Fund Profundas

  • Published on
    25-Nov-2015

  • View
    229

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li><p>UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO </p><p>Faculdade de Engenharia </p><p>Programa de apoio acadmico </p><p>Ttulo: Fundaes Profundas </p><p>rea de projeto: Desenvolvimento de material didtico </p><p>Departamento: Estruturas e Fundaes </p><p>Coordenador: Prof. Jos Martinho de Azevedo Rodrigues </p></li><li><p>NDICE </p><p>FUNDAO PROFUNDA 3-9 </p><p>CLASSIF. DAS ESTACAS DE ACORDO COM A SUA CONSTITUIO E MODO DE EXEC. 10-13 </p><p>CLASSIF. DAS ESTACAS DE ACORDO COM DESLOCAMENTO DO SOLO 14-16 </p><p>CLASSIF. DAS ESTACAS QUANTO AO CARREGAMENTO E O MODO... 17-19 </p><p>ESTACAS PR-MOLDADAS DE CONCRETO ARMADO 20-30 </p><p>ND. DAS CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS PR-MOLDADAS... 31 </p><p>CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS PR-MOLDADAS 32-46 </p><p>EMENDAS DE ESTACAS MISTAS TIPO SOBRAF 47 </p><p>ESTACAS DE MADEIRA 48-57 </p><p>NDICE DAS CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS DE MADEIRA 58 </p><p>CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS DE MADEIRA 59-62 </p><p>ESTACAS METLICAS - AO 63-77 </p><p>NDICE DAS CARACTERSITCAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS METLICAS 78 </p><p>CARACTERSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE ESTACAS METLICAS 79-86 </p><p>ESTACAS CRAVADAS COM INJEO DGUA, COM APARAFUSAMENTO, COM VIBRAO 87-89 </p><p>PROBLEMAS EXECUTIVOS GERADOS PELA CRAVAO DAS ESTACAS 90-94 </p><p>ESTACAS MOLDADAS NO SOLO 95-117 </p><p>PROBLEMAS EXECUTIVOS OU PRINCIPAIS DEFEITOS QUE POSSAM OCORRER... 118-121</p><p>DETERMINAO DO TRMINO DA CRAVAO DO TUBO FRANKI 122-124</p><p>LIMPEZA E PREPARO DA CABEA DA ESTACA 125-126</p><p>ESPECIFICAES PARA PREPARO DA CABEA DAS ESTACAS 127 </p><p>FUNDAES ARTIFICIAIS OU CONSOLIDAO DAS CAVAS DE FUNDAO 128-133</p><p> 2</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Fundaes Profundas </p><p>Caractersticas </p><p> Quando o solo prximo da superfcie do terreno no oferece caractersticas de suporte adequadas para receber uma fundao superficial, rasa ou direta, torna-se necessrio transmitir as cargas estruturais (provenientes da superestrutura ou infra-estrutura) a camadas de solo mais resistentes situadas a maiores profundidades. </p><p> Neste caso emprega-se uma fundao profunda, a qual arbitrariamente dividida em trs grupos principais: </p><p> Estacas 1 1</p><p>N.T.</p><p>Fuste</p><p>C.A.F.</p><p>.</p><p>.</p><p>.</p><p>.</p><p>.</p><p>..</p><p>.</p><p>.</p><p>.</p><p>B = F B = F ponta</p><p> camadaresistente</p><p> ponta </p><p> Tubules </p><p>N.T.</p><p>1 1</p><p>Fuste</p><p>B &gt; FB = Fbase no alargada</p><p> basealargada</p><p> camadaresistente</p><p> 3</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Caixes </p><p>Fuste</p><p>Base</p><p>camada resistenteB &gt; F</p><p>N.A.</p><p>1</p><p>onde: </p><p> 1 = bloco de coroamento ou capeamento </p><p> p = dimetro da ponta da estaca F = dimetro do fuste da estaca, tubulo ou caixo B = dimetro da base do tubulo/caixo que poder ser ou no alargada Obs.: </p><p>1) As estacas moldadas in situ do tipo Franki, embora admitamos a ponta alargada, pelo processo executivo, no consideramos no clculo de capacidade de carga P&gt;F , ficando o alargamento a favor da segurana. </p><p>2) Quando da execuo da estaca Franki, poder-se- calcular o dimetro da ponta da estaca, associando-o em funo do volume de concreto utilizado na confeco da mesma ao volume de uma esfera, da pode-se determinar o dimetro da ponta alargada. </p><p>3) Em estacas metlicas podemos ter: p&gt;F . Notar que o processo construtivo para se obter o acima exposto, far com que o atrito lateral ao longo do fuste seja eliminado. </p><p> 4</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Estacas </p><p> As estacas so caracterizadas pelo grande comprimento, quando comparado com a dimenso da seo transversal, sendo implantadas no subsolo por equipamento situado superfcie do terreno. </p><p> Em geral as estacas so empregadas em grupos de duas ou mais estacas, solidarizadas por um bloco, rgido de concreto armado denominado bloco de coroamento ou capeamento. </p><p>Consideraes iniciais </p><p> A fundao em estacas a mais antiga e mais difundida das fundaes profundas. Coexistem no mercado muitos tipos de estacas, alguns patenteados, o que significa que todas elas tm seu campo de aplicao. </p><p> Esta variedade, no entanto, de certo modo torna difcil a escolha do tipo, tcnica e economicamente, mais conveniente para um caso especfico. Os autores, as firmas especializadas e as normas de fundaes procuram dar indicaes visando facilitar esta tarefa. </p><p> Apresentaremos aqui, de modo resumido, as caractersticas principais das estacas utilizadas entre ns. </p><p>Requisitos bsicos de uma fundao </p><p> As fundaes, sejam do tipo profundas ou superficiais, devero atender a dois requisitos bsicos, a saber: </p><p>Critrio de ruptura </p><p> A fundao deve apresentar um fator de segurana satisfatrio, tanto quanto ao material que constitui a fundao (capacidade de carga interna ou carga estrutural da fundao), bem como ao terreno no qual ela transmitir a carga ao terreno de fundao (capacidade de carga do terreno de fundao); </p><p>Critrio de recalque </p><p> A fundao dever apresentar deformaes que sejam compatveis com o tipo de estrutura a ser suportada pela fundao. </p><p>Definio do tipo de fundao </p><p> Embora a definio do tipo de fundao dependa de uma srie de fatores, tanto tcnicos quanto econmicos, relacionaremos a seguir alguns fatores que norteiam a escolha do tipo de fundao: </p><p> 5</p></li><li><p>Prof. J. Martinho a carga que deve suportar o tempo disponvel para execuo dos servios as caractersticas do solo que a estaca atravessar, bem como a dos estratos </p><p>onde ela se apoiar </p><p> as dimenses da obra a disponibilidade de equipamento e a facilidade de transport-lo obra a disponibilidade de material para a obra as condies das estruturas vizinhas tipos de vizinhos etc... </p><p>Noes fundamentais quanto aos esforos sobre as estacas </p><p> As estacas devem ser capazes de resistir, sem apresentar danos, aos seguintes esforos, quando for o caso: </p><p> carga vertical de projeto esforos provenientes de impacto durante a cravao esforos de flexo que ocorram durante seu manejo esforos de flexo devidos a excentricidade entre o ponto de aplicao das </p><p>cargas e o centro de gravidade do estaqueamento </p><p> esforos de trao esforos horizontais aplicados no topo da estaca e/ou bloco de coroamento esforos horizontais aplicados a uma determinada profundidade: </p><p>a) empuxo de terra </p><p>b) efeito de Tschebotarioff </p><p> etc... As cargas de trabalho das estacas geralmente so especificadas considerando a estaca como elemento estrutural, sendo o problema do engenheiro geotcnico a fixao do comprimento necessrio para que o solo contribua com resistncia igual ou maior que a carga de trabalho estrutural da estaca. </p><p> 6</p></li><li><p>Prof. J. Martinho A capacidade de carga da estaca pode ser determinada, atravs a utilizao de: </p><p> Frmulas Estticas de Capacidade de Carga Frmulas Dinmicas de Capacidade de Carga Aplicao da Equao da Onda Provas de Carga </p><p> O assunto acima ser abordado em captulo especial em apostila especfica de Capacidade de Carga. </p><p> 7</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Definies </p><p> Sugiro tambm que se leia a NBR-6122/96 da A.B.N.T para complementao das mesmas. </p><p>Estacas pr-moldadas </p><p> So estacas fornecidas prontas em todo o seu comprimento ou em partes, a serem emendadas e que so implantadas no solo por meio de percusso, jato de gua, vibrao, prensagem, ou colocadas em perfuraes praticadas ou executadas no terreno. </p><p> Na prtica de fundaes, a denominao estaca pr-moldada normalmente atribuda s estacas de concreto armado (vibradas, centrifugadas, protendidas), sendo as estacas de ao e de madeira diferenciadas pelo prprio material constituinte da estaca. </p><p>Estacas moldadas in situ </p><p> So estacas que so executadas enchendo-se de concreto uma perfurao prvia praticada no terreno com ou sem emprego de um tubo de revestimento. </p><p>Estacas mistas </p><p> So estacas obtidas da combinao de estacas pr-moldadas ou de estacas pr-moldadas e moldadas in situ. </p><p>Obs.: </p><p>1. As estacas moldadas in situ tambm diferem entre si pelo efeito provocado no solo circundante, isto , conforme a estaca comprime (estacas de deslocamento) ou descomprime o solo. Assim, temos: </p><p>1.1. Estacas de descompresso </p><p> No empregam revestimento </p><p> Estacas de perfurao manual (brocas) ou perfurao mecnica. </p><p>1.2. Estacas de descompresso parcial </p><p> Estacas com tubo de revestimento instalado com ponta aberta mediante perfurao interna. </p><p>1.2.1. Estaca com revestimento recuperado </p><p> ex.: estaca Strauss </p><p> 8</p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p> 9</p><p>1.2.2. Estaca com revestimento perdido </p><p> ex.: estaca tubular ou tubada, revestimento constitudo por tubo de ao de parede grossa. </p><p>1.3. Estacas de compresso </p><p> Estacas com tubo de revestimento instalado com ponta fechada mediante cravao dinmica. </p><p>1.3.1. Estacas com revestimento recuperado </p><p> ex.: estaca tipo Franki (armada) </p><p> estaca tipo simplex (no armada) </p><p>1.3.2. Estacas com revestimento perdido </p><p> ex.: estaca tipo Raymond: </p><p> revestimento de chapa de ao corrugada fina, cravada com auxlio de mandril de ao. </p><p> ex.: estaca tubular ou tubada: </p><p> revestimento constitudo por tubo de ao de parede grossa instalado com ponta fechada. </p><p> ex.: estaca west: </p><p> revestimento constitudo por anis pr-moldados de concreto armado, cravado com auxlio de mandril de ao. </p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p>CLASSIFICAO DAS ESTACAS DE ACORDO COM A SUA CONSTITUIO E MODO DE EXECUO </p><p> 10</p></li><li><p>Prof. J. Martinho 1. Pr-moldadas </p><p>1.1. Concreto armado prism ticasc nicas</p><p> vibradascentrifugadasprotendidas</p><p> Vibradas: - Estacas de concreto armado de um modo geral: POE, CAVAN, MEGA, P.C.A., etc... </p><p> Centrifugadas: - Estaca tipo SCAC </p><p> Protendido: - Estaca tipo PRECON </p><p>1.2. Ao </p><p>1.2.1. Simples: perfis laminados: , , , , </p><p>1.2.2. Compostas: perfis laminados associados: duplo </p><p> duplo </p><p> duplo </p><p> etc... </p><p>Obs.: Trilhos novos ou usados </p><p> - Simples: TR-25; TR-32; TR-37; TR-45; TR-50; TR-57; TR-68 </p><p> Conveno: (um trilho) </p><p> - Associados: dois trilhos: </p><p> trs trilhos: </p><p> quatro trilhos: </p><p>1.3. Madeira </p><p> 11</p></li><li><p>Prof. J. Martinho 2. Moldadas in situ </p><p>2.1. Sem revestimento: </p><p> estacas perfuradas </p><p> estacas broca </p><p> estacas injetadas de pequeno dimetro: </p><p> micro estaca </p><p> presso-ancoragem </p><p> estaca raiz </p><p>2.2. Com revestimento </p><p>2.2.1. Recuperado: </p><p> estaca tipo Strauss </p><p> estaca simplex, duplex e triplex </p><p> estaca Franki Standard </p><p> estaca Franki com fuste vibrado </p><p> estacas escavadas com utilizao de lama bentontica: </p><p> estacas escavadas drilled piers </p><p> estacas diafragma ou barretes pieux barrettes </p><p> estacas injetadas de pequeno dimetro: </p><p> estaca raiz </p><p> presso-ancoragem </p><p> micro-estaca </p><p>2.2.2. Perdido: </p><p> estaca tubular ou tubada </p><p> estaca Raymond </p><p> estaca west </p><p> estaca Franki mista tubada </p><p> estaca Franki mista semi-tubada </p><p> estaca corrugada </p><p> 12</p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p> 13</p><p>3. Mistas </p><p>Combinao dos tipos acima </p><p>Ex.: Madeira x Concreto (pr-moldada x moldada in situ ou pr-moldada). </p><p> Ao x Concreto (pr-moldada x moldada in situ ou pr-moldada) </p><p> etc... </p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p>CLASSIFICAO DAS ESTACAS DE ACORDO COM O DESLOCAMENTO DO SOLO </p><p> 14</p></li><li><p>Prof. J. Martinho 1. Tipos de Estacas </p><p>1.1. Estacas que provocam grandes deslocamentos no solo </p><p>1.1.1. So as estacas pr-fabricadas, macias ou ocas, com extremidades inferior fechada ou oca/vazada, cravadas no terreno e deixadas em posio conforme projeto (verticais e/ou inclinadas). </p><p> Macias: </p><p> - estacas de madeira </p><p> - estacas pr-moldadas de concreto armado </p><p> - estacas prensadas ou mega </p><p> Ocas ou vazadas: </p><p> extremidade inferior fechada, cheia ou no aps a cravao com concreto ou material inerte: </p><p> - estacas tubadas e corrugadas </p><p> - caixo </p><p> - estacas tubulares de concreto </p><p>1.1.2. Estacas moldadas in situ aps cravao de um tubo de ponta fechada, que ser cheio de concreto enquanto o tubo retirado: </p><p> - estacas Strauss </p><p> - estacas simplex, duplex e triplex </p><p> - estacas Franki </p><p>1.2. Estacas que provocam pequenos deslocamentos no solo </p><p> Nesta classificao enquadram-se: </p><p> - perfis metlicos </p><p> - trilhos simples: TR-25; TR-32; TR-45; etc... </p><p> - trilhos associados </p><p> - estacas tubulares de ao com ponta aberta </p><p> - perfis metlicos duplo ou de seo quadrada </p><p> 15</p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p> 16</p><p>1.3. Estacas que no provocam deslocamentos </p><p> feito um furo no terreno por perfurao ou escavao, sendo o furo cheio com concreto. </p><p>Quanto as paredes do furo, podem ser: </p><p>- suportadas ou revestidas </p><p>- no suportadas ou no revestidas: </p><p>Caso de terreno seco e solo coesivo. </p><p>Quanto ao suporte (revestimento) das paredes, podem ser: </p><p>- permanente: com revestimento </p><p>- temporrio: com revestimento recupervel ou lama bentontica </p><p>As estacas que se enquadram dentro dessa classificao so: </p><p>- estacas escavadas (drilled piers) </p><p>- estacas diafragma (pieux barrettes) </p><p>- tubules </p><p>Obs.: </p><p>1) Estacas injetadas de pequeno dimetro, seriam estacas perfuradas com ou sem revestimento e injetadas sob presso do produto aglutinante, normalmente calda de cimento/argamassa, provocando portanto grandes deslocamentos no solo (protenso do solo). </p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p>CLASSIFICAO DAS ESTACAS QUANTO AO CARREGAMENTO E O MODO PELO QUAL AS ESTACAS </p><p>TRANSFEREM AS CARGAS AO SUBSOLO </p><p> 17</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Classificao das estacas quanto ao carregamento e o modo pelo qual as estacas transferem as cargas ao subsolo </p><p> Podemos reconhecer os seguintes tipos </p><p>1a 1b 2 3 </p><p>4 5 6 </p><p> 18</p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p> 19</p><p>Definies </p><p> Estaca de ponta (1a e 1b) So aquelas que transmitem as cargas ao subsolo principalmente pela ponta, sendo o atrito lateral no fuste praticamente desprezvel. </p><p> 1a = ponta em rocha </p><p> 1b = ponta em solo </p><p> Estaca de atrito (2) So aquelas que transferem as cargas principalmente por atrito ao longo do fuste. </p><p> Estaca de ao mista (3) So aquelas que transmitem as cargas ao subsolo atravs do fuste e da ponta da estaca. </p><p> Estacas de compactao (4) So estacas executadas com a finalidade de compactar o subsolo. </p><p>Exemplo: estacas de areia, brita, etc... </p><p> Estacas de trao (5) So aquelas que resistem a esforos de trao por meio de atrito lateral no fuste da estaca. </p><p> Estacas de ancoragem (6) So estacas que recebem esforos inclinados ou horizontais e que trabalham essencialmente flexo. </p><p>Ainda quanto transferncia das cargas ao subsolo frequente a denominao de estacas flutuantes, aquelas que no transferem as cargas a uma camada resistente e incompressvel, mas sim a camadas de solo de baixa resistncia e compressveis. </p><p>Na grande maioria dos casos, as estacas so executadas verticais, podendo no entanto serem inclinadas quando existirem esforos horizontais apreciveis que devam ser resistidos (casos de muros de cas, pontes ferrovirias, muros de arrimo com fundao esqueada, etc...). </p></li><li><p>Prof. J. Martinho </p><p>ESTACAS PR-MOLDADAS DE CONCRETO ARMADO </p><p> 20</p></li><li><p>Prof. J. Martinho Estacas Pr-moldadas de Concreto Armado </p><p>1. Generalidades </p><p>As estacas fabricadas em estaleiro so quase sempre macias, de seo transversal quadrada com os cantos truncados ou chanfrados, munidas de uma armadura longitudinal composta de 4 ou 8 barras, com o dimetro de 16mm 32mm, e de uma armadura transversal constituda por estribos afastados entre si de 8 30cm com dimetro muito varivel. </p><p>Sob o ponto de vista estrutural, as estacas pr-moldadas de concreto armado so dimensionadas: </p><p>1) como coluna (pilar), levando ou no em conta a flambagem, conforme tenham ou no parte livre. </p><p>2) como vigas para atender as solicitaes impostas pela manipulao e tambm pelo modo de estocar e apoiar umas sobre as outras. </p><p>2. Transporte das estacas de concreto </p><p>As barras longitudinais so geralmente escolhidas a parti...</p></li></ul>