos tubos, da mesma forma que em estacas tipo Franki. Por outro lado, quando se observa as cargas usuais de trabalho usuais das estacas, vê-se que há uma convergência. A estaca de diâmetro 32 cm, em SP é executada com tubos de diâmetro interno de 25 cm e utilizado para até 30 t. a estaca de 32 cm, em Brasília, é executada com tubos de diâmetro externo de 35 cm e utilizada para até 40t, o que corresponde à estaca de 38 cm “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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em SP, executada com tubo de diâmetro externo de 32 cm, para a mesma carga de trabalho de 40t. Foge ao escopo deste trabalho uniformizar um padrão, porém é importante mostrar as diferenças regionais. São apresentadas a seguir duas tabelas ( tab.01 e tab.02) extraídas de catálogos de empresas executoras desses serviços que se referem ao padrão paulista e, ao final, apresenta-se uma tabela que procura abranger as diversas regiões do país, apenas como sugestão e para que se tenho uma referência única. Tab.01

Diâme tro (cm)

Carga (tf)

Consu mo (l/m)

Armação

a (c

(2m/4 barras)

m)

25 32 38 45 55

20 25 a 30 35 a 40 55 a 65 70 a 80

49 80 114 183 238

6 mm 10 mm 12,5 mm 16 mm 20 mm

b (cm )

18 22 25 31 35

80 90 115 130 160

Tab.02

Diâmetro da Estaca Acabada (cm)

Carga de Trabalho à Compressão (tf)

Distância mínima entre eixos (cm)

Distância mínima do eixo à parede vizinha (cm)

25 32

20 30

75 90

15 20

38 45 55 62

40 60 aa 50 70 80 a 100 100 a 120

110 130 150 180

25 30 35 40

Quando as estacas estão submetidas a esforços não axiais e de tração, devem ser armadas para absorver tais esforços. Para garantia de uma boa concretagem, projeta-se armação longitudinal, de tal forma que a distância entre barras não seja inferior a 10 cm e os estribos sejam helicoidais, sem gancho, com passo entre 20 e 30 cm.


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O quadro abaixo mostra exemplos de armaduras usualmente empregadas: Ø estaca acabada (cm)

Ø interno do tubo (cm)

32 38 48

25 32 42

ESTACAS ARMADAS Características da armação Longitudinal Estribos helicoidais Unida Ø Ø ext. Ø des (mm) (mm) (mm)

5 5a6 5a6

12,50 16 16 a 20

19 26 36

3a6 6 6 a 10

Julga-se adequado usar como referência o diâmetro nominal externo do tubo de revestimento que é perfeitamente definido, ao contrário dos diâmetros acabados das tabelas anteriores, que dependem de fatores não controláveis e não repetitivos. Assim, a tabelatentativas abaixo procura uniformizar as especificações, para que se tenha referência única, como de padronizar a utilização destas estacas. Ø externo revestimento (cm)

Carga de trabalho (tf)

Carga admissível estrutural (tf) [NBR 6122]

22 27 32 42

15 / 20 23 / 30 32 / 40 55 / 65

20 30 40 70

52

80 / 90

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Finalizando, reitera-se que as cargas aqui indicadas são as usualmente utilizadas. A carga de trabalho deverá ser fixada após a analise do perfil geotécnico. A NBR 6122 fixa como carga máxima admissível estrutural àquela obtida com o diâmetro externo do tubo de revestimento, f = 15Mpa e coeficiente de minoração de 1,8. Recomenda ainda que seu diâmetro seja limitado a 50 cm. Os Ø usuais são os de 25 e 32 cm. O dimensionamento estrutural que da estaca carga dee compressão na ruptura, admitindo-se não hajapara flambagem considerando-se que, mesmo estacas isoladas, são travadas nas duas direções por vigas que absorvem os momentos decorrentes de excentricidades. Admitindo-se que o diâmetro para cálculo seja o diâmetro externo do revestimento, citado anteriormente, tem-se os valores de carga admissível estrutural indicado na tabela quanto ao coeficiente de minoração de 1,8, indicado na NBR 6122 para estacas tipo Strauss, sugere-se que possa ser reduzido para 1,6, visto que a concretagem se dá com o furo revestido, diferentemente do que ocorre com as estacas não revestidas (trado helicoidal, apiloadas e brocas) em que há maior risco de contaminação do concreto e observam o mesmo minoração. outro lado, 1,6 era o coeficiente de minoração indicadocoeficiente para estacasdetipo Strauss naPor norma anterior. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Estacas Franki


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Estacas Franki Introdução estaca tiponaFranki como fundação mais anos pelo por EdgardAFrankignoul Bélgica.foiEleintroduzida desenvolveu a idéia de cravarháum tubodeno85 terreno impacto de golpes do pilão de queda livre numa bucha (tampão) de concreto seco ou seixo rolado compactado, colocado dentro da extremidade inferior do tubo. Sua idéia teve sucesso e esse método de execução espalhou-se pelo mundo, mostrando eficiência e produzindo uma estaca de elevada carga de trabalho. Frankignoul constituiu uma empresa para explorar as patentes, registradas entre 1909 e 1925. Este tipo de estaca foi entregue pela primeira vez no Brasil em 1935, na casa Publicadora Baptista no Rio de Janeiro. Em São Paulo, 1936, foram executadas as estacas do portal de entrada do túnel 9 de Julho. A partir de 1960, após ter expirado a licença da patente, o método Franki entrou para o domínio público. A execução de uma estaca tipo Franki para ser bem sucedida depende da observância ao método executivo, do uso de equipamentos adequados e de mão de obra especializada e experiente. Por esta razão o conteúdo deste parágrafo dedica-se à descrição do método de execução, dos equipamentos envolvidos na execução e da mão de obra especializada que opera os equipamentos e executa a estaca. O parágrafo aborda também métodos alternativos de execução, principalmente no que diz respeito à cravação com tubo aberto comumente chamado de cravação contração. Também são apresentados os problemas executivos causados por certos tipos de solos que podem afetar a qualidade da estaca, assim como as técnicas utilizadas na solução desses problemas. Por fim discute-se o emprego da estaca tipo Franki e os fatores que influem na sua escolha como fundação.

Vantagens As principais características do processo são: Versatilidade:

O processo permite várias opções: • Várias combinações para o tipo do fuste das escadas; • As estacas podem ser executadas com inclinações de até 25º, sendo a inclinação máxima fixada em função do tipo da máquina e do comprimento a ser atingido; • Um grande número de equipamento permite atender rapidamente às solicitações do cliente; • Os materiais utilizados são simples e universais: pedra britada ou seixo rolado, areia, cimento ou barra de aço facilmente encontrado nos locais próximo às obras. •


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Economia

O problema de fundações é solucionado com opções mais econômicas, tais como: • Para as fundações são utilizados diversos diâmetros, resultando daí um coeficiente de utilização (relação entre a carga efetiva e a carga admissível) muito elevada; • A estaca é executada com o comprimento estritamente necessário. A concretagem do fuste é interrompida no momento em que alcança a cota de arrasamento. Assim sendo não há problemas de cortes ou emendas do fuste da estaca; • Devido à base alargada a estaca requer um comprimento menos que as estacas que não possuem a base alargada; • A armadura utilizada é bem reduzida e só é utilizada a estritamente utilizada para o trabalho estrutural da estaca. Segurança

As estacas oferecem um elevado coeficiente de segurança em decorrência das seguintes particularidades: • Utilizam o máximo a capacidade de carga do terreno melhorada pelo processo executivo; • A taxa de trabalho no concreto é baixa e sensivelmente inferior à que permite sua dosagem e sua execução; • Durante a cavação a estaca não pode quebrar como pode acontecer com as estacas pré-moldadas de concreto. O esforço durante a cravação é resistido pelo tubo Franki;• A sua base alargada trabalha como uma sapata assente em profundidade e em solo fortemente compactado.


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A execução da estaca: 1. O método Franki: A estaca tipo Franki, como é chamada entre nós, é uma estaca de concreto armado

moldadapor nomeio solo,de que usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com ponta fechada bucha e recuperado ao ser concretado a estaca. As fases de execução da estaca tipo Franki cuja seqüência executiva será descrita a seguir, esta detalhada na figura abaixo:

A execução da estaca é iniciada pelo posicionamento do tubo de revestimento e formação da bucha. Após apoiar o tubo sobre o terreno, lança-se quantidades de brita e areia em seu interior para ser compactada pelo impacto de golpes do pilão e expandir lateralmente aderindo fortemente ao tubo. A seguir o tubo é cravado no terreno pelo impacto golpes do do pilão bucha. A metros profundidade final de cravação é definida, de pelarepetidos verificação da nega tubonanos últimos de cravação. Terminada a cravação, o tubo é preso à torre do bate estaca por meio de cabos de aço, para expulsar a bucha e iniciar a execução da base alargada. O alargamento da base é obtido apiloando-se fortemente pequenas e sucessivas quantidades de concreto quase seco (slump zero). Terminada a base alargada, coloca-se a armação, ajustando-a para incorporá-la na base e ao mesmo tempo instalar o cabo de controle da armação de uma de suas barras. A seguir inicia-se a concretagem do fuste lançando-se sucessivas camadas de pequena altura de concreto e recuperando o tubo com apiloamento das camadas. Durante a concretagem do fuste controla-se a altura de concreto dentro do tubo pela marca do cabo “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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do pilão e a integridade da armação e do fuste pelo cabo de controle da amarração. A concretagem do fuste é terminada cerca de 30 cm acima da cota de arrasamento. 2. Cuidados de execução:

Durante a execução de uma estaca deve-se considerar certos cuidados executivos para obtenção da boa qualidade de execução. A altura da bucha a adotar influi no resultado da cravação. Buchas excessivas aumenta a eficiência da cravação fazendo o tubo penetrar além do necessário e buchas reduzidas tem efeito contrário. Dessa forma, na obtenção de um gráfico de cravação ou no momento da nega, a altura da bucha deve ficar entre 1,5 e 2,0 vezes o diâmetro do tubo, para não influir no resultado. A execução da primeira estaca de uma obra é normalmente feita de maneira padronizada, a fim de se obter um “gráfico de cravação” da estaca. Assim, a cravação do tubo é feita com altura constante de 6 m, sendo anotados os números de golpes necessários para penetração de cada 50 cm do tubo. Durante a cravação do tubo até a medição da nega, a altura da bucha será mantida entre 1,5 e 2,0 vezes o diâmetro do tubo. Quando numa obra houver possibilidade de variação de profundidade de estacas, o número de gráficos deve ser aumentado com intuito de ajustar os comprimentos. As negas do tubo no final da cravação são medidas para alturas de queda do pilão de 1 m (10 golpes) e 5 m (1golpe), e devem ficar entre 5 mm e 20 mm. Também na execução da primeira estaca, a base alargada é feita de maneira padronizada, com o pilão caindo de uma altura de queda de 6 m, anotando-se o número de golpes necessários para compactar de cada caçamba lançada. Este controle pode ser estendido a outras estacas da obra quando houver necessidade de ajustar o comprimento e o volume de base da estaca. As bases alongadas das estacas deverão ter volumes de concreto mínimo, compactados com energia padronizada que estão indicados na tabela abaixo: Ø do tubo (cm)

Vol. Base mínimo (dm³)

30 35

90 90

40 52 60

180 300 450

Energia / 90*dm³ (MNm) 1,5 1,5

1,5 3,0 3,0

Energia / 150*dm³ (MNm)

2,5 2,5 2,5 5,0 5,0

A ancoragem da armação na base alargada é executada compactando-se em volume adicional de concreto (40 a 120 dm³, dependendo do diâmetro do tubo), na armação recém colocada na base alargada. O pé da armação deve ser feito com aço CA 25, porque este tipo de aço se adapta sem romper ao ser envolvido pelo concreto adicional compactado na execução da ancoragem. A altura segurança de concretodurante dentro ado tubo é a garantia contra invasão de água e/ou solo, de devendo ser estabelecida concretagem do fuste. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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3. Equipamentos de execução de estacas:

O bate estaca típico esta ilustrado na figura abaixo.

Os elementos principais de um bate estaca são a torre, o motor, o guincho e o mecanismo de movimentação. O potencial de execução de um bate estaca é definido pela características desses elementos (altura da torre, potência do motor, capacidade de guinchos e agilidade do mecanismo de movimentação). Os bate-estacas disponíveis no mercado brasileiro podem ser classificados em três tipos básicos, indicados na tabela abaixo: Categoria / Característica Torre (metro) Guincho (kN) Tubos (cm) Prof. da Estaca (m)

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

13,5 70 a 100 30 a 52 15 a 18

20 120 a 150 30 a 60 20 a 25

30 180 30 a 60 30

Os tubos e pilões devem apresentar as características da tabela abaixo: “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Ø do tubo

30

35

40

52

60

1,40

1,75

2,25

3,65

4,50

10 18

15 22

20 25

28 31

35 38

(cm) Peso tubo (kN/m) Pilão (kN) Ø pilão (cm)

Os pesos dos pilões indicados na tabela acima são os mínimos, mas recomenda-se o uso de pilões mais pesados para aumentar a eficiência da execução da estaca, principalmente na cravação do tubo. Além desses equipamentos a execução de estacas com tubo aberto requer o emprego de ferramentas especiais que são a piteira (vasilha coletora), trépano e capacete de bater. O bate-estaca pode estar equipado com uma perfuratriz acoplada na torre destinado à execução no pré-furo. O pré-furo também pode ser executado com perfuratriz independente, instalada sobre o caminhão. 4. Mão de obra especializada:

A equipe de operação de um bate-estaca é composta por um chefe de máquina, 1 ou 2 maquinista, 1 ou 2 piloneiros e ajudantes. O chefe de máquina é o encarregado de supervisionar a equipe de mão de obra, a montagem do bate-estaca, manobras, seqüência de execução, execução da estaca e relacionamento com a fiscalização e o proprietário. Essas funções não devem ser acumuladas com a funções de maquinistas e/ou piloneiro. O maquinista é o operador do bate estaca, e lidando com motor, guincho e participando da montagem, manobras e execução da estaca. O piloneiro trabalha na torre do bate estaca, acompanhando a cravação e concretagem junto ao topo do tubo, verificando a altura de bucha, a altura de segurança e operando a caçamba de de concreto. A boa qualidade execução de uma estaca depende do equipamento utilizado, da observância ao método executivo e principalmente da experiência da mão de obra especializada.

Problemas executivos: Dois tipos principais de acidentes podem danificar as estacas tipo Franki, durante sua execução. O primeiro é o estrangulamento do fuste na concretagem através de solos muito moles pelo e o dono causado devido à ruptura do fusteOdurante do concreto, acusado repentino encurtamento da armação. segundoo apiloamento é a ruptura por “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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tração do concreto ainda sem cura ou a perda de contato da base com solo de apoio devido ao lacramento de estaca já cravada, causada pela cravação de estacas vizinhas. 1. Concretagem em solos moles:

O tipo de subsolo associado ao problema de estrangulamento do fuste é geralmente constituído por espessas camadas submersas de turfa, argila orgânica e areias fofas. O estrangulamento ocorre devido à invasão de água e/ou lama dentro do tubo, rompendo a altura de segurança de concreto. O encurtamento da armação é causada por insuficiência de secção de aço. Esses acidentes podem ser evitados, reforçando-se o solo mole pela cravação previa do tubo e sua retirada, preenchendo-se o furo como a mistura de brita e areia. Quando o dano no fuste for provocado pelo encurtamento da armação deve-se reforçá-la ou pelo aumento do diâmetro das barras ou pelo aumento do número de barras da armação. Acidentes graves de concretagem podem exigir a substituição da estaca, seja através de recravação do tubo sobre a estaca recém acidentada ou pela cravação de uma nova estaca. 2. Levantamento de estacas:

As estacas tipo Franki, recém concretadas ou não, podem ser danificadas pela cravação de estacas próximas, o dano causado pelo empolamento do solo circundante que se desloca lateral e verticalmente durante a cravação do tubo, ocasionando esforços de compressão e tração em estacas já concretadas. A extensão do dano depende do espaçamento entre estacas, da idade do concreto e do comprimento da estaca. A estaca danificada poderá ter sua capacidade de carga prejudicada ou até perdida devido a uma ruptura do fuste ou pela perda de contato da base com o solo de apoio. Quando for iniciada a cravação de estacas de um projeto, o risco de levantamento deve ser avaliado com base nas sondagens de reconhecimento e na experiência de obras próximas. A partir dessa análise, deve-se estabelecer um levantamento-limite a ser tolerado, que não poderá ser ultrapassado pelos levantamentos medidos. A experiência acumulada através da cravação de estacas indica que os danos nas estacas se agravam quando os levantamentos são maiores que 25 mm. A execução das estacas deve seguir uma seqüência que evite estacas presas (estaca a executar entre duas estacas já cravadas). Durante a execução das estacas, deve-se medir os levantamentos. Se os levantamentos medidos ultrapassarem o limite estabelecido, a seqüência de execução deve ser modificada para aumentar o espaçamento entre estacas executáveis, adotando-se uma seqüência salteada. As demais estacas do grupo só deverão ser executadas após 72 horas da cura do concreto. Se os levantamentos persistirem, ultrapassando o limite estabelecido, as estacas da seqüência de execução devem ser executadas com o tubo aberto. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Podem ocorrer casos graves de levantamento, que exijam o emprego de execução com o tubo aberto para todas as estacas do projeto.

O emprego da estaca tipo Franki 1.

Materiais:

O concreto usado na execução da estaca tipo Franki é de baixo fator água-cimento, resultando num concreto de slump zero, que permitirá o apiloamento previsto no método executivo. O concreto usado na base é praticamente seco, permitindo forte apiloamento exigido para alargamento da base. Em resumo, o concreto utilizado na execução das estacas tem características na tabela a seguir:

Fator a/c 50 kg Cimento saco Areia dm³ Brita 1dm³ Brita 2dm³

Base alargada

Fuste apiloado

10,25 saco 90 -140

10,45 saco 90 80 60

A armação da estaca, constituída por barras longitudinais e estribos, deve Ter dimensões compatíveis com o diâmetro do tubo e do pilão. O aço da armação pode ser CA 25 ou CA 50A. Quando for feita com aço CA 50A, o fundo da armação será de aço CA 25. 2. Condições para emprego:

Desde sua introdução a estaca tipo Franki tem mostrado capacidade para desenvolver elevada carga de trabalho associada a recalques pequenos. Para tanto, é necessário que a viabilidade de seu emprego seja avaliada, problemas executivos sejam previstos e providências para contorná-los sejam tomados. Processo de avaliação do emprego de uma estaca tipo Franki baseia-se nos seguintes elementos: • Dados de projetos que informem sobre topografia do terreno, tipo e porte da construção e escavação. • Sondagem de reconhecimento do subsolo. • Visita ao local para conhecimento de condições de acesso e estado das construções vizinhas A analise desses elementos vai orientar na escolha do tipo de bate-estaca, na sua adequação às condições do local, nos recursos executivos, que devem estas disponíveis para execução da estaca. Os elementos disponíveis devem permitir também a previsão de problemas executivos que devem ser levados em consideração para adotar providências de projeto que ajudem a contorná-los. A execução de estacas tipo Franki, quando bem aplicada, guardando observância aos métodos e seus recursos, praticamente não sofrem restrições de emprego diante das “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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características do subsolo, salvo casos particulares como aqueles constituídos por espessas camadas de solo muito mole. É importante salientar algumas características que fazem parte do método de execução e que diferenciam dos outros tipos de estacas, contribuindo para a elevada carga de trabalho da estaca. Estas características podem ser assim resumidas: • A escavação com ponta fechada isola o tubo de revestimento da água do subsolo, o que não acontece com outros tipos de estacas executados com a ponta aberta. • A base alargada dá maior resistência de ponta que todos os outros tipos de estacas. • O apiloamento da base compacta solos arenosos e aumenta seu diâmetro em todas as direções aumentando a resistência de ponta da estaca. Nos solos argilosos o apiloamento pelo concreto seco da mesma consolidando e reforçando seu entorno. • O apiloamento do concreto contra o solo para formar o fuste da estaca compacta ao solo•e aumenta o atrito lateral. O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação.


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Estaca - Raiz


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Estaca-Raiz Introdução As “estacas raiz” (paliradice, root pile) são estacas escavadas com injeção segundo NBR 6122/96, de pequeno diâmetro concretadas “in situ” e estão sendo utilizadas nos últimos anos de maneira sempre mais freqüente. As “estacas raiz” se constituem de fato hoje num dos procedimentos mais difundidos no campo das obras de reforço de fundações, consolidação de taludes e de fundações normais ou de tipo especial, em presença também e sobretudo de terrenos particularmente difíceis, por exemplo, com presença de matacões e rocha. As principais características t´picas de estaca (alta capacidade de carga com recalques muito reduzidos possibilidades de execução em áreas restritas e alturas limitadas com perturbação mínima do ambiente circunstante,em qualquer tipo de terreno e em direções especiais,com utilização quer a compressão, quer a tração permitem de fato resolver com sucesso a maior parte dos problemas ligados com reforço de fundações e consolidação de terrenos. A concepção e o aperfeiçoamento dos primeiros modelos de “pali Radice” realizados pela Fondedile SpA Nápoles Itália remontam mais de 46 anos quando seu inventor, o Engº . F. Lizzi, diretor técnico daquela empresa requereu as primeiras patentes em 1952.

Definição Com diâmetro de 10cm a 40cm, é perfurada com broca, revestida com tubo metálico é inteiramente armado ao longo de todo o seu comprimento e tem argamassa (areia e cimento) injetada sob pressão a ar comprimido. Dessa forma, consegue o efeito de força a estaca contra o terreno, intensificando o atrito lateral.

Aplicações Dentre as inúmeras aplicações, podemos citar: •

Reforço de fundações.

• Fundações de difícil execução pelos métodos tradicionais quer pela ocorrência de matacões no subsolo, quer pela exigüidade de espaço em superfície e pédireito. • Reforço de cais de atracação. • Fundação de bases de equipamentos em unidades industriais em operação. • Fundações de pontes. • Paredes de contenção para proteção de escavações nas imediatas vizinhanças de construções existentes (estacas juntapostas). • Contenção de taludes. • Proteção para escavação de galerias de metrôs em centros habitados. • Fundações de máquinas sujeitas a vibração


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Ancoragem de muros de arrimo e paredes diafragma. Tirante-raiz. •

Método Executivo

A Estaca "Raiz" é executada por processo mecânico mediante o uso de rotação ou roto percussão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido e pode atravessar, terrenos de qualquer natureza, inclusive alvenaria, concreto armado, rochas ou matacões, na direção vertical ou inclinada. 1. Locação das estacas: Para início dos serviços os pontos onde serão executadas as estacas devem ser previamente locados, em conformidade com os projetos, e avaliados para posterior posicionamento da perfuratriz. 2.

Características das estacas:

Os posicionamentos, dimensões e comprimentos das estacas deverão ser executados,alterações rigorosamente, conforme indicações em em desenhos de projeto. Eventuais nas profundidades previamenteconstantes estabelecidas projeto deverão ser comunicadas previamente pelo Projetista e somente com sua comunicação poderão ser efetuadas, assim, garantindo perfeita adequação das características locais do subsolo.


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3.

Consumo estimado de materiais:

Traço: 1,00 saco de cimento de 50 kgf : 70 litros de areia : 25 litros de água Consumo: cimento 600 kg/m3 Resistência: fck³ 22 Mpa (tf)

CARGA 10 20 25 35 50 70 100 130 200

(mm)

DIÂMETRO 100 120 150 160 200 250 310 400 500

(sc/m)

CIMENTO 0,17 0,30 0,30 0,47 0,75 1,13 1,89 -

(l/m)

AREIA 13 23 23 35 55 85 141 -

(kg/m)

AÇO 5,00 5,00 5,50 7,50 11,50 17,50 21,00 -

4. Requisitos relativos à escavação: A escavação será executada com perfuratriz rotativa hidráulica ou roto percussiva, com a utilização, quando necessário, de tubo de revestimento metálico de diâmetro ligeiramente inferior ao diâmetro final da perfuração. Normalmente, a coroa de perfuração é acoplada na extremidade inferior do tubo de revestimento, ou de haste de perfuração.

5.

Requisitos relativos à escavação:

A escavação será executada com perfuratriz rotativa hidráulica ou roto percussiva, com a utilização, quando necessário, de tubo de revestimento metálico de diâmetro ligeiramente inferior ao diâmetro final da perfuração. Normalmente, a coroa de perfuração é acoplada na extremidade inferior do tubo de revestimento, ou de haste de perfuração. Em alguns solos pode-se encontrar pontos com rocha, havendo a necessidade de penetra-la. Ao atingir a rocha esta perfuração é feita normalmente utilizando martelo de fundo a roto-percussão até a cota de projeto. Os resíduos da escavação serão transportados à boca do furo pela água de circulação que é injetada sob pressão controlada, de cima para baixo no interior do tubo de revestimento. água juntamente o resíduo da escavação entredeo revestimento O e aretorno paredede do furo, a qual com deverá ser coletada em umdar-se-á recipiente decantação especialmente preparado para evitar o espalhamento da lama no local de perfuração. É permitida a reutilização da água de circulação proveniente do decantador durante a perfuração. Entretanto, após atingir a profundidade do projeto, a limpeza final do furo deverá ser executada com o emprego de água limpa. A limpeza final do furo dar-se-á por concluída quando a água de circulação retornar à superfície, limpa ou com pouca turbidez. Durante a fase final de limpeza do furo, a haste de perfuração deverá permanecer paralisada. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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A verticalidade do furo deverá ser rigorosamente mantida durante todo o processo de escavação. Para tanto é necessário manter-se rigidamente fixado o equipamento de perfuração no local assim como utilizar somente tubos de revestimento e hastes perfeitamente retos e com roscas de união ou luvas em perfeito estado. 6. Colocação da armadura: Concluída a limpeza do final do furo, deverá ser colocada a armadura completa pré-montada, curvando-se a mesma para introdução no interior do tubo de revestimento e/ou em segmentos sucessivos com transpasse de 1,00 metro também pré-montados, até apoiá-la no fundo do furo. 7.

Operações de lançamento de argamassa:

Em princípio, os misturadores de argamassa deverão permitir a medição dos componentes sólidos em peso e dos componentes líquidos em peso e volume. No entanto, desde que seja misturado a cada vez número inteiro de sacos de cimento e sejam levados em consideração o inchamento e a umidade da areia, esta poderá ser medida em volume, a critério do Projetista. A operação de lançamento da argamassa deverá ser precedida pela colocação da armadura no interior do tubo de revestimento da escavação. As armaduras deverão ser pré-montadas, em segmentos (gaiolas) e/ou inteiras, constituídas por barras retas circundadas por estribos. Na figura 01 pode-se notar, como exemplo de armadura em corte transversal, em uma Estaca Raiz Ø 250 mm.

A ligação entre os diversos segmentos de armadura será obtida por simples sobreposição de 1,00 metro (amarração feita com arame recozido). Concluída a limpeza do furo e a colocação da armadura necessária ao longo da Estaca, deverá ser introduzido um tubo de aço galvanizado, ou PVC rígido, até apoiá-lo no fundo do furo, através do qual será lançada a argamassa da estaca, sendo bombeada pelo método ascensional (de baixo para cima) aplicando-se regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável em função da natureza do terreno. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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O lançamento da argamassa deverá ser contínuo de forma a impedir a entrada de ar através do tubo com conseqüente formação de descontinuidade (bolha de ar) no concreto da estaca e até observar-se o início de o seu vertimento pela boca do revestimento e fora do furo, a qual poderá estar contaminada com partículas de lama, de sólidos ou diluída pela água. Essa operação de purga de argamassa, contaminada pela boca do furo deverá ter prosseguimento até ser constatada a subida de argamassa com características similares (aspecto, textura, viscosidade, coloração, etc) à argamassa especificada. Idealmente, ao ser completada a concretagem do furo, a argamassa deverá preencher não só o interior do tubo de revestimento como o espaço entre o revestimento e a parede do furo. A pressão de ar a ser aplicada quando do lançamento da argamassa dependerá da profundidade do furo, consistência do solo, maior ou menor obstrução lateral, etc, devendo ser essa fixada no campo durante a execução das primeiras estacas. Em princípio prevê-se que pressão não seja superior a 4,00 kgf/cm². Durante a execução dos primeiros golpes de ar comprimido deve-se observar a saída de água ou argamassa contaminada proveniente da expulsão de material de preenchimento existente entre o revestimento e a parede do furo. Toda a operação de concretagem do furo deverá ser executada em prazo tal que não exceda aquele previsto para início da pega da argamassa. Durante a execução das estacas-raiz serão anotados em boletins de campo todas as informações pertinentes a ela e após o término de execução de todas as estacas será emitido um relatório técnico onde serão anotadas todas as informações pertinentes.

Principais Vantagens Técnicas O processo de perfuração, não provocando vibrações, nem qualquer tipo de descompressão do terreno em conjunto com o reduzido tamanho do equipamento, torna esse tipo de estaca particularmente indicado em casos especiais como descritas no item aplicações. A existência modernos equipamentos que permitem a execução de estacas raiz com altas médias dedeprodutividade e o uso de cargas de trabalho de até 1500 KN (150tf), aumentaram muito a competitividade da estaca raiz em obras normais. Além disso, esta estaca possui a vantagem de resistir a cargas de tração muito elevadas, sendo ideal para as fundações de várias obras especiais, desde torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo. Atualmente podemos afirmar que em vários casos da prática corrente da engenharia de fundações, esse tipo de estaca constitui a melhor opção técnico-comercial.


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Estaca Escavada de Grande Diâmetro (Estacões)


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Estaca Escavada de Grande Diâmetro (Estacões) Introdução Na ocorrência de cargas elevadas, em obras de vulto tal que justifique a mobilização do equipamento, o tipo de estaqueamento correntemente mais adequado é o de estacas de grande diâmetro moldadas “in loco”, com perfuração mecânica a rotação, com eventual emprego de lamas bentoníticas. O emprego desse tipo de estacas tem se difundido largamente pela facilidade e rapidez de execução e pela adaptabilidade a diversos tipos de terreno, bem com o seu imediato conhecimento visual recolhendo material. As estacas de grande diâmetro executadas junto a construções existentes, devido a total ausência de vibração, podendo atingir profundidades de até 70 metros. Convém ainda lembrar que as estacas escavadas de grande diâmetro podem ser executadas em presença de lâmina d`água, o que ocorre em obras marítimas e em construção de pontes. Nesse caso, a escavação mecânica e a concretagem submersa são precedidas da cravação de camisa metálica por intermédio, em geral, de martelo vibratório. Os equipamentos, quando necessário, serão montados em plataforma flutuante (barcaças de convés chato). As camisas metálicas poderão ser perdidas ou recuperadas. Em geral costuma-se aplicar aos estacões cargas de trabalho que induzem no concreto do fuste solicitações à compressão simples da ordem de 3,5 a 5,0 Mpa. Naturalmente, a capacidade de carga de uma estaca é, sobretudo função das características do terreno, pelo que se torna indispensável um estudo geotécnico preciso e correto para se definir, caso por caso, capacidade de carga máxima permissível.

Definição Entende-se geralmente, como estacas escavadas de “grande diâmetro", aquelas com diâmetro igual ou superior a 600 milímetros, atingindo, em alguns casos, até o diâmetro de 3 metros. Definição e Recomendações da Norma NBR 6122/96 A norma NBR 6122/96 define estaca escavada como o tipo de fundação profunda executada por escavação mecânica, com uso ou não de lama bentonítica ou uso de revestimento total ou parcial, e posterior concretagem. A carga admissível de uma estaca escavada com a ponta apoiada no solo deve atender simultaneamente as seguintes condições: a) – a resistência de atrito lateral do fuste não pode ser inferior a 80% da carga de trabalho da estaca. b) – a resistência total não pode ser inferior a duas vezes a carga de trabalho da estaca. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Quando a estaca tiver a sua ponta embutida em rocha e, que se possa garantir o contato entre o concreto e a rocha, toda carga pode ser absorvida pela resistência de ponta, valendo neste caso um coeficiente de segurança não inferior a três. Para o cálculo estrutural devemos ter a resistência característica do concreto fck ≤ 20 Mpa adotando-se um fator de redução de resistência γc = 1,9. Para as estacas submetidas apenas a compressão, se a tensão média de compressão for σc ≤ 5 Mpa a estaca só precisa ser armada no trecho superior com uma armadura mínima de As = 0,5% da área de concreto.

Aplicações •

Construções pesadas.

•

Estruturas com cargas concentradas muito elevadas.

Método Executivo Estaca escavada em solo 1.


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1.

Uso da lama bentonítica

A lama bentonítica é uma mistura de bentonita com água pura, em misturador de alta turbulência, com a concentração variável em função da viscosidade e da densidade que se pretende obter. Parâmetros para a lama bentonítica Parâmetro

Valores

s Densidade

1,025g/cm3 g/cm3 Viscosidad 30s a 90s e

PH Cake Teor

de

areia

Equipamentos Ensaio a 1,10 Densímetro

7 a 11 1,0mm a 2,00mm até 3%

para

o

Funil Marsh Papel de pH Filter press Baroid sand content ou similar

Notas: a) A espessura do cake deve ser determinada pelo menos uma vez por batida de betoníta. b) Os demais parâmetros devem ser determinados em amostras retiradas do fundo de

cada estaca, imediatamente antes da concretagem. c) Em casos especiais, pode ser necessária adicionar produtos químicos á lama betonítica, destinados a melhorar suas condições, corrigindo a acidez da água, aumentando a densidade de massa, etc. 2.

Camisa guia

As principais funções da camisa guia são as seguintes: - locar a posição da estaca a ser escavada; -

guiar a ferramenta de escavação; - conter o solo no trecho inicial da escavação, devido a grande variação do nível de lama pela entrada e saída da ferramenta de escavação; - garantir uma altura de lama compatível com o nível do lençol freático – mínimo de 2,00m. A camisa guia normalmente é metálica, o que facilita o seu aproveitamento. A altura da camisa varia entre 1,5m e 2,00m.


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3.

Dados para projeto DISTÂNCIA MÍNIMA

DIÂMETRO PERÍMETRO ÁREA (mm) (m²) (m)

(m) (m)

CARGA NA ESTACA (kN) SUBIDA DO CONCRETO PARA 1m³ (m)

PARA TENSÃO DE COMPRESSÃO DO CONCRETO (M Pa)

,0

,5

,0

,5

,0

600 ,2827

1,88 ,00

,60

3,54 50

000

100

250

400

700 ,3848

2,20 ,20

,70

2,60 150

350

500

700

900

800 ,5026

2,51 ,30

,70

1,99 500

750

000

250

500

900

2,83

,6362 1000 ,7854

,50 3,14 ,60

200

550

850

150

750

100

500

900

1100 ,9503

1,57 ,80 ,80

900 1,27 350

3,45 ,80

,90

1,05 850

300

800

300

750

1200 ,1310

3,77 ,00

,90

0,88 400

950

500

050

650

1300 ,3273

4,08 ,20

,00

0,75 000

600

300

000

600

1400 ,5393

4,40 ,30

,00

0,65 600

400

150

900

700

1500 ,7671

4,71 ,50

,10

0,57 300

200

100

000

850

1600 ,0106

5,02 ,60

,10

0,50 000

000

000

000

0000

1700 ,2698

5,34 ,70

,20

0,44 800

950

100

0200

1300

1800 ,5449

5,65 ,80

,20

0,39 600

900

0150

1450

2700

1900 ,8353

5,97 ,00

,30

0,35 500

0000

1400

2750

4100

2000 ,1416

6,28 ,20

,30

0,32 400

1000

2500

4000

5700


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4.

Armadura das estacas

A armadura é constituída por barras longitudinais e estribos montados em forma de gaiolas. Em função da operação de manobra e içamento é indispensável que a gaiola da armadura tenha ferros de enrijecimento para garantir a sua rigidez, bem como alças de içamento e posicionamento da mesma após o mergulho na escavação. Para as estacas com a tensão de compressão média no concreto σc ≤ 5 Mpa a armadura é colocada apenas no trecho superior da estaca com detalhe típico conforme desenhos que se seguem.


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Para as estacas com a tensão de compressão média no concreto σc > 5 Mpa 0 trecho armado é aquele necessário a transferência para o solo – pelo atrito lateral da estaca – da parcela de carga que excede a tensão média de 5 Mpa na seção transversal da estaca. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Quando as estacas estão submetidas a esforços tais como momentos fletores e esforços horizontais, a armadura e o comprimento da mesma são os obtidos no cálculo estrutural. 5.

Concreto

O concreto utilizado na concretagem submersa tem como característica principal à alta plasticidade – slump test entre 18 e 22. O consumo de cimento mínimo é de 400 kfg/m3 e os agregados utilizados são areia e brita 1. Normalmente se utiliza um aditivo – plastiment VZ – cuja finalidade é dar maior trabalhabilidade ao concreto e retardar o inicio da pega do concreto. O traço normalmente utilizado do concreto para o rendimento de 1,0 m3 é o seguinte: Componentes Cimento Portland Areia Brita nº 1 Água Plastment VZ

2.

Em peso 400 kgf 720 kgf 980 kgf 240 litros 1,2 litros

Em volume 290,0 litros 570,0 litros 630,0 litros 240,0 litros 1,2 litros

Estaca escavada em rocha

Nos casos onde é necessário o embutimento das estacas escavadas em solos resistentes à ferramenta de escavação, ou em rocha, ou nas obras viárias onde tradicionalmente são utilizadas soluções em tubulões pneumáticos como pontes e viadutos, a Fundesp possui tecnologia e equipamentos especiais que permitem utilizar as seguintes metodologias: 1.

Perfuração Mecânica

A perfuração é executada, no trecho em solo, com as técnicas usuais da estaca escavada, com uso de lama bentonítica e caçamba como ferramenta de escavação, até encontrar solo resistente ou o topo rochoso. Simultaneamente, o trecho em solo é revestido com camisa metálica perdida ou recuperável, para garantia da estabilidade das paredes da escavação nas etapas sucessivas de execução da estaca. A caçamba é então substituída por um trado especial com pontas de vídia que, graças a um novo tipo de haste provida de um sistema especial de autobloqueio dos elementos telescópicos, consegue transferir todo o torque da perfuratriz hidráulica à sua extremidade, possibilitando a perfuração em camadas de solos resistentes ou rocha. O material resultante da prensado escavação, daasgranulometria heterogênea, quase totalmente retirado da perfuração entre lâminas do trado, enquanto oérestante “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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depositado no fundo da perfuração, é retirado pelo sistema de "air lift", cuja utilização é possível devido ao revestimento do furo. Esse processo elimina todos os resíduos do fundo da perfuração, permitindo um contato melhor entre o concreto e a rocha. Em presença de rochas com resistência acima de 30 MPa (AI, CI, FI), a Fundesp desenvolveu um sistema misto que consiste em aliviar a rocha com uma série de furos de menor diâmetro, executados com martelo de fundo pela própria perfuratriz, e depois iniciar com o trado com pontas de vídia para rocha. 2.

Estacas escavadas ancoradas em rocha com estacas raiz

Esta solução pode ser utilizada quando, dependendo do tipo e do grau de dureza da rocha, do comprimento total da estaca ou do volume global dos serviços, os outros sistemas tornam-se técnicas ou economicamente inviáveis. Neste caso, o fuste é executado pelos sistemas usuais utilizando perfuratrizes rotativas com haste Kelly, equipadas com caçambas ou trados e com aplicação da lama bentonítica ou revestimento, até encontrar a rocha. Terminada a escavação, a estaca é concretada normalmente, tendo o cuidado de colocar solidariamente à armação, tubos guias para permitir a posterior execução das estacas raiz, cujo número, diâmetro e dimensões variam em função da capacidade de carga da estaca (tração e/ou compressão) e das características da rocha. Quando em presença de rocha muito fraturada ou com vazios, a execução das estacas raiz tem a vantagem de permitir também a injeção do maciço rochoso com argamassa ou nata de cimento, melhorando as características geomecânicas do mesmo. 3.

Perfuração com circulação inversa

A escavação é totalmente revestida com camisa metálica recuperável e o material é escavado por rotação com uso de roller bit e os resíduos eliminados pelo processo de circulação inversa. Esse processo consiste em injetar ar comprimido no tubo de perfuração, abaixo do nível d'água, ligeiramente acima da cabeça cortante. O ar penetra e expande dentro do tubo de perfuração, reduzindo a densidade interna da coluna de fluído, criando uma diferença de pressão entre o fluído no tubo de perfuração e o fluído da perfuração. Devido a densidade mais alta do lado externo, os materiais sólidos provenientes da perfuração passam para o tubo de perfuração através de uma abertura na cabeça de perfuração, subindo até a superfície. Injetando o ar corretamente, o fluxo de fluído é estabelecido dentro do tubo de perfuração. O princípio do air lift É utilizado para transportar os sólidos até a superfície. Esse sistema é conhecido como sendo altamente eficiente para perfurações de grande diâmetro e grandes profundidades, em obras "onshore" e "offshore". Seja qual for o procedimento utilizado, sempre é necessário lembrar que, nesse tipo de obra, é recomendável que a campanha de investigação geotécnica seja mais intensa, sendo recomendável como mínimo, sondagens rotativas a cada pilar, e profundidade de “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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pelo menos 2 a 3 diâmetros abaixo da cota estimada para apoio das estacas e se possível, com ensaio de compressão simples no testemunho.

Principais Vantagens Técnicas 1.

Adequação:

1.1. A grande variedade de ferramentas com diversos diâmetros propicia dimensionamento mais econômico, devido ao melhor ajustamento das diferentes cargas de trabalho e solicitações dos pilares; 1.2. As menores cargas podem ser suportadas por estacas de pequenos diâmetros. Esta vantagem elimina os desperdícios de material e mão-de-obra, que ocorrem nos processos de escavação artesanal; 1.3. Para cargas elevadas, ferramentas especiais permitem atingir camadas com maior capacidade de suporte, resultando em economia, pela redução do diâmetro das estacas. 2. Segurança: 2.1. Elevada capacidade de carga; 2.2. Oferece maior segurança, pois ultrapassa camadas resistentes a outros tipos de fundações, o que permite transferir as cargas para camadas de maior suporte, resultando em maiores capacidades de carga; 2.3. A perfuração rotativa elimina a percussão, possibilitando a execução de estacas próximas a prédios vizinhos, que não são afetados por vibrações; 2.4. Executa fundações em qualquer tipo de solo, podendo atingir grande profundidade com grandes diâmetros, usando ferramentas adequadas a cada caso, para solos argilosos, granulares, rochosos e submersos; 2.5. O equipamento possui recursos hidráulicos que possibilitam centrar o eixo da perfuração sobre o pilar com precisão milimétrica. Iniciada a perfuração, um piloto automático garante a perfeita verticalidade das estacas, o que elimina solicitações adicionais não previstas; 2.6. São o único método que permite a identificação das diferentes camadas do solo através de amostras não deformadas; 2.7. Por estar montado em equipamento sobre esteiras permite operar em qualquer superfície de solo, requerendo pequenos espaços para manobras; 2.8. Oferece segurança no trabalho por evitar os riscos da descida de pessoas no interior das perfurações, prevenindo acidentes e suas conseqüências materiais e legais.


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3. Velocidade: 3.1. O equipamento permite maior velocidade, colocando as fundações e disposição do cliente mais rapidamente, influenciando no cronograma de obra e antecipando a sua conclusão;

3.2. Se um sistema industrializado para produção de fundações, por operar como numa linha de montagem. Utilizando concreto pré-misturado, reduz as preocupações do construtor na administração da compra de materiais e controle do preparo do concreto, ficando o mesmo liberado para suas atividades específicas; 3.3. A velocidade de escavação e a imediata concretagem, evitam a desestruturação do solo pelo alívio de tensões que ocorre nos processos mais lentos; 3.4. A velocidade da perfuração permite concretagem a seco toda vez que a velocidade desta operação for maior que a da percolação da água do subsolo. 4. Custos 4.1. Substitui o tradicional paliteiro de estacas convencionais por uma única estaca de grande diâmetro, o que resulta em economia, pela eliminação dos blocos de fundação;

4.2. Em virtude do processo aplicado, as estacas são concretadas até a cota de arrasamento prevista, o que elimina tempo e custos ocasionados pelo corte das cabeças de estacas convencionais cravadas, evitando ainda desperdícios de materiais e mão-de-obra; 4.3. Possibilita absorver momentos nas fundações através de uma única estaca, economizando assim o bloco de fundação; 4.4. Dispensa água e energia elétrica no canteiro de obras, o que resulta em economia para o cliente; 4.5. A antecipação da conclusão da obra oferece as seguintes vantagens adicionais: 1. Antecipa o retorno do investimento; 2. Antecipa a comercialização ou utilização do imóvel; 3. Reduz a parcela dos juros sobre o investimento capital, técnica homensdae empresa. máquinas para novas iniciativas, além de reduzir os custos 4. deLibera administração


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Estacas Escavada de Seção Retangular (Barrete)


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Estaca Escavada de Seção retangular (Barrete) Introdução Na ocorrência de cargas elevadas, em obras de vulto o tipo de estaqueamento que também pode ser utilizado é o de estacas tipo Barrete. Sua utilização é, na maioria das vezes, associada a parede-diafragma e, segundo Urbano Alonso, elas vieram também ocupar o lugar dos tubulões a ar comprimido (como os estacões). “O ar comprimido, que exige tempo de descompressão para o operário, sofre restrições do Ministério do Trabalho. Seu uso atualmente se restringe a obras de grande porte, onde o acesso para o equipamento das escavadas é difícil”, explica. Na opinião, o tubulão a céu aberto também perdeu posição no mercado por causa do aprofundamento dos subsolos e da ocorrência de lençol freático, com o qual é impossível executa-lo.

Definição São estacas de secção retangular derivadas de um ou mais painéis de parede de diafragma e utilizados como elementos portantes de fundações em substituição às estacas de grande diâmetro (estacões). A Definição e Recomendações da Norma NBR 6122/96 é a mesma das estacas de grande diâmetro.


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Método Executivo É a mesma da escavada de grande diâmetro: diferindo no equipamento de perfuração que é um Clam-Shell no lugar da mesa rotativa e a guia que não será metálica e sim concreto.

1) Colocação da camisa guia, escavação com clamshell, completando com lama o volume escavado. 2) Atingida a profundidade prevista, coloca-se a armadura e o “air-lift” ou bomba de submersão para a troca de lama usada por nova ou fazer a desarenação da lama contaminada. 3) Colocação do tubo de concretagem e da bomba de submersão, inicio da concretagem submersa com concreto plástico. 4) Terminada ada concretagem, o aterro da parte superior e ao arrancamento camisa guia.procede-se “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Principais Vantagens Técnicas • • •

Conhecimento imediato e real de todas as camadas atravessadas; Ausência de vibração; Gradual adaptação da estaca às condições físicas do terreno, com sensível

incremento doPossibilidade atrito lateral;de atingir grandes profundidades (até 70 metros); • “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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• Possibilidade de executar a estaca em quase qualquer tipo de terreno, com nível de água ou não, e atravessar matacões de pequenas dimensões com a aplicação de ferramentas especiais (trepano); Redução no volume de concreto nos blocos de coroamento. em geral costuma-se aplicar às estacas barrete cargas de trabalho que induzam no concreto do fuste solicitações à compressão simples da ordem de 3,5 à 5 Mpa.


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Estacas Tipo Hélice Contínua Monitorada


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ESTACA TIPO HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA A estaca hélice pode ser definida como sendo uma estaca de deslocamento, executada através da introdução no terreno de um trado helicoidal contínuo, com o comprimento integral previsto para a estaca. O trado deve possuir um tubo interno pelo qual executar-se-á a concretagem simultaneamente a retirada do mesmo evitando desta forma o desconfinamento do solo. Este tipo de estaca tem como principais características a alta produtividade, monitoramento eletrônico durante todas as fases de execução e inexistência de vibrações.

Origem O emprego de estacas executadas com trado hélice contínua surgiu na década de 1950 nos Estados Unidos. Com diâmetros de 27,5 cm, 30 cm e 40 cm. No início da década de 1970 foi introduzido na Alemanha, de onde se espalhou para o resto da Europa e Japão. Houve um grande desenvolvimento a partir da década de 1980, inicialmente com equipamentos adaptados para a sua execução e, posteriormente, com equipamentos apropriados e específicos para a execução destas estacas. No Brasil, as estacas hélice contínua foram introduzidas por volta de 1987. E, em 1993, ocorreu um grande desenvolvimento dessas estacas no Brasil devido a importação de equipamentos específicos para a execução das estacas. A partir de então, possibilitou-se a execução de estacas de até 800mm de diâmetro e comprimento máximodede 24 metros. Hoje é possível executar estacas com 1.20 mm de diâmetro e 32 metros comprimento. O equipamento de hélice contínua também pode ser utilizado para a execução de outros tipos de estacas, como por exemplo: • cortina de estacas secantes ou justapostas; • pré-furos para a implantação de perfis metálicos ou estacas pré-moldadas em terrenos resistentes, onde a simples cravação poderia danificar a cabeça das estacas; e • cortina com estacas espaçadas e concreto projetado entre elas.

Requisitos Básicos: As estacas hélice contínua devem respeitar as seguintes normas: NBR 12131:1991 - Estacas - Prova de carga estática; NBR 13208:1994 - Estacas - Ensaio de carregamento dinâmico; NBR 5738:1994 - Moldagem e cura de corpos de prova cilíndricos ou prismáticos de concreto; NBR 5739:1994 - Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos; NBR 6122:1996 - Projeto e execução de fundações; NBR 6152:1992 - Materiais metálicos - Determinação das propriedades mecânicas à tração; “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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NBR 7212:1984 NBR 7480:1992 NBR 8953:1992 -

Execução de concreto dosado em central; Barras e fios de aço destinados às armaduras para concreto armado; Concreto para fins estruturais - Classificação por grupos de resistência; NBR NM 67:1996 - Concreto - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone; NBR7211:1986 Agregados para concreto. Além de atender as normas acima citadas é necessário que os documentos mencionados abaixo estejam disponíveis na obra: • relatório de sondagens; • desenho de locação das estacas; • tabela das profundidades por estaca (As Built); • projeto da armadura das estacas; e •

boletins de controle da execução.

Equipamentos

Os equipamentos necessário par execução deste tipo de estaca são os seguinte:

• •

•

máquina perfuratriz com potência mínima de 150 HP; trado contínuo retilíneo, com diâmetro constante e comprimento mínimo igual ao da estaca; bomba de injeção de concreto estacionária ou móvel com capacidade de exercer um pressão sobre o concreto superior a 6 Mpa;


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•

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•

•

• •

•

mangueiras de acoplagem à bomba de injeção, flexível e com diâmetro interno igual ou maior do que o diâmetro interno da haste; instrumento de medida (computador) que possa ser acionado pela bateria da máquina perfuratriz; elemento de memória (disquete) que permita o transporte de seus arquivos para um PC comum; sensores de profundidades, de velocidade de rotação, de torque , de inclinação da torre e de pressão, aferidos a tempos regulares não superiores a um ano, sendo proibido executar estacas com funcionamento irregular ou faltante de qualquer um destes; centralizador do trado; limpador do trado quando da execução de estacas com diâmetro superiores a 500mm a(em diâmetros inferiores limpeza poderá ser feita manualmente); e pá carregadeira.

Cada equipamento ou grupo, deve possuir fichas de controle da manutenção dos equipamentos, preenchidas pelo responsável da manutenção geral da empresa executora das fundações.

Equipe para Uma Máquina A equipe mínima para operar os equipamentos citados durante a execução da estaca deve ser constituída por: • 1 encarregado de Hélice; • 1 operador de máquina perfuratriz; e • 2 ajudantes práticos. A equipe auxiliar deve ser composta por: • 1 operador de pá carregadeira (pode ser utilizada mais de uma máquina); e • 1 operador de bomba de injeção.

Metodologia Executiva A execução das estacas hélice contínua pode ser dividida em três etapas: • perfuração; • concretagem simultânea a retirada da hélice do terreno; e • colocação da armadura. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Perfuração perfuração é executada por cravação da hélice no terreno por rotação, alcançando a profundidade determinada em projeto. A perfuração é executada sem que em nenhum momento a hélice seja retirada do furo. O torque é aplicado por meio de uma mesa rotativa situada no topo da hélice. haste de perfuração é constituída da hélice espiral, responsável pela retirada de solo, e um tubo acentral solidarizado esta hélice. A hélice é dotada de dentes em sua extremidade inferior que auxiliam a sua penetração no solo. Em terrenos mas resistentes, esses dentes podem ser substituídos por pontas de vídia. Para que não haja, durante a fase de perfuração, entrada de solo ou água na haste tubular, existe na face inferior da hélice uma tampa metálica provisória que é expulsa na concretagem. Esta tampa geralmente é recuperável.

Concretagem Atingida a profundidade desejada, inicia-se a concretagem da estaca, por bombeamento do concreto pelo interior da haste tubular. Devido a pressão do concreto, a tampa provisória é expulsa. A hélice passa a ser extraída pelo equipamento, sem girar ou, no caso de terrenos arenosos, girando muito lentamente no sentido da perfuração. Visando integridadeO primeiro e continuidade do fuste estaca necessário quea se observe dois garantir aspectosaexecutivos. é garantir que ada ponta do étrado, durante perfuração, tenha atingido um solo que permita a formação da bucha, para que o concreto injetado mantenha-se abaixo da ponta da estaca, evitando que o mesmo suba pela interface solo-trado. O segundo aspecto é o controle da velocidade de retirada do trado, de forma que sempre haja um sobreconsumo de concreto. O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica (fck) de 20 MPa, é bombeável, e composto de areia e pedrisco. O consumo de cimento é elevado e o uso de aditivos plastificantes tem sido bastante intenso.


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A concretagem deve ocorrer de forma contínua e ininterrupta, mantendo as paredes onde se formará a estaca, sempre suportada - acima da ponta do trado, pelo solo encontrado entre as pás da hélice, e abaixo, pelo concreto que é injetado. Durante a extração da hélice, a limpeza do solo contido entre as pás, é feita manualmente ou com um limpador de acionamento hidráulico ou mecânico acoplado ao equipamento, que remove este material, sendo este, removido para fora da região do estaqueamento com o uso de pá carregadeira de pequeno porte.

Colocação da Armadura A armadura é colocada somente após a concretagem e pode ser instalada por gravidade, por compressão de um pilão ou por vibração, porém a mais recomendada é a por vibração. No Brasil, entretanto, a locação da armadura por golpes de um pilão tem sido a mais utilizada na prática.

Controle de Qualidade Durante todo o processo é de suma importância o monitoramento de todas as etapas. Este monitoramento é feito através de um sistema computadorizado específico, permitindo a obtenção dos seguintes dados: • profundidade;

• •

tempo de execução; inclinação da torre;

•

velocidade de penetração trado, velocidade volume de concreto lançado,doe pressão do concreto.de retirada (extração) da hélice, “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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Essas medições podem conter imprecisões e erros por diversos motivos, entre eles: sistema de monitoração não calibrado de forma correta ou apresentando algum dano; danos nos sensores; bombas com muito uso ou sem manutenção; e defeitos nos cabos de transmissão de dados, entre outros.A precisão no valor de sobreconsumo ou subconsumo de concreto depende da precisão do volume medido. A medida correta do volume de concreto é muito importante, pois a partir dela, por meio de correlações, determina-se se o fuste da estaca está íntegro, ou se está havendo seccionamento do mesmo.


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Especificações Técnicas Características do Concreto Para concretagem da estaca deve ser utilizado concreto bombeado com as seguintes características: • fator água/ cimento entre 0,53 a 0,56; • slump 22±2, medido conforme NBR NM 67, e resistência de 20 Mpa, conforme NBR 8953 obtida por moldagem conforme NBR 5738 e ensaiado conforme NBR 5739; • Tempo de início de pega superior a 3h; • Exsudação inferior a 1%; e • Teor de ar incorporado inferior a 1,5%. O agregado máximo a se utilizado é o pedrisco, não se permite o emprego de pó de pedra. A substituição de pedrisco por pó de areia pode causar, por exemplo, perda de resistência da estaca e efeito bucha no concreto durante a concretagem ou até mesmo entupimento da mangueira. O consumo de cimento por m³ de concreto não deve ser inferior a 40 quilos. Recomenda-se adotar cimentos sem adição de escória de alto forno, especificamente cimento CPIII. O emprego de finos totais no traço deve ser no mínimo de 650 kg/m³, sendo que pelo menos 400 kg/m³ destes sejam de material cimentício. A pressão de injeção do concreto também é bastante relevante pois ela influi na homogeneidade, na capacidade dede carga da estaca. A pressão utilizada é de 1 a integridade 2 bar, sendoezero para os casos execução em camadas denormalmente argila moles ou solos muito fracos. Outro aspecto bastante importante é o perfeito funcionamento do sistema de injeção do concreto assim como a limpeza da rede, ou seja, do sistema. Para tanto segue-se as seguintes instruções: ao final de um dia de trabalho o cocho é limpo de com aplicação de óleo; antes de se começar a primeira estaca do dia seguinte há uma lubrificação da rede. Esta lubrificação é realizada da seguinte forma: mistura-se cerca de 100 kg de cimento a 200 litros de água dentro do cocho, então, a calda é lançada por meio de bombeamento do concreto, como se a estaca estivesse sendo concretada. Quando toda a calda tiver sido lançada forado e estiver que toda a redeajáperfuração está com da concreto, lançamento mesmo,garantido tampa-sede o trado e inicia-se estaca. interrompe-se o O não cumprimento de tal medida pode comprometer o desempenho da estaca.


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Tabela de Diâmetros e Cargas Descrição Diâmetro

Un VALORES Cm 35 40 50 60 70 80 90 100

Carga admissível estrutural máxima tf 60 80 13 0 Distância mínima 13 cm 90 100 entre eixos 0 Distância eixo 12 cm 120 120 divisa 0

18 0 240 320 400 500 15 175 200 225 250 0 12 120 120 120 120 0

Outras Aplicações

Podem ser executadas para serviços auxiliares e complementares à execução de obras, como por exemplo cortinas de estacas justapostas para contenção em fase provisória ou permanente de obra, pelo fato de poderem ser executadas bem próximo à divisa .


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Estacas Tipo Ômega


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ESTACA TIPO ÔMEGA Origem

As sendo estacas ômega são recentes no mercado, consideradas estacas de última geração. Considerada uma screw piles (estaca aparafusada), isto é, estaca em que a perfuração é feira por um trado de forma cônica que perfura o solo como um parafuso, com deslocamento lateral de solo. No fim de 1993, o professor Van Impe desenvolveu pesquisas em estaca Atlas, com o intuito de otimizar a taxa de penetrabilidade, a energia utilizada e um melhor controle do deslocamento de solo durante de solo durante a execução das estacas. Para tanto, alterou-se o formato da ponta (cabeça) da estaca, criando aberturas de poucos centímetros na flange da hélice Atlas surgindo assim os princípios tecnológicos e o formato hélice parafuso da ponta da estaca ômega. As estacas ômega foram introduzidas no mercado no ano deque, 1995,devido chegando ao Brasil emeuropeu 1997. Acredita-se às suas características, seu uso deva, provavelmente, disseminar-se pelo país tornando-se bastante popular. Metodologia Executiva

A ponta da hélice consiste de um longo parafuso de aço de diâmetro incrementado descontinuamente no topo, comdiferente. variados graus de inclinação par cada diâmetro A forma do parafuso foi desenvolvida de tal maneira que o volume de solo transportado entre as pá da hélice ômega pode ser armazenado em cada nível para as diferentes seções da hélice parafuso. O solo é deslocado até atingir o nível do diâmetro nominal, sendo compactado à lateral do furo. Todo material que, eventualmente, desmorona do furo da estaca sobre a parte superior do parafuso, é transportado pelas pás superiores em sentido à ponta, sendo posteriormente, compactado lateralmente até atingir o diâmetro nominal. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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A combinação do passo e diâmetro crescente na ponta do parafuso, associados à forma da parte superior do parafuso, garante melhor deslocamento lateral de solo e maior penetrabilidade à hélice parafuso da ômega, sem qualquer parcela de solo transportado. A execução da estaca ômega pode ser dividida em perfuração, concretagem e colocação da armadura, como veremos a seguir.

Perfuração O trado ômega é cravado no terreno por rotação, através de uma mesa rotativa hidráulica, com deslocamento lateral do solo e sem o transporte do material escavado à superfície. Esse sistema permite o uso do pull-down que auxilia no atravessamento ou penetração de camadas resistentes. Uma tampa móvel na extremidade do trado impede a entrada de terra no seu interior.

Concretagem Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado à alta pressão pelo interior do eixo do trado que é retirado do terreno girando-se no sentido da perfuração. A parte superior do trado é construída de forma a empurrar de volta o solo que possa cair sobre o trado.

Colocação da Armadura A armadura em forma de gaiola ou feixe, pode ser introduzida no tubo central do trado antes da concretagem, ou como é mais comum, ao fim da concretagem pela equipe ou com ajuda de um pilão ou vibrador. Todo o processo executivo é monitorado através de sensores ligados a um computador colocado na cabine do operador, para visualização e registro dos dados de execução. Do ponto de vista técnico e econômico, a estaca hélice ômega apresenta as seguintes vantagens: • Tensão de trabalho média no concreto de 6MPa, com uma menor relação carga X diâmetro, com conseqüente redução no volume de concreto. • Menor sobreconsumo de concreto, devido à compactação do terreno. • Ausência de material escavado. • Maior agilidade na mudança de diâmetro, onde só o elemento com o trado é trocado. O sucesso da estaca ômega também está diretamente ligado ao tipo de equipamento utilizado, sendo necessário o uso de máquinas de torque elevado. Uma grande desvantagem da estaca ômega é a dificuldade de se trabalhar em solos muito resistentes devido à força necessária para à perfuração. “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade” http://slide pdf.c om/re a de r/full/e sta c a s-molda da s-in-loc o

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DEFINIÇÕES

Para um melhor entendimento dos termos utilizados nos textos seguem as seguintes definições: Arranque: Valor máximo da força de que o equipamento dispõe para o arrancamento do trado contínuo. Boletins de controle da execução: documento preenchido para todas as estacas registrando no mínimo os seguintes dados de execução: • nome e data da obra e local; • data de execução da estaca, incluindo horário de início e de término; • número da estaca; • diâmetro da estaca; • comprimento introduzido do trado; • comprimento concretado; • volume de concreto gasto na estaca; • observações pertinentes; e • nome e assinatura do executor. Centralizador: Peça acoplada na extremidade inferior da torre e alinhada com a mesa rotativa, de modo a garantir a axialidade do trado durante a etapa de perfuração. Folha de ascontrole das estacas: documento obtido a partir do elemento de memória contendo seguintes informações: • velocidade de avanço do trado ao longo da perfuração; • velocidade de rotação do trado ao longo da perfuração; • torção aplicada ao trado durante e ao longo da perfuração; • velocidade de subida do trado durante a concretagem; e • pressão de injeção do concreto durante a concretagem. Instrumento de Medida: Sistema eletrônico instalado na cabine e à vista do operador, acoplado a sensores instalados na máquina perfuratriz, dotado de mostrador com tela

onde aparecem os dados relevantes do processo de execução da estaca. Limpador de trado: Peça que se ajusta à hélices e gira independente destas para retirar o solo nelas contido, durante a fase de concretagem, à medida que o trado vai sendo retirado. Sensores: Aparelhos instalados em posições estratégicas da máquina perfuratriz, acoplados ao instrumento de medição, os quais permitem medir e registrar no mínimo os seguintes dados da execução: - profundidade da perfuração à medida que a mesma é processada; --

velocidade de rotação dodurante trado, durante de introdução do mesmo no terreno; torque aplicado ao trado sua fasesua defase introdução no terreno: “Fundação é uma atividade em cadeia e em todos os seus aspectos precisa de controles estritos para garantia de qualidade”

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inclinação da torre em relação a dois horizontais e perpendiculares (X e Y) que se cruzam no eixo vertical da torre da máquina perfuratriz; - pressão de concreto à medida que a concretagem da estaca se processa; - volume de concreto introduzido durante a concretagem, não só o acumulado (consumo total) como também aquele correspondente aos últimos 50 cm ao longo de toda concretagem (consumo parcial); Torque: valor máximo do momento torçor disponível na mesa rotativa. Trado Contínuo: peça metálica constituída por uma hélice espiral desenvolvida em torno de uma haste central vazada, estando acoplada à mesa rotativa do equipamento de perfuração.


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Bibliografia Livros

O EDIFÍCIO ATÉ SUA COBERTURA - Hélio Alves de Azevedo - Prática de Construção Civil MANUAL DE ESPECIFICAÇÕES DE PRODUTOS E PROCEDIMENTOS ABEF - 2ª Edição TEORIA E PRÁTICA - Sussumu Niyama - Editora Pini APOSTILA DE FUNDAÇÕES DA FESP - Faculdade de Engenharia de São Paulo

Revistas

TÉCHNE - A Revista do Engenheiro Civil -

EdiçãoIPT 56 – Ano 12 – 2004 Apoio Editora Pini

TÉCHNE - A Revista do Engenheiro Civil - Edição 57 – Ano 12 – 2004 - Apoio IPT - Editora Pini ENGENHARIA -

Edição 556 Ano 60 – 2003 Instituto de–Engenharia Engenho Editora Técnica

Catálogos -

Brasfond Geofix Franki


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Sitegrafia -

www.brasfond.com.br www.fundesp.com.br www.geosonda.com.br

Agradecimentos

Acácio Lioi – Doka Brasil Celso Gomer – Doka Brasil Claudinei Lima – Doka Brasil Osvaldo Comenale Gamboa – Doka Brasil Engenheiro Rogério – Grupo Construcap Carolina – Geosonda Engenheiro Bonini – Geosonda Mestre Betão - Gafisa Helder Heche - Publicitário Engenheiro Sergio Ruppel – Ruppel Engenharia


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Estacas Moldadas in Loco

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