PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CONSTRUÇÃO CIVIL I
DOUGLAS LOURENÇO DOS REIS – A02/1 HEITOR MACIEL LIMA – A02/2 RUAN CORREIA DA SILVA PERES – A02/1 THALES LEONARDO FERREIRA MOURA – A02/2 VINÍCIUS EDUARDO PORTILHO DA SILVA – A02/2
RESUMO: ANEXOS ABNT NBR 6122:2010 – PROJETO E EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES
Goiânia 2014
ANEXO C – ESTACAS METÁLICAS OU DE AÇO – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Características gerais: elemento estrutural produzido industrialmente, podendo ser constituído por perfis laminados, tubos de chapa dobrada e tr ilhos.
Equipamentos: na execução das fundações em estacas metálicas ou de aço, a escolha do tipo de cravação, bem como dos equipamentos deve levar em consideração a dimensão da estaca, as características do solo, as condições de vizinhança, as características do projeto e as peculiaridades do local. Deve-se, nesse processo, evitar quaisquer danos às estacas, ajustando-se, assim, o sistema de cravação de modo a levar a estaca até a profundidade prevista sem perda de sua integridade. Nesse sentido, é mais sensato o uso de martelos mais pesados e com menor altura de queda do que o contrário.
Cravação: caso a cota de arrasamento estiver abaixo da cota do plano de cravação, utiliza-se o elemento denominado "prolonga" ou "suplemento", cujo comprimento deve ser limitado a 2,50 m. Em terrenos resistentes podem ser empregadas pré-perfurações. O sistema de cravação deve ser dimensionado de modo que as tensões atuantes durante o processo sejam limitadas a 80% da tensão de escoamento do aço, podendo, esse limite ser aumentado em 10%.
Figura 1: Cravação de estaca metálica. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Critérios para aceitação dos perfis: as estacas devem ser retilíneas considerando flecha máxima de 0,2% do comprimento; e podem apresentar variações máximas de 5 mm, nas dimensões externas e nas espessuras, em relação aos valores nominais.
Emendas e soldas: procedimentos detalhados em projeto. Em emendas com solda, o tipo do eletrodo deve ser especificado no projeto, sendo esse compatível com o material da estaca; quando o topo do elemento inferior for danificado, este deve ser cortado até o nível que não apresente mais danos, de forma linear e uniforme.
Figura 2: Emenda com solda em estaca metálica. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Preparo de cabeças e ligação com o bloco de coroamento: deve-se cortar o trecho danificado ou excessivo em relação à cota de arrasamento; o sistema de transferência de esforços deve ser estudado junto ao projetista estrutural, afim de determinar o tipo (chapa, fretagem, solda de vergalhões etc).
Registro da execução: deve-se preencher a ficha de controle diária para cada estaca, onde deve constar, principalmente, as seguintes informações: identificação da obra e local, e nome do contratante e executor; data da cravação e/ou recravação, quando houver; identificação ou número da estaca, com as datas e
horário de início e término da cravação; comprimento cravado da estaca e comprimento útil das estacas; composição dos elementos utilizados; peso do martelo e altura de queda para a determinação da nega; suplemento utilizado, tipo e comprimento; características do pré-furo, quando houver; intervalo de tempo decorrido na cravação; características geométricas da estaca; identificação ou número da estaca com datas de horário e término da cravação; cotas do terreno e de arrasamento; características do suplemento utilizado, tipo e comprimento; desaprumo e desvio de locação; características e identificação do equipamento de cravação; negas e repiques ao final de cravação e na recravação, quando houver; especificação dos materiais e insumos utilizados; deslocamento e levantamento de estacas por efeito de cravação de estacas vizinhas; e observações e anormalidades de execução. ANEXO D – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Características gerais: podem ser de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado, com qualquer forma geométrica da seção transversal, devendo apresentar resistência constante no projeto independentemente do transporte, manuseio, cravação e/ ou solos agressivos.
Equipamento: a cravação pode ser feita por percussão (bate-estacas), prensagem (macaco hidráulico) ou vibração (equipamento vibratório). O equipamento deve ser escolhido de acordo com o tipo e dimensão da estaca, características do solo e de projeto, condições de vizinhança e peculiaridades do local. O sistema de cravação deve ser dimensionado e ajustado para conduzir a estaca à profundidade desejada sem danos à mesma (martelos mais pesados e menor altura de queda). O formato do capacete deve ser adequado à seção da estaca, sendo que as dimensões externas desta devem ser compatíveis com as do martelo de modo a distribuir uniformemente a carga durante a cravação.
Cravação: o armazenamento e o içamento de estacas pré-fabricadas deve obedecer às instruções do fabricante de modo a evitar fissuração e quebra. Da
mesma forma das estacas metálicas, pode-se utilizar o elemento suplementar (prolongamento) caso a cota de arrasamento esteja abaixo do plano de cravação e pré-perfurações em terrenos resistentes.
Figura 3: Cravação de estaca pré-moldada de concreto. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Critérios de aceitação das estacas: O fabricante de estacas pré-moldadas deve apresentar resultados de ensaios de resistência do concreto nas várias idades. Em cada estaca deve constar a data de sua moldagem.
Emendas: estacas pré-fabricadas de concreto podem ser emendadas desde que resistam a todos os esforços decorrentes do manuseio, cravação e utilização da estaca. Tais emendas podem ser feitas através de anéis soldados ou outros dispositivos que permitam a transferência dos esforços solicitantes, devendo-se manter ao máximo a linearidade do eixo da estaca. O topo do elemento inferior, quando danificado, deve ser reparado continuando-se a cravação após a cura da parte recomposta.
Figura 4: Emenda de estaca pré-moldada de concreto com luva metálica. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Nega repique e diagrama de cravação: a nega e o repique elástico devem ser medidos em todas as estacas, atendendo-se às condições de segurança. A elaboração do diagrama de cravação é obrigatória para todas as estacas. Para determinação do comportamento do terreno (relaxação ou cicatrização), recomenda-se a determinação da nega descansada (alguns dias após a cravação). Quando a nova nega for superior à obtida na cravação, as estacas devem ser recravadas. Caso contrário, deve-se limitar o número de golpes para evitar danos à estaca. Neste caso, deve-se reavaliar a nega originalmente especificada.
Figura 5: Marcação do repique elástico durante cravação de estaca pré-moldada de concreto. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Preparo de cabeça e ligação com o bloco de coroamento: estacas com concreto danificado abaixo da cota de arrasamento ou com topo acima da desta cota devem ser demolidas e recompostas de acordo com as particularidades de cada situação. Em ambos os casos, o material utilizado na recomposição deve ter resistência não inferior ao concreto da estaca.
Registros da execução: deve-se preencher ficha de controle diário para cada estaca, onde devem constar as seguintes informações: identificação da obra e local, e nome do contratante e executor; data da cravação e/ou recravação, quando houver; identificação ou número da estaca, com as datas e horário de início e término da cravação; comprimentos cravado e útil das estacas; composição dos elementos utilizados; peso do martelo e altura de queda para a determinação da nega; suplemento utilizado, tipo e comprimento; características do pré-furo, quando houver; intervalo de tempo decorrido na cravação; características geométricas da estaca; cotas do terreno e de arrasamento; desaprumo e desvio de locação; características e identificação do equipamento de cravação; negas e repiques ao final de cravação e na recravação, quando houver; especificação dos materiais e insumos utilizados; deslocamento e levantamento de estacas por efeito de cravação de estacas vizinhas; e observações e anormalidades de execução. ANEXO E – ESTACAS CRAVADAS COM TRADO MECÂNICO, SEM FLUIDO ESTABILIZANTE – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Características gerais: são estacas moldadas in loco, por meio da concretagem de um furo executado por trado espiral, sendo empregado onde o perfil do subsolo tem características tais que o furo se mantenha estável sem necessidade de revestimento ou de fluido estabilizante. A profundidade é limitada ao nível do lençol freático.
Perfuração: a perfuração é feita com trado curto acoplado a uma haste até a profundidade especificada em projeto.
Figura 6: Perfuração com trado mecânico. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2014.
Concretagem: a concretagem deve ser feita no mesmo dia da perfuração através de um funil.
Figura 7: Concretagem da estaca. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2014.
Colocação de armadura: no caso de estacas não sujeitas à tração ou à flexão, a armadura é apenas de arranque sem função estrutural. No caso de estacas submetidas a esforços de tração, horizontal ou momentos, a armadura projetada deve ser colocada no furo antes da concretagem.
Registros da Qualidade: deve ser preenchida a ficha de controle diariamente para cada estaca.
ANEXO F – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Metodologia executiva: as fases de execução da estaca hélice contínua são: perfuração, concretagem simultânea à extração da hélice e colocação da armação.
Perfuração: a hélice propriamente dita é composta de chapas em espiral que se desenvolvem, como uma hélice, em torno de tubo central. Sua extremidade inferior é composta de garras que permitem cortar o terreno, e de uma tampa destinada a impedir a entrada de solo no tubo central durante a escavação, e permitir a saída de concreto durante a concretagem. A perfuração consiste na introdução da hélice no terreno, por meio de movimento rotacional proveniente de motores hidráulicos acoplados na extremidade superior da hélice, até a cota de projeto, sem que em nenhum momento, a hélice seja retirada da perfuração. Devido a esta principal característica das estacas hélice contínua, a de não permitir alívio do solo durante as etapas de escavação e concretagem, torna-se possível a sua execução tanto em solos coesivos como arenosos, na presença ou não de lençol freático.
Concretagem: alcançada a profundidade desejada o concreto é bombeado através do tubo central. Neste momento a hélice passa a ser extraída do terreno através do equipamento, sem girar ou girando lentamente no sentido da perfuração. A pressão do concreto (obrigatoriamente positiva) é controlada de forma que este preencha os vazios causados pela extração da hélice, até a superfície do terreno, ou atinja a cota de topo da estaca, se esta for inferior a da superfície. O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica, f ck, de 20 MPa, é bombeável e composto de areia e pedrisco ou brita um. O consumo de
cimento de 350 à 450 quilos por metro cúbico, sendo facultativa a utilização de aditivos. O abatimento ou “slump” é mantido entre 200 e 240 mm. Normalmente é utilizada bomba de concreto acoplada ao equipamento de perfuração através de mangueira flexível de 100 mm de diâmetro interno. A velocidade de extração da hélice do terreno deve ser tal que mantenha a pressão de injeção do concreto positiva. O preenchimento da estaca com concreto é normalmente executado até a superfície de trabalho, sendo possível o seu arrasamento abaixo da superfície do terreno, guardadas as precauções quanto a estabilidade do furo no trecho não concretado e a colocação da armação. A limpeza da hélice pode ser feita manualmente ou por limpador de acionamento hidráulico ou mecânico acoplado ao equipamento.
Colocação da armação: o método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da armação após a sua concretagem. A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com auxílio de um pilão de pequena carga, ou de um vibrador. As estacas submetidas a esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de 2 metros de comprimento. No caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração será possível a introdução de armação de maior comprimento já tendo se conseguido a introdução de 17 metros de armação. No caso de armações longas, as gaiolas devem ser constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na armação longitudinal para evitar a sua deformação durante a introdução no fuste da estaca.
Figura 8: Esquema de execução da estaca hélice contínua monitorada. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2014.
ANEXO G – ESTACAS MOLDADAS
IN
STRAUSS – PROCEDIMENTOS
LOCO
EXECUTIVOS
Características gerais: a estaca Strauss é uma estaca de concreto moldada in loco, executada através da escavação, mediante emprego de uma sonda (também
denominada piteira), com a simultânea introdução de revestimento metálico em segmentos rosqueados, até que se atinja a profundidade projetada. A concretagem é realizada lançando-se o concreto e retirando-se gradativamente o revestimento com o simultâneo apiloamento do concreto.
Perfuração: a execução é iniciada através da aplicação de repetidos golpes com o pilão ou a piteira para formar um pré-furo com profundidade de 1,0 m a 2,0 m, dentro do qual é colocado um segmento curto de revestimento com coroa na ponta.
Figura 9: Perfuração de estaca Strauss. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2014.
Concretagem: o concreto é lançado através de funil no interior do revestimento, em quantidade suficiente para obter-se uma coluna de aproximadamente 1,0 m, que deve ser apiloada para formar a ponta da estaca. Continuando-se a execução da estaca, o concreto é lançado e apiloado com a simultânea retirada do revestimento.
Registros da Qualidade: deve ser preenchida a ficha de controle diariamente para cada estaca. ANEXO H – ESTACAS FRANKI – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Consiste de um apiloamento de uma bucha dentro de uma camisa de proteção, segurada pelo atrito e golpeada até a altura necessária. Em relação ao fuste, esse pode ser pré-moldado, armado com concreto plástico vibrado. Para obtenção da nega, é preciso observar a tabela disposta em norma no Anexo H, páginas 59 e 60, Tabela H.1 na NBR 6122, observando a relação entre os diâmetros e pesos mínimos.
Ao atingir a nega, forma-se uma base de concreto seco de baixo fator água/cimento, por meio de golpes do pilão expulsando um volume de concreto seco, deve-se atentar que para os últimos 0,15 m³ da base seja usada uma energia de golpeamento mínima, atendendo os requisitos da norma. Em seguida à execução da base é iniciada a colocação da armadura, sendo essa ancorada na base, deve ser constituída segundo a norma de no mínimo quatro barras de aço CA-50, sendo mais algumas disposições importantes são encontradas na tabela 4 da norma. Para a concretagem usa-se sucessivas camadas de concreto seco apiloadas, seguido da retirada do tubo, deve-se garantir uma altura mínima de concreto dentro do tubo durante a operação, a concretagem deve ser feita pelo menos a 0,3 m acima da cota de arrasamento e deve-se tomar cuidado com a armadura durante o processo de concretagem. Em relação a sequencia executiva, a execução de uma estaca deve respeitar um tempo de 12 horas da concretagem das estacas vizinhas, pode-se lançar mão de técnicas quando necessário para evitar o levantamento das estacas vizinhas. Ao menos uma estaca deve ser executada até o nível da água para verificar a integridade do fuste.
Figura 10: Esquema de execução de estaca Franki. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
No que tange o concreto especificamente a norma prevê um uso mínimo de cimento na ordem de 350 kg/m³, com resistência mínima de 20 MPa segundo normas de concreto. O corpo de prova, portanto necessita ser diferenciado para representar mais exatamente o processo executivo das estacas, o molde deve ter φ = 15 cm e 30cm de altura com uma haste de apiloamento de 50 N, φ = 5 cm e apiloado com 50 golpes, respeitando uma altura de queda da haste de 45 cm. ANEXO I – ESTACAS ESCAVADAS COM USO DE FLUIDO ESTABILIZANTE – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Características: pode ser lama bentonítica ou polímero sintético para sustentação das paredes da escavação; concretagem submersa; concreto desloca o fluido estabilizante para cima (fora do furo); seções: retangulares, parede diafragma (continuas) e circulares.
Escavação: é cravada uma camisa metálica ou uma mureta guia é feita, sendo essas guias cerca de 5 cm maior que a estaca projetada e cravadas no terreno com pelo menos 1 m de comprimento.
Enquanto acontece a escavação, o fluido deve ser lançado. A perfuração deve ser contínua até o final (qualquer interrupção deve ser analisada). Deve-se estar atento ao lençol freático. Assim que terminada a escavação deve ser analisada o quanto de areia há em suspensão na lama e dependendo desse valor deve ocorrer uma desarenação para garantir a qualidade da concretagem a ser realizada. Dependendo das especificações do projeto, serviços como lim peza do fundo através de air lift ou bombeamento submerso devem ser feitos para melhor contato do concreto com o solo/rocha.
Figura 11: Aplicação de lama bentonítica em furo escavado. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Armadura: feita de acordo com especificações de projeto e antes da concretagem. Colocada com espaçadores para garantir o cobrimento e sua centralização.
Concretagem: é utilizado um tubo tremonha para a realização da concretagem submersa, sendo executada após as etapas anteriores, devendo ser feita até, no mínimo, 50 cm acima da cota de arrasamento.
Não se concreta estacas com espaçamento inferior a 5 diâmetros (diâmetro da maior estaca) em intervalo menor que 12 horas. Quando parede diafragma, o prazo para concretagem dos painéis é de 24 horas.
Controle do processo executivo: durante a execução, deve-se estar atento a: Ferramenta de escavação, o primo e o nível do equipamento, o fluido em relação ao lençol freático, as características do fluido e do concreto.
Características da lama bentonítica: é formada pela mistura de bentonita com água em misturadores, devendo ficar em repouso por 12 horas para acontecer sua hidratação plena, e possuir suas características de densidade, viscosidade, pH e teor de areia.
Preparo da cabeça e ligação com o bloco de coroamento: caso a estaca esteja abaixo da cota de arrasamento ou seu topo resulte abaixo da cota de arrasamento, deve-se fazer a demolição do comprimento e recompô-lo até o arrasamento, utilizando material com resistência equivalente ou maior que o concreto da estaca. O topo (acima do arrasamento) deve ser demolido. A seção então deve estar plana e perpendicular ao eixo da estaca, sendo a demolição livre de danos à estaca, utilizando marteletes com potencia maior que 1000 W. O acerto deve ser feito com ponteiros ou ferramenta de corte apropriada.
Concreto: o concreto deve apresentar: slump entre 19 e 25 cm, relação a/c menor ou igual a 0,6, possuir agregado de ate 19 mm (brita 1), resistência de projeto maior ou igual a 20 MPa, teor de argamassa maior ou igual 55% e traço tipo bombeado. É permitido o uso de agregado miúdo artificial.
Registro da qualidade: deve ser preenchida a ficha de controle diariamente, constando: identificação da obra e local; número da estaca; dimensões da estaca; comprimento real da estaca abaixo da cota de arrasamento; cota da parede guia; desaprumo e desvio de locação; equipamento; materiais utilizados; horários da
escavação e concretagem; resultado dos ensaios do fluido; e observações necessárias.
Figura 12: Esquema de execução de estaca escava com fluído estabilizante (lama bentonítica). Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
ANEXO J – TUBULÕES A CÉU ABERTO – PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS
Características: fundação profunda; escavada manual ou mecanicamente; utilizada mão de obra para entrar onde foi escavado para limpeza ou alargamento da base; empregada acima ou abaixo do lençol freático (caso haja possibilidade e seja seguro).
Escavação do fuste: escavação feita por poceiros ou perfuratrizes até onde é previsto pelo projeto.
Figura 13: Escavação do fuste de tubulão a céu aberto. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Alargamento da base: feita por máquinas ou pessoas, mas sendo necessário, de qualquer maneira, que uma pessoa desça no buraco para a limpeza que a máquina não consiga retirar. Antes da concretagem o material de apoio das bases é inspecionado pelo engenheiro.
Figura 14: Alargamento da base de tubulão a céu aberto. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Armadura: a armadura do fuste é colocada com cuidado de modo que torrões de solo não caiam dentro do tubulão. Quando a armadura penetrar na base, ela deve ser projetada de modo a permitir a concretagem correta da base, devendo existir aberturas na armadura de pelo menos 30x30 cm
Concretagem: deve ser feita após a conclusão da escavação. É feita com o concreto simplesmente lançado da superfície, através de funil com comprimento de pelo menos 1,5 m. A execução deve ser iniciada por tubulões mais profundos. Não deverão ser feitas execuções simultâneas de bases alargadas quando a distância de centro a centro for menor que 2,5 diâmetros (da maior base). Os tubulões devem ser concretados até a cota de arrasamento.
Figura 15: Concretagem de tubulão a céu aberto. Disponível em: . Acesso em: 11 out. 2014.
Concreto: o concreto deve apresentar as seguintes exigências: slump entre 8 e 12 cm; agregado de até 25 mm (brita 2); resistência de projeto maior ou igual a 20 MPa. A integridade dos tubulões deve ser verificada em, no mínimo, um por obra, por meio de escavação de um trecho do seu fuste.
Registro da qualidade: deve ser preenchida a ficha de controle diariamente, constando: identificação da obra e local; número do tubulão; dimensões do fuste e
da base; cota de arrasamento; profundidade ou cota de apoio da base; desaprumo e desvio de locação; volume de concreto; cota do terreno; materiais utilizados; horários da escavação e concretagem; e observações necessárias.
