FUNDAÇÕES Edifícios Altos

FUNDAÇÕES

Edifícios Altos

AULAS 7 e 8

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL

PCC 2435 - Tecnologia da Construção de Edifícios I

Profs. Luiz Sergio Franco, Mercia M. B. Barros,

Fernando Henrique Sabbatini e Francisco F. Cardoso

Edifícios altos cargas elevadas

Fundações usuais em relação

ao

“PORTE”

do edifício

Pequenos edifícios (casas e sobrados) Pequenas cargas

T Rasas

T blocos e alicerces, sapatas, radiers

T Profundas indiretas

T brocas, strauss, pré-moldadas

Diretas Rasas

Tsapatas, radiers

T Diretas Profundas

Ttubulões

T Indiretas Profundas

Testacas (moldado no local,

concreto pré-moldado, aço)

1.

Tubulões

2.

Estacas moldadas no local

3.

Estacas pré-moldadas

4.

Sapatas e Blocos

5.

Radiers

FUNDAÇÕES:

Edifícios ALTOS

Ti

po

s

m

ai

s

co

m

un

s

TUBULÕES

T

TUBULÃO A CÉU ABERTO

T

aberto manualmente

aberto mecanicamente

encamisado ou não

T

TUBULÃO A AR COMPRIMIDO

T

para situações de N.A. alto

Fundação Direta Profunda

PILAR BLOCO DE FUNDAÇÃO FUSTE ALARGAMENTO DA BASE

TUBULÕES

T

Poço aberto manualmente

Diâmetro mínimo 70 cm

T

Terreno seco, acima N.A. (natural

ou rebaixado)

T

CUIDADOS:

T

TERRENOS COLAPSÍVEIS

T

ACÚMULO DE GÁS NA ESCAVAÇÃO

TUBULÕES a céu aberto

PROCESSO EXECUTIVO

T DEMARCAÇÃO – piquete ou caixa

PROCESSO EXECUTIVO

PROCESSO EXECUTIVO

2 operários

Ferramentas:

T

Verificação do diâmetro e prumo

Verificação da profundidade

TCorrente

PROCESSO EXECUTIVO

PROCESSO EXECUTIVO

PROCESSO EXECUTIVO

T

ALARGAMENTO DA BASE

LIBERAÇÃO POR CONSULTOR

TVerificar tipo de solo

T

POSICIONAMENTO DE ARMADURA

(parte final do fuste)

T

CONCRETAGEM (CONCRETO

AUTO-ADENSÁVEL) COM TREMONHA

PROCESSO EXECUTIVO

T

POSSIBILIDADE DE

ENCAMISAMENTO

T

ESCAVAÇÃO MECÂNICA

(do fuste ou fuste e base)

T

clam-shell

perfuratriz

1 – Trado 2 – Balde 3 – Alargamento 4 – Bit a air lift p/ rocha Perfuradora Wirth

Tubulão com escavação mecânica

Tubulão encamisado com

escavação mecânica

ENCAMISAMENTO

CONCRETO OU METÁLICO

Camisa Concreto Armado

T1oTrecho: pré-moldado

T

Camisa Aço

TCravação manual ou mecânica

TPode servir de armadura ou ser

recuperada

TUBULÕES A AR COMPRIMIDO

TUBULÕES A AR COMPRIMIDO

T

CÂMARA DE AR COMPRIMIDO

TCUIDADOS COM PESSOAL

TCAMARA BAROMÉTRICA

T

ALARGAMENTO DA BASE Æ

ESCORAR CAMISA

T

ARMAÇÃO

CONCRETAGEM

TATRAVÉS DAS CÂMARAS DUPLAS

Tubulões

a Ar

Comprimido

TUBULÕES A

AR

COMPRIMIDO

TUBULÕES A AR COMPRIMIDO

TUBULÕES A AR COMPRIMIDO

TUBULÕES A AR COMPRIMIDO

T

Apoio de pilares em fuste único

Possibilidade de descida do operário

nas escavações para limpeza da base

TMenor custo de mobilização

TMenor intensidade de vibração e ruído

TPossibilidade de verificação do solo local

TAjuste nas dimensões

TControle de matacões

TUBULÕES: bloco de coroamento

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

TAÇO

TPerfil

TTrilho – simples, duplo, triplo

TMADEIRA Æ DESUSO

Fundação Indireta Profunda

ESTACAS

MOLDADAS NO LOCAL

ESCAVADA

ESTACÃO

BARRETE

STRAUSS

FRANKI

RAIZ

HÉLICE CONTÍNUA

Fundação Indireta Profunda

AULA PASSADA

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

Estacas

Concreto

Pré-moldado

Estacas Pré-moldadas de Concreto

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

'

EMPRESAS DE MÉDIO PORTE

RESPONSABILIDADE DA EMPRESA

É BEM DEFINIDA

CAPACIDADE DE CARGA DE 20 A

90 tf

COMPRIMENTO 3-10 m sem

emenda

'

SISTEMA DE EMENDA COM SOLDA

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

T

MARCAÇÃO Æ PIQUETES

POSICIONAMENTO DO

BATE-ESTACA

T

ERGUE-SE A ESTACA

DO BATE ESTACA) T

POSICIONA-SE E APRUMA-SE

SEQÜÊNCIA EXECUTIVA

MARCAÇÃO

PIQUETES:

posicionamento

do local das

estacas

ESTACA

PRÉ-MOLDADA

ESTACA

PRÉ-MOLDADA

ESTACA

PRÉ-MOLDADA

ESTACA PRÉ-MOLDADA

Bate-estacas

Estacas Pré-moldadas de concreto

Bate-estacas

Estacas Pré-moldadas de concreto

Bate-estacas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

CRAVAÇÃO ATÉ A NEGA

ALTURA DO MARTELO 2,0 a 1,5 M

T

ABAIXO Æ FALSA NEGA

ACIMA Æ QUEBRA A ESTACA

PROTEÇÃO DA CABEÇA DA

ESTACA

SEQÜÊNCIA EXECUTIVA

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

Estacas Pré-moldadas de concreto

Martelo

Proteção da cabeça

Estacas Pré-moldadas de concreto

Proteção da cabeça das estacas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

PARA CHEGAR À COTA DE

ARRASAMENTO

T

CORTA-SE A SOBRA DA ESTACA

USO DE COMPLEMENTO

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

emenda

Estacas Pré-moldadas de concreto Final da cravação, com ocorrência da “nega”

Estacas Pré-moldadas de concreto

Final da cravação, retirada da sobra da estaca

PREPARO DA CABEÇA DE ESTACA:

Estacas

PREPARO DA CABEÇA DE ESTACA:

Estacas

Armadura

Bloco das estacas

Estacas

„

Perfis laminados `I`, `H`,

soldados ou trilhos

Cargas

Î

25 a 70 t

Profundidade

Î

24 m

Durabilidade Î sempre

enterradas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

EXECUÇÃO E CONTROLE

T CRAVADAS por percussão ÎBate-estacas

com proteção no martelo

T Ligação c/ bloco de coroamento: TChapas (em desuso)

TEmbutidas em blocos (com fretamento

espiral)

T Base ÎAlargamento da ponta

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

de

aço

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço: solda dos perfis

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS

PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço: emenda de estacas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS

de aço

BATE-ESTACAS DIESEL

MARTELO

VIBRATÓRIO

MARTELO VIBRATÓRIO

Recuperação de fundações e

estrutura

T

Níveis reduzidos de vibração e barulho

Profundidade

emendas

T

Segurança da carga Î checagem no

próprio processo

T

Cravadas por

PRENSAGEM CONTRA A

ESTRUTURA

ESTACA

MEGA

ESTACA

MEGA

ESTACA

ESTACA

MEGA

ESTACAS

MOLDADAS NO LOCAL

ESCAVADA

ESTACÃO

BARRETE

STRAUSS

FRANKI

RAIZ

HÉLICE CONTÍNUA

Fundação Indireta Profunda

AULA PASSADA T

Pequenos e Grandes Π24 a 120

cm

Profundidade 15 a 60m

Cargas 40 a 150 t

ESTACA

ESCAVADA MECANICAMENTE

TRADO HELICOIDAL

ESTACA

ESCAVADA MECANICAMENTE

TRADO HELICOIDAL

Execução:

T

Perfuração até a cota por trado

helicoidal

Posicionamento da armadura

Lançamento do concreto:

ESTACA

ESCAVADA MECANICAMENTE

TRADO HELICOIDAL

ESTACA

ESTACA

Cargas Î até 400 t

Œ até 100cm

Profundidade até 24 m

Baixo grau de ruído e

vibração

T

Perfuração em solos pouco

coesos e abaixo N.A.

ESTACA

HÉLICE CONTÍNUA

T

Execução e Controle

T

Escavada com hélice mecânica

Concretagem simultânea à

retirada da hélice

T limpeza manual da hélice

T

Colocação de armadura

ESTACA

HÉLICE CONTÍNUA

ESTACA

HÉLICE

CONTÍNUA

ESTACA

HÉLICE CONTÍNUA

ESTACA

HÉLICE

CONTÍNUA

ESTACA

HÉLICE

CONTÍNUA

ESTACA

HÉLICE CONTÍNUA

T

HASTES TELESCÓPICAS - ESTACÃO

Π20 a 200 cm

T

Profundidade 30, 50, 70 m

(estacão)

T

Cargas até 500t

T

Solos com lençol e pequenos

matacões

ESTACÃO

T

Execução:

T

Perfuração

T

Estabilização com Lama

Bentonítica

T

Içamento da armadura

T

Concretagem

ESTACÃO

ESTACÃO

ESTACÃO

ESTACÃO

ESTACÃO

ESTACÃO

ESTACÃO

T

Painéis Î disposição em várias

formas

T

Elevada capacidade de carga Î

150 a 500 t

ESTACA BARRETE

T

Execução e Controle

T

Escavação em trincheira:

haste telescópica ou clam

sheel

Estabilização Î Lama

Bentonítica

Posiconamento da armadura

Lançamento do concreto

ESTACA BARRETE

ESTACA BARRETE

_{ESTACA BARRETE}

ESTACA

BARRETE

ESTACA BARRETE

ESTACA BARRETE

T

Empresa de Grande Porte:

custos equipamentos

Responsabilidade bem

definida

Pessoal qualificado na

execução

Decisões Æ consultor

ESTACA FRANKI

T

Solos menos compactos

Cargas

Î

30 a 130 t

Profundidade até 18 m

Π30 a 60 cm

Uso em `diminuição`Î

vibração e barulho

ESTACA FRANKI

CRAVADAS por PERCUSSÃO

T

Cravação de tubo de aço com bucha

Expulsão da bucha Î base alargada

Armadura (se necessário)

T

Concretagem

vigorosamente apiloados)

T

Retirada do tubo

solos menos coesos)

ESTACA FRANKI:

Execução

ESTACA

FRANKI

ESTACA

FRANKI

ESTACA

ESTACA

FRANKI

ESTACA

FRANKI

ESTACA

FRANKI

CONTROLE

AMOSTRAGEM DO

CONCRETO DURANTE A

EXECUÇÃO

VOLUME DE CONCRETO

COTA DE PONTA DA ESTACA

RETIRADA DA CAMISA

ESTACA FRANKI

T

Solos menos coesos

Cargas até 150 t

Π10-40 cm

T

Execução

T

INJETADAS

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

ESTACA

RAIZ

Utilização em declínio

Fundações provisórias

Î

Eucalipto

Profundidade

Î

Troncos

Î

12m

Durabilidade Î

sempre

submersas

T

CRAVADAS por percussão

ESTACAS

DE MADEIRA

ESTACAS

DE MADEIRA

CUSTOS

INSTALAÇÃOESTACA TIPO 1 ESTACA TIPO 2 TOTAL ESTACAS CONCRETO PARA ESTACAS CONCRETO PARA BLOCOS TOTAL CONCRETO

OUTROS TOTAL TOTAL/ TF DE CARGA PRÉ -MOLDADA 1.300,00 31.795,00 (cravação 48 estacas de 70 tf e comp. de 16 m) 40.269,00 (cravação 52 estacas de 90 tf e comp. de 16 m) 73.364,00 (cravação 100 estacas) 17.980,00 (58 m3 de concreto) 17.980,00 1.204,00 (100 emendas soldadas) 92.548,00 12,89 FRANKI 6.000,00 35.200,00 (perfuração 44 estacas de 45 cm / 95 tf e comp. de 16 m) 30.720,00 (perfuração 32 estacas de 52 cm / 130 tf e comp. de 16 m) 71.920,00 (perfuração 76 estacas) 41.126,00 (1.368 ml de concreto) 23.560,00 (76 m3 de concreto) 64.686,00 136.606,00 19,03 HÉLICE CONTÍNUA 13.000,00 27.600,00 (execução 38 estacas de 60 ou 80 cm e comp. de 16 m) 9.520,00 (execução 8 estacas de 100 cm e comp. de 17 m) 50.120,00 (execução 46 estacas) 40.025,00 (299 m3 de concreto) 15.810,00 (51 m3 de concreto) 55.835,00 3.000,00 (retirada de lama) 108.955,00 15,17 ESTACÃO 12.800,00 36.910,00 (perfuração 32 estacas de 70, 80 ou 90 cm e comp. de 16 m) 15.028,00 (perfuração 10 estacas de 100 ou 100 cm e comp. de 17 m) 64.738,00 (perfuração 42 estacas) 53.376,00 (406 m3 de concreto) 9.610,00 (31 m3 de concreto) 62.986,00 10.000,00 (retirada de terra, lama, forn. de água) 137.724,00 19,18

Fonte : Damasco Penna – 11/1996

Custos comparativos de fundações profundas para edifícios (valores em R$). Edifício com 30 pilares – carga total de 7.180 tf

– carga média por pilar de 239 tf

CUSTOS

Fonte : Construção São Paulo – 23/02/1998

Alguns custos de fundações profundas para edifícios

STRAUSS TRADO ESPIRAL METÁLICA PRÉ -MOLDADA VIBRADA PRÉ -MOLDADA CENTRIFUG FRANKI TUBULÃO A CÉU ABERTO RAIZ (ESTACA INJETADA) DIÂMETRO (CM) 38 50 (12 “) 26 35 60 80 20 CARGA (TF) 40 50 45 a 60 55 170 50 CUSTO(ML) 22,50 7,70 15,60 29,20 42,00 35,00 60,00 206,00 50 a 350,00 CUSTO INSTALAÇÃO incluído 200,00 1.800,00 Sob consulta Sob consulta 6.000,00 6.000,00 2.800,00 OBSERVAÇÃO Mínimo 300 ml Só escavação Concreto incluído Solo / rocha

CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAÇÃO BROCA APILOADA STRAUSS TRADO ESPIRAL PRÉ -MOLDADA VIBRADA PRÉ -MOLDADA CENTRIFUG. FRANKI TUBULÃO A CÉU ABERTO HÉLICE CONTÍNUA ESTACÃO BARRETE (ESTACA DIAFRAGNA) RAIZ (ESTACA INJETADA) DIÂMETRO (M) 0,20 a 0,30 0,25 a 0,45 0,25 a 0,50 0,15 a 0,27 (seç. quad.) 0,20 a 0,70 0,30 a 0,60 >=0,70 0,40 a 1,00 0,60 a 2,00 Retangular 0,10 a 0,41 CARGA (TF) 8 a 12 20 a 100 25 a 80 30 a 110 30 a 330 40 a 230 200 a 1.500 40 a 400 150 a 1.300 10 a 130

COMPRIM. Até 6 m 6 a 30 m Pré-definido Até 30 m Até 25 m Até 60 m Inclinada

TECNOLOGI A

Acessível Acessível Trado mecânic

o

Bate-estacas (a percussão, por pilão de

queda livre ou por martelos diesel)

Equipamt. Pesado

Acessível Sofisticada Lama bentonítica “Cabeça hidráulica” Lama bentonítica “clamshell” Equip. especial Ar comprimido

CUSTO Baixo Baixo Baixo

NA PRESENÇA DE LENÇOL

Não Não Não Sim Sim Não Sim Sim Sim

BARULHO / VIBRAÇÕES

Não Não Não Sim Sim Não Não Não Não

OUTROS ASPECTOS POSITIVOS Flexibilida de (mobilidad e, pé-direito, divisa) Rapidez Mobilida de Qualidade Rapidez Controle pela “nega”

Grandes profundids. Qualidade Elevada capacidade Não armado Rapidez Qualidade terreno Elevada capacidade Rapidez Grandes profundidades Porte equip (>= 3,0m) Tração e compressã OUTROS ASPECTOS NEGATIVOS Nível confiabili-dade Dificuldade de controle Acesso equip. Solos coesivos Transporte Cota arrasamento Necessidade emenda ou corte Obra de porte mínimo Solos coesivos Segurança durante execução Obra de porte mínimo Terreno plano Sujeira canteiro Solos arenosos e rocha

mole Concretagem submersa Consumo d água Cota arrasament