01 Fundações_contenções

PROGRAMA DE INOVAÇÃO DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL DO ESTADO DO CEARÁ

FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES CADERNO DE ENCARGOS

FORTALEZA 2008

Programa de Inovação da Indústria da Construção Civil do Estado do Ceará

Programa de Inovação da Indústria da Construção Civil do Estado do Ceará

APRESENTAÇÃO

Este caderno de encargos é dirigido aos engenheiros das empresas construtoras participantes do Programa de Inovação da Indústria da Construção Civil do Estado do Ceará (INOVACON-CE), com a intenção de orientar a contratação e o acompanhamento das atividades ligadas à execução da infra-estrutura de edifícios na Região Metropolitana de Fortaleza. De acordo com o direcionamento tomado desde a primeira edição em 1998, a descrição das diversas técnicas executivas foi mantida em um nível compatível com estes objetivos sem a pretensão de ensinar a realização dos serviços especiais de geotecnia e fundações que são usualmente contratados com empresas especializadas.

Desenvolvido a partir do caderno de encargos preparado para o INOVACON em 1998 e revisto em 2006, ele foi complementado incluindo novas informações sobre as obras de contenção de subsolos, que estão cada mais presentes na obras imobiliárias em Fortaleza. Com esta complementação pretende-se atender as necessidades de conhecimentos dos técnicos das empresas participantes do INOVACON, nas atividades de contenção e escavação de subsolos.

Fortaleza, junho de 2008

Programa de Inovação da Indústria da Construção Civil do Estado do Ceará

APRESENTAÇÃO 2006 Este caderno de encargos é dirigido aos engenheiros das empresas construtoras participantes do Programa de Inovação da Indústria da Construção Civil do Estado do Ceará (INOVACON-CE), com a intenção de orientar a contratação e o acompanhamento das atividades ligadas à execução da infra-estrutura de edifícios na Região Metropolitana de Fortaleza. A descrição das diversas técnicas executivas foi mantida em um nível compatível com estes objetivos sem a pretensão de ensinar a realização dos serviços especiais de geotecnia e fundações que são usualmente contratados com empresas especializadas. Desenvolvido a partir do caderno de encargos preparado para o INOVACON em 1998, ele foi atualizado e complementado incluindo novas técnicas de execução de fundação e trazendo informações sobre a contenção de subsolos mais profundos, que estão hoje presentes na obras imobiliárias em Fortaleza. Com ele pretende-se dotar as empresas participantes do programa de um caderno de encargos de infra-estrutura, abordando as atividades de investigação geotécnica, fundação, contenção, escavação e reaterro. Atualmente o participam do INOVACON treze empresas construtoras (Acopi, Blokus, Colúmbia, Granito, Placic, Santo Amaro, CCB, Alves Lima, Farias Brito, C Rolim, LCR, J Simões e Fibra), que sob a coordenação do NUTEC e com a participação da UFC, UNIFOR, CEFET e SENAI, buscam o aperfeiçoamento tecnológico e gerencial de suas atividades.

Conselho Diretor: Ricardo Miranda Antônio de Mattos Brito Neto Manuel Lourenço dos Santos Filho Coordenação: José Ramalho Torres José de Paula Barros Neto Consultor: Antonio Nunes de Miranda Equipe Técnica: Arnaldo Pinheiro Silva Roney Sérgio Marinho de Moura Márcia Rufino Bastos Thiago Ribeiro Francelino Fortaleza, fevereiro de 2006

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO --------------------------------------------------------------------------- 7 2. TIPOS DE FUNDAÇÕES------------------------------------------------------------ 10 2.1 2.2 2.3

FUNDAÇÕES DIRETAS: ------------------------------------------------------------------------10 FUNDAÇÕES PROFUNDAS: ------------------------------------------------------------------13 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO:-------------------------------------------------------17

3. TIPOS DE CONTENÇÕES --------------------------------------------------------- 19 3.1 3.2 3.3

TALUDAMENTO -----------------------------------------------------------------------------------19 ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO ------------------------------------------------------------21 ESCOLHA DO TIPO DE CONTENÇÃO -----------------------------------------------------26

4. INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA -------------------------------------------------- 28 4.1 4.2 4.3

SONDAGEM À PERCUSSÃO------------------------------------------------------------------30 ENSAIO DE CONE --------------------------------------------------------------------------------34 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS ----------------------------------------------------37

5. O SUBSOLO LOCAL ---------------------------------------------------------------- 39 5.1 5.2

A GEOLOGIA ---------------------------------------------------------------------------------------39 AS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DA REGIÃO---------------------------------43

6. ESCAVAÇÃO E REATERRO ------------------------------------------------------ 49 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

REFERÊNCIA DE NÍVEL ------------------------------------------------------------------------49 ESCAVAÇÃO GERAL DO TERRENO -------------------------------------------------------50 ESCAVAÇÃO LOCALIZADA -------------------------------------------------------------------51 REATERRO LOCALIZADO ---------------------------------------------------------------------51 REATERRO GERAL ------------------------------------------------------------------------------51 CONTROLE TECNOLÓGICO ------------------------------------------------------------------51

7. FUNDAÇÕES DIRETAS (SAPATAS E BLOCOS) --------------------------- 53 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6

LOCAÇÃO -------------------------------------------------------------------------------------------53 ESCAVAÇÃO E REGULARIZAÇÃO----------------------------------------------------------54 FORMA E DESFORMA -------------------------------------------------------------------------- 54 ARMAÇÃO ------------------------------------------------------------------------------------------54 CONCRETO ----------------------------------------------------------------------------------------55 FUNDAÇÕES EM COTAS DIFERENTES --------------------------------------------------56

8. FUNDAÇÕES CORRIDAS (ALICERCES)-------------------------------------- 57 8.1

ALICERCE DE PEDRA --------------------------------------------------------------------------57

Caderno de Encargo de Fundações

- I-

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8.2 8.3

BALDRAME -----------------------------------------------------------------------------------------57 CINTA DE IMPERMEABILIZAÇÃO -----------------------------------------------------------57

9. ESTACAS PREMOLDADAS DE CONCRETO -------------------------------- 58 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8

CONTRATO DE CRAVAÇÃO ------------------------------------------------------------------58 CONFECÇÃO --------------------------------------------------------------------------------------59 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ---------------------------------------------------------------------59 CRAVAÇÃO-----------------------------------------------------------------------------------------59 EMENDA DA ESTACA --------------------------------------------------------------------------- 63 CORTE -----------------------------------------------------------------------------------------------64 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA -------------------------------------------64 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO -------------------------------------------------64

10. ESTACAS METÁLICAS ------------------------------------------------------------- 66 10.1 CONTRATO DE CRAVAÇÃO ------------------------------------------------------------------66 10.2 CONFECÇÃO --------------------------------------------------------------------------------------67 10.3 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ---------------------------------------------------------------------68 10.4 CRAVAÇÃO DE ESTACAS METÁLICAS ---------------------------------------------------69 10.5 EMENDA DE TOPO ------------------------------------------------------------------------------70 10.6 CORTE -----------------------------------------------------------------------------------------------72 10.7 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA -------------------------------------------73 10.8 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO -------------------------------------------------73 ANEXO C (NORMATIVO)-------------------------------------------------------------------------------75

11. ESTACAS FRANKI ------------------------------------------------------------------- 83 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9

CONTRATO DE EXECUÇÃO ------------------------------------------------------------------84 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ---------------------------------------------------------------------84 CRAVAÇÃO DO TUBO --------------------------------------------------------------------------84 ABERTURA DA BASE ---------------------------------------------------------------------------88 CONCRETAGEM DO FUSTE ------------------------------------------------------------------90 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA -------------------------------------------------------94 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO ---------------------------------------------95 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA -------------------------------------------96 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO -------------------------------------------------96

12. ESTACAS BROCA ------------------------------------------------------------------- 98 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7

CONTRATO DE EXECUÇÃO ------------------------------------------------------------------98 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ---------------------------------------------------------------------99 EXECUÇÃO-----------------------------------------------------------------------------------------99 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO: ----------------------------------------------------99 CORTE --------------------------------------------------------------------------------------------- 101 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA ----------------------------------------- 101 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO ----------------------------------------------- 101

Caderno de Encargo de Fundações

- II -

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13. ESTACA-RAIZ ------------------------------------------------------------------------103 13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9

CONTRATO DE EXECUÇÃO ---------------------------------------------------------------- 106 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ------------------------------------------------------------------- 106 PERFURAÇÃO ----------------------------------------------------------------------------------- 107 PREENCHIMENTO DO FURO--------------------------------------------------------------- 107 EXTRAÇÃO DO REVESTIMENTO --------------------------------------------------------- 108 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA ----------------------------------------------------- 108 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO ------------------------------------------- 109 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA ----------------------------------------- 109 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO ----------------------------------------------- 110

14. ESTACA HÉLICE CONTÍNUA ----------------------------------------------------112 14.1 14.2 14.3 14.6 14.7 14.8 14.9

CONTRATO DE EXECUÇÃO ---------------------------------------------------------------- 113 LOCAÇÃO DAS ESTACAS ------------------------------------------------------------------- 114 EXECUÇÃO DAS ESTACAS ----------------------------------------------------------------- 114 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA ----------------------------------------------------- 116 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO ------------------------------------------- 116 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA ----------------------------------------- 117 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO ----------------------------------------------- 117

15. CORTINA DE CONTENÇÃO ----------------------------------------------------119 15.1 15.2 15.3 15.4

CONTRATO DE EXECUÇÃO ----------------------------------------------------------------- 126 LOCAÇÃO DAS CORTINAS ------------------------------------------------------------------ 126 EXECUÇÃO --------------------------------------------------------------------------------------- 126 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO --------------------------------------------------- 127

16. TIRANTES -----------------------------------------------------------------------------128 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.9

CONTRATO DE EXECUÇÃO ----------------------------------------------------------------- 129 CUIDADOS NA EXECUÇÃO DOS TIRANTES ------------------------------------------ 130 LOCAÇÃO E NIVELAMENTO ---------------------------------------------------------------- 130 PERFURAÇÃO ---------------------------------------------------------------------------------- 130 MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS TIRANTES ----------------------------------------- 131 INJEÇÃO DOS TIRANTES ------------------------------------------------------------------- 131 PROTENSÃO DOS TIRANTES ------------------------------------------------------------- 132 INCORPORAÇÃO DOS TIRANTES -------------------------------------------------------- 132 CONTROLE GERAL DO ATIRANTAMENTO -------------------------------------------- 132

17. CHUMBADORES --------------------------------------------------------------------134 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 17.6 17.7

CONTRATO DE EXECUÇÃO ---------------------------------------------------------------- 134 CUIDADOS NA EXECUÇÃO DOS CHUMBADORES --------------------------------- 135 LOCAÇÃO E NIVELAMENTO ---------------------------------------------------------------- 135 PERFURAÇÃO ----------------------------------------------------------------------------------- 135 MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS CHUMBADORES-------------------------------- 136 PREENCHIMENTO DO FURO--------------------------------------------------------------- 136 CONTROLE GERAL DOS CUMBADORES ---------------------------------------------- 136

18. DRENOS --------------------------------------------------------------------------------138 Caderno de Encargo de Fundações

- III -

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19. PROVA DE CARGA ----------------------------------------------------------------140 19.1 19.2 19.3 19.4

PROVA DE CARGA ESTÁTICA -------------------------------------------------------------- 140 PROVA DE CARGA DINÂMICA -------------------------------------------------------------- 143 CONTRATO DE EXECUÇÃO ----------------------------------------------------------------- 144 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO --------------------------------------------------- 145

ANEXOS -------------------------------------------------------------------------------------148 ANEXO 1: CÁLCULO DA PROFUNDIDADE DA SONDAGEM ANEXO 2: CÁLCULO DO COMPRIMENTO DAS ESTACAS ANEXO 3: EXEMPLOS DE CÁLCULO DE ESTACAS ANEXO 4: TERMOS DE REFERÊNCIA PARA CONTRATAÇÃO

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1.

INTRODUÇÃO

Na construção de um edifício, as atividades relativas às fundações e contenções das escavações constituem uma etapa importante do desenvolvimento da obra. A segurança do edifício em construção e das edificações vizinhas, bem como o custo e o prazo destinado a esta etapa dentro do planejamento geral da obra são pontos algumas vezes conflitantes e que exigem cuidadosa atenção. Por outro lado, não sendo diferente das demais tarefas da construção civil, a execução da infraestrutura obedece a seqüência normal: planejamento, projeto, construção e controle. O que poderia ser ressaltado, em relação a estas atividades, é a necessidade do envolvimento de especialistas e empresas que são contratados para a realização da investigação geotécnica do subsolo, a elaboração dos projetos e execução de serviços especiais. Todos estes trabalhos devem obedecer às recomendações das normas e serem realizados dentro da melhor tecnologia disponível, sob a permanente supervisão e controle da equipe técnica da empresa construtora. A seguir, são discutidos os principais aspectos destes trabalhos. Os projetos de fundações e das contenções são baseados na investigação geotécnica do terreno, cuja programação e execução devem obedecer ao previsto nas normas: •

NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios

•

NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos

•

NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos

•

MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração de Cone in situ (CPT)

A elaboração dos projetos, a execução das fundações e obras de contenção, o controle da execução dos aterros e a realização das provas de carga devem seguir o estabelecido nas normas: •

NBR – 6122 Projeto e Execução de Fundações

•

NBR – 6118 Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado

•

NBR – 11682 Estabilidade de Taludes

•

NBR – 8044 Projeto Geotécnico

•

NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática

•

NBR – 6489 Prova de Carga sobre o terreno de Fundação

•

NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos

•

NBR – 5681 Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações

•

NBR – 5629 Execução de Tirantes Ancorados no Terreno

Durante a investigação geotécnica, elaboração dos projetos e execução das obras é preciso ter-se em mente que o objetivo é obter-se da forma mais econômica uma infraestrutura que tenha as seguintes características: Caderno de Encargo de Fundações

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•

A fundação deve ser segura em relação à ruptura do solo.

•

A fundação não deve sofrer recalque excessivo (ou seja, o recalque deve ser compatível com a estrutura).

•

O taludamento e as obras de contenção devem assegurar a estabilidade dos terraplenos e taludes resultantes das escavações para implantação das dos andares enterrados e para execução das fundações.

•

O taludamento e as obras de contenção devem evitar deformações nas edificações vizinhas que possam afetar suas estruturas e causar incômodos aos seus moradores e usuários.

Este objetivo é alcançado, pelo trabalho da equipe técnica da empresa construtora e pela contratação de empresas e profissionais competentes e idôneos, com o desenvolvimento das seguintes atividades: •

Reunião de informações quanto à natureza da estrutura e o valor das cargas.

•

Investigação do subsolo.

•

Escolha dos tipos mais adequados de fundação.

•

Calculo das cargas admissíveis e estimativas dos recalques.

•

Levantamento das edificações vizinhas, com determinação do porte das obras, estado de conservação, distância até as divisas, tipo, profundidade das fundações e distância até as divisas, existência e profundidade de subsolos.

•

Escolha do tipo mais adequado de contenção.

•

Estimativa do custo de cada solução e seleção da melhor opção.

•

Elaboração do projeto geométrico e estrutural das fundações e contenções.

•

Escolha e contratação da empresa executora.

•

Acompanhamento e controle dos serviços executados diretamente ou subcontratados.

•

Elaboração do “as built”.

Para orientar a contratação, a supervisão, o acompanhamento e o controle destas atividades, as informações consideradas úteis aos engenheiros construtores são apresentadas a seguir, agrupadas de acordo com o assunto abordado, nos itens: Tipos de Fundação Tipos de Contenção Investigação Geotécnica Subsolo em Fortaleza Escavação e Reaterro Fundações Diretas Fundações Corridas Estacas Premoldadas de Concreto Estacas Metálicas Estacas Franki Estacas Broca Estacas Raízes Caderno de Encargo de Fundações

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Estacas Hélice Contínua Cortina de Contenção Tirantes Chumbadores Drenos Prova de Carga Cabe, ainda, ressaltar que no decorrer da obra a equipe técnica da Construtora, com o apoio do Calculista de Estruturas e do Consultor de Fundações, fará no projeto, as alterações e adaptações que se façam necessárias. Ao final, será preparado um relatório com o projeto eventualmente modificado e contendo o registro de todos os fatos pertinentes à fundação e à contenção (“as built”).

Caderno de Encargo de Fundações

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2.

TIPOS DE FUNDAÇÕES

A fundação é a parte da estrutura que transmite ao terreno o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida. As fundações podem ser superficiais ou profundas. Uma fundação é dita superficial quando ela se apóia sobre o solo situado logo abaixo da estrutura. Ao contrário, ela é profunda quando as cargas são transmitidas a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. A seguir são apresentados comentários sobre alguns tipos mais comuns de fundações e a escolha da alternativa a ser adotada.

2.1

FUNDAÇÕES DIRETAS: As fundações diretas podem ser em: •

Bloco – são fundações de grande rigidez (de alvenaria, concreto simples ou ciclópico) que trabalham somente à compressão.

•

Sapata – são fundações de pequena altura em concreto armado que trabalham à flexão.

As fundações diretas podem ser classificadas, ainda, em: •

Isolada – quando suporta um único pilar.

•

Corrida – quando suporta um grupo de pilares em linha ou uma parede.

•

Associada – quando suporta dois ou mais pilares, cujas sapatas calculadas isoladamente iriam se superpor.

A associação das sapatas pode resultar em todos os pilares apoiados em um único elemento de fundação, formado por uma laje contínua que se apóia sobre o terreno e ocupa em planta a área de projeção da obra. Neste caso, a fundação é denominada de radier. O dimensionamento das fundações diretas é feito de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da tensão de ruptura do terreno na profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier). 2) Determinação da tensão admissível, dividindo a tensão de ruptura por um coeficiente de segurança (comumente igual a 2,0) que será adotada como tensão de trabalho das fundações. 3) Pré-dimensionamento das sapatas (bloco ou radier). 4) Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. A tabela 2.1 apresenta os recalques admissíveis. Em caso negativo: 5) Volte para o item 3 e adote uma tensão de trabalho menor. 6) Aprofunde a sapata (bloco ou radier). 7) Adote fundação profunda. 8) Dimensionamento geométrico. 9) Cálculo estrutural.

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Tabela 2.1 – Recalques Admissíveis. RECALQUES ADMISSÍVEIS

Recalque Uniforme

Recalque Diferencial Δr = rmax − rmin Δr = Distorção l

Movimento

Recalque

RECALQUES ADMISSÍVEIS Fator Limitante - Drenagem - Acesso Possibilidade de Recalque Diferencial – Alvenaria Estrutural – Estrutura de Concreto (1) – Primeiras Rachaduras em Paredes

Recalque Máximo 150 – 300mm 300 – 600mm

25 – 50mm 50 – 100mm 1 300

(2) – Danos nas Estruturas de Distorções

1

Concreto (3) – Rachaduras Generalizadas

1 150

nas Paredes

Caderno de Encargo de Fundações

250

Δr 1 = 300 600

Δr = 2cm

(1)

1 Δr = 250 600

Δr = 2,4cm

(2)

1 Δr = 150 600

Δr = 4cm

(3)

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APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE FUNDAÇÃO DIRETA O projeto de fundações diretas consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais das sapatas, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Se existirem sapatas em níveis diferentes, como, por exemplo, as dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada sapata e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos.

•

Em nota, indicar a taxa de trabalho das fundações e as cotas correspondentes.

•

Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de fundações.

•

Em nota, a partir das sondagens, indicar o tipo de solo no qual será assente as sapatas.

•

Caso haja interferência com o projeto de contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos.

•

Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes.

•

Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução das sapatas, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução.

•

Apresentar a especificação do aço, o fck do concreto e as demais informações necessárias à concretagem

•

Indicar os cuidados relativos a escavação das bases das sapatas e a regularização através de camadas de brita e concreto, indicando os cuidados especiais quando houver presença de água.

•

Apresentar o detalhamento das armaduras em desenho próprio e o correspondente quadro de ferros.

•

Todo o projeto deve estar de acordo com a NBR 6118 – Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado.

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2.2 FUNDAÇÕES PROFUNDAS: As fundações profundas são adotadas quando o uso de fundações diretas não for possível ou se demonstrar demasiadamente caro, em razão de: •

Camadas pouco resistentes ou muito compressíveis logo abaixo da estrutura.

•

Fundações sujeitas a forças horizontais ou de arrancamento.

•

Risco de erosão.

Este tipo de fundação pode ser em: •

Estacas – são peças longas cilíndricas ou prismáticas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas podem ser de aço ou concreto.

•

Tubulões – são estruturas de fundação obtidas pela concretagem de um poço escavado no solo. Diferencia-se das estacas escavadas de grande diâmetro pela ocorrência de trabalho humano no interior do poço.

As estacas metálicas podem ser constituídas por trilhos, perfis metálicos e tubos, ou conjuntos destes elementos soldados longitudinalmente. Elas apresentam as seguintes vantagens: •

São facilmente cortadas e emendadas, o que permite atingir grandes profundidades e também serem usadas em subsolos irregulares onde as estacas apresentam comprimentos muito diferentes. Por exemplo, em um edifício na Av. Beira Mar, duas estacas do mesmo bloco, distantes uma da outra 60cm, apresentaram nega com comprimentos de 6 m e 18 m.

•

Têm alta resistência, o que possibilita a penetração em camadas compactas, permitindo que a estaca suporte elevada carga de arrancamento. Também permite que camadas compactas sobrejacentes a camadas compressíveis sejam ultrapassadas, indo a estaca se apoiar em camadas mais profundas de maior resistência e sem perigo de recalque.

•

A elevada resistência do aço e a possibilidade de formação de conjuntos de trilhos ou perfis soldados longitudinalmente permitem a obtenção de estacas capazes de suportar cargas elevadas. Por exemplo, o triplo trilho 68 ( 3TR68) suporta até 180 ton.

As principais desvantagens das estacas metálicas são: •

São sensíveis à corrosão, quando cravadas em aterros ou expostas ao ar ou à lâminas d’água livres.

•

Desviam com facilidade quando encontram obstáculos localizados durante a cravação.

•

Custo relativamente alto quando comparado com o de outros tipos de estacas.

As estacas de concreto podem ser peças pré-moldadas cravadas no solo ou concretadas em furo executado no terreno, quando são chamadas de moldadas “in situ” (tipo Franki, raiz e broca). Estas estacas apresentam as vantagens e desvantagens resumidamente indicadas a seguir:

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PRÉ-MOLDADAS Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão, elevada rigidez e sua cravação é facilmente controlada. Desvantagens: emenda difícil, não atravessam camadas resistentes, quebram com relativa facilidade e sua cravação causa vibração no terreno afetando as construções vizinhas. FRANKI Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão, elevada rigidez, suportam cargas elevadas e podem ter comprimentos diferentes, adaptando-se às irregularidades do subsolo. Desvantagens: só atravessam camadas resistentes até 15m de profundidade e utilizando procedimento especial que retarda a execução, o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora e sua execução causa grande vibração no terreno afetando as construções vizinhas. BROCA Vantagens: baixo custo. Desvantagens: baixa capacidade de carga, são executadas com dificuldade ao ser atingido o nível d’água e o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora. RAIZ Vantagens: resistência à corrosão, não causam vibração no terreno e podem ser executadas em locais de acesso difícil. Desvantagens: custo elevado e o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora. HÉLICE CONTÍNUA Vantagens: não causam vibração no terreno, alta velocidade de execução e procedimento de execução controlado por sistema informatizado. Desvantagens: custo elevado, o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora e não ultrapassam camadas resistentes. O dimensionamento das fundações em estacas é feito de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da carga de ruptura das estacas para diversas profundidades. 2) Determinação da carga admissível nestas profundidades, dividindo a carga de ruptura por um coeficiente de segurança comumente igual a 2,0. 3) Escolha do comprimento das estacas de modo que atinjam a profundidade na qual a carga admissível é igual ou maior que carga máxima admissível estrutural da estaca, que normalmente é adotada como carga de trabalho. 4) Distribuição das estacas nos blocos de coroamento de acordo com a carga dos diversos pilares da obra. Caderno de Encargo de Fundações

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5) Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. Em caso negativo: a) Refaça o cálculo adotando, se possível, uma maior profundidade para as estacas. b) Volte para o item 4 e adote uma menor carga de trabalho e (ou) um maior espaçamento entre as estacas. c) Adote um outro tipo de estaca que permita atingir camadas mais resistentes do terreno. Por exemplo, substituindo estacas em concreto por estacas metálicas. 6) Dimensionamento estrutural dos blocos de coroamento das estacas. 7) Cálculo da nega de cravação, no caso de estacas metálicas, pré-moldadas de concreto ou Franki, que irá orientar o controle da execução na obra. Os tubulões são executados pelo preenchimento com concreto de um poço escavado manualmente, com ou sem revestimento. Eles podem ter a base alargada para maior capacidade de carga. Apresentam como vantagens a capacidade de suportar cargas elevadas e de resistir à forças horizontais, isto os recomendam para estruturas com cargas concentradas em um pequeno número de pilares, por exemplo: pontes. Aliás, no Ceará são usados quase que exclusivamente na fundação de pontes e viadutos. Poderiam ser usados com relativa vantagem em solos argilosos sem a presença de lençóis freáticos, no entanto, a falta de costume de sua utilização pelas empresas construtoras de edifícios os relegam ao esquecimento. Prédio fundado em tubulões, aqui em Fortaleza, existe o edifício da Teleceará na Avenida Borges de Melo. Talvez seja o único e, cabe ressaltar, foi construído por empresa do Sul. O dimensionamento dos tubulões é semelhante ao das fundações em sapatas, normalmente não se levando em conta o atrito ao longo do fuste.

APRESENTAÇÃO DO PROJETO DOS BLOCOS DE ESTACAS O projeto dos blocos de coroamento das estacas consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais dos blocos, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Se existirem blocos em níveis diferentes, como, por exemplo, os dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada bloco e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos.

•

Caso haja interferência com o projeto de contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos.

•

Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes.

Caderno de Encargo de Fundações

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•

Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução dos blocos, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução.

•

Apresentar a especificação do aço, o fck do concreto e as demais informações necessárias à concretagem

•

Indicar os cuidados relativos a escavação das bases dos blocos e a regularização através de camadas de brita e concreto, indicando os cuidados especiais quando houver presença de água.

•

Apresentar o detalhamento das armaduras em desenho próprio e o correspondente quadro de ferros.

•

Todo o projeto deve estar de acordo com a NBR 6118 – Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado.

APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE ESTAQUEAMENTO O projeto de estaqueamento consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas indicando a distribuição das estacas nos blocos de estacas, no qual deve ser obedecido o seguinte •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Se existirem blocos em níveis diferentes, como, por exemplo, os dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada bloco e do topo da estaca e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos.

•

Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de fundações.

•

Em nota, a partir das sondagens, indicar o tipo, as cargas de trabalho nominal e o comprimento das estacas.

•

Apresentar quadro de cargas de trabalho das estacas.

•

Caso haja interferência da execução das estacas com a contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos.

•

Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes.

•

Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução das estacas, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução.

•

Apresentar o detalhamento e as especificação de materiais e de execução das estacas.

•

Indicar os cuidados relativos ao corte das estacas e de ligação delas com os blocos.

•

Indicar os critérios de controle da locação.

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•

Todo o projeto deve estar de acordo com a NBR 6118 – Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado.

2.3 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO: Finalmente, cabe comentar sobre a escolha do tipo de solução para a fundação. Quase sempre as fundações diretas são a primeira opção a ser examinada, sendo que, como já foi dito, as fundações profundas são adotadas quando o uso de fundações diretas não for possível ou se demonstrar demasiadamente caro. Descartada a fundação direta, a decisão por uma solução em estaca normalmente fica entre as estacas metálicas, premoldadas ou Franki, sendo a estaca broca (pela reduzida capacidade de carga) e a estaca-raiz (devido ao custo elevado) reservadas para atender a situações especiais. A partir das vantagens e desvantagens citadas acima e tendo em vista alguns outros aspectos é possível ressaltar algumas diferenças entre as estacas mais comumente usadas (metálicas, premoldadas e Franki) no que diz respeito a execução e controle. Estas diferenças, que devem ser levadas em conta na escolha do tipo de fundação, são resumidamente indicadas a seguir: •

Durante a execução, as estacas premoldadas e as Franki, ainda com maior intensidade, causam grande perturbação em torno, pelo barulho e pela vibração produzida no terreno.

•

Ao contrário, as estacas metálicas causam pouca perturbação devido à vibração do terreno durante a execução.

•

O controle de qualidade das estacas Franki é, em grande parte, responsabilidade da equipe de execução, ficando com a equipe de supervisão, normalmente, a possibilidade de controlar a cravação do tubo e os volumes de concreto usados.

•

A execução e cravação das estacas premoldadas e metálicas são fácil e completamente controladas pela equipe de supervisão.

•

A maior capacidade de carga das estacas metálicas e Franki resultam, quase sempre, em um menor volume de concreto dos blocos de coroamento, quando comparadas com as estacas premoldadas.

•

As estacas metálicas exigem maior profundidade para alcançar a capacidade de carga prevista.

•

Em seguida, com menor profundidade estão as estacas Franki e, finalmente, as premoldadas são comparativamente as mais curtas.

•

As provas de carga estáticas das estacas metálicas e Franki são de difícil execução pelo alto valor da carga de trabalho.

•

As provas de carga dinâmicas normalmente não oferecem bons resultados nas estacas Franki.

•

As provas de carga dinâmicas são facilmente realizadas e interpretadas em se tratando de estacas premoldadas e metálicas.

Finalmente, em relação a estas três alternativas mais comum de fundação profunda (metálicas, premoldadas e Franki) cabe lembrar que uma comparação efetiva de Caderno de Encargo de Fundações

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custos só poderá ser feita se o comprimento médio das estacas for estimado e os blocos de coroamento forem predimensionados, permitindo uma avaliação mais completa dos custos envolvidos. Deverão ser levados em conta, ainda, os prazos de execução.

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3.

TIPOS DE CONTENÇÕES

A estabilidade dos terraplenos formados pelas escavações necessárias a construção das obras civis, bem como a segurança de edificações vizinhas, é garantida através de taludamento do terreno ou pela execução de estruturas de contenção. As contenções, constituídas por estacas de concreto moldadas “in situ” ou por outros elementos estruturais, são usadas nos locais previstos no projeto, para evitar desmoronamento quando o terreno tiver que ser escavado abaixo do nível da vizinhança e não houver espaço suficiente para taludamento. A seguir são apresentados comentários sobre taludamento, tipos mais comuns de contenções e a escolha da alternativa a ser adotada.

3.1

TALUDAMENTO:

Quando houver possibilidade de garantia da estabilidade do terreno por taludamento do terreno, esta será a solução adotada. A verificação da possibilidade de taludamento é feita de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier) e as escavações gerais para criação dos andares de subsolo. 2) Exame da planta da edificação para verificar a possibilidade de se atingir as profundidades previstas através de taludamento. 3) Exame das sondagens do terreno para identificar as características das camadas do subsolo que irão influenciar o taludamento e, também, para verificar a existência e profundidade do lençol freático. 4) Levantamento das edificações vizinhas, com definição das distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e profundidade das fundações. 5) Desenho das seções do terreno adotando-se as inclinações compatíveis com as características do solo a ser escavado. 6) Desenho da planta com indicação de bermas e taludes, verificando-se a aplicabilidade do taludamento em toda área a ser escavada e eventual necessidade de se prever alguma estrutura de contenção localizada para garantir a estabilidade de algum trecho do terreno. 7) Desenho detalhado de plantas e seções, tantos quantos necessários para o entendimento do projeto, que mostrem claramente a programação das escavações e as fases de execução. 8) Análise da estabilidade dos taludes caso o terreno apresente características peculiares ou o porte da obra justifique. 9) Dimensionamento e projeto de alguma eventual estrutura de contenção localizada que seja necessária. 10) Levantamento de quantitativos, cálculo de orçamentos e redação do memorial descritivo do projeto e das especificações.

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APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE TALUDAMENTO O projeto de taludamento consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais dos terraplenos que serão formados pela escavação do terreno, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar localização e cota do RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Posição e tipo das edificações vizinhas, indicando as distâncias delas à divisa e cotas do terreno natural e de subsolos, se existirem.

•

Indicação em planta da largura e cota das bermas, do topo e do pé dos taludes e dos planos horizontais a serem alcançados na escavação geral.

•

Indicação em planta das escavações localizadas para execução de blocos e sapatas.

•

Se existirem sapatas em níveis diferentes, como, por exemplo, as dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada sapata e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos.

•

Diversas seções normais às divisas mostrando as edificações vizinhas, bermas, taludes, planos horizontais a serem alcançados na escavação geral e as escavações localizadas que possam interferir com os vizinhos ou ameaçarem a estabilidade dos taludes.

•

Caso a escavação vá ser procedida por fases, indicar nas seções as cotas a serem atingidas nas diversas etapas e preparar um desenho em planta para cada uma destas etapas.

•

Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de taludamento.

•

Através de notas, apresentadas no próprio desenho, esclarecer será feita por etapas, a seqüência das atividades, o destino material escavado, a origem do material de reaterro, as geométricas das seções escavadas e as especificações tecnológicas dos reaterros.

•

Caso esteja prevista a execução de obras de contenção (cortinas diafragmas, cortinas de estacas moldadas “in situ”, muros de arrimo, tirantes, etc.), estes elementos devem ser indicados nas plantas e seções, independentemente dos projetos específicos de cada um deles.

•

Qualquer ocorrência que possa interferir com a obra (poços tubulares ou “cacimbas”, aterros de lixo ou entulhos, grandes massas enterradas de alvenaria ou concreto remanescente de obras anteriores, etc.) deve ser indicada em planta e nas notas será descrito o procedimento a ser adotado para solucionar o problema.

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se a escavação a ser dado ao especificações geométricas e

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3.2 ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO: As estruturas de contenção são adotadas quando por falta de espaço não for possível o taludamento ou se por alguma razão (custo elevado, dificuldade executiva, prazo alongado, etc.) esta solução não for recomendável. Em relação ao comportamento estrutural, os tipos mais comuns de contenção são: •

Cortinas em balanço – cortinas formadas por um conjunto de estacas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas, que podem ser de aço ou concreto, ficam parte em balanço e parte (“ficha”) enterradas no terreno.

•

Cortinas apoiadas em bermas provisórias – neste caso a cortina, usualmente em concreto, fica provisoriamente apoiada em bermas, que após a execução da estrutura do edifício e travamento da cortina, são escavadas.

•

Cortinas atirantadas – são estruturas de contenção apoiadas em tirantes que resistem ao empuxo do terrapleno contido pela cortina.

Tendo em vista as condições peculiares das obras imobiliárias, as obras de contenção geralmente são projetadas em duas fases: •

No decorrer das escavações, execução das fundações e construção dos pavimentos enterrados, as estruturas de contenção, provisoriamente, devem suportar o empuxo dos terraplenos e garantir a estabilidade das edificações vizinhas.

•

Concluída esta primeira fase, as contenções são ligadas à estrutura do edifício, sendo as forças de empuxo transferidas para a estrutura do edifício que passa a absorver os esforços devidos aos empuxos de terra e, em alguns casos, as cargas oriundas das fundações das edificações vizinhas.

As estruturas de contenção podem ser constituídas de aço, concreto e madeira, ou de composições destes três materiais. As contenções metálicas podem ser constituídas por trilhos e perfis metálicos em conjunto com pranchas horizontais de madeira ou pré-moldadas em concreto. Ou podem ser formadas pela cravação de estacas pranchas em aço. Elas apresentam as seguintes vantagens: •

São facilmente cortadas e emendadas, o que permite atingir grandes profundidades e também serem usadas em subsolos irregulares onde as cortinas apresentam comprimentos muito variáveis.

•

Têm alta resistência, o que possibilita a penetrar ou ultrapassar camadas compactas.

As principais desvantagens das cortinas metálicas são: •

São sensíveis à corrosão, quando cravadas em aterros ou expostas ao ar ou à lâminas d’água livres.

•

Desviam com facilidade quando encontram obstáculos localizados durante a cravação.

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•

Custo relativamente alto quando comparado com o de outros tipos de cortinas. principalmente. quando não podem ser recuperadas e ficam permanentemente enterradas.

As cortinas de concreto podem ser formadas por estacas pré-moldadas cravadas no solo ou concretadas em furo executado no terreno (tipo raiz ou broca). As cortinas podem ser formadas por estacas contíguas ou podem ser compostas de estacas espaçadas. Neste último caso, na medida que a escavação vai avançando, o solo entre as estacas vai sendo contido pela instalação de placas premoldadas ou pela execução de placas concretadas “in situ”. Os tipos mais comuns de cortina de concreto são resumidamente descritos a seguir. Cortina Contínua de Estacas Brocas: São formadas pela perfuração e concretagem de estacas brocas contíguas, em linha. Cortina de Estacas Brocas Espaçadas: São formadas pela perfuração e concretagem de estacas brocas espaçadas, em linha, com o solo entre as estacas contido por placas premoldadas ou placas concretadas no local, na medida que se dá o avanço da escavação. Cortina Contínua de Estacas Raiz: São formadas pela execução de estacas raízes contíguas em linha. Cortina de Estacas Raiz Espaçadas: São formadas pela execução de estacas raiz espaçadas, em linha, com o solo entre as estacas contido por placas premoldadas ou placas concretadas no local, a medida que se dá o avanço da escavação. Cortina Contínua de Estacas Premoldadas: São formadas pela cravação de estacas premoldadas contíguas, em linha. Cortina de Estacas Premoldadas Espaçadas: São formadas pela cravação de estacas premoldadas espaçadas, em linha, com o solo entre as estacas sendo contido pela instalação de placas premoldadas, concretagem de placas no local, ou mesmo, pela instalação de pranchas de madeira, na medida que se dá o avanço da escavação.

Existem ainda vários outros tipos de cortinas que não são comumente usadas em nossa região e que são listadas a seguir: Jet-ground - Cortinas formadas por colunas de solo cimentado pelo processo de “jet-ground”. Terra Armada - Cortinas, normalmente usadas para conter aterros, formada por placas premoldadas de concreto armado. Parede Diafragma - cortinas formadas por painéis moldados “in situ” ou premoldados instalados em perfurações de seção retangular executadas com escavadeiras mecânicas tipo “clam-shell”. Caderno de Encargo de Fundações

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Solo Grampeado - cortinas executadas, acompanhando a execução da escavação, com concreto jateado sobre a superfície do talude, ao qual são fixadas através de grampos de aço instalados em furos preenchidos com calda de cimento. As cortinas de uso mais comum apresentam as vantagens e desvantagens resumidamente indicadas a seguir: Cortina Contínua de Estacas Brocas Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão. Desvantagens: não atravessam camadas resistentes, são executadas com dificuldade ao ser atingido o nível d’água e o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora. Cortina de Estacas Brocas Espaçadas Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão. Desvantagens: não atravessam camadas resistentes, são executadas com dificuldade ao ser atingido o nível d’água, o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora e, principalmente em solos arenosos e argilas moles podem causar desconfinamento no terreno afetando as construções vizinhas. Cortina Contínua de Estacas Raiz Vantagens: resistência à corrosão, não causam vibração no terreno, podem ser executadas em locais de acesso difícil, ultrapassam o nível d”água e atravessam camadas de solo de alta resistência. Desvantagens: custo elevado e o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora. Cortina de Estacas Raiz Espaçadas Vantagens: resistência à corrosão, não causam vibração no terreno, podem ser executadas em locais de acesso difícil, ultrapassam o nível d”água e atravessam camadas de solo de alta resistência. Desvantagens: custo elevado, em solos arenosos e argilas moles podem causar desconfinamento no terreno afetando as construções vizinhas e o controle da execução fica quase totalmente com a equipe executora. Cortina Contínua de Estacas Premoldadas Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão, elevada rigidez e sua cravação é facilmente controlada. Caderno de Encargo de Fundações

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Desvantagens: emenda difícil, não atravessam camadas resistentes, quebram com relativa facilidade e sua cravação causa vibração no terreno afetando as construções vizinhas. Cortina de Estacas Premoldadas Espaçadas Vantagens: baixo custo, resistência à corrosão, elevada rigidez e sua cravação é facilmente controlada. Desvantagens: emenda difícil, não atravessam camadas resistentes, quebram com relativa facilidade, sua cravação causa vibração no terreno afetando as construções vizinhas e em solos arenosos e argilas moles podem causar desconfinamento no terreno também afetando as construções vizinhas. O dimensionamento e o projeto das contenções são feitos de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier) e as escavações gerais para criação dos andares de subsolo. 2) Exame das sondagens do terreno para identificar as características das camadas do subsolo que irão influenciar a contenção e, também, para verificar a existência e profundidade do lençol freático. 3) Levantamento das edificações vizinhas, com definição das distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e profundidade das fundações. 4) Desenho das seções do terreno adotando-se tipos de contenção compatíveis com as características do solo a ser escavado. 5) Desenho da planta com indicação das obras de contenção, de bermas e taludes, verificando-se a possibilidade de solução exclusiva de taludamento em algum trecho localizado. 6) Desenho detalhado de plantas e seções, tantos quantos necessários para o entendimento do projeto, que mostrem claramente a programação das escavações e as fases de execução. 7) Dimensionamento e projeto das estruturas de contenção. 8) Dimensionamento e detalhamento de tirantes, chumbadores e drenos. 9) Análise da estabilidade geral da escavação caso o terreno apresente características peculiares ou o porte da obra justifique. 10) Levantamento de quantitativos, cálculo de orçamentos e redação do memorial descritivo do projeto e das especificações.

APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE CONTENÇÃO O projeto de contenção consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais das estruturas de contenção e a conformação da superfície do terreno em cada fase de execução, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

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•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos principais elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar localização e cota do RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Caso haja interferência com o projeto de fundação, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos.

•

Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes.

•

Posição e tipo das edificações vizinhas, indicando as distâncias delas à divisa e cotas do terreno natural e de subsolos, se existirem.

•

Indicação em planta e seção dos elementos das estruturas de contenção, da largura e cota das bermas, do topo e do pé dos taludes e dos planos horizontais a serem alcançados na escavação geral.

•

Indicação em planta das escavações localizadas para execução de blocos de estacas e sapatas de fundação.

•

Diversas seções normais às divisas mostrando as edificações vizinhas, os elementos das estruturas de contenção, bermas, taludes, planos horizontais a serem alcançados na escavação geral e as escavações localizadas que possam interferir com os vizinhos ou ameaçarem a estabilidade dos taludes ou das estruturas de contenção.

•

Caso a escavação vá ser procedida por fases, indicar nas seções as cotas a serem atingidas nas diversas etapas e preparar um desenho em planta para cada uma destas etapas

•

Através de notas, apresentadas no próprio desenho, esclarecer se a escavação será feita por etapas, a seqüência das atividades, o destino a ser dado ao material escavado, a origem do material de reaterro, as especificações geométricas das seções escavadas e as especificações geométricas e tecnológicas dos reaterros.

•

As obras de contenção (cortinas diafragmas, cortinas de estacas moldadas “in situ”, muros de arrimo) e seus elementos complementares (tirantes, chumbadores, drenos, etc.) devem ser detalhados e especificados em textos e desenhos.

•

Na elaboração do projeto deve ser examinada a necessidades de medidas para reduzir danos nas edificações vizinhas, tais como: -

Definição da ordem de execução das estacas de contenção.

-

Execução parcial das vigas de coroamento, apoiadas em um pequeno número de estacas espaçadas, que possa servir de apoio a muros e estruturas dos vizinhos situados ao longo das divisas, antes da execução do restante das estacas.

-

Execução de tirantes curtos a partir da superfície do terreno antes do início das escavações, contendo a viga de coroamento, para reduzir deslocamento da cortina de contenção durante a fase de escavação até o nível da primeira linha de tirantes.

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-

Dimensionamento dos tirantes para resistir ao empuxo em repouso, ou seja considerando que a cortina não deverá se mover para mobilizar a resistência do solo.

3.3 ESCOLHA DO TIPO DE CONTENÇÃO: Finalmente, cabe comentar sobre a escolha do tipo de solução para a estabilização das escavações: taludamento ou contenção. Quase sempre o taludamento é a primeira opção a ser examinada, sendo que, como já foi dito, as estruturas de contenção são adotadas quando o taludamento não for possível ou se por alguma razão (custo elevado, dificuldade executiva, prazo alongado, etc.) esta solução não for recomendável. Descartado o taludamento, normalmente em razão do custo e simplicidade de execução, a solução estrutural da contenção é escolhida na seguinte ordem de preferência: 1) Cortinas em Balanço: Limitadas a pequenas profundidades de escavação (até 3 metros) em divisas sem edificações. 2) Cortinas Apoiadas em Bermas Provisórias: É preciso que haja suficiente espaço para taludamento até ser alcançado nível final das escavações. Em nenhuma hipótese deve se combinar cortinas em balanço com uso de bermas. 3) Cortinas Atirantadas: Atendem qualquer tipo de situação. Uma vez definido o comportamento estrutural da contenção, cabe então examinar os materiais e processos executivos a serem adotados. Inicialmente, deve ser levado em conta o seguinte: •

Devido ao elevado custo, as cortinas metálicas são quase sempre usadas em situações em que as estacas pranchas ou os perfis de aço podem ser recuperados para reutilização, o que normalmente não ocorre nas obras imobiliárias.

•

As estacas premoldadas causam grande perturbação em torno, pelo barulho e pela vibração produzida no terreno, o que normalmente não permite sua utilização em áreas urbanas.

•

A estaca-raiz (devido ao custo elevado) é reservada para atender a situações especiais em que é preciso atravessar camadas de alta resistência ou ultrapassar o lençol freático.

Assim resulta que as soluções mais comumente usadas são: Cortina Contínua de Estacas Brocas e Cortina de Estacas Brocas Espaçadas. No caso de solo arenoso, fofo, a segunda solução, apresenta como maior desvantagem a possibilidade de fuga de solo entre as estacas no período entre o avanço da escavação e a execução da vedação entre estacas. Já em se tratando de escavações abaixo do nível das fundações das edificações vizinhas, esta solução pode causar recalques nestas obras pelo desconfinamento do terreno. Finalmente, em relação a estas duas alternativas mais comum de contenção cabe lembrar que, nos casos em que tecnicamente as duas opções são aceitáveis, a decisão deve levar em conta: •

Comparação efetiva de custos após um pré-dimensionamento das estruturas.

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•

Estimativa de prazos de execução e interferências com o desenvolvimento geral das demais atividades no canteiro de obra.

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4.

INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA

A investigação geotécnica de um terreno consiste basicamente na caracterização do subsolo no local da obra através de sondagens que devem ser programadas de acordo com a NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios. Esta investigação visa obter as seguintes informações: •

A profundidade, a espessura, a classificação e a compacidade ou consistência das camadas do subsolo.

•

A profundidade da superfície da rocha, bem como o estado do maciço rochoso quanto a alteração e fraturamento até profundidades que interessem ao bom funcionamento da obra a ser projetada.

•

Profundidade e comportamento do lençol freático.

•

Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz respeito a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade.

Para bem caracterizar o subsolo, a NBR – 08036 recomenda: •

As sondagens devem ser, no mínimo de uma, para cada 200 m2 de área da projeção em planta do edifício, até 1200 m2 de área.

•

Entre 1200 m2 e 2400 m2 deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m2 que excederem de 1200 m2.

•

Acima de 2400 m2 o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção.

•

Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens deve ser: a) duas para área da projeção em planta do edifício até 200 m2; b) três para área entre 200 m2 e 400 m2.

Ainda, de acordo com a norma, as sondagens devem ser levadas até uma profundidade em que as tensões introduzidas no terreno pelas cargas estruturais sejam inferiores a 10% da pressão devido ao peso de terra preexistente nesta profundidade. Em todo o caso, as sondagens devem atravessar todas as camadas impróprias ou questionáveis como apoio de fundações. Aqui em Fortaleza, em se tratando de fundações profundas, procura-se conhecer o subsolo pelo menos 6 metros abaixo da profundidade onde se espera que irão ficar as pontas das estacas de fundação. Ao contratar o serviço de sondagem devem ser acertados os seguintes pontos: •

Número e profundidade estimada das sondagens a serem executadas.

•

Informações que serão apresentadas no relatório.

•

Preço da instalação do serviço e emissão do relatório.

•

Preço por metro linear de sondagem.

•

Cota arbitrária e RN a serem adotados no nivelamento da sondagem, que devem ser os mesmos usados no levantamento do terreno e em todos os projetos.

•

Prazo de execução do serviço.

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Para orientar a distribuição das sondagens a contratante deverá fornecer a empresa de sondagem uma planta do terreno com: •

Locação do terreno no quarteirão, indicando o nome da rua e as distâncias das ruas transversais.

•

Número do terreno ou das casas vizinhas.

•

Direção do Norte, ainda que aproximada.

•

Dimensões e ângulos do perímetro do terreno.

•

Área do terreno e da projeção do prédio.

•

Indicação do número de subsolos e da área, em planta, de sua projeção.

•

Indicação da projeção da edificação principal (“torre”) e do número de pavimentos.

•

Indicação de pontos de maior concentração de cargas, tais como caixa d’água, poço do elevador e pilares destacadamente mais carregados.

A qualidade da investigação geotécnica é muito importante em relação a segurança do edifício e a economia no projeto e na execução das fundações. Em se tratando de um serviço especializado e de difícil fiscalização, a melhor maneira de se garantir esta qualidade é pela contratação de uma empresa idônea para sua execução. Ainda mais, por ser um serviço de custo relativamente baixo quando comparado com as repercussões negativas que uma investigação mal planejada e mal executada pode acarretar, o preço não pode ser o elemento exclusivo de decisão na escolha da contratada, devendo ser levadas em conta a competência e a idoneidade da empresa executora. Em todo caso, por sua importância, a investigação deve ser acompanhada pela equipe técnica da construtora. Este acompanhamento do serviço deve ser feito por pelo menos duas visitas do engenheiro da contratante ao terreno durante a execução da investigação para garantir que: •

As sondagens estão sendo realizadas no terreno certo (Por incrível que pareça, tem acontecido a realização da investigação em outro terreno) e bem distribuídas na projeção do prédio a ser edificado.

•

O RN está marcado e bem visível.

•

A cota adotada foi a previamente acertada.

•

Os furos estão locados e nivelados corretamente.

•

O engenheiro (ou geólogo) da empresa de sondagem anotou e fará constar no relatório a existência no terreno de poços (tubulares ou cacimbas), indicando diâmetro, profundidade e estado atual; aterros de entulho, lixo ou solo, indicando a localização e a espessura; bem como a presença de formigueiros, árvores, troncos, raízes em grande quantidade, desníveis acentuados e quaisquer outras ocorrências que possam interferir no projeto e na execução das fundações, escavações e contenções.

•

Os equipamentos estão em bom estado.

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•

O estágio de desenvolvimento e o ritmo de andamento do serviço, por ocasião das visitas, estão de acordo com os prazos de execução dos furos individualmente e com prazo total, demonstrando que a investigação está sendo efetivamente realizada.

Com o acompanhamento indicado acima e seguindo as recomendações específicas para cada tipo de sondagem apresentadas a seguir, nos itens 1.1 e 1.2, fica reduzida a possibilidade de ocorrência dos principais problemas que poderiam acontecer em uma investigação, ou seja: •

Sondagens inventadas por firmas desonestas.

•

Sondagens inventadas por funcionários desonestos de firmas idôneas.

•

Sondagens mal executadas utilizando-se equipamentos e procedimentos em desacordo com as normas.

Ainda, tendo acompanhado o serviço no campo, o engenheiro se põe em condição de detectar alguns erros, que podem ocorrer no escritório da firma de sondagem, que normalmente passariam despercebidos, relativos à topografia (locação e nivelamento), à classificação do solo (principalmente quanto a presença de aterros) e ao desenho. Dois são os processos usados para investigação do subsolo. O primeiro deles é a sondagem a percussão que foi desenvolvida inicialmente nos Estados Unidos e introduzida no Brasil na década de 30 pelo Prof. Odair Grillo. Aqui, por sua simplicidade e baixo custo, teve grande aceitação, passando a ser o mais comum processo de investigação e levando os demais processos ao quase completo esquecimento. O outro processo é o ensaio de cone. Este foi introduzido no Brasil nos anos cinqüenta, mas só agora começa a ter maior difusão graças a recentes desenvolvimentos no equipamento que simplificaram o seu uso e melhoram consideravelmente o nível de informações obtidas, bem como em razão da redução de custo e facilidade de importação.

4.1 SONDAGEM À PERCUSSÃO A sondagem à percussão consiste basicamente na cravação de um amostrador padrão com diâmetro interno de 1 3/8” e externo 2”, a cada metro de profundidade de um furo executado a trado, lavagem ou rotativa. A cravação é feita por meio de golpes de um peso de 65 kg, caindo em queda livre de 75 cm de altura, sendo anotado o número de golpes necessário para cravar cada 15 cm do amostrador, até a penetração total de 45 cm do mesmo. Na execução da sondagem deve ser obedecido o previsto na NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos. A Figura 4.1 apresenta as etapas de execução de sondagem a percussão.

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Figura 4.1 – Etapas na Execução de Sondagem a Percussão: (a) Avanço da Sondagem por Desagregação e Lavagem e (b) Ensaio de Penetração Dinâmica. O avanço da perfuração se faz com trado, concha ou espiral, apresentados na Figura 4.2, enquanto as paredes do furo permanecem estáveis ou até ser atingido o lençol freático. Em solos onde as paredes do furo sejam instáveis ou uma vez atingido o nível d’água, a sondagem é revestida e o avanço é prosseguido por lavagem. Normalmente, é utilizado o revestimento de 2 1/2” de diâmetro interno. Em algumas circunstâncias, quando o impenetrável à lavagem é encontrado a pequena profundidade, ou logo abaixo da profundidade onde se espera que irão ficar as pontas das estacas de fundação, é recomendável que a sondagem seja prosseguida por rotativa, que permite o avanço do furo em solo de alta resistência ou mesmo em rocha. Esta providência é importante, principalmente, quando existe a possibilidade de ocorrência de camadas de menor resistência subjacente ao extrato que impediu o avanço do furo.

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Figura 4.2 – Trados Manuais mais Utilizados: Tipo (a) Concha, (b) Espiral. Os trados são ferramentas que possibilitam a execução de perfurações de pequeno diâmetro (normalmente com 4” de diâmetro) no terreno. Os tipos mais comuns, concha ou espiral, são conectados a uma série de hastes terminadas em forma de Tê. O movimento de rotação dado na superfície, manualmente às hastes através do Tê é transmitido ao trado que avança cortando o solo. De quando em quando o trado é trazido a superfície para limpeza e exame do solo que está sendo atravessado. O avanço do furo a trado tem como principais limitações não conseguir atravessar camadas de solos mais resistentes e ser obrigatoriamente interrompida ao ser encontrado o lençol freático. No avanço do furo por lavagem, a água armazenada em uma caixa d’água móvel instalada próximo a sondagem, é bombeada até o fundo do furo através de um conjunto de tubos denominados de hastes de lavagem (tubos de ferro galvanizados de 1”). O fluxo d’água e o movimento rotativo de vai e vem dado ao conjunto de hastes, por um Tê conectado ao topo das hastes, desagregam o solo que é arrastado para a superfície pela a água que retorna por dentro do revestimento. Para melhor funcionamento deste processo, uma lâmina cortante é adaptada a ponta inferior do conjunto de hastes, aumentando a capacidade de corte e de avanço que só é interrompido ao encontrar solos de altíssima resistência ou rocha. Para possibilitar o seu reaproveitamento, a água ao chegar a superfície é dirigida para a caixa d’água onde as partículas de solo sedimentam, deixando o líquido suficientemente limpo para ser rebombeado. O equipamento para execução de perfuração rotativa compreende uma sonda motorizada, hastes, barrilete e coroas diamantadas. O funcionamento da sonda imprime ao conjunto de hastes um movimento de rotação em alta velocidade conjugado a um movimento de translação muito lento na direção vertical de cima para baixo. Ao conjunto de hastes estão acoplados o barrilete (um tubo destinado a receber a amostra da rocha atravessada) e a coroa diamantada que corta a rocha permitindo o avanço da perfuração. A coroa sendo cilíndrica e oca vai, a medida que avança, cortando uma amostra de forma cilíndrica que se aloja no barrilete. A circulação de água é usada para carrear para a superfície pequenos fragmentos de rocha que se desagregam com o avanço do corte e para resfriar a coroa. Na Figura 4.3 é apresentado o esquema de uma sondagem rotativa. Caderno de Encargo de Fundações

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Figura 4.3 – Esquema de uma Sondagem Rotativa. A perfuração por rotativa é normalmente executada para caracterizar maciços rochosos, sendo realizada independente das sondagens à percussão. Não é este, no entanto, o que ocorre nas investigações geotécnicas em Fortaleza. Aqui, a perfuração por rotativa é feita para permitir o prosseguimento da sondagem à percussão ao ser encontrado leitos concrecionados ou camadas de arenito ferruginoso da Formação Barreiras. Nesta situação, depois de atravessada estas camadas, volta-se a cravar o amostrador padrão, para coleta de mostra e determinação da resistência do solo subjacente. O resultado da investigação é apresentado em formulários apropriados denominados de perfis de sondagem. Nestes perfis é indicado em forma de gráfico e tabela, o número de golpes para cravar os últimos 30 cm do amostrador padrão. Número de golpes este, usualmente chamado de SPT (“Standard Penetration Test”), que permite inferir o estado de compacidade das areias e siltes arenosos, bem como a consistência das argilas e siltes argilosos. Nos perfis são também indicados as profundidades de mudança de camadas, a classificação tátil – visual (conforme a NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos) e a consistência (ou a compacidade) de cada camada, bem como a profundidade do nível d’água, como pode ser visto no exemplo mostrado a seguir (ver Figura 4.4). No trecho em rotativa, quando a rocha é suficientemente resistente para permitir a coleta de amostra, são indicados o número de pedaços em que a amostra se apresentou e a relação em porcentagem entre o comprimento da amostra obtida e o comprimento perfurado no trecho (“Porcentagem de Recuperação”). Caso contrário, o amostrador deve ser cravado e apresenta-se no perfil da sondagem o resultado do SPT. Caderno de Encargo de Fundações

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Além dos cuidados já indicados no item anterior, o engenheiro da contratante em suas visitas de acompanhamento do serviço deve atentar, especificamente em relação à sondagem à percussão, para o seguinte: •

Os revestimentos e hastes, que são cortados em pedaços múltiplos de 1,0 metro e desta forma usados para medida da profundidade, não podem divergir de sua dimensão nominal em mais de 1,0 cm.

•

Os revestimentos e hastes devem ser retilíneos (individualmente) e devem quando acoplados formar composições também retilíneas.

•

O bico do amostrador deve estar em bom estado, sem desgaste excessivo ou amassados.

•

A marca na guia do peso deve indicar corretamente a medida de 75 cm, correspondente a altura de queda.

•

Na cravação do amostrador o peso deve ser solto na altura correta para garantir a queda de 75 cm.

•

Os boletins de campo das sondagens devem ser preenchidos e as amostras embaladas e etiquetadas na medida que o furo avança.

•

A classificação das amostras feitas pelo sondador deve ser anotada no boletim de campo de forma legível.

•

O processo de avanço do furo (trado, lavagem ou rotativa) deve ser anotado no boletim de campo.

•

A profundidade do nível d’água deve ser anotada no momento em que este foi atingido e após 24 horas.

4.2 ENSAIO DE CONE De acordo com o MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração De Cone in situ (CPT), o ensaio de cone consiste na cravação no terreno, de forma contínua com velocidade de 20 mm/s, de uma ponteira padronizada (“cone”) capaz de medir separadamente os componentes da resistência do solo: atrito lateral e resistência de ponta. Para se realizar o ensaio, há necessidade de um equipamento de cravação devidamente ancorado e uma composição de hastes, em cuja extremidade é acoplado o cone. No cone estão instalados sensores que medem o atrito lateral e a resistência de ponta, bem como a pressão da água, no caso dos piezocones. Estas medidas são transmitidas por sinais elétricos ou por vibrações para um aparelho na superfície (“Conversor Analógico Digital”) capaz de transformar estes sinais em dígitos que são armazenados em um computador portátil (“laptop”). A Figura 4.5 permite uma melhor visualização do ensaio CPT.

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Figura 4.5 – (a) Princípio de Funcionamento e (b) Vista de um Equipamento (Desenvolvido pela COPPE–UFRJ Juntamente com a GROM – Automação e Sensores). Algumas características técnicas de um equipamento de ensaio cone fabricado no Brasil são indicados a seguir: Capacidade do Equipamento de Cravação Diâmetro do Cone Comprimento do Cone Área da Ponta Cônica Área da Luva de Atrito Sensor de Ponta Capacidade Máxima Resolução Sensor de Atrito Lateral Capacidade Máxima Resolução

20 ton 35,7 mm 265 mm 10 cm2 150 cm2 60 kN 6N 10 kN 2N

A automatização dos procedimentos deste ensaio quase que anula a possibilidade de erros de operação, por outro lado é preciso que os sensores estejam sempre calibrados e aferidos para garantir a qualidade das informações obtidas. Assim, deve ser exigido da empresa executora dos ensaios, os certificados de aferição recentes, prazo não superior a um ano, emitidos por instituição acreditada. Cuidado especial deve ser tomado em relação à ponta do cone que não deve apresentar excessivo desgaste provocado pela abrasão do solo ou rugosidade e em relação as hastes que devem estar em bom estado, formando, quando acopladas, um conjunto retilíneo. A seguir nas Figuras 4.6 e 4.7 são apresentados respectivamente os penetrômetros para CPT e um resultado de ensaio CPTU.

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Figura 4.6 – Penetrômetros para CPT: (a) de Delft, (b) Begemann, (c) Cone Elétrico (FUGRO – Tipo Subtração) e (d) Piezocone (COPPE–UFRJ Modelo 2), Estando Indicados: (1) Luva de Atrito, (2) Anel de Vedação de Solo, (3) Idem, de Àgua, (4) Célula de Carga Total, (5) Idem, de Ponta, (6) Idem, de Atrito, (7) Idem, de Ponta, (8) Transdutor (Medidor) de Poro-Pressão e (9) Elemento Poroso.

Figura 4.7 – Resultado de um Ensaio CPTU (Realizado com Piezocone).

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4.3 INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS Foge ao escopo deste caderno de encargos a apresentação e discussão dos procedimentos usados para elaboração dos projetos de fundação a partir dos dados obtidos na investigação geotécnica. No entanto, para permitir um melhor entendimento dos resultados das sondagens e facilitar o diálogo do engenheiro de obras com o projetista de fundações, a seguir são apresentados de forma muito resumida e simplificada alguns aspectos do uso dos resultados da sondagem a percussão e do ensaio de cone. A partir dos dados da sondagem à percussão (SPT, classificação dos solos e profundidade do lençol freático) e do ensaio de cone (resistência de ponta – qC, atrito lateral – qL) são feitos: •

A escolha do tipo de fundação.

•

O dimensionamento e projeto das fundações.

•

O dimensionamento do sistema de rebaixamento provisório do lençol freático, se for o caso.

•

O projeto de drenagem permanente do subsolo, se houver necessidade.

Da sondagem à percussão obtêm-se, a partir de tabelas e correlações empíricas, as seguintes informações: •

Ângulo de atrito dos solos granulares, coesão não drenada dos solos plásticos e módulo de elasticidade.

•

Coeficiente de permeabilidade.

•

Tensão admissível do terreno.

•

Resistência de ponta e atrito lateral de estacas.

Com base nestes parâmetros, na classificação dos solos e profundidade do lençol freático é possível: Para escolha do tipo, dimensionamento e projeto das fundações, •

Adotar diretamente a tensão admissível do terreno como tensão de trabalho das fundações.

•

Ou com o ângulo de atrito dos solos granulares e a coesão não drenada dos solos plásticos calcular a tensão de ruptura, que dividida por um coeficiente de segurança será adotada como tensão de trabalho das fundações.

•

Com a resistência de ponta e o atrito lateral estimar o comprimento das estacas.

•

Com o módulo de elasticidade estimar os recalques das fundações.

Para definição do processo de escavação e contenção das cavas •

Adotar inclinação dos taludes e os comprimentos enterrados e em balanço das estacas de contenção, com base na experiência do projetista ou indicações bibliográficas.

Caderno de Encargo de Fundações

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•

Ou com o ângulo de atrito dos solos granulares e a coesão não drenada dos solos plásticos analisar a estabilidade dos taludes e calcular os esforços que definirão os comprimentos enterrados e em balanço das estacas de contenção, ou orientarão o dimensionamento de cortinas atirantadas.

•

Com a resistência de ponta e o atrito lateral estimar o comprimento das estacas de contenção, caso estas sejam usadas para suportar cargas da estrutura.

Para dimensionamento do sistema de rebaixamento e do projeto de drenagem •

A partir do coeficiente de permeabilidade calcular vazões, profundidades e espaçamento dos poços de rebaixamento e dos drenos do sistema permanente.

O ensaio de cone fornece diretamente a resistência de ponta e atrito lateral de estacas, sendo possível ainda, a partir de tabelas e correlações empíricas, obter-se as seguintes informações: ângulo de atrito dos solos granulares, coesão não drenada dos solos argilosos e módulo de elasticidade. Com base nestes parâmetros, bem como na classificação dos solos e profundidade do lençol freático obtidos pela sondagem à percussão, são adotados os mesmos procedimentos descritos acima para elaboração dos projetos de fundação, escavação, contenção, rebaixamento e drenagem. Cabe, ainda, ressaltar que os procedimentos usados para definir a tensão admissível do terreno e o comprimento das estacas, bem como para estimar os recalques das fundações, a partir da sondagem à percussão quase sempre são baseados em correlações que transformam as informações (SPT) desta sondagem em valores equivalentes da resistência de ponta (qc ) que seriam obtidos no ensaio de cone. Com isto, aproveita-se a vasta experiência acumulada na Europa e USA, em relação ao uso do cone nos problemas de fundação. Ou seja, o uso do cone na investigação evita uma etapa de cálculo baseada em correlações empíricas estabelecidas para outras regiões e reduz em muito as incertezas embutidas nos procedimentos de cálculo. Ao concluir, são listados a seguir alguns livros, nos quais o engenheiro que deseje, poderá se inteirar dos procedimentos de cálculo aqui citados. •

Fundações – D. A . Velloso e F. R. Lopes, COPPE–UFRJ

•

Dimensionamento de Fundações Profundas – U. R. Alonso, Ed. Edgar Blücher Ltda

•

Previsão e Controle das Fundações – U. R. Alonso, Ed. Edgar Blücher Ltda

•

Exercício de Fundações – U. R. Alonso, Ed.Edgar Blücher Ltda

•

Estrutura de Fundações – M. C. Moraes, McGraw-Hill

•

Cálculos de Fundações – P. R. Rogério

•

Problemas Resolvidos de Fundações – P. R. Rogério

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5.

O SUBSOLO LOCAL

Uma breve descrição da geologia e alguns comentários sobre as características geotécnicas do subsolo da Região Metropolitana de Fortaleza são apresentados a seguir. Com isto pretende-se fornecer aos engenheiros de obra algumas informações sobre as condições geotécnicas mais comumente encontradas nesta região. São informações de ordem geral que em nenhuma hipótese podem substituir a investigação geotécnica prevista pelas Normas, para o local da obra.

5.1 A GEOLOGIA A geologia na Região Metropolitana de Fortaleza, como pode ser visualizada na Figura 5.1, é caracterizada pela presença de rochas cristalinas (metamórficas e ígneas) do Complexo Nordestino, sedimentos terciários do Grupo Barreiras e dunas (edafizadas e móveis). Todas estas feições são cortadas pelos cursos d’água do sistema fluvial, ao longo dos quais sedimentos recentes estão depositados. De forma muito resumida, estas feições são descritas a seguir, procurando criar uma base de referência para o entendimento das características geotécnicas predominantes na região Metropolitana de Fortaleza. A disposição relativa das formações geológicas é apresentada esquematicamente na Figura 5.2, em corte na direção Norte – Sul. As rochas cristalinas do Complexo Nordestino englobam uma vasta seqüência compreendendo metassedimentos, gnaisses, xistos, quartzitos e calcários, com migmátitos e rochas graníticas associadas, cuja idade é referida ao Pré-Cambriano. Predominam na Região Metropolitana os gnaisses de coloração cinza claro, granulação média, foliação bem desenvolvida, constituídos principalmente de quartzo, feldspato e mica. Na área de interesse, esta formação aflora mais no interior (nos municípios de Maracanaú, Maranguape e Caucaia), próximo ao litoral, em Fortaleza, ela está sotoposta ao Grupo Barreiras. Estas rochas, normalmente recobertas por um manto pouco espesso de alteração, formam as principais expressões do relevo na região, compondo as Serras de Maranguape, Aratanha e Camará, onde são exploradas em pedreiras industriais que fornecem pedras em bloco ou britadas para a construção civil. Associados a estas elevações, ocorrem depósitos de colúvios, resultantes do transporte, a pouca distância, dos solos de alteração. O Grupo Barreiras distribui-se como uma faixa sedimentar de largura variável (até 30 km) acompanhando a linha da costa, parcialmente recoberta junto ao litoral por dunas e areias marinhas. Estes sedimentos compõem-se de argilas variegadas e arenitos avermelhados com níveis caulínicos ou ricos em cascalho, algumas vezes apresentando camadas laterizadas e conglomerados grosseiros com cimento ferruginoso. Este processo de oxidação chega a formar camadas de grande resistência, que afloram em alguns pontos do litoral resistindo ao avanço do mar e definindo o formato da costa, como na Volta da Jurema e Pontas do Mucuripe e Iguape.

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Figura 5.1 – Geologia da Região Metropolitana de Fortaleza. Caderno de Encargo de Fundações

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SEDIMENTOS RECENTES RIO COCÓ

AREIAS MARINHA OCEANO ATLÂNTICO

DUNAS FORMAÇÃO BARREIRAS

EMBASAMENTO CRISTALINO

Figura 5.2 – Subsolo de Fortaleza (Corte na Direção Norte-Sul). Sobre os sedimentos do Grupo Barreiras encontram-se as dunas edafizadas (ou páleo-dunas) e dunas móveis, formadas por areias bem selecionadas de granulação fina a média, por vezes siltosas, quartzosas e quartzo-feldspáticas, com coloração amarela, laranja ou acinzentada. Normalmente são sedimentos inconsolidados, embora, em profundidade, apresentem alguma compacidade. Na Região Metropolitana, as dunas encontram-se quase completamente descaracterizadas, mesmo as dunas recentes estão contidas em seus movimentos pelo avanço da urbanização. Já as páleo-dunas apresentam-se superficialmente cobertas por uma camada de areia com matéria orgânica, que lhe dá uma coloração cinza ou marrom. Recortando as feições acima descritas, acompanhando a rede fluvial, estão os depósitos de sedimentos aluvionares. Na região do cristalino, como pode ser visto na Figura 5.3, estes depósitos são constituídos por sedimentos de granulometria grossa ao longo da calha dos rios, enquanto nas planícies de inundação apresentam-se como areias finas, siltes e argilas, quase sempre com presença de matéria orgânica. Próximo ao litoral, sobre os sedimentos terciários e dunas, o retrabalhamento destes materiais pelos rios e riachos propiciou o surgimento de depósitos mais possantes de sedimentos finos, principalmente nas lagoas e mangues, nestes últimos com presença considerável de matéria orgânica. Como exemplo, poderia ser citado o depósito de argila orgânica com 12 metros de espessura no cruzamento da Avenida Engenheiro Santana Júnior com o Rio Cocó.

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Figura 5.3 – Perfil Esquemático de um Vale na Região do Cristalino. Caderno de Encargo de Fundações

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5.2 AS CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DA REGIÃO Acompanhando cada uma das feições geológicas acima descritas, os solos da região apresentam características geotécnicas bem definidas que influenciam o projeto e a execução das obras de engenharia. Estas características são importantes no que diz respeito ao suporte das fundações das edificações, à contenção provisória ou permanente dos maciços a serem cortados para execução das fundações ou instalação de subsolos, bem como ao rebaixamento do lençol freático durante a execução das obras enterradas ou drenagem permanente de subsolos. Nestes solos serão localizadas as ocorrências que irão fornecer os materiais naturais usados nas obras para compor os aterros, a areia para o concreto e para eventuais camadas drenantes ou reaterros em presença de água. Apresenta-se a seguir uma breve discussão do comportamento dos solos, correspondentes a cada uma das feições geológicas, diante dos aspectos acima listados. Ainda, na Figura 5.5 é apresentado um perfil esquemático ao longo da futura Linha Sul do METROFOR, onde estão indicados os resultados de sondagens a percussão, permitindo uma visualização do desenvolvimento na direção Norte-Sul dos solos correspondentes às diversas feições geológicas.

ROCHAS CRISTALINAS A região cristalina, como já foi dito, apresenta-se recoberta por um manto de solo resultante da alteração da rocha local. Estes solos dispõem-se em três horizontes distintos. Um superficial, areno-argiloso com pedregulhos, marrom, com presença de raízes e matérias orgânicas. De pequena espessura, este horizonte não possui importância para obras, a não ser pela necessidade de expurgá-lo quando do lançamento das primeiras camadas de aterro ou no início da exploração das jazidas de solo. De grande importância são os dois outros horizontes, o segundo horizonte, usualmente denominado de solo residual maduro, também constituído por areia argilosa com pedregulhos, vermelho ou amarelo e o solo residual jovem (ou saprolito) que mantém a aparência da rocha gnaissíca e é constituído por frações variáveis de areia, silte e argila, conforme seja o grau de intemperismo sofrido e a composição mineralógica da rocha de origem. A Figura 5.4 apresenta os horizontes do solo de alteração. 1- SOLO SUPERFICIAL 2- RESIDUAL MADURO 3- SAPROLITO ROCHA

Figura 5.4 – Horizontes do Solo de Alteração. Estes solos residuais apresentam excelentes características como suporte quer das obras d’artes e edificações, quer dos aterros. Estacas premoldadas de concreto, Franki e tubulões geralmente se apoiam sobre o horizonte saprolítico, somente as estacas metálicas em razão de suas elevadas capacidades e reduzidas seções ultrapassam esta camada e atingem a rocha subjacente, como pode ser visto na Figura 5.6. Podem, ainda, serem cortados com taludes íngremes quando não-saturados e possuem elevada resistência ao cisalhamento possibilitando obras de contenção relativamente econômicas.

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0 Km

1

SP-0 2 3

26 50 72 48/10

5.50

Solo residual de gnaisse

1.94 Argila arenosa com pedregulho, cinza 2.80

Areia fina e mÚdia com pedregulho cinza e amarela

Novo Maracana· 0.0

Maracana· 2

Jereissati

4

5

20/9

23

11

7 9

6

4.61

Solo residual de gnaisse

3.0e amarela, variegada

Areia fina e mÚdia siltosa com pedregulho, cinza e amarela, variegada 2.0Argila siltosa com pedregulho, cinza

0.0

SP-1

Pajuþara

CRISTALINO

8

1.40 Solo residual de gnaisse 1.90

Argila arenosa com pedregulho e seixos

0.0

Alto Alegre 7 14 11

9 10

2.75 N.A

Esperanþa 7.35

8.45

Solo residual de gnaisse

Argila arenosa com pedregulho e concreþ§es cinza amarela e vermelha, variegada

4.00

2.90Areia fina e mÚdia com pedregulho, cinza

0.0

AracapÚ 2/60 8

14

13

13

17

11 3 3 4 3 2/45 6

3 27/25

Mondubim

13

Vila Manoel Sßtiro

15

18

4 5 6 2 4 2 2 9 30.21

30/25 30/20 15/3

Silte arenoso com cinza

17.50

Arenito alterado

14.10

Argila arenosa com pedregulho cinza amarela

11.18

pedregulho e amarelo

9.18

Silte anenos cinza e vermelho variegado

19

Porangabussu

20

Pe. CÝcero 11.45

Argila arenosa, com pedregulho vermelha e amarela, variegada

7.45

3.87 N.A

Areia fina e mÚdia com pedregulho cinza vermelha e amarela

0.0

SP-5

4

28

26

20

5

4

2/35

2

3 2.9 3 4.36 N.A 2/45

Areia fina e mÚdia argilosa amarela

0.0

SP-3 17

13.20

7.10 N.A

Argila com areia fina a grossa e pedregulhos, variegada

0.0

SP-2 16

29/20

35

33

14

11

6

4

3

3

4 3

3

Couto Fernandes 4

Montese

GRUPO BARREIRAS 4

14

Vila Pery N═VEL D' ┴GUA

Areia pouco argilosa, com pedregulho cinza e amarela variegada

12 0.0

4.66 N.A

7.50

Parangaba

29

6

2

3/45

2/45

2/45

1/45

1/45

2/45

2/45

1/45

2/45

2

SP-11

InÝcio Trecho em T·nel 39 25/15

Domingos OlÝmpio 14.15

Argila arenosa, com pedregulho

12.0

Areia fina e mÚdia pouco argilosa com pedregulho cinza amarela

7.0

Areia fina e mÚdia siltosa cinza amarela

22

Final do T·nel

JoÒo Felipe Areia fina e mÚdia, argilosa

15.45

13.40

N O T A

LEGENDA

Rochas Cristalinas

Grupo Barreiras

PERFIL GEOLËGICO - GEOT╔CNICO DA LINHA SUL

ESCALAS: V: 1/200 H: 1/50.000

Dep¾sitos Fl·vio-Aluvionares e de Mangues

Dunas

Os n·meros Ó esquerda da vertical das sondagens Ó percussÒo representam Ýndices de resistÛncia a penetraþÒo do amostrador Raymond - Terzaghi (° 2") segundo "Standard Penetration Test" - SPT (30 cm finais)

ESTAÃıES

24

Areia fina e mÚdia, siltosa com pedregulho cinza e amarela variegada

8.67

Areia fina e mÚdia, cinza e amarela variegada

2.50 N.A

0.0

SP-15 23 3

2 2

33

18

7

5

5

4

3

3

3

3

3

DUNAS 2

1.6 N.A

0.0

21

Lagoinha 45

Pßtio de Manobras

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InÝcio do METROFOR (Vila das FLores) Ponte sobre o Rio Timb¾

Figura 5.5 – Perfil Geológico-Geotécnico Esquemático no Sentido Norte-Sul. (Acompanhando a Linha Sul do METROFOR).

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1- SOLO SUPERFICIAL PREMOLDADA

METÁLICA

FRANKI

2- RESIDUAL MADURO 3- SAPROLITO ROCHA

Figura 5.6 – Estacas Premoldadas, Franki e Metálicas na Região do Cristalino. A baixa permeabilidade destes solos consorciada ao regime pluvial da Região, faz com que normalmente inexista lençol freático, sendo a presença de água só verificada no fundo dos vales, próximo aos cursos d’água. A baixa permeabilidade, ao mesmo tempo que reduz as vazões de percolação, dificulta o funcionamento de sistemas de rebaixamento do lençol freático através de bombeamento por poços. Assim, quase sempre escavações, abaixo do nível d’água nestes solos, são feitas sem rebaixamento, sendo a água de infiltração coletada por valas escavadas no pé dos taludes e bombeada diretamente do fundo da cava (ver Figura 5.7). Finalmente, serão os solos residuais, jovens ou maduros, as mais importantes fontes de material para construção dos aterros graças a disponibilidade na área rural próxima e ao excelente desempenho como material compactado.

POÇO DE BOMBEAMENTO

Figura 5.7 – Bombeamento do Fundo da Cava.

GRUPO BARREIRAS Os solos mais comuns na área do Grupo Barreiras são misturas de areia, silte e argila em proporções variáveis, formando camadas de areias argilosas, areias siltosas e argilas areno-siltosas, com níveis ricos em cascalho, cuja coloração varia do cinza claro ao vermelho, passando pelo amarelo e o laranja, algumas vezes variegada com a presença irregular de todos estes tons. Existem também leitos conglomeráticos e laterizados (as vezes formando arenitos de cimento ferruginoso) que normalmente ocorrem em cotas próximas ao nível do mar, que são de grande importância para as fundações de edifícios à beira-mar. Nas demais áreas estes leitos conglomeráticos estarão muito profundos em relação às obras e não terão maior importância, a não ser no caso do uso de estacas metálicas de fundação, cuja cravação normalmente é Caderno de Encargo de Fundações

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interrompida ao ser atingida estas camadas. A Figura 5.8 apresenta esquematicamente um leito conglomerático da formação barreiras.

DUNA

LEITO CONGLOMERÁTICO

FORMAÇÃO BARREIRAS

Figura 5.8 – Leito Conglomerático da Formação Barreiras. Ou seja, são as camadas de areia e argila que realmente vão predominar em relação à grande maioria das obras. Estas camadas dispõem-se de forma errática, não só em relação a profundidade como na dimensão horizontal, no que diz respeito a granulometria. Normalmente são pouco permeáveis, formando o nível inferior de um lençol freático contido nas areias de dunas que lhes são sobrejacentes. Apresentam-se com consistência e compacidade variáveis com a profundidade, normalmente crescentes, com valores de SPT (“Standard Penetration Test”) variando de 2 a 5 na superfície até valores da ordem de 25 com profundidades acima de 15 metros. Não constituirão problema para as fundações de obras de pequeno porte, mas exigirão fundações profundas em estacas ou tubulões para obras de maior concentração de cargas. As estacas premoldadas de concreto, Franki e tubulões geralmente atingem profundidades entre 10 a15 metros, já as estacas metálicas avançam até profundidades da ordem de 25 metros, a não ser que encontrem antes, como foi dito acima, arenitos ou conglomerados ferruginosos. No que diz respeito às obras enterradas, os solos do Grupo Barreiras por estarem geralmente saturados e não apresentarem resistência elevada irão exigir cuidadosas obras de contenção. A falsa segurança dada pela coesão de camadas mais argilosas tem levado a escorregamentos de barreiras, inclusive com vítimas, em escavações executadas sem os necessários cuidados. O lençol freático constitui outra preocupação importante. Quase sempre os sistemas de rebaixamento funcionam bem no aqüífero contido nas dunas, mas não tem efeito nas camadas mais impermeáveis subjacentes. No contato da duna com sedimentos do Grupo Barreiras, forma-se um fluxo concentrado de água que dificulta as escavações e exige esgotamento do fundo da cava. Uma solução adotada tem sido a execução de uma berma na profundidade do contato dos dois materiais, na qual se escava uma valeta em todo perímetro da cava. Nesta valeta são coletadas as águas infiltradas que são conduzidas até um poço de bombeamento. Ocorrem também fluxos concentrados em fraturas do arenito e dos conglomerados ferruginosos ou nos níveis onde o cascalho predomina. Neste caso as águas são coletadas em uma valeta no fundo da escavação. A Figura 5.9 apresenta um rebaixamento no contacto Duna-Barreira.

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POÇO DE REBAIXAMENTO

DUNA

POÇO DE BOMBEAMENTO FLUXO CONCENTRADO DE ÀGUA

BARREIRAS

Figura 5.9 – Rebaixamento no Contacto Duna-Barreira. Como material de aterro, os sedimentos terciários quando ricos em argila são de difícil trabalhabilidade, no entanto a dificuldade de se encontrar ocorrências disponíveis destes solos na Região Metropolitana a um preço razoável, torna esta questão de menor importância. A preocupação maior deve ser em relação ao uso destes solos, resultantes de escavações obrigatórias nas obras, como material de reaterro, principalmente em áreas confinadas de obras enterradas. Quando muito argilosos, valeria a pena examinar a possibilidade de substituição do material escavado por areia, da própria escavação ou trazida de fora.

DUNAS As areias finas e médias, as vezes siltosas, de coloração cinza claro, amarela e laranja das dunas aparecem recobrindo os sedimentos do Grupo Barreiras, com espessuras de até 15 metros e compacidade crescente. Nelas está contido um rico aqüífero, atualmente poluído, mas que até um passado bem recente foi a principal fonte de água da população de Fortaleza. Em média, o SPT varia de 2 até 15, da superfície até a base da camada de areia. Tendo em conta a baixa compressibilidade da areia, estes solos são excelentes suportes para pequenas edificações que poderão ser assentes em fundações diretas. Somente, as obras de maior concentração de cargas irão exigir fundações profundas nas áreas de dunas. Geralmente, as estacas premoldadas de concreto, Franki e tubulões alcançam profundidades entre 5 a15 metros. As estacas metálicas não atingem nega nesta camada, indo buscar apoio nos sedimentos terciários subjacentes. O rebaixamento do lençol freático, embora com vazões elevadas decorrentes da alta permeabilidade, é realizado com efetivo sucesso por ponteiras, conjunto de injetores ou poços tubulares de bombas submersas, dependendo da profundidade a ser escavada na duna. Por outro lado, o rebaixamento é imprescindível, a erodibilidade das areias impossibilita qualquer tentativa de escavação neste material, sem um prévio rebaixamento do lençol freático. A Figura 5.10 apresenta o rebaixamento do lençol freático nas dunas.

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POÇO DE REBAIXAMENTO

DUNAS

Figura 5.10 – Rebaixamento do Lençol Freático nas Dunas. As areias de dunas apesar de constituírem excelente material de aterro, provavelmente não estarão disponíveis em virtude da crescente conscientização da população quanto a necessidade de proteção destas áreas. Nada impede, no entanto o uso deste material para reaterro no próprio local da escavação ou em outro canteiro da construtora, onde o solo local for muito argiloso. Em todo caso, existem algumas ocorrências de areias de dunas sendo hoje exploradas comercialmente, que poderão fornecer este material, mas cujo uso, em razão do preço elevado, provavelmente só poderá acontecer em situações especiais.

SEDIMENTOS ALUVIONARES Na região do cristalino, as areias grossas e os pedregulhos encontrados nas calhas dos rios, por constituírem depósitos não consolidados e submetidos a erosão nas grandes cheias, não podem trabalhar como suporte das obras, que deverão se apoiar em fundações profundas sobre o solo residual subjacente ou mesmo sobre a rocha do embasamento. Em razão da granulometria destes depósitos, escavações nestas áreas exigem o prévio rebaixamento do lençol (com vazões elevadas) e taludamento ou contenções. A grande importância deste material é o seu uso como agregado para o concreto das obras civis na Região Metropolitana, o que o faz objeto de intensa exploração comercial em toda malha fluvial próxima. Já as areias finas, siltes e argilas depositadas nas planícies de inundação apresentam-se pouco consistentes e quase sempre com presença de matéria orgânica. Assim, também não se prestam como suporte das obras, exigindo a adoção de fundações profundas, nem como fonte de materiais para aterros. Não é comum que estes depósitos sejam tão pouco resistentes que possam ocasionar problemas de recalques ou de rupturas dos aterros sobre eles construídos, no entanto esta possibilidade existe, obrigando o planejamento de uma investigação geotécnica mais cuidadosa nestas áreas. Os depósitos aluvionares nos rios, mangues e lagoas sobre os sedimentos terciários do Grupo Barreiras e sobre as areias de duna apresentam-se com granulometria fina, presença considerável de matéria orgânica e baixa resistência, constituindo problema de fundação até mesmo para pequenas obras e aterros. Torna-se, assim, obrigatória a adoção de fundações profundas para as obras sobre estes solos devido a reduzida capacidade de carga e a possibilidade de ocorrência de elevados recalques.

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6.

ESCAVAÇÃO E REATERRO

A escavação do terreno deve seguir um plano previamente definido que é expresso através de um projeto. Este projeto, em planta e seções, deverá observar e apresentar o seguinte: •

Localização e cota do RN.

•

Posição e tipo das edificações vizinhas, indicando as distâncias delas à divisa e cotas do terreno natural e de subsolos, se existirem.

•

Indicação em planta da largura e cota das bermas, do topo e do pé dos taludes e dos planos horizontais a serem alcançados na escavação geral.

•

Indicação em planta das escavações localizadas para execução de blocos e sapatas.

•

Diversas seções normais às divisas mostrando as edificações vizinhas, bermas, taludes, planos horizontais a serem alcançados na escavação geral e as escavações localizadas que possam interferir com os vizinhos ou ameaçarem a estabilidade dos taludes.

•

Caso a escavação vá ser procedida por fases, indicar nas seções as cotas a serem atingidas nas diversas etapas e preparar um desenho em planta para cada uma destas etapas.

•

Através de notas, apresentadas no próprio desenho, esclarecer se a escavação será feita por etapas, a seqüência das atividades, o destino a ser dado ao material escavado, a origem do material de reaterro, as especificações geométricas das seções escavadas e as especificações geométricas e tecnológicas dos reaterros.

•

Caso esteja prevista a execução de obras de contenção (cortinas diafragmas, cortinas de estacas moldadas “in situ”, muros de arrimo, tirantes, etc.), estes elementos devem ser indicados nas plantas e seções, independentemente dos projetos específicos de cada um deles.

•

Qualquer ocorrência que possa interferir com a obra (poços tubulares ou “cacimbas”, aterros de lixo ou entulhos, grandes massas enterradas de alvenaria ou concreto remanescente de obras anteriores, etc.) deve ser indicada em planta e nas notas será descrito o procedimento a ser adotado para solucionar o problema.

Para orientar a elaboração do projeto e a execução das escavações e reaterros, a seguir são discutidos alguns aspectos considerados relevantes.

6.1 REFERÊNCIA DE NÍVEL Deve ser localizado o RN das sondagens, que deve ser o mesmo adotado para todos os projetos, e sua cota transportada para um ponto no interior do terreno.

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6.2 ESCAVAÇÃO GERAL DO TERRENO Quando as dimensões do terreno, a profundidade a ser atingida e a área a ser escavada permitirem, a estabilidade da escavação será garantida pela escolha de taludes conforme indicado na figura a seguir: DIVISA

n 1,0 m P<2m P>2m

P

1

n=1 n=2

Figura 6.1 – Talude de Escavação. Caso não exista espaço para execução dos taludes, a estabilidade dos terrenos vizinhos deverá ser garantida por obras de contenção. A solução usual é a contenção por cortina de estacas moldadas “in situ” (ver item 15. Cortina de Contenção) trabalhando em balanço ou atirantadas. Cuidados em relação à escavação: •

Remoção da camada mais superficial com matéria orgânica e entulho.

•

Estocagem do restante do solo escavado para uso na própria obra ou remoção para outra obra.

•

Caso sejam encontrados, durante a escavação, poços aterrados, cisternas, fossas ou aterros de lixo (ou entulhos) não identificados na sondagem, o engenheiro deverá localizar estas irregularidades em planta, verificar a interferência com as fundações e discutir o assunto com o calculista ou consultor de fundações (se houver).

•

Verificação da largura da berma, inclinação dos taludes e profundidade de escavação pelo engenheiro ou pessoa por ele designada, para garantir as seguintes especificações:

Nível da escavação Largura da berma Inclinação do Talude

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Tolerância ± 30 cm + 50 cm + suave

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6.3 ESCAVAÇÃO LOCALIZADA Execução da escavação com cortes verticais até 1,5m de profundidade, profundidades maiores exigem taludamento ou contenção. Ao atingir a profundidade prevista, quando a fundação for em sapata, examinar o solo para verificar se corresponde ao material descrito na sondagem. 6.4 REATERRO LOCALIZADO Espalhar o material em camadas de 10 cm de altura e compactar com placa vibratória, sapo mecânico ou soquete manual. Controle visual: compactar até quando a passagem da placa não provocar recalque na superfície da camada, ou quando os golpes do sapo mecânico ou do soquete já não penetrarem no solo.

6.5 REATERRO GERAL Devem ser tomados os seguintes cuidados: •

Executar pré-compactação do terreno natural.

•

Selecionar material para aterro.

•

Proteger redes de instalações enterradas, com colchão de areia ou envelope de concreto.

•

Definir cota de acabamento de piso e caimento.

•

Com equipamentos adequado, executar a compactação em camadas de 30 cm de espessura, no máximo.

•

Concluir a compactação de acordo com revestimento superficial; (pedra, concreto, cerâmico, paisagismo).

6.6 CONTROLE TECNOLÓGICO De acordo com a NBR – 05681 Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações será obrigatório o controle tecnológico na execução dos aterros em qualquer dos seguintes casos: •

Aterros com responsabilidade de suporte de fundações, pavimentos ou estruturas de contenção.

•

Aterros com altura superior a 1,0 m.

•

Aterros com volume superiores a 1000 m3.

Para orientar a execução do controle será preciso que previamente sejam realizados ensaios de compactação (solos argilosos) ou de densidade (areias e pedregulhos) e definidos os seguintes critérios: •

Características e qualidades do material a ser utilizado.

•

Faixa aceitável de umidade.

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•

Espessura das camadas.

•

Equipamentos de compactação.

•

Grau de compactação (solos argilosos) ou densidade relativa (areias e pedregulhos) mínimos a serem atingidos.

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7.

FUNDAÇÕES DIRETAS (SAPATAS E BLOCOS)

A fundação é a parte da estrutura que transmite ao terreno o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida. A fundação é dita direta ou superficial quando ela se apóia sobre o solo situado logo abaixo da estrutura, elas podem ser em: •

Sapata – são fundações de pequena altura em concreto armado que trabalham à flexão.

•

Bloco – são fundações de grande rigidez (de alvenaria, concreto simples ou ciclópico) que trabalham somente à compressão.

A seguir são apresentados vários tipos de fundações em sapatas.

Figura 7.1 – Tipos de Fundações em Sapatas.

7.1 LOCAÇÃO A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelho topográfico. A partir destes pontos, locar o centro da sapata no terreno com arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro e marcado com um piquete. Marcar, então, as dimensões da sapata sobre o terreno a partir do piquete, de acordo com o projeto.

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7.2 ESCAVAÇÃO E REGULARIZAÇÃO Efetuar escavação até profundidade determinada em projeto, acrescida da espessura da camada de regularização, observando folga lateral para montagem da forma. Executar regularização do fundo da vala em duas camadas: 1a. camada 2a. camada

5 cm de brita 2 compactada 5 cm da concreto fck =10 MPa

7.3 FORMA E DESFORMA Montar a forma de acordo com o projeto, obedecendo o seguinte: EM MADEIRA •

Será utilizada madeira de terceira, tipo virola revestida com compensado resinado 6 mm para blocos, sapatas e cintas em fundações assentes acima do lençol freático do terreno.

•

Será utilizado desmoldante na diluição prevista pelo fabricante a cada utilização da fôrma.

•

As fôrmas deverão ser fabricadas prevendo-se um reaproveitamento mínimo de três vezes, para isso é necessário um planejamento da seqüência de execução das fundações de forma a garantir esta reutilização.

•

As fôrmas de blocos, sapatas e cintas (quando enterradas no terreno) serão executadas somente as laterais, prevendo-se para o fundo duas camadas de regularização de concreto e de brita, com 5 cm de espessura cada.

EM ALVENARIA E CONCRETO Quando o nível de assentamento das fundações for inferior ao nível do lençol freático será adotada fôrma em caixa perdida de alvenaria e concreto. Esta caixa consiste na execução "in loco" da fôrma da fundação usando-se cintas inferior, superior e intermediária (dependendo da altura do bloco) e pilaretes espaçados a cada 100 cm em média. O fechamento executado em alvenaria de tijolo cerâmico com os furos posicionados na vertical e completamente cheios de argamassa 1:12. A caixa penetrará no terreno através da escavação do material existente no seu interior descendo na forma de poço tipo cacimba de anel. Deverá ser fornecido à obra, detalhe completo do sistema de fôrma descrito acima.

7.4 ARMAÇÃO Na preparação e montagem das armaduras será obedecido o seguinte: •

As armaduras deverão ser limpas (isentas de graxa, lama, etc.) e serão executadas obedecendo rigorosamente todas as recomendações previstas no projeto de fundações e ABNT.

Toda e qualquer alteração no tipo de bitolas das armaduras deverá ser consultado o projetista para autorização por escrito das modificações permitidas. Caderno de Encargo de Fundações - 54 •

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•

O planejamento de corte das armaduras será realizado previamente pelo escritório e remetido à obra em duas vias (uma para o arquivo técnico da obra e outra para o mestre ferreiro).

•

Para as armaduras das cintas poderão ser deixadas esperas nos blocos de fundações, desde que respeitados os comprimentos de ancoragem previstos nas normas da ABNT específicos para cada tipo de bitola e aço que são: Aço CA – 50 Bitola Ancoragem 5/16 30 cm 3/8 35 cm ½ 50 cm 5/8 60 cm ¾ 70 cm 7/8 80 cm 1” 95 cm

•

A execução completa das cintas não poderá ir além da execução da estrutura no seu 3o pavimento.

•

Observar possíveis passagens previstas nos projetos de instalações.

•

A montagem da armadura deve obedecer a seguinte seqüência: - Montar armação, observando recobrimentos laterais e de fundo com utilização de pastilhas. - Efetuar o travamento final. - Colocar colarinhos ou pescoço e armações dos pilares. - Fazer limpeza geral. - Conferir forma e armações e liberar para concretagem.

7.5 CONCRETO Será executado de acordo com o fck previsto em projeto e sempre que possível as sapatas serão concretadas em número suficiente para permitir a utilização do sistema de bombeamento de concreto. Poderá ser utilizado concreto com agregado graúdo de diâmetros maiores (brita No 2) e com consistência medida no teste de slump entre 8 e 12 cm. Cuidados maiores deverão ser observados para forma piramidal das sapatas quando do lançamento do concreto, procurando-se obter a inclinação prevista no projeto comparando-a através de arames colocados nos cantos da fôrma bem esticados. A altura máxima de lançamento será de 2,0 m. Deve-se sempre comparar o consumo de concreto com o valor previsto, como forma de se avaliar o volume entregue, bem como as fôrmas executadas. Deve-se sempre molhar as fôrmas antes do lançamento do concreto. Cuidado especial deve ser tomado na vibração.

7.6 FUNDAÇÕES EM COTAS DIFERENTES No caso de fundações próximas, porém em cotas diferentes, devem ser seguidas as seguintes recomendações: Caderno de Encargo de Fundações - 55 -

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•

A reta de maior declive que passa por seus bordos deve fazer, com a vertical, um ângulo α, maior ou igual aos valores indicados a seguir:

α Solos pouco resistentes: α ≥ 60° Solos resistentes: α ≥ 45° Rocha: α ≥ 30° •

A sapata situada em cota mais baixa deve ser executada primeiro.

•

O reaterro da cava da sapata situada em cota mais baixa deve ser cuidadosamente compactado.

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8.

FUNDAÇÕES CORRIDAS (ALICERCES)

As fundações corridas são adotadas para obras de menor responsabilidade, como: guaritas, lixeiras, marquise, portão, casa de gás, muro e paredes de subsolo assentadas sobre cintas estruturais ligadas a fundação do edifício principal. Elas constituídas normalmente por um alicerce de pedra prosseguido por um baldrame normalmente é capeado por uma cinta de impermeabilização.

tais não são que

8.1 ALICERCE DE PEDRA As fundações corridas quando não especificadas em projeto, terão alicerce em pedra argamassada no traço 1:7:3 (cimento, areia fina e areia de rio) em valas de 40 x 40 cm (largura e profundidade) até atingir a altura do terreno natural ou nível de piso interno. As cavas ao final da escavação devem ser examinadas para verificar se foi atingido terreno firme, devendo ser ultrapassadas, se existirem, zonas de denso enraizamento, aterros de lixo e entulho, ou de reaterros mal compactados.

8.2 BALDRAME A partir do nível de piso interno (no caso de subsolo) ou do nível do terreno natural, o alicerce iniciado em pedra terá prosseguimento em alvenaria de tijolo cerâmico, com tijolo dobrado caso exista aterro pelo lado externo. A argamassa de assentamento será a mesma utilizada para o alicerce de pedra. Só deverá ser executado o aterro ou reaterro do baldrame quando já realizado o tratamento de impermeabilização, caso seja necessário.

8.3 CINTA DE IMPERMEABILIZAÇÃO Compreende a execução de cinta corrida em concreto sobre a alvenaria de baldrame para receber as paredes de elevação. Terá seção e a bitola dos ferros corridos determinadas no projeto. O concreto utilizado terá fck = 135 kg/cm2 e a fôrma constitui-se de duas tábuas corridas de virola, colocadas diretamente sobre o baldrame separadas por espaçadores de madeira. A cinta deve ter espessura, no mínimo, igual a parede, já incluído o reboco.

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9.

ESTACAS PREMOLDADAS DE CONCRETO

Estacas premoldadas de concreto são peças longas cilíndricas ou prismáticas cravadas no solo através das quais o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida são transmitidos a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. A seguir são apresentados comentários sobre alguns aspectos importantes da fundação em estacas premoldadas de concreto, cujas cargas máximas admissíveis estruturais são: SEÇÃO (cmxcm) 20 x 20 25 x 25 30 x 30 35 x35

CARGA ADMISSÍVEL ESTRUTURAL (kN) 250 400 550 700

9.1 CONTRATO DE CRAVAÇÃO Antes da aprovação da Proposta de Cravação serão solicitadas, caso ainda não tenham sido fornecidas, as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na cravação, contendo: altura da torre, peso do pilão e potência do motor.

•

Comprimento estimado de cravação das estacas e possível variação deste comprimento.

•

Memória de cálculo da nega ou do repique.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergências entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do Contrato ou aceite da Proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalações e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do canteiro e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no Canteiro de Obra caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

•

Necessidade de vistoria prévia nas edificações vizinhas.

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9.2

CONFECÇÃO

As estacas poderão ser compradas prontas ou concretadas no canteiro. Em todo o caso o consumo mínimo de cimento é de 350 kg/m3, independente de outras exigências do projeto ou de qualquer argumentação do fabricante quanto à resistência das estacas de sua fabricação. Em nenhuma hipótese será aceito consumo inferior ao acima indicado. Quando fabricadas no canteiro, serão obedecidas as seguintes recomendações: •

As estacas serão executadas sobre uma base plana e lisa de cimento queimado. Como forma lateral deverão ser utilizadas chapas de compensado resinado 6mm reforçadas com tábua de virola.

•

Será aplicado desmoldante tipo Desmol, Reax, etc, sobre as fôrmas de madeira e óleo queimado sobre o cimentado.

•

Todas as recomendações observadas em projeto tais como: controle tecnológico, armaduras, reforço da armadura de ponta, fck do concreto, consumo mínimo de cimento de 350 kg/m3, comprimento previsto, furos para previsão de emenda, armadura saliente para emenda, etc., deverão ser rigorosamente verificadas.

•

O recobrimento mínimo da armadura é de 2,5 cm.

•

Deve-se tomar cuidado especial com a cura, evitando-se o aparecimento de fissuras.

•

A previsão de desforma é de um tempo mínimo de 24 horas, tomando-se cuidados especiais no transporte e armazenamento de forma a não comprometer a qualidade da estaca.

ACOMPANHAMENTO DA CONFECÇÃO Quando as estacas forem fabricadas no canteiro, será feito um acompanhamento rigoroso da execução, verificando-se o cumprimento das especificações acima. Quando compradas, o fabricante deve fornecer o traço adotado (com no mínimo 350kg de cimento por metro cúbico) e os relatórios de ruptura dos corpos de prova emitidos por instituição ou empresa com credibilidade.

9.3 LOCAÇÃO DAS ESTACAS A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. A partir destes pontos, locar o centro do pilar e das estacas no terreno com arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser marcados no solo com piquetes de madeira de pelo menos 30 cm de comprimento.

9.4 CRAVAÇÃO Será executada procurando atingir o comprimento previsto, ou ultrapassando-o, até ser obtida a nega ou o repique indicado no projeto, que são específicos para cada tipo de estaca, levando em conta o comprimento e o peso do martelo. Na cravação serão obedecidos os seguintes critérios: Caderno de Encargo de Fundações - 59 -

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•

Os topos das estacas deverão ficar entre o nível do terreno natural e 50 cm abaixo deste nível.

•

A cravação das estacas obedecerá as recomendações da NBR – 6122 da ABNT.

•

A cravação das estacas será controlada por nega, calculada pela “Fórmula dos Holandeses”, usando coeficiente de segurança igual a 10, ou pelo repique conforme descrito mais adiante.

•

O equipamento de cravação deverá ser bate-estaca de queda livre com pilão pesando, no mínimo, 2.000 kg, ou de outro tipo com energia equivalente.

•

Para proteção da cabeça da estaca será usado capacete de aço com coxim de madeira.

O controle de cravação, através da nega, ou pelo repique, tem por objetivo garantir a qualidade (ou homogeneidade) de um estaqueamento, exigindo que as estacas apresentem um mesmo comportamento na cravação. NEGA O cálculo das negas é realizado através da “Fórmula dos Holandeses”, apresentada abaixo. FÓRMULA DOS HOLANDESES: Nega =

Onde: P n h N p

λ

P 2 nh λN (P + p )

= Peso do pilão (ton) = Número de golpes do pilão (usualmente igual a 10) = Altura de queda do pilão (usualmente igual a 1,0 m) = Carga de trabalho da estaca (ton) = Peso da estaca (ton) = Coeficiente de segurança (igual a 10)

REPIQUE O repique representa a parcela elástica do deslocamento máximo da estaca decorrente da aplicação de um golpe do pilão. Ele é obtido através do registro gráfico em uma folha de papel do deslocamento da estaca durante o golpe. Isto é feito, como pode ser visto na Figura 9.1, movendo-se um lápis, apoiado em uma régua fixa ao solo, de forma lenta e contínua sobre uma folha de papel presa à estaca, no momento da aplicação do golpe. O repique (K), mostrado no Detalhe-A da Figura 9.1, é composto de duas parcelas: K = C 2 + C3 Onde: C 2 = Deformação elástica da estaca C3 = Deformação elástica do solo sob a ponta da estaca

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O valor de C3 pode ser estimado como igual a nega ( s ) da estaca para um golpe, ou seja assume-se que a deformação elástica do solo sob a ponta da estaca é aproximadamente igual à deformação permanente do solo. Por diferença, obtêm-se o valor de C 2 e a partir dele, de maneira simplificada, o valor da carga de ruptura da estaca ( N R em kN):

NR =

C2 A E 0,7 L

Onde: A E L

= Área da seção da estaca (cm2) = Módulo de elasticidade da estaca (2500 kN/cm2) = Comprimento cravado da estaca (cm)

Para orientar o controle da cravação, calcula-se previamente o valor de C 2 usando-se a mesma expressão acima:

C2 =

0,7 LN R AE

E obtêm-se o repique, somando-se a C 2 o valor da nega ( s ), correspondente a um golpe do pilão, medido durante a cravação, ou seja: K = C2 + s

VERIFICAÇÃO DA INTEGRIDADE DAS ESTACAS •

Antes, durante e após a cravação, as estacas devem ser examinadas para verificação da sua integridade estrutural. Alguns cuidados são recomendados:

•

Fissuras transversais de 0,2 até 1 mm de espessura, antes do içamento das estacas, devem ser marcadas com lápis de cera e acompanhadas durante o içamento e aprumo da estaca junto ao bate-estaca. Caso as fissuras tenham se fechado, após o içamento, para espessuras inferiores a 0,2 mm, nenhuma providência precisa ser tomada, caso contrário, a estaca deve ser rejeitada.

•

A estaca deve ser rejeitada caso haja fissuras transversais, antes do içamento, superiores a 1 mm de espessura,.

•

Estacas com fissuras longitudinais devem ser rejeitadas.

•

Podem ser recuperadas, estacas que apresentem pequenas desagregações superficiais ou pequenas quebras superficiais devidas a pancadas acidentais durante o transporte.

•

Rupturas do corpo da estaca durante a cravação deverão ter sua causa analisada e, dependendo desta e da profundidade onde ocorreu a ruptura, a estaca poderá ser extraída, abandonada ou cortada e recuperada.

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•

Esmagamento da cabeça da estaca durante a cravação, deverá ter sua causa corrigida e a cravação prosseguida após o corte da parte danificada e regularização do topo da estaca.

Figura 9.1 – Medida do Repique. ACOMPANHAMENTO DA CRAVAÇÃO Será feito o acompanhamento da cravação, estaca por estaca, observando-se o posicionamento e a verticalidade das estacas e fazendo-se o controle e registros de negas ou repiques, comprimentos das estacas, comprimentos de cravação e data da cravação, bem como de todos os fatos que interessem ao comportamento da obra. Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: •

Para cada estaca, o executor da cravação deve preencher o Boletim de Cravação anotando, no mínimo, os seguintes elementos: • Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. • Desaprumo e desvio de locação. • Características do equipamento de cravação. • Negas, ou repique, no final da cravação e na recravação, se houver. • Deslocamento e levantamento de estacas pela cravação de estacas vizinhas. • Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Cravação deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

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•

No decorrer da cravação das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Cravação.

•

Os comprimentos de cravação são estimados a partir das sondagens. Comprimentos de cravação que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local. O comprimento de cravação e a nega da estaca são determinantes no aceite da estaca.

•

Após a cravação das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha de VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS CRAVAÇÃO, apresentada em anexo.

•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto ao posicionamento e verticalidade.

•

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

9.5 EMENDA DA ESTACA Será executada por concretagem de um complemento acima da peça já cravada, colando com epóxi uma outra estaca na extremidade da peça cravada, ou pela utilização de estacas providos de anéis de aço que possibilitam, por solda, a emenda de elementos justapostos, obedecendo ao que se segue: •

A emenda deve ter resistência nunca inferior à da própria peça.

•

Não serão aceitas mais que uma emenda por estaca.

•

Os extremos das estacas a serem emendadas deverão estar cortados em esquadro e apresentar superfície limpa.

A NBR – 6122 recomenda uso de emenda por solda, que pode ser melhor visualizada na Figura 9.2 abaixo, sempre que haja a possibilidade de esforços de tração na estaca.

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Figura 9.2 – Emenda por Solda.

9.6 CORTE Será executado na cota de arrasamento prevista em projeto. Nesta operação devese empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. Quando tiver ocorrido quebra da cabeça da estaca, o corte deve ser feito de modo a remover o concreto fraturado, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondo-se, a seguir o trecho da estaca até essa cota. Nas estacas de grandes dimensões, poder-se-á utilizar um martelo leve, tomando-se o mesmo cuidado quanto à inclinação.

9.7 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga. 9.8 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no item 7. Fundações Diretas. No entanto, não há preocupação em relação à qualidade do terreno sobre o qual se apóia o bloco.

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS CRAVAÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

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10.

ESTACAS METÁLICAS

Estacas metálicas, constituídas por trilhos, perfis metálicos e tubos, ou conjuntos destes elementos soldados longitudinalmente, são cravadas no solo para transmitir o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. A seguir são apresentados comentários sobre alguns aspectos importantes da fundação em estacas metálicas, cujas cargas máximas admissíveis estruturais são indicadas na tabela abaixo. Tabela 10.1 – Cargas Máximas em Estacas Metálicas Totalmente Enterradas. Tipo de Perfil

Perfis Laminados C.S.N. (1a alma)

Área (cm2) 47,3 34,8

Peso (N/m) 371 273

Carga Máxima (kN) 400 300

”

48,1

377

400

I 12”x5 8 ” TR 25 TR 32 TR 37 TR 45 TR 50 TR 57

77,3 31,4 40,9 47,3 56,8 64,2 72,6

606 246,5 320,5 371,1 446,5 503,5 569,0

700 250 (200) 350 (250) 400 (300) 450 (350) 550 (400) 600 (450)

Denominação H 6”x6” I 8”x4” I 10”x4

5

8

5

Trilhos C.S.N.

Nota: 1) Os valores entre parênteses referem-se a trilhos usados com redução máxima de peso de 20% e com nenhuma seção com redução a 40%. 2) Para calcular a carga de perfis compostos basta multiplicar a carga da Tabela pelo número de perfis que compõe a estaca. 3) As cargas indicadas na Tabela são as máximas que a estaca poderá resistir devendo dotá-la de um comprimento tal que essa carga possa ser transferida ao solo.

10.1

CONTRATO DE CRAVAÇÃO

Antes da aprovação da Proposta serão solicitadas ao executor do estaqueamento as seguintes informações: •

Tipo de trilho (peso por metro) ou perfil metálico (dimensões e área da seção, peso por metro, características do aço e fabricante).

•

Comprimentos das peças a serem fornecidas.

•

Seção da estaca quando esta for formada pela solda longitudinal de dois ou mais trilhos (ou perfis).

•

Especificação da solda longitudinal, definindo espaçamento e comprimento dos cordões de solda, seção do cordão, tipo de eletrodo e do equipamento de soldagem.

•

Descrição do equipamento a ser usado na cravação, contendo: altura da torre, peso do pilão e potência do motor.

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•

Comprimento estimado de cravação das estacas e possível variação deste comprimento.

•

Número previsto de emendas de topo para atingir o comprimento previsto de cravação.

•

Especificação das emendas de topo.

•

Memória de cálculo da nega.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergências entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são:

10.2

•

Instalações e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do canteiro e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no Canteiro de Obra caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente pessoal.

CONFECÇÃO

As estacas metálicas são formadas por trilhos ou perfis metálicos, individualmente ou conjuntos de dois ou mais elementos soldados longitudinalmente. Na determinação da carga de trabalho destas estacas deve ser levado em conta um desgaste de 5% da seção total no caso de trilho e uma corrosão que atinja a profundidade de 0,2 cm ao longo de todo o perímetro da estaca, quer seja trilho ou perfil. Para efeito de recebimento, na obra, os trilhos deverão atender as seguintes exigências: •

Peças com comprimentos variando entre 6 a 12 m.

•

Trilhos com seção uniforme e retilíneo, podendo apresentar defeitos julgados toleráveis.

•

Os trilhos poderão apresentar um desgaste máximo de 5% (cinco por cento) da seção total.

•

Os trilhos deverão ser aproximadamente retilíneos, aceitando-se as peças com raio de curvatura maior que 400 m.

Para obtenção de estacas duplas e triplas são executados cordões de solda, obedecendo ao seguinte: •

Os cordões são alternados a cada 50 cm na ligação entre as peças.

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•

Nesta solda é usado eletrodo tipo OK – 4804 de 4 mm, ou similar, e máquina de solda capaz de fornecer uma corrente de 140 amperes.

•

O cordão de solda deverá ter seção triangular com altura de 0,6 cm.

•

O cordão será executado em trechos de 50 cm, espaçados de 50 cm no caso do duplo trilho e 100 cm no caso do triplo trilho.

•

Em uma mesma seção transversal só deverá existir um cordão de solda. Esta observação não é valida para os 50 cm extremos de estaca que deverão ser soldados nos dois lados no caso de duplo trilho e nas três arestas no caso de triplo trilho.

Os trilhos serão colocados sapata contra sapata no caso do duplo trilho ou dispostos de modo que as sapatas formem um triângulo eqüilátero no caso de triplo trilho como pode ser visto na figura a seguir.

Figura 10.1 – Soldagem de Trilhos Metálicos. ACOMPANHAMENTO DA CONFECÇÃO Será feito um acompanhamento rigoroso da execução de soldas na formação de estacas duplas e triplas, verificando-se o cumprimento das especificações.

10.3

LOCAÇÃO DAS ESTACAS

A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. A partir destes pontos, locar o centro do pilar e das estacas no terreno com arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser marcados solo com piquetes de madeira de pelo menos 30 cm de comprimento. 10.4

CRAVAÇÃO DE ESTACAS METÁLICAS

Será executada procurando atingir o comprimento previsto, ou ultrapassando-o, até ser obtida a nega ou o repique indicado no projeto, que são específicos para cada tipo de Caderno de Encargo de Fundações

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estaca, levando em conta o comprimento e o peso do martelo. Na cravação serão obedecidos os seguintes critérios: •

Os topos das estacas deverão ficar entre o nível do terreno natural e 50 cm abaixo deste nível.

•

A cravação das estacas obedecerá as recomendações da NBR – 6122 da ABNT.

•

A cravação das estacas será controlada por nega, calculada pela “Fórmula dos Holandeses”, usando coeficiente de segurança igual a 10, ou pelo repique conforme descrito mais adiante.

•

O equipamento de cravação deverá ser bate-estaca de queda livre com pilão pesando, no mínimo, 2.000 kg, ou de outro tipo com energia equivalente.

•

Para proteção da cabeça da estaca será usado capacete de aço com coxim de madeira.

O controle de cravação, através da nega, ou pelo repique, tem por objetivo garantir a qualidade (ou homogeneidade) de um estaqueamento, exigindo que as estacas apresentem um mesmo comportamento na cravação. NEGA O cálculo das negas é realizado através da “Fórmula dos Holandeses”, apresentada abaixo. FÓRMULA DOS HOLANDESES: Nega =

Onde: P n h N p

λ

P 2 nh λN (P + p )

= Peso do pilão (ton) = Número de golpes do pilão (usualmente igual a 10) = Altura de queda do pilão (usualmente igual a 1,0 m) = Carga de trabalho da estaca (ton) = Peso da estaca (ton) = Coeficiente de segurança (igual a 10)

REPIQUE O repique representa a parcela elástica do deslocamento máximo da estaca decorrente da aplicação de um golpe do pilão. Ele é obtido através do registro gráfico em uma folha de papel do deslocamento da estaca durante o golpe. Isto é feito, como pode ser visto na Figura 10.2, movendo-se um lápis, apoiado em uma régua fixa ao solo, de forma lenta e contínua sobre uma folha de papel presa à estaca, no momento da aplicação do golpe. O repique (K), mostrado no Detalhe-A da Figura 10.2, é composto de duas parcelas:

K = C 2 + C3 Onde: C 2 = Deformação elástica da estaca

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C3 = Deformação elástica do solo sob a ponta da estaca O valor de C3 pode ser estimado como igual a nega ( s ) da estaca para um golpe, ou seja assume-se que a deformação elástica do solo sob a ponta da estaca é aproximadamente igual à deformação permanente do solo. Por diferença, obtêm-se o valor de C 2 e a partir dele, de maneira simplificada, o valor da carga de ruptura da estaca ( N R em kN):

NR =

C2 A E 0,7 L

Onde: A E L

= Área da seção da estaca (cm2) = Módulo de elasticidade da estaca (2500 kN/cm2) = Comprimento cravado da estaca (cm)

Para orientar o controle da cravação, calcula-se previamente o valor de C 2 usando-se a mesma expressão acima:

C2 =

0,7 LN R AE

E obtêm-se o repique, somando-se a C 2 o valor da nega ( s ), correspondente a um golpe do pilão, medido durante a cravação, ou seja: K = C2 + s

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Figura 10.2 – Medida do Repique. ACOMPANHAMENTO DA CRAVAÇÃO Será feito o acompanhamento da cravação, estaca por estaca, observando-se o posicionamento e a verticalidade das estacas e fazendo-se o controle e registros de negas ou repiques, comprimentos das estacas, comprimentos de cravação e data da cravação, bem como de todos os fatos que interessem ao comportamento da obra. Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: •

Para cada estaca, o executor da cravação deve preencher o Boletim de Cravação anotando, no mínimo, os seguintes elementos: - Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. - Desaprumo e desvio de locação. - Características do equipamento de cravação. - Negas, ou repique, no final da cravação e na recravação, se houver. - Deslocamento e levantamento de estacas pela cravação de estacas vizinhas. - Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Cravação deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da cravação das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Cravação.

•

Os comprimentos de cravação são estimados a partir das sondagens. Comprimentos de cravação que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de

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verificação no local. O comprimento de cravação e a nega da estaca são determinantes no aceite da estaca.

10.5

•

Após a cravação das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS CRAVAÇÃO, apresentada em anexo.

•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto a posicionamento e verticalidade.

•

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

•

No caso de estacas com necessidades de emendas de topo, estas emendas serão acompanhadas verificando-se o cumprimento das especificações a seguir apresentadas.

EMENDA DE TOPO

Será executada com talas de junção específica para cada tipo de trilho ou perfil, e solda em cordões que garantam uma resistência nunca inferior à da própria peça, obedecendo, ainda: •

Não serão aceitas mais que duas emendas por estaca.

•

Nesta solda é usado eletrodo tipo OK – 4804 de 4 mm, ou similar, e máquina de solda capaz de fornecer uma corrente de 140 ampères.

•

Os extremos das estacas a serem emendadas deverão estar cortados em esquadro e apresentar superfície limpa.

•

A cravação da estaca pode ser prosseguida imediatamente após a realização da solda.

Para o caso de estacas de trilho, serão adotados os seguintes cuidados: •

A emenda será feita por meio de chapas de aço ou talas ferroviárias com seção de no mínimo 10 cm2. Para cada trilho serão usadas duas talas.

•

Estas talas ou chapas deverão ter no mínimo 20 cm de comprimento de modo que fique pelo menos 10 cm em contato com cada trilho.

•

A solda da tala com o trilho será feita por meio de cordão contínuo, com 0,6 cm de altura, ao longo de todo perímetro de tala em contato com a lateral do trilho.

Nas estacas formadas por perfis metálicos devem ser seguidas as recomendações da ABEF, apresentadas em anexo. Caderno de Encargo de Fundações

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10.6

CORTE Será executado na cota de arrasamento prevista em projeto.

10.7

ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA

Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga.

10.8

EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO

A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no Item 7. Fundações Diretas. No entanto dois aspectos devem ser ressaltados: • Não há preocupação em relação à qualidade do terreno de apoio do bloco. • Sobre o topo da estaca é montada uma grelha de aço para combater o cisalhamento.

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS CRAVAÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

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ANEXO C (NORMATIVO) Modelos de emendas em perfis metálicos Manual de Especificações de Produtos e Procedimentos ABEF As figuras C.1 a C.6 indicam os modelos de emenda conforme o perfil.

Figura C.1 – Emenda Tipo 1 Perfil I 10”x4 5/8”. A - Solda das Talas A.1 Mesas a)2 flanges recortados do perfil I 10”x4 5/8” - 12,5x118,4x380,0 mm deslocados 10mm, em relação ao eixo do perfil. Peso = 8,96 Kg (2as flanges). b)Filete de solda contínua em toda a periferia, 8,0mm. Comp. Filete = 2x977mm. A.2 Alma

d

c) 2 chapas 7,87x150x185mm. Peso total = 3,41 Kg. d)Filete de solda 8,0 mm contínuo em toda a periferia. Comp. Filete = 2x670 mm. B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e)nas faces internas, solda de entalhe contínua, penetração mínima 6 mm, comp. Solda entalhe = 4x55 mm.

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B.2 Almas f) solda de entalhe contínua, penetração mínima 3,5 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x39 mm. NOTAS:

c d

1. As talas e são previamente soldadas no elemento superior 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

Figura C.2 – Emenda Tipo 1 Perfil I 12”x5 1/4”. A - Solda das Talas A.1 Mesas

c

a) 2 flanges recortados do perfil I 12”x5 1/4” - 16,7x133,4x450,0 mm deslocados 12,5 mm, em relação ao eixo do perfil. Peso = 16,07 Kg (2as flanges). b) Filete de solda 3/8” = 9,53 mm ≅ 10,0 mm, em toda a periferia. Comp. Filete = 2x790mm. A.2 Alma

d

c) 2 chapas 11,7x175x220 mm. Peso total = 7,07 Kg. d) Filete de solda contínuo 3/8” = 9,53 mm ≅ 10,0 mm, em toda a periferia. Comp. Filete = 2x790 mm.

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B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e) nas faces internas, solda contínua de entalhe, penetração mínima 3/8” = 9,53 mm ≅ 10,0 mm, comp. solda entalhe = 4x60 mm. B.2 Almas f) solda contínua de entalhe, penetração mínima 3,5 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x48 mm. NOTAS:

c d

1. As talas e são previamente soldadas no elemento superior 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

Figura C.3 – Emenda Tipo 1 Perfil CS 250x76.

A - Solda das Talas A.1 Mesas a) 4 flanges

c 16x122,5x420 mm, peso total = 25,848 Kg

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b) solda de filete contínuo 10 mm em toda a periferia. Comp. filete = 4x1060 mm. A.2 Alma

d

c) 2 chapas 8x150x300 mm. Peso total = 5,652 Kg. d) Solda de filete contínuo 0,8 mm, em toda periferia. Comp. filete = 2x900 mm. B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e) nas faces internas, solda contínua de entalhe, penetração mínima 10,0 mm, comp. solda entalhe = 4x121 mm. B.2 Almas f) solda de entalhe, penetração mínima 4 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x34 mm. NOTAS:

c d

e são previamente soldadas no elemento superior 1. As talas 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

Figura C.4 – Emenda Tipo 1 Perfil CS 300x115.

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A - Solda das Talas A.1 Mesas

c

a) 4 Chapas 19x147,5x600 mm, peso total = 52,915 Kg b) solda de filete contínuo 10 mm em toda a periferia. Comp. filete = 4x1470 mm. (filete 3/8” = 9,53 mm ≅ 10 mm) A.2 Alma

d

c) 2 chapas 12,5x150x350 mm. Peso total = 10,464 Kg. d) Solda de filete contínuo 10 mm, em toda periferia. Comp. filete = 2x1000 mm. (filete 3/8” = 9,53 mm ≅ 10 mm). B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e) nas faces internas, solda contínua de entalhe, penetração mínima 10,0 mm, comp. solda entalhe = 4x143,7 mm. B.2 Almas f) solda contínua de entalhe, penetração mínima 6 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x56 mm. NOTAS:

c d

1. As talas e são previamente soldadas no elemento superior 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

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Figura C.5 – Emenda Tipo 2 Perfil CS 250x76. A - Solda das Talas A.1 Mesas

c

e) 4 Chapas 16x122,5x300 mm, peso total = 18,463 Kg f) solda de filete contínuo 10 mm em toda a periferia. Comp. filete = 4x820 mm. (filete 3/8” = 9,53 mm ≅ 10 mm) A.2 Alma

d

g) 2 chapas 8x106x300 mm. Peso total = 3,994 Kg. h) Solda de filete contínuo 8 mm, em toda periferia. Comp. filete = 2x182 mm. B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e) nas faces internas, solda contínua de entalhe, penetração mínima 10,0 mm, comp. solda entalhe = 4x121 mm. B.2 Almas f) solda contínua de entalhe, penetração mínima 4 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x56 mm. NOTAS:

c d

e são previamente soldadas no elemento superior 1. As talas 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

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Figura C.6 – Emenda Tipo 2 Perfil CS 300x115.

A - Solda das Talas A.1 Mesas

c

19x147,5x300 mm, peso total = 26,458 Kg a) 4 Chapas b) solda de filete contínuo 10 mm em toda a periferia. Comp. filete = 4x870 mm. (filete 3/8” = 9,53 mm ≅ 10 mm) A.2 Alma

d

c) 2 chapas 12,5x150x350 mm. Peso total = 7,653 Kg. d) Solda de filete contínuo 8 mm, em toda periferia. Comp. filete = 2x856 mm. B - Solda de Topo no Perfil B.1 Mesas e) nas faces internas, solda contínua de entalhe, penetração mínima 10,0 mm, comp. solda entalhe = 4x143,7 mm. B.2 Almas f) solda contínua de entalhe, penetração mínima 6 mm, em cada uma das quatro faces, comp. solda entalhe = 4x67 mm. Caderno de Encargo de Fundações

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NOTAS:

c d

1. As talas e são previamente soldadas no elemento superior 2. O elemento superior é colocado em posição sobre o topo do perfil já cravado, sendo ajustado com o auxílio do martelo.

Caderno de Encargo de Fundações

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11. ESTACAS FRANKI As estacas Franki são moldadas “in situ”, como pode ser visualizado na figura apresentada a seguir, para transmitir o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. Na sua execução são obedecidas as seguintes etapas: 1. Cravação do tubo Franki com bucha de concreto. 2. Atingida a profundidade necessária, executa-se a base com tubo suspenso nos cabos de tração. 3. Colocação da armadura. 4. O concreto é lançado gradativamente no tubo em seguida apiloado, ao mesmo tempo em que o tubo é retirado lentamente deixando-se sempre, no interior, uma quantidade de concreto.

Figura 11.1 – Estaca Franki. A seguir são apresentados comentários sobre alguns aspectos importantes da fundação em estacas Franki. Caderno de Encargo de Fundações

- 83 -

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11.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor do estaqueamento as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na execução das estacas, contendo: altura da torre, peso do pilão, potência do motor e comprimento do tubo.

•

Método de cravação (convencional, trepanagem ou tubo aberto).

•

Memória de cálculo da nega de cravação do tubo e da carga admissível da estaca.

•

Profundidade estimada de cravação do tubo.

•

Energia mínima de cravação do tubo.

•

Volume e traço do concreto da base.

•

Energia mínima de apiloamento do último volume de concreto da base.

•

Traço do fuste.

•

Altura de segurança.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são:

11.2

•

Instalação e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

LOCAÇÃO DAS ESTACAS

A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. Para locação do centro do pilar e das estacas, no terreno serão utilizados arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser fixados no solo com piquetes de madeira com pelo menos 30 cm de comprimento. 11.3

CRAVAÇÃO DO TUBO

As estacas serão executadas com auxílio de um tubo de revestimento, recuperável, abrangendo todo o comprimento da estaca, obedecendo ao que se segue:

Caderno de Encargo de Fundações

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•

O diâmetro externo de tubo deverá ser igual ao diâmetro especificado para a estaca.

•

O tubo deverá ser cravado, verticalmente, com auxílio de um pilão de queda livre caindo sobre uma bucha de brita e areia que tampona a extremidade inferior do tubo.

•

O controle de cravação do tubo usualmente feito pelos empreiteiros de cravação baseia-se na energia de cravação de acordo com o critério de se obter uma resistência dinâmica do terreno compatível com a resistência apenas do tubo sem o bulbo.

•

O tubo deverá ser cravado. procurando atingir a profundidade estimada de cravação ou ultrapassando esta profundidade, até ser alcançada a energia mínima de cravação e a nega.

CONTROLE DE CRAVAÇÃO DO TUBO O controle de cravação, através da energia mínima e da nega, tem por objetivo garantir a qualidade (ou homogeneidade) de um estaqueamento, através da exigência das estacas apresentarem um mesmo comportamento na cravação. Energia de Cravação Do Tubo Durante a cravação do tubo a maior ou menor resistência do solo ao avanço é determinada pela energia mecânica usada na cravação do tubo. Esta energia é dada pela expressão: E = n wh Onde: E = energia de cravação do tubo n = número de golpes dados para a cravação de 50 cm do tubo w = peso do pilão h = altura de queda do pilão Com base nesta fórmula, conhecendo o peso do pilão e a sua altura de queda, é possível determinar o número de golpes que corresponde a energia mínima de cravação da estaca que está sendo cravada. Esta energia é obtida na tabela apresentada a seguir (lembrando que 1,0 kgf = 9,8 x 10-3 kN). O número de golpes correspondente a energia mínima pode ser encontrado, também, na tabela apresentada na página seguinte. ENERGIA DE CRAVAÇÃO Diâmetro do tubo (mm) Energia mínima de cravação (kN. m) 300 1800 350 2300 400 3000 450 4000 520 4500 600 5000 700 6000

Caderno de Encargo de Fundações

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NÚMERO MÍNIMO DE GOLPES PARA SER ATINGIDA A ENERGIA

Diâmetro (mm)

300

350

400

450

520

600

700

Peso do Pilão (kg)

6,00

7,20

1000 1200 1300 1400 1500 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2140 2000 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2780 2500 3030 3070 3150 3600 3680 3800 2800 2900 3000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 3000 3700 3800 4000 4100 4200 4300 4590 4000 4200 4590 4700 5000

30 25 23 22 20 26 24 22 21 20 19 18 25 23 22 21 20 19 19 18 27 22 22 21 18 18 18 27 26 25 24 23 23 22 21 21 20 20 19 19 18 18 28 23 22 21 20 20 19 18 25 24 22 22 20

25 21 20 18 17 21 20 19 18 17 16 15 21 19 18 17 17 16 15 15 22 18 18 18 15 15 15 22 22 21 20 20 19 18 18 17 17 16 16 16 15 15 23 19 18 17 17 17 16 15 21 20 19 18 17

Caderno de Encargo de Fundações

Altura de Queda (m)

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Na obra é preparado um diagrama (chamado de Diagrama de Cravação) onde é indicado graficamente o número de golpes necessário a cravação de 50 cm do tubo para um pilão caindo de uma mesma altura. A cravação é concluída quando, atingida a profundidade prevista para a estaca, e obtêm-se, no mínimo em dois trechos consecutivos de 50 cm, a energia mínima (indicada pelo número de golpes calculado com ajuda da fórmula acima). Negas do tubo São tiradas três negas: •

Nega para dez golpes de 1 metro

•

Nega para um golpe de 3 metros

•

Nega para um golpe de 5 metros.

FÓRMULA DE BRIX Nega =

P 2 pnh λN (P + p )

Onde: P n h N p

λ

= Peso do pilão (ton) = Número de golpes do pilão (n = 10, n = 1, n = 1) = Altura de queda do pilão (calcular a nega para 1m, 3m e 5m) = Carga de trabalho da estaca (ton) = Peso do tubo + peso da bucha (ton) = Coeficiente de segurança ( λ = 5 )

DIÂM. DO TUBO (mm)

300

PILÕES 350 400

PESO MÍNIMO (kg)

1000

1500

2000

2500

2800

3000

4000

DIÂM. MÍNIMO (mm)

180

220

250

280

310

380

400

450

520

600

700

PESO DOS TUBOS FRANKI E DAS BUCHAS DIÂMETRO DO TUBO (mm)

300

350

400

450

520

600

700

PESO DO TUBO (kg/m)

140

175

225

290

365

450

550

VOLUME DA BUCHA (litros)

120

160

210

270

320

480

650

PESO DA BUCHA (kg)

240

320

420

540

620

1000 1300

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11.4 ABERTURA DA BASE Atingindo a profundidade adequada, inicia-se a execução da base alargada. O tubo deve ser preso nos cabos de tração para que não desça durante o apiloamento da bucha de brita e areia. Quando a bucha estiver quase totalmente expulsa, introduz-se no tubo uma caçamba de concreto, iniciando-se então a operação de abertura da base. Para os locais onde o solo se mostrar muito resistente, impedindo a expulsão da bucha ou abertura de base, o tubo deverá ser suspenso alguns centímetros para criar espaço para expulsão da bucha. A base alargada deve ser formada através do apiloamento de concreto (slump igual a zero) no solo. Deve-se anotar o volume de concreto injetado e o número de golpes para injetar cada caçamba de concreto lançado. Se a energia especificada não for obtida na profundidade selecionada, o tubo deverá ser cravado através da base alargada até uma nova profundidade que satisfaça os requisitos mínimos de energia da cravação. O concreto utilizado no processo Franki, devido a grande energia de apiloamento tem característica própria, particular, chegando a ser um traço experimental. Ele tem um fator água/cimento variando entre 0,20 a 0,28 (conforme as condições do terreno local) com o seguinte traço: 1 saco de cimento 90 litros de areia ⎧⎪n o 2 − Estacas ϕ < 400 mm 140 litros de brita ⎨ o ⎪⎩n 3 − Estacas ϕ > 400 mm O concreto seco (“Slump zero”) usado nas estacas tipo Franki não permite a moldagem de corpos de prova cilíndricos para ensaios de resistência. O procedimento recomendado nesse caso é adicionar água ao concreto até atingir um “Slump” na faixa de 2 a 3 e então proceder a moldagem. Se a resistência obtida nessas condições atingir o valor especificado (20 MPa) o resultado pode com segurança ser extrapolado para o concreto da estaca (relação água/cimento inferior ao da moldagem). A principal característica do processo FRANKI é permitir o alargamento da base, o que aumenta consideravelmente a capacidade de carga da estaca ou reciprocamente, permite obter uma mesma capacidade de carga com profundidade menor em relação a uma estaca que não tenha a base alargada. Este acréscimo de capacidade de carga resulta do aumento da seção da estaca, bem como de uma melhoria das características mecânicas do solo fortemente compactado em torno da base. O aumento da seção da estaca nos é dado pelo volume de concreto injetado na base.

Caderno de Encargo de Fundações

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VOLUME DE BASE (litro) BASES MÍNIMA NORMAL USUAL ESPECIAL

300 90 90 180 270

350 90 180 270 360

DIÂMETRO DA ESTACA (mm) 400 450 520 180 270 300 270 360 450 360 450 600 450 600 750

VOLUME DA BASE (litros) 90 150 180 270 300 360 450 540 600 630 750 900 1050

600 450 600 750 900

ÁREA DA BASE (m2) 0,212 0,292 0,332 0,430 0,478 0,528 0,608 0,694 0,739 0,785 0,866 0,985 1,112

700 600 750 900 1050

DIÂMETRO DA BASE (m) 0,52 0,61 0,65 0,74 0,78 0,82 0,88 0,94 0,97 1,00 1,05 1,12 1,19

Energia mínima Para estaca com diâmetro inferior a 450 mm – é necessário que os últimos 90 litros sejam introduzidos na base com uma energia mínima de 1.500 kN.m. Para estacas com diâmetros superior a 450 mm – é necessário que os últimos 150 litros sejam introduzidos na base com uma energia mínima de 5.000 kN.m. CONTROLE DA ABERTURA DA BASE Energia da abertura da base A energia obtida para a abertura de base mede a resistência do solo na profundidade da boca do tubo Franki. Marca do cabo A marca do cabo indica se realmente o volume de concreto lançado no tubo foi totalmente expulso para o solo. CARGA ADMISSÍVEL DA ESTACA A partir da nega de cravação e do volume da base alargada é possível estimar a carga admissível da estaca que deve ser maior ou igual a carga admissível estimada com base na sondagem e adotada como carga de trabalho na elaboração do projeto de fundação. Inicialmente, é usada a Fórmula de Brix para cálculo da resistência do tubo: Caderno de Encargo de Fundações

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Rt =

P 2 pnh 5(P + p )S

Onde: P n h S p

= Peso do pilão (ton) = Número de golpes do pilão (n = 10) = Altura de queda do pilão (h= 1m) = Nega para 10 golpes do pilão = Peso do tubo + peso da bucha (ton)

Conhecida a resistência do tubo ( Rt ) e o volume injetado da base alargada obtêmse a carga admissível da estaca ( Re ) pela expressão: ⎛ A Re = 0.75 Rt ⎜⎜ 0,3 + 0,6 b At ⎝

⎞ ⎟⎟ ⎠

Onde: Ab = Área da projeção da base alargada admitida como uma esfera At = Área da seção transversal (total) do tubo

11.5 CONCRETAGEM DO FUSTE A execução do fuste é iniciada logo após o alargamento da base, com a introdução da armadura, que estende-se da base até o topo da estaca. O processo Franki necessita de, no mínimo, quatro barras longitudinais para permitir o controle da concretagem do fuste da estaca. O diâmetro das barras depende fundamentalmente do tipo do terreno, bem como da maneira de como o fuste é concretado. O número máximo de barras é limitado pelo diâmetro e pelas condições de concretagem das estacas. Na tabela “Dados para Projeto” estão indicadas as armaduras mínimas recomendadas. Na armadura longitudinal pode ser utilizado qualquer tipo de aço, sendo que a armadura de pé deverá ser sempre em Aço CA – 25, bem como a espira horizontal, devido a natureza peculiar de execução da estaca. A espira é amarrada e soldada (usando eletrodo OK – 4804 de 2 mm ou similar) nas barras longitudinais, conforme indicação abaixo. Em um trecho de 3 m abaixo da cota de arrasamento a espira não pode ser soldada, ficando apenas amarrada. Os detalhes da armadura usada nas estacas Franki podem ser visualizados na Figura 11.2.

Caderno de Encargo de Fundações

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Figura 11.2 – Armadura Franki.

Caderno de Encargo de Fundações

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DADOS PARA PROJETO (ESSES DADOS PODEM SER MODIFICADOS DE ACORDO COM AS CONDIÇÕES DO SOLO) • • • • • • •

Os itens 1 a 5 se referem a valores mínimos, pois correspondem ao diâmetro dos tubos de cravação. O item 6 se refere a uma cravação seqüencial, podendo ser reduzido, apenas tomando-se os devidos cuidados durante a execução. O item 7 leva em conta o peso da coluna de concreto fresco e a limitação dos equipamentos disponíveis. Os itens 8 a 11 se referem a casos usuais e estão relacionados com o elemento estrutural da estaca. Os itens 12 e 13 fornecem indicações, uma vez que depende essencialmente da natureza do solo. Os itens 14 a 19 indicam o consumo médio dos materiais para um metro da estaca. O diâmetro das barras da armadura longitudinal depende do tipo do solo e do processo de execução do fuste da estaca. Designação

Símbolo Unidade

1

Diâmetro

φ mm

300

350

400

450

520

600

700

2

Área da Seção

A cm

2

709

962

1247

1590

2124

2827

3848

3

Perímetro

U cm

94

110

126

141

163

188

220

4

Momento de Inércia

I cm

39761

73662

125664

201289

358908

636172

1178588

5

Momento Resistente

W cm

2651

4209

5283

8946

13804

21206

33674

6

Distância Entre Eixos

e m

1,00

1,20

1,30

1,40

1,50

1,70

2,00

7

Comprimento Máximo

L m

15

18

23

27

40

40

40

8

Carga Usual

N kN

450

650

850

1100

1500

1950

2600

9

Armadura Mínima

CA–50A

4φ12,5

4φ12,5

4φ16

4φ16

4φ20

4φ20

4φ25

10

Carga Máxima

N kN

800

1200

1600

2000

2600

3100

4500

11

Armadura Mínima

CA–50A

6φ16

8φ20

8φ20

8φ22,5

8φ25

8φ25

6φ32

12

Carga de Tração

T kN

100

150

200

250

300

400

500

13

Força Horizontal

V kN

20

30

40

60

80

100

150

14

Volume

V m

0,07

0,10

0,13

0,16

0,22

0,30

0,40

0,50

0,70

1,00

1,25

1,50

2,00

3,00

Cimento

16

Pedra

17

Areia

Fuste Apiloado

15

4

3

3

Saco 50kg

Valores

m

3

0,07

0,10

0,13

0,16

0,22

0,30

0,40

m

3

0,05

0,06

0,08

0,11

0,14

0,19

0,26

18

Estribo φ 6.3

CA–25 Kg

1,30

1,50

1,70

1,80

2,00

2,30

2,70

19

Arame

Kg

0,09

0,10

0,12

0,13

0,15

0,20

0,25

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Após a execução da base alargada e colocação da armadura, é feita a concretagem do fuste, obedecendo ao que se segue: •

O concreto seco é lançado em pequenos volumes no tubo, em seguida o concreto é apiloado com o pilão FRANKI de queda livre.

•

O tubo é puxado deixando-se sempre no interior uma quantidade de concreto – altura de segurança.

•

A operação é seqüencial até se ter todo o fuste concretado.

O concreto a ser usado no fuste deverá ter um fator água/cimento da ordem de 0,45 com o seguinte traço básico: •

1 saco de cimento (50 kg)

•

90 litros de areia

•

80 litros de brita no. 01

•

60 litros de brita no. 02

•

Consumo de cimento 310 kg/m3

CONTROLE DA CONCRETAGEM DO FUSTE Na operação de execução de fuste apiloado deverão ser realizados os seguintes controles: •

Verificação da armadura;

•

Encurtamento de armadura – indica a linearidade do fuste e a continuidade da coluna de concreto;

•

Controle de marca do cabo do pilão – indica a altura de segurança de coluna de concreto, no interior do tubo, para impedir que a água e o solo nele penetrem.

Quando um dos dois últimos controles apresentar valores anormais, a concretagem é interrompida, refeita a bucha de cravação, o tubo é recravado, iniciando-se todos os controles executivos como se fosse uma nova estaca.

Caderno de Encargo de Fundações

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11.6 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA As estacas do tipo FRANKI apresentam, em geral, um excesso de concreto em relação à cota de arrasamento, o qual deve ser retirado conforme indicado na Figura 11.3. Nesta operação deve-se empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. É indispensável que o desbastamento do excesso de concreto seja levado até se atingir o concreto de boa qualidade, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondo-se, a seguir o trecho da estaca até essa cota. Nas estacas com diâmetro maior ou igual a 450 mm, poder-se-á utilizar um martelo leve, tomando-se o mesmo cuidado quanto à inclinação.

Figura 11.3 – Limpeza da Cabeça da Estaca Franki.

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11.7 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: •

Para cada estaca, o executor da cravação deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: - Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. - Desaprumo e desvio de locação. - Características do equipamento de cravação. - Negas no final da cravação e na recravação do tubo, se houver. - A energia de cravação do tubo. - O volume da base e a energia de apiloamento do último volume de concreto da base. - Volume do fuste. - Qualidade de materiais utilizados. - Deslocamento e levantamento de estacas por efeito de cravação de estacas vizinhas. - Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da cravação das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Os comprimentos de cravação são estimados a partir das sondagens. Comprimentos de cravação que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local.

•

Juntamente com o comprimento, a nega e a energia de cravação do tubo, o volume da base e a energia de apiloamento do último volume de concreto da base, bem como a carga admissível da estaca calculada a partir da nega do tubo e do volume da base, são determinantes no aceite da estaca.

•

Quaisquer divergências com o projeto, em relação à carga admissível, deverão ser comunicadas imediatamente ao projetista estrutural para definição de possíveis medidas corretivas.

•

Após a cravação das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO, apresentada em anexo.

•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto a posicionamento e verticalidade.

Caderno de Encargo de Fundações

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•

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

11.8 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga.

11.9 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no item 7. Fundações Diretas. No entanto, não há preocupação em relação à qualidade do terreno sobre o qual se apóia o bloco.

Caderno de Encargo de Fundações

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: ton* Quantidade de Estacas: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

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12. ESTACAS BROCA A estaca à trado, também denominada de “broca”, é uma estaca escavada de pequeno diâmetro, moldada “in loco” pela concretagem de um furo aberto no terreno por tradagem manual. Esta estaca é usada para suportar pequenas cargas verticais ou para contenção de escavações. As cortinas de contenção são usadas nos locais previstos no projeto, normalmente para evitar desmoronamento quando o terreno tiver que ser escavado abaixo do nível da vizinhança e não houver espaço suficiente para taludamento. A seguir são apresentados comentários sobre alguns aspectos importantes sobre a execução e o controle de estacas brocas, cujas cargas admissíveis usuais são: DIÂMETRO (cm) 20 25 30

CARGA ADMISSÍVEL 6 8 12

12.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta de Execução serão solicitadas, caso ainda não tenham sido fornecidas, as seguintes informações: •

Descrição do procedimento de execução das estacas.

•

Comprimento estimado das estacas e possível variação deste comprimento, em função do tipo de solo a ser perfurado.

•

Memória de cálculo da carga admissível.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergências entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do Contrato ou aceite da Proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalações e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do canteiro e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no Canteiro de Obra caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

•

Necessidade de vistoria prévia nas edificações vizinhas.

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12.2 LOCAÇÃO DAS ESTACAS A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. A partir destes pontos, locar o centro do pilar e das estacas no terreno com arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser marcados solo com piquetes de madeira de pelo menos 30 cm de comprimento. Esta locação é considerada preliminar e refeita posteriormente, conforme indicado no próximo item.

12.3 EXECUÇÃO Na execução das estacas deve ser obedecido o seguinte: •

O diâmetro, armadura, fck do concreto e profundidade das estacas serão fornecidos pelo projeto estrutural.

•

Inicialmente é feita uma locação aproximada da estaca.

•

A escavação é normalmente iniciada com o trado cavadeira ou à pá e picareta para facilitar a ultrapassagem de camadas superficiais mais resistentes ou com presença de entulho, lixo ou restos enterrados de alvenaria.

•

Após esta escavação é feita a locação precisa da estaca.

•

A escavação será executada à trado até atingir a profundidade ou o lençol freático. Neste último caso, a partir de então o furo será revestido e prosseguido utilizando-se uma sonda de fundo móvel, ou outro equipamento previamente definido.

•

Grande atenção será dada ao controle da verticalidade e da locação das estacas para garantir um perfeito alinhamento da cortina e evitar que a mesma possa invadir o terreno vizinho ou reduzir o subsolo futuro.

•

As estacas serão executadas em duas fases. Na primeira, os furos serão salteados, um sim outro não, de modo a não descalçar totalmente o terreno. Os demais furos somente serão abertos depois da concretagem dos furos da primeira etapa.

•

O lançamento de concreto nos furos escavados deverá ser executado de forma a evitar segregação dos agregados ou mistura com o solo das paredes do furo. Quando a profundidade for superior a 5 metros, deve ser utilizado um tubo de PVC introduzido por dentro da armadura, para lançamento do concreto. No caso de cortina de contenção, os topos das estacas serão solidarizados por cintas de concreto com altura mínima de 30 cm.

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12.4 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO: Será feito o acompanhamento da execução, estaca por estaca, controlando o posicionamento e a verticalidade das estacas, a qualidade do concreto, a armadura e o seu posicionamento, observando-se: •

O recobrimento mínimo da armadura será de 2,5 cm.

•

A tolerância para o desvio do centro das cabeças das estacas em relação a locação será de 5 cm no máximo.

•

Tão logo seja possível, o terreno deve ser escavado, ainda que local e parcialmente, para permitir o exame de algumas estacas em profundidade. A aparência da estaca, exposta após a escavação do terreno, no que diz respeito a vazios no concreto, irregularidades e exposição da armadura, indica a qualidade da concretagem.

Quando a estaca funcionar como elemento de fundação, será feito o acompanhamento da execução, estaca por estaca, observando-se o posicionamento e a verticalidade das estacas e fazendo-se o controle e registros do comprimento perfurado e concretado das estacas, e data da execução, bem como de todos os fatos que interessem ao comportamento da obra. Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: •

A perfuração deve ser acompanhada de modo a verificar se estão se confirmando as características do terreno que foram indicadas nas sondagens e usadas para a previsão do comprimento da estaca.

•

Para cada estaca, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: • Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. • Desaprumo e desvio de locação. • Procedimento de execução. • Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da execução, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da execução das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Os comprimentos das estacas são estimados a partir das sondagens. Comprimentos que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local. O comprimento da estaca e são determinantes no aceite da estaca.

•

Após a execução das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO, apresentada em anexo.

•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista

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para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto a posicionamento e verticalidade. •

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

•

A prova de carga é a única forma de efetivamente verificar a capacidade de carga deste tipo de estaca, no entanto, devido a sua utilização para pequenas cargas em obras de menor responsabilidade, quase sempre o teste não é realizado.

12.5 CORTE Será executado na cota de arrasamento prevista em projeto. Nesta operação devese empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. Quando tiver ocorrido quebra da cabeça da estaca, o corte deve ser feito de modo a remover o concreto fraturado, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondo-se, a seguir o trecho da estaca até essa cota. Nas estacas de grandes dimensões, poder-se-á utilizar um martelo leve, tomando-se o mesmo cuidado quanto à inclinação.

12.6 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga.

12.7 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no item 7. Fundações Diretas. No entanto, não há preocupação em relação à qualidade do terreno sobre o qual se apóia o bloco.

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: ton* Quantidade de Estacas: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

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13. ESTACA-RAIZ As estacas-raízes são moldadas “in situ” com injeção de argamassa em um furo aberto no terreno, como pode ser visualizado na figura apresentada a seguir, para transmitir o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. As principais características desta estaca são: •

A garantia do completo preenchimento do furo e da continuidade do fuste pela aplicação de ar comprimido no topo do revestimento durante a sua retirada, ao mesmo tempo que a argamassa é empurrada para baixo.

•

Cargas de trabalho relativamente elevadas pelo uso de equipamento motorizado de perfuração, possibilitando a penetração em camadas de elevada resistência.

Para isto, na sua execução são obedecidas as seguintes etapas: 1. Perfuração com auxílio de circulação de água. 2. Atingida a profundidade necessária, colocação da armadura e preenchimento do furo com argamassa. 3. Extração do tubo de revestimento com aplicação de ar comprimido no topo do revestimento e ajuda simultânea de macacos hidráulicos. A seguir são apresentadas as características das estacas-raízes e dos tubos de revestimento usados nestas estacas. Diâmetro Final da Estaca Seção Transversal da Estaca Momento de Inércia Perímetro da Estaca Distância Mínima Entre Eixo Distância do Eixo à Divisa

(mm) (cm2) (cm2) (cm) (cm) (cm)

100 79 491 31 60 30

120 113 1018 38 60 30

150 177 2485 47 60 30

160 201 3217 50 60 30

200 380 7854 63 70 30

250 491 19175 79 80 30

310 755 45333 98 100 30

410 1320 138709 126 130 30

Tabela 13.1 – Características das Estacas-Raízes. Diâmetro Final da Estaca

(mm)

100

Diâmetro Externo do Tubo

(pol) (mm)

150 1 4 2

160

200

250

310

410

3

120 1 3 2

5

6

8

10

14

89

102

127

141

168

220

273

356

Tabela 13.2 – Tubos de Revestimento Usados em Estacas-Raízes. As estacas-raízes não devem ser confundidas com as micro-estacas que são aquelas executadas com tecnologia de tirantes injetados em múltiplos estágios com uso de válvulas distribuídas ao longo do tirante, denominadas “manchetes”. Ao contrário das estacas-raízes, nas micro-estacas é feito inicialmente o preenchimento do furo com calda de cimento e posteriormente a injeção é realizada com pressões suficientemente altas para romper a calda de preenchimento e abrir as válvulas manchetes.

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1 – PERFURAÇÃO

2 – COLOCAÇÃO DA ARMADURA E PREENCHIMENTO DO FURO C/ARGAMASSA

h ≅ 2 a 3m

CENTRAL HIDRÁULICA (EXTRAÇÃO DO TUBO)

SONDA ROTATIVA

TUBO DE PERFURAÇÃO

ARMAÇÃO

FLUIDO DE PERFURAÇÃO P/ RETIRADA DO MATERIAL COROA DE PERFURAÇÃO

ARGAMASSA DE AREIA E CIMENTO

3 – EXTRAÇÃO DO TUBO E APLICAÇÃO DE AR COMPRIMIDO CABEÇO DE AR

4 – ESTACA PRONTA

Figura 13.1 – Fases de Execução das Estacas-Raízes.

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A seguir são apresentadas as principais características destas estacas e comentários sobre alguns aspectos importantes da fundação em estacas-raízes.

Tabela 13.3 – Armadura das Estacas-Raízes Comprimidas.

Diâmetro (mm)

Carga

250 310 350 410

50 85 100 115

(ton)

Tabela 13.4 – Cargas de Trabalho Usuais

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13.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor do estaqueamento as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na execução das estacas, perfuratriz, bombas, compressor e macacos hidráulicos, contendo: altura da torre, potência dos motores, vazão e pressão máxima de injeção das bombas, capacidade do compressor, carga máxima de trabalho e comprimento do curso dos macacos.

•

Diâmetro do tubo de revestimento e diâmetro final da estaca.

•

Descrição sumária do processo de execução.

•

Memória de cálculo da carga admissível da estaca.

•

Profundidade estimada das estacas.

•

Volume por estaca e traço da argamassa.

•

Armadura da estaca.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalação e pagamento da energia elétrica.

•

Devido ao grande volume de água usado na escavação, responsabilidade do fornecimento de água e do esgotamento desta após a circulação.

•

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

13.2 LOCAÇÃO DAS ESTACAS A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. Para locação do centro do pilar e das estacas, no terreno serão utilizados arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser fixados no solo com piquetes de madeira com pelo menos 30 cm de comprimento.

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13.3 PERFURAÇÃO As estacas serão executadas com auxílio de um tubo de revestimento, recuperável, abrangendo todo o comprimento da estaca, obedecendo ao que se segue: •

O furo será executado com o equipamento (rotativa ou roto-percussora) apropriado para atravessar as camadas indicadas na sondagem até a profundidade prevista no projeto.

•

Na medida em que o furo avança, ele é revestido com um tubo que será posteriormente extraído.

•

O diâmetro externo do tubo deverá ser compatível com o diâmetro especificado para a estaca.

•

O furo deverá ser executado, procurando atingir a profundidade estimada para as estacas ou ultrapassando esta profundidade, até ser encontrada a camada de solo indicada na sondagem, em que foi baseada a estimativa de comprimento da estaca.

•

O controle da perfuração é feito pelo operador da perfuratriz com base na resistência oferecida pelo terreno ao avanço do furo e pelo solo desagregado trazido à superfície pela água de circulação.

CONTROLE DA PERFURAÇÃO O controle é feito quase exclusivamente pelo operador do equipamento, limitandose o contratante a verificar o diâmetro e o comprimento do revestimento.

13.4 PREENCHIMENTO DO FURO O preenchimento do furo é iniciado após a perfuração e da introdução da armadura, que se estende da base até o topo da estaca, através de um tubo de plástico de 2” ou de 2 ½” que deve ser introduzido até o final da perfuração. Com isto o preenchimento é feito de baixo para cima, com a argamassa, a medida que sobe, expulsando a água de perfuração. A injeção de argamassa deve ser prosseguida durante algum tempo após esta atingir o topo do revestimento e começar a extravasar, para garantir a expulsão da primeira porção da argamassa que entrou em contato com a água de circulação e restos de solo não retirado do furo durante a perfuração. A argamassa, para atender o consumo mínimo de cimento de 600 kg/m3 estipulado pela NBR – 6122, deve ter o seguinte traço: 1 saco de cimento 80 litros de areia 20 a 25 litros de água

CONTROLE DO PREENCHIMENTO O controle do preenchimento, deve atentar especialmente para a conferência da armadura e do traço da argamassa, o controle do volume de argamassa injetado e Caderno de Encargo de Fundações

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a obediência à recomendação do extravasamento da porção de argamassa misturada com água e solo.

13.5 EXTRAÇÃO DO REVESTIMENTO Como já foi dito, a principal característica da estaca-raiz é a garantia do completo preenchimento do furo e da continuidade do fuste da estaca pela aplicação de ar comprimido no topo do revestimento durante a sua retirada. Para isto, após o preenchimento com argamassa, é colocado um tampão no topo do revestimento ao qual é conectada a mangueira do compressor de ar e aplicada uma pressão suficiente para ir expulsando o revestimento de dentro do terreno. Assim, o revestimento vai sendo expelido do solo e ao mesmo tempo a argamassa de preenchimento vai sendo empurrada para baixo, penetrando no espaço deixado pelo tubo e se comprimindo de encontro à parede do furo. Para garantir o sucesso desta operação, os macacos hidráulicos devem ser utilizados somente para ajudar a extração do revestimento quando a aplicação da pressão do ar comprimido não for suficiente para vencer a resistência oferecida pelo atrito entre o tubo e o solo. Na medida em que o revestimento vai subindo, o trecho exposto na superfície é desacoplado do restante da composição e o tampão ao qual está conectada a mangueira do compressor é aplicado ao topo do revestimento ainda enterrado. Antes da colocação do tampão, completa-se a argamassa de modo que o tubo de revestimento esteja sempre cheio. Esta providência é necessária, porque como foi dito acima, na medida em que o revestimento é expelido do terreno, a argamassa de preenchimento vai sendo empurrada para baixo e preenchendo o espaço deixado vazio. CONTROLE DA EXTRAÇÃO DO REVESTIMENTO Na operação de extração do revestimento deverão ser realizados os seguintes controles: •

Verificação das pressões de ar comprimido.

•

Comprimento de revestimento extraído.

•

Volume de argamassa acrescentada.

13.6 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA As estacas do tipo raiz apresentam, em geral, um excesso de concreto em relação à cota de arrasamento, o qual deve ser retirado. Nesta operação deve-se empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. É indispensável que o desbastamento do excesso de concreto seja levado até se atingir o concreto de boa qualidade, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondose, a seguir o trecho da estaca até essa cota. 13.7 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: Caderno de Encargo de Fundações

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•

Para cada estaca, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: - Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. - Desaprumo e desvio de locação. - Características do equipamento de cravação. - Volume de argamassa para preenchimento do furo. - Volume de argamassa para completar o preenchimento do furo durante a extração do revestimento. - Qualidade de materiais utilizados e traço da argamassa. - Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da execução das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Os comprimentos das estacas são estimados a partir das sondagens. Comprimentos que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local.

•

Após a execução das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO, apresentada em anexo.

•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto a posicionamento e verticalidade.

•

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

•

A prova de carga é a única forma de efetivamente verificar a capacidade de carga deste tipo de estaca, assim, neste caso, ainda com maior razão, as recomendações da Norma devem ser obedecidas.

13.8 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e Caderno de Encargo de Fundações

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NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga.

13.9 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no item 7. Fundações Diretas. No entanto, não há preocupação em relação à qualidade do terreno sobre o qual se apóia o bloco.

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS A EXECUÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: ton* Quantidade de Estacas: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

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14. ESTACA HÉLICE CONTÍNUA A estaca Hélice Contínua é uma estaca escavada pela penetração de um trado mecânico até a profundidade desejada, atingida esta profundidade o trado é retirado do solo e ao mesmo tempo é injetado o concreto que vai formar a estaca, como pode ser visualizado na figura apresentada a seguir.

Figura 14.1 – Fases de Execução das Estacas Hélice Contínua Um aspecto importante na execução de estacas hélice contínua é a possibilidade de se monitorar toda a execução garantindo assim o controle da perfeita execução e qualidade da estaca. Os parâmetros essenciais e que são normalmente medidos durante o processo de execução são: •

Profundidade

•

Torque

•

Velocidade de penetração

•

Rotação de trado por unidade penetração

•

Pressão do concreto

•

Tempo de concretagem

Velocidade de extração do trado Além dessas informações, o sistema de monitoração informa ainda todas as características da estaca, excesso de concreto, dia e hora de execução, informações essas impressas em uma folha, para cada estaca. Caderno de Encargo de Fundações - 112 •

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14.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor do estaqueamento as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na execução das estacas: perfuratriz, trado contínuo, bomba de injeção de concreto, instrumentos de medida (computadorizado), sensores de profundidade, velocidade de rotação, torque, inclinação da torre e pressão do concreto, centralizador do trado, limpador do trado, e pá carregadeira.

•

Diâmetro do trado e diâmetro final da estaca.

•

Descrição sumária do processo de execução.

•

Memória de cálculo da carga admissível da estaca.

•

Profundidade estimada das estacas.

•

Volume por estaca e traço do concreto.

•

Armadura da estaca.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalação e pagamento da energia elétrica.

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•

Devido ao grande volume de solo resultante da escavação, responsabilidade pela remoção e destino final deste solo.

•

Responsabilidade pelo fornecimento do concreto, que é comprado de uma empresa concreteira, e eventuais prejuízos que possam resultar de atrasos e falhas no cumprimento dos cronogramas de fornecimento.

•

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

14.2 LOCAÇÃO DAS ESTACAS A marcação das coordenadas dos pilares no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. Para locação do centro do pilar e das estacas, no terreno serão utilizados arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos de estacas deverão ser fixados no solo com piquetes de madeira com pelo menos 30 cm de comprimento.

14.3 EXECUÇÃO DAS ESTACAS As estacas serão executadas pela penetração de um trado mecânico até a profundidade desejada, atingida esta profundidade o trado é retirado do solo e ao mesmo tempo é injetado o concreto, conforme descrito a seguir: PERFURAÇÃO Consiste na introdução no terreno de um trado helicoidal, até a profundidade definida em projeto, por rotação imposta pela mesa giratória da perfuratriz. Nesta fase, para evitar a entrada de solo no interior do trado, que é oco, sua extremidade inferior é fechada por uma tampa metálica provisória que é expulsa no início da concretagem. CONCRETAGEM Atingida a profundidade necessária, inicia-se a fase concretagem da estaca pelo bombeamento de concreto através do trado, ao mesmo tempo em que este é lentamente retirado do interior do terreno. Durante a retirada do trado dá-se ao mesmo, uma pequena velocidade de rotação no sentido da perfuração. Este movimento giratório e o controle da velocidade de subida do trado são controlados de modo que haja sempre sobre o concreto uma pressão positiva e que ao final da concretagem verifique-se um consumo de concreto superior ao inicialmente previsto. Durante a retirada do trado, um limpador mecânico remove o solo confinado entre as hélices do trado, que é transportado para fora da área de trabalho por uma pá carregadeira. Caderno de Encargo de Fundações

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COLOCAÇÃO DA ARMADURA Após a concretagem, a armadura, convenientemente projetada, para isto é introduzida na estaca. Para isto, a armadura é colocada verticalmente no centro da estaca e pressionada para baixo pelo esforço humano ou com auxílio da perfuratriz.

CONTROLE DA EXECUÇÃO Como já foi dito, a principal característica da estaca hélice contínua é o seu monitoramento através de sensores que medem e transferem para uma computador todos os parâmetros necessários a verificação da qualidade da execução. Assim, é importante que antes do início da obra, a empresa executora das estacas apresente à equipe da empresa contratante todos estes parâmetros, informando os valores esperáveis durante a confecção da estaca e a importância de cada um para garantia da qualidade da estaca, bem como a forma como estes dados são fornecidos pelo computador. Entre estas medidas cabe realçar: •

A velocidade de penetração do trado que deve ser igual ao produto da velocidade de rotação pelo passo da hélice, para garantir que não haverá desconfinamento do solo no entorno da estaca.

•

A profundidade atingida pela estaca.

•

A pressão do concreto durante a concretagem da estaca que deve ser sempre positiva para garantir o completo preenchimento da perfuração.

•

O volume de concreto injetado que deve ser maior que o volume previsto da estaca (“sobreconsumo”), o que garante a continuidade do fuste da estaca.

CONCRETO Para concretagem das estacas deve ser utilizado concreto bombeado com fator água / cimento entre 0,53 e 0,56, com slump 22 (±2) cm medido conforme NBR NM 67 e resistência conforme projeto, no mínimo classe 20, e em função da classe de agressividade ambiental. Outras exigências: •

Tempo de início de pega superior a 3,0 horas.

•

Exsudação inferior a 1%.

•

Teor de ar incorporado inferior a 4,5%.

•

Agregado máximo: pedrisco.

•

Consumo de cimento superior a 400 kg/m3.

ARMADURA Pelo método executivo descrito acima, a armadura só poderá ser colocada após a concretagem e, portanto, com as dificuldades inerentes a este processo de instalação. Assim, para facilitar sua introdução a armadura deve ser convenientemente projetada de modo a ter peso, rigidez e comprimento compatíveis com este processo. Deste modo, cabe uma discussão prévia Caderno de Encargo de Fundações

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envolvendo projetista de fundação e executor das estacas nos casos em que as estacas trabalhem à tração ou flexão, bem como quando houver necessidade de ultrapassagem de camadas de argilas moles.

14.4 PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA As estacas do tipo raiz apresentam, em geral, um excesso de concreto em relação à cota de arrasamento, o qual deve ser retirado. Nesta operação deve-se empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. É indispensável que o desbastamento do excesso de concreto seja levado até se atingir o concreto de boa qualidade, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondose, a seguir o trecho da estaca até essa cota.

14.5 CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: •

Para cada estaca, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: - Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. - Desaprumo e desvio de locação. - Características do equipamento de execução. - Volume de concreto para preenchimento do furo. - Qualidade de materiais utilizados e traço do concreto. - Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima, bem como outras pertinentes ao processo de execução das estacas hélice contínua.

•

No decorrer da execução das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Além do Boletim de Execução, ao final da execução de cada estaca deverá ser entregue ao Engenheiro da Obra, ou à pessoa por ele designada, a folha de controle da estaca com os dados armazenados pelo computador durante a execução da estaca.

•

Os comprimentos das estacas são estimados a partir das sondagens. Comprimentos que fujam ao especificado devem receber exame minucioso e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local.

•

Após a execução das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS EXECUÇÃO, apresentada em anexo.

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•

Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 6122 quanto a posicionamento e verticalidade.

•

De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

•

A prova de carga é a única forma de efetivamente verificar a capacidade de carga deste tipo de estaca, assim, neste caso, ainda com maior razão, as recomendações da Norma devem ser obedecidas.

14.6 ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 19. Prova de Carga.

14.7 EXECUÇÃO DO BLOCO DE FUNDAÇÃO A execução do bloco de coroamento das estacas será feita obedecendo ao recomendado no item 7. Fundações Diretas. No entanto, não há preocupação em relação à qualidade do terreno sobre o qual se apóia o bloco.

Caderno de Encargo de Fundações

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VERIFICAÇÃO DA LOCAÇÃO DAS ESTACAS APÓS A EXECUÇÃO Obra: Endereço: Pilar: Carga do Pilar: ton* Quantidade de Estacas: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Pilar: Carga do Pilar: Estaca Coordenadas Coordenadas de Projeto Reais (Campo) X Y X Y

ton*

Quantidade de Estacas:

Caderno de Encargo de Fundações

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15. CORTINA DE CONTENÇÃO As cortinas de contenção, constituídas por estacas de concreto moldadas “in situ” ou por outros elementos estruturais, são usadas nos locais previstos no projeto, para evitar desmoronamento quando o terreno tiver que ser escavado abaixo do nível da vizinhança e não houver espaço suficiente para taludamento (ver item. 5.2). A seguir são mostrados três exemplos de cortina e as suas fases de sua execução. No primeiro exemplo, A) Cortina em Balanço, não há necessidade de atirantamento porque a cortina funciona em balanço, suportada pelo empuxo passivo do solo atuando sobre a parte da cortina que fica enterrada (“ficha”). B) Cortina e Taludamento, não há necessidade de atirantamento porque a cortina é suportada por uma berma mantida até que a estrutura da obra possa assumir este papel. No terceiro exemplo, C) Cortina e Atirantamento, a cortina é suportada por tirantes até que a estrutura da obra venha a substituí-los. EXEMPLOS DE CONTENÇÃO: A) Cortina em Balanço: Quando deslocamentos no terreno vizinho são aceitáveis 1) Situação Inicial Divisa

2) Situação Final (Projetada)

Divisa

3m

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3) Etapa 1: Execução da Cortina 6 m Divisa

6m

4) Etapa 2: Escavação Divisa

3m 6m

3m

5) Etapa 3: Execução da fundação e parte da estrutura Divisa

3m 6m

3m

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6) Etapa 4: Conclusão da estrutura e travamento da cortina Divisa

3m 6m

3m

B) Cortina e Taludamento: Quando deslocamentos no terreno vizinho não são aceitáveis e existe espaço para taludamento 1) Situação Inicial Divisa

2) Situação Final (Projetada)

Divisa

3m

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3) Etapa 1: Execução da Cortina Divisa

4,5 m

4) Etapa 2: Taludamento e escavação Divisa 1m 1m 3,5 m

5) Etapa 3: Execução da estrutura e travamento da cortina Divisa 1m 1m 3,5 m

Caderno de Encargo de Fundações

3m

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6) Etapa 4: Conclusão da escavação Divisa

3m 4,5m

1,5 m

C) Cortina e Atirantamento: Quando não existe espaço para taludamento. Neste caso os deslocamentos nos terrenos vizinhos são controlados pelo processo executivo da cortina e pelo dimensionamento dos tirantes. 1) Situação Inicial Divisa

2) Situação Final (Projetada) Divisa

6m

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3) Etapa 1: Execução da Cortina Divisa

8m

4) Etapa 2: Taludamento e escavação Divisa 1m 1m

6m

7m

5) Etapa 3: Execução da primeira linha de tirantes da cortina Divisa 1m 1m

6m

7m

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6) Etapa 4: Escavação parcial e execução da segunda linha de tirantes da cortina

Divisa 1m 6m

3m

7) Etapa 5: Conclusão da escavação Divisa 1m 3m

6m

8) Etapa 6: Execução da estrutura e travamento da cortina Divisa

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15.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta de execução serão solicitadas, caso ainda não tenham sido fornecidas, as seguintes informações: •

Descrição do procedimento de execução das cortinas.

•

Comprimento estimado dos elementos que compõem a cortina e possível variação deste comprimento, em função do tipo de solo a ser perfurado.

•

Memória de cálculo do projeto, caso este seja de autoria do executor.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergências entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e o projeto de contenção, caso este seja de outra autoria, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do Contrato ou aceite da Proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalações e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do canteiro e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no Canteiro de Obra caso a Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

•

Necessidade de vistoria prévia nas edificações vizinhas.

15.2 LOCAÇÃO DAS CORTINAS A marcação do eixo da cortina no gabarito será feita com pregos, utilizando-se aparelhos topográficos. A partir destes pontos, locar a cortina no terreno com arames no. 18 esticados na horizontal, sendo o ponto de cruzamento dos arames transferido ao solo através de prumo de centro. Os pontos indicativos da posição das estacas ou elementos que irão compor a cortina deverão ser marcados no solo com piquetes de madeira de pelo menos 30 cm de comprimento. Esta locação é considerada preliminar e refeita posteriormente, conforme indicado no próximo item.

15.3 EXECUÇÃO Na execução das cortinas deve ser observado o seguinte: •

As dimensões, armadura, fck do concreto, profundidade e características de todos os elementos da cortina devem obedecer aos fornecidos no projeto.

•

Inicialmente é feita uma locação aproximada da cortina.

A escavação é normalmente iniciada com o trado cavadeira ou à pá e picareta para facilitar a ultrapassagem de camadas superficiais mais resistentes ou com presença de entulho, lixo ou restos enterrados de alvenaria. Caderno de Encargo de Fundações - 126 •

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•

Após esta escavação é feita a locação precisa da cortina.

•

Grande atenção será dada ao controle da verticalidade e da locação das cortinas para garantir um perfeito alinhamento da cortina e evitar que a mesma possa invadir o terreno vizinho ou reduzir o subsolo futuro.

•

No projeto deve ser indicada a ordem de execução dos elementos que compõem a cortina, de modo a não descalçar totalmente o terreno, reduzindo a possibilidade de danos às edificações vizinhas. Quando esta ordem não houver sido definida no projeto, esta questão deve ser discutida com o executor.

•

Se o projeto prever a execução da escavação em fases coincidentes com o avanço da concretagem da estrutura do prédio, de modo que esta sirva de apoio à cortina, estas fases devem ser rigorosamente seguidas.

•

Especial cuidado deve ser tomado em relação ao controle das cotas a serem atingidas em cada fase da escavação, das dimensões das bermas e inclinações dos taludes.

•

Caso a cortina seja composta de estacas à trado devem ser obedecidas as recomendações do item 12. Estacas Broca.

15.4 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO Comumente, as cortinas de contenção em Fortaleza são compostas por estacas escavadas à trado, neste caso, o acompanhamento da execução deve ser feito conforme indicado no item 12. Estacas Broca e levando em conta as recomendações indicadas no sub-item 15.3 Execução. Outros tipos de contenção exigirão acompanhamentos específicos. A diversidade das possíveis soluções (cortinas diafragmas, pranchadas horizontais apoiadas em perfis cravados, cortinas atirantadas, escoradas ou em balanço, etc.) impossibilita a descrição dos processos de acompanhamento de todos os tipos de obra.

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16. TIRANTES Os tirantes são elementos que suportam, à tração, todas as cargas de empuxo do solo e das sobrecargas atuantes no terrapleno a ser contido, descarregadas neles pela estrutura da cortina. Os tirantes são colocados obliquamente à estrutura, em perfurações próprias, e seus comprimentos e diâmetros dependem das características gerais do maciço de terra a ser contido. Em sua execução são obedecidas as seguintes etapas: 1) Perfuração do solo com sonda rotativa, ou rotopercussão, com inclinação, diâmetros e comprimentos de projeto. 2) Colocação, no furo, dos tirantes formados pelo conjunto barra de ancoragem, revestimento do trecho livre, espaçadores e tubo de injeção, normalmente montados na obra. 3) Preenchimento do furo, ou “formação da bainha”, com calda de cimento por gravidade ou utilizando-se uma bomba com baixa pressão. 4) Injeções de nata de cimento, a pressões controladas, na parte mais profunda da ancoragem, chamada bulbo, para cimentar e criar no solo a devida resistência. 5) Colocação da cabeça de protensão. 6) Protensão da barra do tirante com macacos hidráulicos até a carga indicada no projeto. 7) Caso necessário, pode-se providenciar novas injeções para obtenção da carga de trabalho prevista em projeto. 8) Incorporação do tirante à estrutura, com a transferência da carga aplicada pelo macaco para a estrutura da cortina de contenção. Os tirantes podem ser provisórios ou definitivos, sendo o grande problema destes últimos a corrosão. Assim. cuidados especiais devem ser adotados, entre os quais a proteção com pinturas anticorrosivas. A seguir são apresentadas as características de alguns tirantes comumente usados.

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16.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor dos tirantes as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na execução dos tirantes, perfuratriz, misturadores e agitadores de calda, bombas, e macaco hidráulico.

•

Certificado de aferição do conjunto macaco-bomba-manômetro.

•

Diâmetro do tubo de revestimento e diâmetro final do bulbo do tirante.

•

Descrição sumária do processo de execução.

•

Volume por tirante e traço da calda.

•

Características da barra de aço, do revestimento do trecho livre, dos espaçadores e do tubo de injeção.

•

Forma de medição e pagamento.

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Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor dos tirantes e as indicações apresentadas no projeto, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalação e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso outra empresa trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

vá

16.2 CUIDADOS NA EXECUÇÃO DOS TIRANTES A qualidade da execução de tirantes de contenção é muito importante em relação à segurança da obra. Em se tratando de um serviço especializado e de difícil fiscalização, a melhor maneira de se garantir esta qualidade é pela contratação de uma empresa idônea para sua execução. Ainda mais, por ser um serviço de custo relativamente baixo quando comparado com as repercussões negativas que uma má execução pode acarretar, o preço não pode ser o elemento exclusivo de decisão na escolha da contratada, devendo ser levadas em conta a competência e a idoneidade da empresa. Em todo caso, por sua importância, a execução dos tirantes deve ser acompanhada pelo Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada. Para tanto, são apresentadas a seguir alguns comentários e observações sobre a execução dos tirantes e o seu controle, que devem obedecer a NBR 5629 - Execução de Tirantes Ancorados no Terreno. Antes do início da obra, deverão ser executados três tirantes testes para verificação do comprimento de ancoragem previsto no projeto. Os procedimentos de execução e as características dos tirantes a serem testados serão previamente submetidos à aprovação do Engenheiro da Obra.

16.3 LOCAÇÃO E NIVELAMENTO A locação é feita de acordo com o projeto, obedecendo-se cotas e distâncias do eixo do tirante. A inclinação é definida com auxílio de um transferidor para orientar a posição da perfuratriz em relação à boca da perfuração. Em se tratando de uma segunda linha de tirantes, verificar a distância vertical em relação à primeira linha e se os tirantes têm eixos coincidentes com os da linha superior ou não.

16.4 PERFURAÇÃO Antes do início da atividade de perfuração propriamente dita, deverão ser verificadas a locação do tirante e a exata direção e ângulo de perfuração e alinhamento das perfuratrizes. Pode-se optar por utilizar perfuratrizes rotativas com acionamento hidráulico e circulação d’água ou perfuratrizes roto-percussivas com acionamento Caderno de Encargo de Fundações

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pneumático, sendo possível ainda à utilização conjunta dos dois tipos de perfuratrizes para se atingir um melhor resultado. Todas as atividades de perfuração terão seu desenvolvimento registrado em boletins específicos que fornecerão o histórico do furo, contendo dados cronométricos, geológicos, geométricos e outros de interesse. Concluída a perfuração, será procedida a limpeza do interior do furo, mediante a utilização do ferramental apropriado, até que se complete a eliminação de todos os detritos do seu interior.

16.5 MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS TIRANTES Os tirantes, serão montados no comprimento, diâmetro e qualidade do aço conforme especificação do projeto, juntamente com o tubo de injeção em PVC provido de “válvulas manchetes”, espaçadores, bainha ou revestimento de proteção do trecho livre, etc., em bancada (prateleira sobre cavaletes) especialmente construída para este fim. O transporte para o local de instalação é feito simultaneamente à conclusão da perfuração. A sua introdução no furo deve ser lenta e cuidadosa para se evitar qualquer dano ao mesmo ou atrito excessivo contra as paredes do furo. Desnecessário será frisar que o tratamento anticorrosivo a ser aplicado ao aço previamente à montagem, é indispensável como escovamento e limpeza, pintura em duas demãos de tinta apropriada, sempre de acordo com as disposições da Norma Brasileira NBR 5629 para a proteção dos tirantes.

16.6 INJEÇÃO DOS TIRANTES A injeção de um tirante exige uma operação caracterizada por duas fases distintas: a primeira denominada “primária” ou de “formação da bainha” e a segunda, ou as subseqüentes, de consolidação do terreno, consagradas na prática com o nome de “injeções de bulbo” ou “secundárias”. A injeção da bainha é feita imediatamente após a instalação do tirante no furo e consiste no preenchimento do mesmo com calda de cimento com fator água / cimento de 0,5 (em peso) por gravidade ou utilizando-se uma bomba com baixa pressão. Esta operação é realizada através do tubo de injeção provido de “válvulas manchetes”, em cujo interior passa a composição de injeção formada por um tubo de aço com um obturador na extremidade. A injeção de calda deve ser prosseguida durante algum tempo após esta atingir o topo do revestimento e começar a extravasar, para garantir a expulsão da primeira porção da calda que entrou em contato com a água de circulação e restos de solo não retirado do furo durante a perfuração. Decorrido um intervalo de tempo não superior a duas horas, o tubo de injeção é lavado internamente para mantê-lo limpo e apto a receber, novamente, a composição para as injeções secundárias. Decorrido um prazo de 12 horas após a injeção de bainha, terão início as injeções de consolidação do terreno, com pressões e volumes controlados. A injeção, a exemplo da fase de bainha, é realizada com a introdução da composição de injeção no interior do tubo de injeção, iniciando-se, em movimento ascendente, a partir da última válvula localizada na extremidade do tirante, o processo de injeção no trecho de ancoragem. Os volumes de calda e pressões de injeção serão aqueles que garantam a perfeita ancoragem do tirante ao terreno. Os critérios de injeção deverão ter por base as características do subsolo local, os resultados do teste realizado para verificação do Caderno de Encargo de Fundações

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comprimento de ancoragem e poderão ser revisados durante a execução, em função de condições localizadas. Ao final de cada tirante, será emitido boletim individual de cada tirante correspondente às atividades de injeção.

16.7 PROTENSÃO DOS TIRANTES Após um tempo mínimo de 3 a 4 dias de cura da calda de cimento da última etapa de injeção realizada (no caso de se empregar cimento ARI-RS) ou de 7 dias de cura da calda de cimento da última etapa de injeção realizada (no caso de se empregar cimento CP-II), será realizada a protensão, com utilização de macacos apropriados, ocasião em que será testado o tirante de acordo com as prescrições da NBR 5629. Nesta etapa serão colocadas as peças que compõem a “cabeça” do tirante, ou seja, a cunha de grau, em aço, a placa de apoio, também em aço e as porcas para fixação do mesmo. Os dados das cargas aplicadas e as deformações correspondentes em cada estágio de carregamento serão anotados em boletim apropriado. A protensão e os testes dos tirantes deverão ser executados de acordo com a NBR 5629 - Execução de Tirantes Ancorados, com no mínimo 10% dos tirantes da obra testados até 1,5 vezes a carga de trabalho e os restantes testados até 1,2 vezes a carga de trabalho. Após atingir a carga de teste, os tirantes serão incorporados com 0,8 da carga de trabalho. Caso necessário, devem ser executadas novas injeções de calda para obtenção da carga de trabalho prevista em projeto.

16.8 INCORPORAÇÃO DOS TIRANTES A incorporação do tirante à estrutura de contenção somente poderá ser feita se comprovado o comportamento do tirante sob a carga de protensão prevista. Após a aplicação da carga máxima de protensão, o esforço sobre o tirante será reduzido para 80% da carga de trabalho e a carga suportada pelo macaco será então transferida para a estrutura através do aperto da porca da cabeça do tirante.

16.9 CONTROLE GERAL DO ATIRANTAMENTO Em relação ao controle de execução dos tirantes, que deverá ser realizado conforme a NBR 5629, cabe salientar o seguinte: •

Para cada tirante, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: -

Identificação do tirante

-

Comprimento da armação

-

Característica da armação

-

Capacidade de carga

-

Desaprumo e desvio de locação.

-

Características do equipamento de execução.

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-

Volume e traço da calda para preenchimento do furo.

-

Pressões de injeção, volume e traço da calda por fase de injeção

-

Anormalidades de execução.

•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da obra, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da execução dos tirantes, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Os comprimentos dos tirantes são estimados a partir das sondagens. Caso na perfuração seja constatada divergência no comportamento do solo em relação ao esperado deve-se executar novas sondagens de verificação no local.

•

Após a execução dos tirantes será feita a verificação do posicionamento final dos mesmos e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva.

•

O teste de carga é a única forma de efetivamente verificar a capacidade de carga dos tirantes, assim, ainda com maior razão, as recomendações da NBR 5629 - Execução de Tirantes Ancorados em relação aos testes devem ser obedecidas.

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17. CHUMBADORES Chumbadores são elementos fixados no solo ao qual transferem os esforços atuantes na cortina de contenção. Ao contrário dos tirantes, esta transferência é exercida ao longo de todo o seu comprimento. Sua função é semelhante àquela dos tirantes, embora eles funcionem de forma diferente, pois não possuem trecho livre e também não são protendidos. Os chumbadores são executados através da instalação e fixação de barras de aço em perfurações previamente feitas no solo a ser contido. Ao longo dos chumbadores, são instalados elementos centralizadores. Em sua execução são obedecidas as seguintes etapas: 1) Perfuração do solo com trado manual ou mecânico, sonda rotativa ou de rotopercussão, com inclinação, diâmetro e comprimento de projeto. 2) Colocação da barras de ancoragem junto com uma mangueira flexível de injeção que vai fixada a extremidade inferior da barra. 3) Preenchimento do furo com calda de cimento, com baixa pressão, através da mangueira a partir do fundo do furo. Após o preenchimento a mangueira é retirada. 5) Incorporação do chumbador a cortina pela concretagem da viga de coroamento das estacas de contenção. Os chumbadores podem ser provisórios ou definitivos, sendo o grande problema destes últimos a corrosão. Assim. cuidados especiais devem ser adotados, entre os quais a proteção com pinturas anticorrosivas.

17.1 CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor dos chumbadores as seguintes informações: •

Descrição do equipamento a ser usado na execução dos chumbadores, equipamento ou ferramentas de perfuração, misturadores e agitadores de calda, bombas e macaco hidráulico.

•

Diâmetro da perfuração.

•

Descrição sumária do processo de execução.

•

Volume por chumbador e traço da calda.

•

Características das barras.

•

Forma de medição e pagamento.

Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor dos chumbadores e as indicações apresentadas no projeto, elas deverão ser discutidas e Caderno de Encargo de Fundações

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acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Instalação e pagamento da energia elétrica.

•

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso outra empresa trabalhar ao mesmo tempo.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

vá

17.2 CUIDADOS NA EXECUÇÃO DOS CHUMBADORES A qualidade da execução de chumbadores de contenção é muito importante em relação à segurança da obra. Em se tratando de um serviço especializado e de difícil fiscalização, a melhor maneira de se garantir esta qualidade é pela contratação de uma empresa idônea para sua execução. Ainda mais, por ser um serviço de custo relativamente baixo quando comparado com as repercussões negativas que uma má execução pode acarretar, o preço não pode ser o elemento exclusivo de decisão na escolha da contratada, devendo ser levadas em conta a competência e a idoneidade da empresa. Em todo caso, por sua importância, a execução dos chumbadores deve ser acompanhada pela equipe técnica da obra. Para tanto, são apresentadas a seguir alguns comentários e observações sobre a execução dos chumbadores e o seu controle, que devem obedecer, no que couber, a NBR 5629 - Execução de Tirantes Ancorados no Terreno.

17.3 LOCAÇÃO E NIVELAMENTO A locação é feita de acordo com o projeto, obedecendo-se cotas e distâncias do eixo do chumbador. A inclinação é definida com auxílio de um transferidor para orientar a posição da perfuratriz em relação à boca da perfuração, ou através de um gabarito, caso o furo seja feito com trado manual.

17.4 PERFURAÇÃO Antes do início da atividade de perfuração propriamente dita, deverão ser verificadas a locação do chumbador e a exata direção e ângulo de perfuração e alinhamento das perfuratrizes, ou procedida a verificação do gabarito no caso da perfuração manual. Pode-se optar por utilizar perfuratrizes rotativas com acionamento hidráulico e circulação d’água ou perfuratrizes roto-percussivas com acionamento pneumático, ou trados manuais ou mecânicos. Todas as atividades de perfuração terão seu desenvolvimento registrado em boletins específicos que fornecerão o histórico do furo, contendo dados cronométricos, geométricos e outros de interesse. Concluída a perfuração, será procedida a limpeza do interior do furo, mediante a utilização do ferramental apropriado, até que se complete a eliminação de todos os detritos do seu interior. Caderno de Encargo de Fundações

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17.5 MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS CHUMBADORES Inicialmente, os chumbadores serão cortados e dobrados nas dimensões indicadas no projeto. Receberão então, o tratamento anticorrosivo a ser aplicado ao aço, compreendendo escovamento, limpeza e pintura em duas demãos de tinta apropriada, sendo adotadas as mesmas disposições da Norma Brasileira NBR 5629 para a proteção de tirantes. Posteriormente, receberão os espaçadores e a ponta da mangueira de injeção é presa provisoriamente à extremidade inferior da barra. O transporte para o local de instalação é feito simultaneamente à conclusão da perfuração. A sua introdução no furo deve ser lenta e cuidadosa para se evitar qualquer dano ao mesmo ou atrito excessivo contra as paredes do furo.

17.6 PREENCHIMENTO DO FURO O preenchimento do furo do chumbador corresponde à injeção “primária” dos tirantes, usualmente denominada de “formação da bainha”. A injeção da bainha é feita imediatamente após a instalação do chumbador no furo e consiste no preenchimento do mesmo com calda de cimento com fator água / cimento de 0,5 (em peso) por gravidade ou utilizando -se uma bomba com baixa pressão. Esta operação é realizada através de uma mangueira plástica flexível presa provisoriamente à barra de aço. A injeção de calda deve ser prosseguida durante algum tempo após esta atingir o topo do revestimento e começar a extravasar, para garantir a expulsão da primeira porção da calda que entrou em contato com restos de solo não retirado do furo durante a perfuração. O fluxo de calda é interrompido quando esta se apresenta limpa, ocasião em que se retira a mangueira que estava presa à barra de aço. Ao final, todos os dados pertinentes à execução de cada chumbador são registrados no Boletim de Execução.

17.7 CONTROLE GERAL DOS CHUMBADORES Em relação ao controle de execução dos chumbadores, que deverá ser realizado, no que couber. conforme a NBR 5629, cabe salientar o seguinte: •

Para cada chumbador, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: -

Identificação do chumbador

-

Comprimento da armação

-

Característica da armação

-

Desaprumo e desvio de locação.

-

Características do equipamento de execução.

-

Volume e traço da calda para preenchimento do furo.

-

Anormalidades de execução.

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•

O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da obra, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima.

•

No decorrer da execução dos chumbadores, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

•

Os comprimentos dos chumbadores são estimados a partir das sondagens. Caso na perfuração seja constatada divergência no comportamento do solo em relação ao esperado deve-se executar novas sondagens de verificação no local.

•

Após a execução dos chumbadores será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva.

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18.

DRENOS

A drenagem da cortina de contenção tem o objetivo de evitar a formação de um lençol freático atrás da cortina e o correspondente surgimento de pressões adicionais na estrutura. Esta drenagem é normalmente feita através de linhas de drenos a partir do pé da cortina. O número de linhas e o espaçamento dos drenos devem ser indicados no projeto da obra de contenção. Normalmente, são previstas duas linhas de drenos. A primeira situada 20 cm acima do pé da cortina e a segunda 80 cm acima desta. Os drenos são espaçados de 3,0 metros, sendo os da linha superior intercalados com os da linha inferior, conforme mostrado na vista de frente da cortina apresentada a seguir na Figura 18.1.

Dreno

0,8 m 0,2 m

3,0 m

1,5 m

Figura 18.1- Vista de Frente da Cortina

Os drenos (ver Figura 18.2) são confeccionados a partir de pedaços de canos plásticos de PVC com diâmetro de 1 1/2”, com comprimento suficiente para ultrapassar a cortina (estaca broca e concreto de regularização), penetrar pelo menos 30 cm no terreno e ficar saliente da face externa da cortina em pelo menos 5 cm. O trecho em contacto com o solo deverá ser perfurado e revestido com malha plástica # 40 ou manta geotextil (“Bidim”), a critério do projetista, em função do solo a ser drenado.

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Estaca Broca Concreto de Regularização Rejuntamento

Trecho de 30 cm, perfurado e envolto em tela plástica # 40

Dreno em tubo de PVC de 1 1/5”

Figura 18.1- Vista Corte na Cortina de Contenção Mostrando Detalhe do Dreno

Os drenos deverão ser executados durante a construção da cortina, imediatamente depois da confecção das estacas e antes da execução da camada de concreto de regularização. Devem ser posicionados entre duas estacas para facilitar a perfuração do concreto, que poderá ser feita com uma perfuratriz portátil de pequeno porte. Depois de perfurado o concreto, o furo no solo será executado com um trado manual de 2” de diâmetro. Após a instalação do dreno, o orifício entre as estacas deverá ser rejuntado com argamassa. Posteriormente, quando da execução da camada de regularização, a boca do dreno deve ser obstruída provisoriamente para evitar a entrada de concreto no seu interior.

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19. PROVA DE CARGA A prova de carga é a única forma de efetivamente verificar-se a capacidade de carga de uma estaca. Existem dois processos de ensaio: a prova estática e o ensaio de carregamento dinâmico. De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo uma prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos.

19.1 PROVA DE CARGA ESTÁTICA A prova estática consiste em se aplicar na estaca esforços estáticos crescentes e medir os deslocamentos correspondentes. Os esforços quase sempre são axiais e de compressão, quando se verifica a capacidade de estacas verticais de absorver cargas verticais de compressão, mas podem ser também de tração ou laterais, para medir a resistência da estaca a cargas de tração ou horizontais. Neste caderno será enfatizada a prova de carga vertical de compressão. Para realização da prova é preciso um dispositivo de aplicação de carga constituído por um macaco hidráulico, um sistema de reação no qual o macaco se apóia para aplicação do carregamento na estaca, um equipamento de medição da carga aplicada e extensômetros para acompanhar os deslocamentos da estaca. O macaco, com capacidade ao menos 10% maior que o máximo carregamento a ser aplicado e curso compatível com os deslocamentos esperados, deve ser alimentado por bomba de óleo, manual ou elétrica, e provido de manômetros com precisão suficiente para medição da pressão aplicada ao óleo no interior do macaco. A pressão indicada no manômetro multiplicada pela área da seção do êmbolo do macaco, fornece a força aplicada ao topo da estaca. A medição desta carga aplicada a estaca pode ser vantajosamente feita através de células de carga, que são colocadas entre o macaco e o topo da estaca, ou entre o macaco e um bloco concretado no topo da estaca. Estas células consistem basicamente de um cilindro de aço a qual estão presos sensores que medem a sua deformação. Os sinais analógicos emitidos por estes sensores, quando o cilindro é comprimido pela força aplicada na estaca, são recebidos por um sistema de aquisição de dados que os transforma em sinais digitais e os envia a um computador portátil onde eles são processados. O sistema de reação pode ser formado por uma plataforma (“cargueira”), apresentada na Figura 19.1, carregada com areia, brita, tijolos, blocos de concreto, trilhos ou qualquer outro material cujo peso total ultrapasse em 15% o carregamento máximo previsto na prova. Outro sistema de reação usado comumente é constituído por uma viga de aço presa a um conjunto de tirantes, apresentado na Figura 19.2, cuja capacidade de resistir à tração deve ser pelo menos 1,5 vez a carga máxima prevista. Caderno de Encargo de Fundações

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Figura 19.1 – Esquema de Montagem em “Cargueira”.

Figura 19.2 – Sistema de Reação com Estacas Tracionadas ou Tirantes para Prova de Carga Estática.

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Os deslocamentos do topo da estaca, ou no bloco de coroamento, são medidos através de quatro extensômetros instalados simetricamente ao centro da estaca, dispostos em dois eixos horizontais ortogonais. Estes extensômetros, que devem permitir leitura direta (sem aproximação) de 0,01 mm, são fixados em uma viga que seja independente dos movimentos da estaca. Para isto, a viga deve apoiar-se em pontos no terreno distantes pelo menos 5 vezes o diâmetro (ou uma outra dimensão representativa da estaca: diagonal no caso de estacas quadradas), ou no mínimo a 1,5 metros do eixo da estaca. Na execução da prova, a estaca é carregada até a ruptura ou, ao menos, até duas vezes a carga de trabalho. Este carregamento é feito em estágios que não devem ultrapassar a 20% da carga de trabalho da estaca e que devem ser mantidos até a estabilização dos deslocamentos e, no mínimo, por trinta minutos. Não sendo atingida a ruptura da estaca, a carga máxima do ensaio deve ser mantida durante 12 horas, entre a estabilização dos recalques e o início do descarregamento. Este deve ser procedido em no mínimo quatro estágios. Cada estágio deve ser mantido até a estabilização dos deslocamentos e, no mínimo, por 15 minutos. A seguir é apresentado um gráfico de cargas versus recalques resultado de uma prova de carga estática. Carga (Ton)

Figura 19.3 – Gráfico Cargas X Recalques.

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19.2 PROVA DE CARGA DINÂMICA Na prova de carga dinâmica, um pilão convencional de cravação, ou um outro dispositivo qualquer, pode ser utilizado para aplicação da força de impacto, capaz de provocar um deslocamento permanente, ou para mobilizar a resistência das camadas de solo atravessadas pela estaca. Sensores são instalados na estaca para medir a aceleração e os deslocamentos que ela sofre, ao longo do tempo, ao ser atingida pelo pilão. Estas medidas são transmitidas por sinais elétricos para um aparelho (“Conversor Analógico Digital”) capaz de transformar estes sinais em dígitos que são armazenados em um computador portátil (“laptop”). As informações de aceleração e de deslocamento devidamente processadas permitem avaliar a capacidade de carga da estaca. Cabe ressaltar, porém que este método foi recentemente introduzido no Brasil e só agora começa a ter maior difusão graças a recentes desenvolvimentos no equipamento que simplificaram o seu uso e nos programas computacionais que melhoraram consideravelmente o nível de informações obtidas. Assim, tendo em vista que este tipo de prova ainda tem pouca difusão, é importante que o executor do ensaio se comprometa a analisar os resultados e a opinar sobre a capacidade da estaca testada.

Figura 19.4 – Esquema Básico de Instrumentação de uma Prova de Carga Dinâmica.

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Figura 19.5 – Sinal Típico de uma Prova de Carga Dinâmica.

19.3 CONTRATO DE EXECUÇÃO Ao contratar uma prova de carga deve-se ter em mente que o seu resultado pode ter importantes repercussões em relação à segurança do edifício e ao custo das fundações. Assim, em se tratando de um serviço especializado e de difícil fiscalização, a melhor maneira de se garantir a qualidade deste resultado é pela contratação de uma empresa idônea para sua execução. Ainda mais, por ser um serviço de custo relativamente baixo quando comparado com as repercussões negativas que poderá acarretar, o preço da prova não pode ser o elemento exclusivo de decisão na escolha da contratada, devendo ser levadas em conta a competência e a idoneidade da empresa executora. Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor da prova de carga as seguintes informações: PROVA DE CARGA ESTÁTICA •

Descrição do equipamento a ser usado na execução da prova, macaco hidráulico, bombas de óleo, extensômetros e célula de carga, contendo: carga máxima do macaco, capacidade e precisão da célula de carga e dos extensômetros.

•

Descrição sumária do processo de execução.

•

Esquema de execução da cargueira e definição de quem será responsável por sua execução.

•

Esquema de execução dos tirantes, caso seja este o tipo de reação, e definição de quem será responsável por sua execução.

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•

Definição de quem será responsável pela montagem do sistema de reação e de medição de recalques.

•

Descrição do relatório de apresentação dos resultados que deverá conter, além do previsto na norma, uma avaliação da capacidade de carga da estaca.

PROVA DE CARGA DINÂMICA •

Descrição do equipamento a ser usado na execução da prova.

•

Descrição sumária do processo de execução e dos processos de análise dos dados e de avaliação da capacidade de carga da estaca.

•

Definição de quem será responsável pela disponibilização e operação do equipamento de aplicação dos golpes.

•

Descrição do relatório de apresentação dos resultados que deverá conter obrigatoriamente, além do previsto na norma,

•

Declaração da empresa contratada que, tendo em conta o tipo de estaca a ser testada e o equipamento de aplicação dos golpes, será possível obter-se da prova uma definição da capacidade de carga da estaca.

Outras questões que devem ser previamente discutidas são: •

Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos.

•

Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.

•

Paralisação de atividades no canteiro de obras durante a execução da prova.

•

Pessoal técnico presente durante a execução da prova.

•

Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

•

Prazo de execução do serviço.

•

Forma de medição e pagamento.

Para orientar o planejamento e a execução da prova de carga, a contratante deverá fornecer a empresa executora as seguintes informações: •

Locação do terreno no quarteirão, indicando o nome da rua e as distâncias das ruas transversais.

•

Sondagens executadas no terreno.

•

Descrição completa e detalhada da estaca.

19.4 ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO O acompanhamento do serviço deve feito com a presença constante da equipe técnica da construtora durante a execução da prova para garantir que: •

Os equipamentos são os relacionados na proposta, estão em bom estado e possuem certificado de calibração atualizado por instituição creditada.

•

O procedimento adotado é o previamente informado.

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•

O engenheiro da empresa contratada anotou e fará constar no relatório qualquer ocorrência que possa interferir no resultado da prova.

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ANEXOS

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ANEXO 1: CÁLCULO DA PROFUNDIDADE DA SONDAGEM

CÁLCULO DA PROFUNDIDADE DA SONDAGEM

1. DESCRIÇÃO GERAL DO CÁLCULO:

De acordo com a norma, as sondagens devem ser levadas até uma profundidade em que as tensões introduzidas no terreno pelas cargas estruturais sejam inferiores a 10% da pressão devido ao peso de terra preexistente nesta profundidade. Em todo o caso, as sondagens devem atravessar todas as camadas impróprias ou questionáveis como apoio de fundações. Aqui em Fortaleza, em se tratando de fundações profundas, procura-se conhecer o subsolo pelo menos 6 metros abaixo da profundidade onde se espera que irão ficar as pontas das estacas de fundação.

O cálculo da profundidade a ser atingida pelas sondagens para bem definir o subsolo se baseia no seguinte: - A carga total da estrutura é calculada supondo uma carga distribuída por pavimento de 1,2 ton/m2. - A partir da profundidade do subsolo a carga se espraia no interior do terreno com um ângulo de 45º. - A carga devido à estrutura dos pavimentos de subsolo e o alívio de tensão causado

pela

escavação

para

instalação

destes

pavimentos

são

desprezados. - No entanto a profundidade da sondagem é contada a partir da cota do piso do subsolo mais inferior.

Cálculo da Carga Total da Estrutura (Q T ) QT = N x A x q N = número de pavimentos A = área do pavimento tipo (m 2 ) A=axb a, b = dimensões em planta do retângulo que circunscreve o pavimento tipo (m) q = carga distribuída por pavimento de 1,2 ton/m 2 .

Cálculo da Pressão Devida ao Peso do Solo (q S ) na Profundidade (P) qS = γ x P γ = peso específico do solo adotado como 2,0 ton/m 3 . Cálculo da Tensão Distribuída no Solo (q P ) na Profundidade (P) q P = Q T / (a + 2 x P) x (b + 2 x P)

N andares

subsolo P

CORTE

Projeção do pavimento tipo

a b P

Área de distribuição da carga na profundidade P

P PLANTA

Cálculo da Profundidade (P F ) em que 10% da Pressão Devida ao Peso do Solo (q S ) é igual a Tensão Distribuída no Solo (q P ) 0,10 x q S = 0,10 x γ x P F = q P = Q T / (a + 2 x P F ) x (b + 2 x P F ) ou 0,10 x γ x P F = Q T / (a + 2 x P F ) x (b + 2 x P F ) ou 0,10 x γ x P F = N x a x b x q / (a + P F ) x (b + P F ) A melhor maneira de calcular o valor de P F é criando uma tabela com valores de 0,10 x γ x P e de N x a x b x q / (a + 2 x P F ) x (b + 2 x P F ) para valores crescentes de P, conforme se mostra no exemplo a seguir. 2. EXEMPLO DE CÁLCULO: Calcular a profundidade que devem atingir as sondagens de um edifício de 20 pavimentos e mais dois pavimentos de garagem enterrados no subsolo, com pé direito de 3 m cada. O pavimento tipo do edifício pode ser representado por um retângulo de 12 m por 16 m. Assim: γ = 2,0 ton/m 3 N = 20 a = 12 m b = 16 m q = 1,2 ton/m 2

Tabela com Valores de 10% qS e de qP P

10% de qS

qP

(m)

(ton/m2)

(ton/m2)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00

24,00 18,29 14,40 11,64 9,60 8,06 6,86 5,91 5,14 4,52 4,00 3,57 3,20 2,89 2,62 2,39 2,18 2,00 1,85 1,71 1,58

Do exame da tabela verifica-se que a 14 metros, as tensões introduzidas no terreno pelas cargas estruturais passam a ser inferiores a 10% da pressão devido ao peso de terra preexistente nesta profundidade. Tendo em vista que o terreno será escavado 6 metros para instalação dos pavimentos de garagem, as sondagens deverão ser aprofundadas até 20 metros de profundidade em relação ao nível do terreno natural.

ANEXO 2: CÁLCULO DO COMPRIMENTO DAS ESTACAS

CÁLCULO DO COMPRIMENTO DAS ESTACAS

1. DESCRIÇÃO GERAL DO CÁLCULO: A profundidade a ser atingida pelas estacas para suportar a carga de trabalho é estimada a partir do cálculo da carga admissível de trabalho para cada metro de profundidade de cada sondagem. Este cálculo é feito usando os métodos apresentados a seguir e que de maneira geral se baseiam nos seguintes passos: Cálculo da Resistência de Ponta (Q p ) Qp = Ap qp A p = área da ponta da estaca q p = resistência unitária de ponta q p = KN SPT K = coeficientes determinados para cada tipo de estaca, válidos para os solos examinados pelos pesquisadores N SPT = SPT

Cálculo da Resistência Total de Atrito Lateral (Q L ) Q L = Σ pΔLf p = perímetro da seção transversal da estaca ΔL = comprimento do trecho da estaca cujo atrito lateral unitário é f f = atrito lateral unitário f = aKN SPT

a e K = coeficientes determinados para cada tipo de estaca, válidos para os solos examinados pelos pesquisadores

Resistência Total da Estaca (Q u ) Qu = Qp + QL

Carga Admissível de Trabalho da Estaca (Q ad ) Q ad = Q u / FS FS = Coeficiente de Segurança O coeficiente de segurança normalmente é adotado igual a 2,0, mas no caso das estacas escavadas (moldadas “in situ”, raiz e hélice contínua) a NBR 6122 / 1996 recomenda que “a resistência de atrito prevista na ruptura não pode ser inferior a 80% da carga de trabalho a ser adotada”. Ou seja, Q ad < Q L / 0,8

2. MÉTODOS USADOS: Os métodos de cálculo para cada tipo de estaca são indicados a seguir TIPO DE ESTACA PREMOLDADAS DE CONCRETO

MÉTODO DE CÁLCULO MÉTODO DE AOKI - VELOSO

METÁLICAS

MÉTODO DE AOKI - VELOSO

MOLDADAS "IN SITU"

MÉTODO DE AOKI - VELOSO

FRANKI

MÉTODO DE AOKI - VELOSO

ESTACA RAIZ

MÉTODO DE DAVID CABRAL

HÉLICE CONTÍNUA

MÉTODO DE CABRAL E ANTUNES

Os coeficientes usados estão indicados na tabela abaixo, sendo cada um dos métodos descritos a seguir com base no livro “Previsão de Desempenho X Comportamento Real” publicado por ABMS – Associação Brasileira de Mecânica dos Solos, Núcleo Regional de São Paulo.

COEFICIENTES TIPO DE SOLO C CM CMS CS CSM G M MC MCS MS MSC S SC SCM SG SM SMC

AOKI e VELLOSO K a (kgf/cm2) (%) ARGILA 2,0 6,0 ARGILA SILTOSA 2,2 4,0 ARGILA SILTO-ARENOSA 3,3 3,0 ARGILA ARENOSA 3,5 2,4 ARGILA ARENO-SILTOSA 3,0 2,8 PEDREGULHO 10,0 1,4 SILTE 4,0 3,0 SILTE ARGILOSO 2,3 3,4 SILTE ARGILO- ARENOSO 2,5 3,0 SILTE ARENOSO 5,5 2,2 SILTE ARENO-ARGILOSO 4,5 2,8 AREIA 10,0 1,4 AREIA ARGILOSA 6,0 3,0 AREIA ARGILO-SILTOSA 5,0 2,8 AREIA GROSSA 10,0 1,4 AREIA SILTOSA 8,0 2,0 AREIA SILTO-ARGILOSA 7,0 2,4 CLASSIFICAÇÃO

Cabral e Antunes β2 β1 (%) (kgf/cm2) 2,0 1,0 2,0 1,0 2,5 1,2 3,5 1,5 3,0 1,3 5,0 2,5 2,5 1,0 2,0 1,0 2,5 1,3 3,5 2,0 3,0 1,7 5,0 2,5 4,0 2,0 4,0 2,0 5,0 2,5 4,0 2,0 4,0 2,0

OBS: Os valores pintados de amarelo foram interpolados

David Cabral β2 β1 (%) (kgf/cm2) 5,0 1,0 4,0 1,0 4,3 1,2 5,0 1,5 4,7 1,3 7,0 3,0 5,0 1,8 3,5 1,0 4,3 1,3 6,0 2,0 5,2 1,7 7,0 3,0 8,0 2,3 7,1 2,1 5,0 2,5 8,0 2,8 8,0 2,6

3. MÉTODO DE AOKI – VELOSO

Cálculo da Resistência de Ponta (Q p ) Qp = Ap qp / F1 A p = área da ponta da estaca q p = resistência unitária de ponta F 1 = coeficiente determinado para cada tipo de estaca q p = KN SPT K = coeficiente determinado para cada tipo de solo N SPT = SPT Cálculo da Resistência Total de Atrito Lateral (Q L ) Q L = Σ pΔLf / F 2 p = perímetro da seção transversal da estaca ΔL = comprimento do trecho da estaca cujo atrito lateral unitário é f F 2 = coeficiente determinado para cada tipo de estaca f = atrito lateral unitário f = aKN SPT a = coeficiente determinado para cada tipo de solo Resistência Total da Estaca (Q u ) Qu = Qp + QL Coeficientes: CLASSIFICAÇÃO ARGILA ARGILA SILTOSA ARGILA SILTO-ARENOSA ARGILA ARENOSA ARGILA ARENO-SILTOSA PEDREGULHO SILTE SILTE ARGILOSO SILTE ARGILO-ARENOSO SILTE ARENOSO

K (kgf/cm2) 2,0 2,2 3,3 3,5 3,0 10,0 4,0 2,3 2,5 5,5

a (%) 6,0 4,0 3,0 2,4 2,8 1,4 3,0 3,4 3,0 2,2

SILTE ARENO-ARGILOSO AREIA AREIA ARGILOSA AREIA ARGILO-SILTOSA AREIA GROSSA AREIA SILTOSA AREIA SILTO-ARGILOSA

4,5 10,0 6,0 5,0 10,0 8,0 7,0

2,8 1,4 3,0 2,8 1,4 2,0 2,4

TIPO DE ESTACA

F1

F2

PREMOLDADAS DE CONCRETO

1,75

3,50

METÁLICAS

1,75

3,50

MOLDADAS "IN SITU"

3,00

6,00

FRANKI

2,50

5,00

4. MÉTODO DE DAVID CABRAL (Estacas Raiz): Cálculo da Resistência de Ponta (Pp) Pp

=

βo x β2 x N x Ab

N

=

SPT

Ab

=

área da ponta da estaca

βo

=

1 + 0.11 x r – 0.01 x D

D

=

diâmetro da estaca (cm)

r

=

pressão de injeção (kgf/cm2)

β2

=

coeficiente de resistência de ponta (kgf/cm2)

Sendo βo x β2 x N ≤ 50 kgf/cm2 Cálculo da Resistência Total de Atrito Lateral (PL) PL

=

Σ βo x β1 x N x U x ΔL

βo

=

1 + 0.11 x r – 0.01 x D

D

=

diâmetro da estaca (cm)

r

=

pressão de injeção (kgf/cm2)

β1

=

coeficiente de atrito lateral (kgf/cm2)

N

=

SPT

U = perímetro da seção transversal da estaca ΔL = comprimento do trecho da estaca cujo SPT é N Sendo βo x β1 x N ≤ 2 kgf/cm2 Resistência Total da Estaca (PT) PT

=

Pp + Pl

Coeficientes:

D (cm) 10 12 15 16 20 25 31 42

0 0,90 0,88 0,85 0,84 0,80 0,75 0,59 0,58

Valores de βo r ( kgf/cm2 ) 1 1,01 0,99 0,96 0,95 0,91 0,86 0,80 0,69

2 1,12 1,10 1,07 1,06 1,02 0,97 0,91 0,80

3 1,23 1,21 1,18 1,17 1,13 1,08 1,02 0,91

Valores de β1 e β2 SOLO AREIA AREIA SILTOSA AREIA ARGILOSA SILTE SILTE ARENOSO SILTE ARGILOSO ARGILA ARGILA ARENOSA ARGILA SILTOSA

β1 (%) 7,00 8,00 8,00 5,00 6,00 3,50 5,00 5,00 4,00

β2 ( kgf/cm2) 3,00 2,80 2,30 1,80 2,00 1,00 1,00 1,50 1,00

5. MÉTODO DE CABRAL E ANTUNES (Estacas Hélice Contínua) Cálculo da Resistência de Ponta (Pp) Pp

=

β2 x N x Ab

N

=

SPT

Ab

=

área da ponta da estaca

β2

=

coeficiente de resistência de ponta (kgf/cm2)

Sendo β2 x N ≤ 40 kgf/cm2 Cálculo da Resistência Total de Atrito Lateral (PL) PL

=

Σ β1 x N x U x ΔL

β1

=

coeficiente de atrito lateral (kgf/cm2)

N

=

SPT

U = perímetro da seção transversal da estaca ΔL = comprimento do trecho da estaca cujo SPT é N Resistência Total da Estaca (PT) PT

=

Pp + PL

Coeficientes: Valores de β1 e β2 SOLO ARGILA SILTOSA ARGILA ARGILA ARENOSA SILTE SILTE ARGILOSO SILTE ARENOSO AREIA AREIA ARGILOSA AREIA SILTOSA

CM C CS M MC MS S SC SM

β1 2,00 2,00 3,50 2,50 2,00 3,50 5,00 4,00 4,00

β2 1,00 1,00 1,50 1,00 1,00 2,00 2,50 2,00 2,00

PROVA DE CARGA

COTAS

Estaca Pré Moldada de Concreto - 30 x 30 cm² Carga de Trabalho - 60 tf Comprimento da Cravação - 7,90 m

100.18 m

Estaca Pré Moldada 0

SPT 100.00 1

2

2

2 N.A

Carga (tf)

Areia fina e média, argilosa, com pedregulhos, fofa, cinza. 2.00

2

3

2

4

2

5

3.00

Areia fina e média, argilosa, com pedregulhos, fofa, cinza e amarela.

95.00 2

6

3

7

22

(09.01.02)

Deformação (mm)

Figura 3.1.1 - Prova de Carga sobre Estaca Premoldada Cravada na Formação Barreiras

SONDAGEM

AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

6.80

Argila arenosa, com pedregulhos, dura, cinza, vermelha e amarela, variegada.

8 8.00

36

9

27

10

Argila arenosa, com pedregulhos, dura, cinza.

90.00 38

11

(*)

10.55

DIM. ESTACA : CARGA :

Sl= Sp=

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS PREMOLDADAS DE CONCRETO METODO DE AOKI - VELOSO 0,3 m COTA SUBSOLO: 100 m 60 ton* FATOR SEGURANÇA: 2 SEÇÃO DA ESTACA 1 ( 1 ) QUADRADA ( 2 ) CIRCULAR 1,2 m2/m F1= 1,42314 0,09 m2 F2= 2,84628

SONDAGEM: COTA (m) 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84

PROF (m) 1,12 2,12 3,12 4,12 5,12 6,12 7,12 8,12 9,12 10,12 11,12 12,12 13,12 14,12 15,12 16,12

1

COTA (m):

N

TIPO

2 2 2 2 2 3 22 36 27 38 0 0 0 0 0 0

SC SC SC SC SC SC CS CS CS CS 0 0 0 0 0 0

K (kgf/cm2) 6 6 6 6 6 6 3,5 3,5 3,5 3,5 0 0 0 0 0 0

100,12 m a (%) 3 3 3 3 3 3 2,4 2,4 2,4 2,4 0 0 0 0 0 0

R. Atrito R. At. Ac. R.Ponta (ton) (ton) (ton) 1,5 1,5 7,6 1,5 3,0 7,6 1,5 4,6 7,6 1,5 6,1 7,6 1,5 7,6 7,6 2,3 9,9 11,4 7,8 17,7 48,7 12,7 30,4 79,7 9,6 40,0 59,8 13,5 53,4 84,1 13,5 66,9 84,1 13,5 80,3 84,1 13,5 93,8 84,1 13,5 107,3 84,1 13,5 120,7 84,1 13,5 134,2 84,1

C. Tot. (ton) 9 11 12 14 15 21 66 110 100 138 151 164 178 191 205 218

C. Adm COMP. (ton) (m) 5 1 5 2 6 3 7 4 8 5 11 6 33 7 55 8 50 9 69 10 75 11 82 12 89 13 96 14 102 15 109 16

PROVA DE CARGA

Estaca Franki - 600 mm Carga de Trabalho - 180 tf Comprimento da Cravação - 7,20 m

Carga (tf)

COTAS 99.932 m SPT

4

1

2

2

2 / 45

3

0 0,05 0.20

PISO DE CONCRETO. Areia fina e média, siltosa, com pedregulhos e restos de alvenaria, vermelha. (ATERRO)

1.50

Areia fina e média, siltosa, fofa, vermelha.

Estaca Franki 2

N.A

4

3.42

Areia fina e média, siltosa, fofa, cinza.

5

3 95.000

6

2

2 / 45

6

(25.06.01)

Deformação (mm)

Figura 3.2.1 - Prova de Carga sobre Estaca Franki Executada Ultrapassando a Duna e Atingindo a Formação Barreiras

SONDAGEM AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

7 7.00

Areia fina e média, argilosa, pouco compacta, cinza e amarela.

8 8.00

14

9

25

10 90.000

14

Argila arenosa, com pedregulhos e concreções, rija e dura, cinza, vermelha e amarela, variegada. 10.00

Argila arenosa, com pedregulhos, rija, cinza, vermelha e amarela, variegada.

11 11.00

12

12

8

13

45 / 14

14

Argila arenosa, com pedregulhos e concreções, média e cinza, vermelha e amarela, variegada.

13.69

(*)

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS FRANKI METODO DE AOKI - VELOSO 96,50 m TIPO ESTACA : 600 mm COTA SUBSOLO: CARGA : 180 ton* FATOR SEGURANÇA: 2,00 ÁREA DA BASE = 2 ( 1 ) IGUAL À DO FUSTE Sl= 1,88 m2/m F1= 2,50 ( 2 ) G16 BASE ALARGADA Sp= 8000 cm2 F2= 5,00 ÁREA BASE ALARGADA= 8000 cm2 SONDAGEM: 2 COTA (m): 99,93 m COTA PROF N TIPO K a R. Atrito R. At. Ac. R.Ponta C. Tot. C. Adm COMP. (m)

(m)

95,5 94,5 93,5 92,5 91,5 90,5 89,5 88,5 87,5 86,5 85,5 84,5 83,5

4,43 5,43 6,43 7,43 8,43 9,43 10,43 11,43 12,43 13,43 14,43 15,43 16,43

3 2 1 6 14 25 14 12 8 45 0 0 0

SM SM SM SC CS CS CS CS CS CS 0 0 0

(kgf/cm2)

(%)

(ton)

(ton)

(ton)

(ton)

(ton)

(m)

8,00 8,00 8,00 6,00 3,50 3,50 3,50 3,50 3,50 3,50 0,00 0,00 0,00

2,00 2,00 2,00 3,00 2,40 2,40 2,40 2,40 2,40 2,40 0,00 0,00 0,00

1,8 1,2 0,8 4,1 4,4 7,9 4,4 3,8 2,5 14,2 14,2 14,2 14,2

1,8 3,0 3,8 7,9 12,3 20,2 24,7 28,5 31,0 45,2 59,5 73,7 88,0

83,1 55,4 36,9 124,7 169,7 303,1 169,7 145,5 97,0 545,6 545,6 545,6 545,6

85 58 41 133 182 323 194 174 128 591 605 619 634

42 29 20 66 91 162 97 87 64 295 303 310 317

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

PROVA DE CARGA

S PT 0

10

PROF.

COTAS 93.77

Estaca Metálica - 2TR-68 Carga de Trabalho - 120 tf Comprimento da Cravação - 10,45 m

20

30

40

m

Estaca Metálica

SPT

0

8

1

7

2

8

3

Areia fina e média, siltosa, pouco compacta, vermelha.

3.00

Carga (tf)

4

8

Areia fina e média, pouco argilosa, com pedregulhos, pouco compacta, cinza, vermelha e amarela, variegada.

PERCUSSÃO

90.00

5

6

45 / 8

(04.10.02)

5.00 58

6 7

COM CONCREÇÕES

Deformação (mm)

8

14

Areia fina e média, muito siltosa, com pedregulhos, medianamente compacta a muito compacta, cinza, vermelha e amarela, variegada.

9

16 85.00 45 / 15

10

37

11

10.00

15

N.A

14 %

12

11.47

13

45 / 8

12.12

-

Areia fina e média, muito siltosa, com pedregulhos, medianamente compacta a muito compacta, cnza clara. Arenito, muito alterado, laterizado, consolidado, extremamente fraturado.

12.62

0%

40

SPT 80.00

40 % ROTATIVA BX

Figura 3.3.1 - Prova de Carga sobre Estaca Metálica Cravada na Formação Barreiras

SONDAGEM

AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

Areia fina e média, pouco argilosa, com pedregulhos e concreções, compacta, cinza clara.

14 13.86

Arenito, medianamente alterado, consolidado, extremamente fraturado.

20

30%

13 15.86

48 %

11

27 %

4

13%

3

14%

1

75.00

19.86 N°

RECUPERAÇÃO % 25

50

DE 75

PEÇAS

Arenito, totalmente alterado, laterizado, muito fraturado.

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS METÁLICAS METODO DE AOKI - VELOSO 2TR68 COTA SUBSOLO: 93,77 m 120 ton* FATOR SEGURANÇA: 2

TIPO ESTACA : CARGA : Sl= Sp= SONDAGEM: COTA (m) 92,77 91,77 90,77 89,77 88,77 87,77 86,77 85,77 84,77 83,77 82,77 81,77 80,77 79,77 78,77 77,77 76,77 75,77 74,77 73,77

PROF (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1,43 m2/m 244 cm2 3 N

TIPO

7 8 8 6 45 45 14 16 14 45 37 15 45 40 0 0 0 0 0 0

SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SC SC SC SC 0 0 0 0 0 0

F1= F2= COTA : K (kgf/cm2) 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 6 6 6 6 0 0 0 0 0 0

a (%) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 0 0 0 0 0 0

1,22 2,44 93,77 R. Atrito (ton) 6,6 7,5 7,5 5,6 42,2 42,2 13,1 15,0 13,1 42,2 39,0 15,8 47,5 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2

m R. At. Ac. R.Ponta (ton) (ton) 6,6 11,2 14,1 12,8 21,6 12,8 27,2 9,6 69,4 72,0 111,6 72,0 124,7 22,4 139,7 25,6 152,8 22,4 195,0 72,0 234,0 44,4 249,8 18,0 297,3 54,0 339,5 48,0 381,7 48,0 423,8 48,0 466,0 48,0 508,2 48,0 550,4 48,0 592,6 48,0

C. Tot. (ton) 18 27 34 37 141 184 147 165 175 267 278 268 351 387 430 472 514 556 598 641

C. Adm (ton) 9 13 17 18 71 92 74 83 88 133 139 134 176 194 215 236 257 278 299 320

COMP. (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

PROVA DE CARGA

Estaca Raiz - 350 mm Carga de Trabalho - 90 tf Comprimento da Estaca - 7 m

Carga (tf)

COTAS -0.56

m

SPT

0,00

6

1

16

2

21

3

0.50

Areia fina e média, pouco siltosa, com resto de alvenaria, pouco compacta, cinza. (ATERRO)

Areia fina, pouco siltosa, pouco compacta a compacta, cinza. N.A

2.53

Estaca Raiz

3.00 4

27

15

-5.00

Areia fina e média, pouco siltosa, medianamente compacta e compacta, cinza. 5 4.80 6

15

12

(01.12.01)

Deformação (mm)

Figura 3.4.1 - Prova de Carga sobre Estaca Raiz Executada Ultrapassando a Duna e Atingindo a Formação Barreiras

SONDAGEM

AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

7

42

8

20 / 2

9

28

-10.00

Argila arenosa, com pedregulhos, rija e dura, cinza, vermelha e amarela, variegada. 10

40

11

32

12

43

13

12.45

TIPO ESTACA : CARGA :

SONDAGEM: COTA (m) -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 -19 -20

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS ESTACA RAIZ MÉTODO DAVI CABRAL 350 mm COTA SUBSOLO: -3,00 m 90 ton* FATOR SEGURANÇA: 2,00 PRESSÃO DE INJEÇÃO: Sl= 1,10 m2/m Sp= 962 cm2 βo = 0,98

PROF (m) 3,44 4,44 5,44 6,44 7,44 8,44 9,44 10,44 11,44 12,44 13,44 14,44 15,44 16,44 17,44 18,44 19,44

1 N 27 15 15 12 42 45 28 40 32 43 0 0 0 0 0 0 0

3,0

COTA (m): -56 m TIPO β1 (%) β2 R. Atrito R. At. Ac. R.Ponta (kgf/cm2) (kgf/cm2) (ton) (ton) (ton) S 7 3 20,4 20,4 48,1 S 7 3 11,3 31,7 42,4 CS 5 1,5 8,1 39,7 21,2 CS 5 1,5 6,5 46,2 17,0 CS 5 1,5 22,0 68,2 48,1 CS 5 1,5 22,0 90,2 48,1 CS 5 1,5 15,1 105,2 39,6 CS 5 1,5 21,5 126,8 48,1 CS 5 1,5 17,2 144,0 45,3 CS 5 1,5 22,0 166,0 48,1 0 0 0 22,0 188,0 48,1 0 0 0 22,0 210,0 48,1 0 0 0 22,0 231,9 48,1 0 0 0 22,0 253,9 48,1 0 0 0 22,0 275,9 48,1 0 0 0 22,0 297,9 48,1 0 0 0 22,0 319,9 48,1

kgf/cm2

C. Tot. (ton) 68 74 61 63 116 138 145 175 189 214 236 258 280 302 324 346 368

C. Adm (ton) 25 37 30 32 58 69 72 87 95 107 118 129 140 151 162 173 184

COMP. (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

PROVA DE CARGA

COTAS

Estaca “Hélice Contínua” - 500 mm Carga de Trabalho - 120 tf Comprimento da Estaca - 16,08 m

Carga (tf)

99.48

m 0,00

SPT

2

2

2

3

5

4

95.00

PISO DE CONCRETO.

1.00

Areia fina e média, pouco siltosa, fofa, cinza. (ATERRO)

Estaca Hélice Contínua

Areia fina e média, pouco siltosa, fofa e pouco compacta, vermelha.

5

6

(15.05.02)

8

8

0.10 1

2

7

7 7.00 8

14

Deformação (mm)

Figura 3.5.1 - Prova de Carga sobre Estaca “Hélice Contínua” Perfurada através da Duna e da Formação Barreiras

SONDAGEM AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

9

14 N.A

8.94

Areia fina e média, siltosa, medianamente compacta, cinza e amarela.

10

12 90.00

10.00 7

11

4

12

5

13

7

14

Areia fina e média, muito siltosa, com pedregulhos, fofa e pouco compacta, cinza clara. 12.00

4 / 45

85.00

Areia fina e média, pouco argilosa, com pedregulhos, fofa e pouco compacta, cinza e amarela.

15 15.00

2 / 45

16

3

17

6

18

29

19

Areia fina e média, siltosa, com pedregulhos, fofa e pouco compacta, cinza. COM LENTES DE ARGILA

18.00

19.00 60

80.00

Areia fina e média, argilosa, com pedregulhos e concreções, compacta, cinza, vermelha e amarela, variegada.

20

65

21

54

22

Areia fina e média, argilosa, com pedregulhos, muito compacta, cinza e amarela. 21.45

TIPO ESTACA : CARGA :

SONDAGEM: COTA (m) 96,0 95,0 94,0 93,0 92,0 91,0 90,0 89,0 88,0 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 82,0 81,0 80,0 79,0 78,0 77,0

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA MÉTODO ANTUNES e CABRAL 500 mm COTA SUBSOLO: 97,00 m 120 ton* FATOR SEGURANÇA: 2,00 Sl= 1,6 m2/m Sp= 1963 cm2 1 COTA (m): 99,48 m PROF N TIPO β1 (%) β2 R. Atrito R. At. Ac. R.Ponta (m) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (ton) (ton) (ton) 3,48 5 SM 4,00 2,00 3,1 3,1 19,6 4,48 7 SM 4,00 2,00 4,4 7,5 27,5 5,48 8 SM 4,00 2,00 5,0 12,6 31,4 6,48 8 SM 4,00 2,00 5,0 17,6 31,4 7,48 14 SM 4,00 2,00 8,8 26,4 55,0 8,48 12 SM 4,00 2,00 7,5 33,9 47,1 9,48 7 SC 4,00 2,00 4,4 38,3 27,5 10,48 4 SC 4,00 2,00 2,5 40,8 15,7 11,48 5 SC 4,00 2,00 3,1 44,0 19,6 12,48 7 SC 4,00 2,00 4,4 48,4 27,5 13,48 3 SC 4,00 2,00 1,7 50,0 10,5 14,48 1 SC 4,00 2,00 0,8 50,9 5,2 15,48 3 SC 4,00 2,00 1,9 52,8 11,8 16,48 6 SC 4,00 2,00 3,8 56,5 23,6 17,48 29 SC 4,00 2,00 18,2 74,7 78,5 18,48 45 SC 4,00 2,00 28,3 103,0 78,5 19,48 45 SC 4,00 2,00 28,3 131,3 78,5 20,48 45 SC 4,00 2,00 28,3 159,5 78,5 21,48 0 0 0,00 0,00 28,3 187,8 78,5 22,48 0 0 0,00 0,00 28,3 216,0 78,5

C. Tot. (ton) 23 35 44 49 81 81 66 57 64 76 61 56 65 80 153 182 210 238 266 295

C. Adm (ton) 4 9 16 22 33 41 33 28 32 38 30 28 32 40 77 91 105 119 133 147

COMP. (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

PROVA DE CARGA

Estaca “Hélice Contínua” - 500 mm Carga de Trabalho - 120 tf Comprimento da Estaca - 12,37 m

Carga (tf)

COTAS 97.800 m

Estaca "Hélice Contínua"

SPT

0

4

1

2

2

Areia fina e média, pouco siltosa, fofa, vermelha. 3

2 / 40

95.000

4

1 / 60

(20.01.01)

4.00 2 / 45

Deformação (mm)

Figura 3.6.1 - Prova de Carga sobre Estaca “Hélice Contínua” Executada na Duna

SONDAGEM

AMOSTRADOR - øe = 2" AMOSTRADOR - øi = 1 3/8” MARTELO - 65 kg QUEDA - 75 cm

11

16

10

13

10

5

6

7

8 90.000

20

9

7

20

10

11

19

11

11

30

12

36

30

14

Areia fina e média, siltosa, fofa a compacta, cinza.

13 85.000

(*)

12.90

ESTIMATIVA DE COMPRIMENTO DE ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA MÉTODO ANTUNES e CABRAL 500 mm COTA SUBSOLO: 97,80 120 ton* FATOR SEGURANÇA:

TIPO ESTACA : CARGA :

m 2,00

Sl= 1,6 m2/m Sp= 1963 cm2 SONDAGEM:

2

COTA (m):

97,8

COTA (m)

PROF (m)

N

TIPO

b1 (%) (kgf/cm2)

b2 (kgf/cm2)

R. Atrito (ton)

m R. At. Ac. (ton)

96,8 95,8 94,8 93,8 92,8 91,8 90,8 89,8 88,8 87,8 86,8 85,8 84,8 83,8 82,8 81,8 80,8 79,8 78,8 77,8

1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00

2 2 1 1 11 10 10 20 20 19 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0

S S S SM SM SM SM SM SM SM SM SM 0 0 0 0 0 0 0 0

5,00 5,00 5,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

2,50 2,50 2,50 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

1,6 1,2 0,4 0,8 6,9 6,3 6,3 12,6 12,6 11,9 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8 18,8

1,6 2,7 3,1 4,0 10,9 17,2 23,4 36,0 48,6 60,5 79,3 98,2 117,0 135,9 154,7 173,5 192,4 211,2 230,1 248,9

R.Ponta (ton)

C. Tot. (ton)

C. Adm (ton)

COMP. (m)

9,8 7,4 2,5 5,2 43,2 39,3 39,3 78,5 78,5 74,6 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5 78,5

11 10 6 9 54 56 63 115 127 135 158 177 196 214 233 252 271 290 309 327

2 3 3 5 14 21 29 45 61 68 79 88 98 107 117 126 135 145 154 164

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

TERMO DE REFERÊNCIA DE SONDAGEM A PERCUSSÃO

A investigação geotécnica de um terreno consiste basicamente na caracterização do subsolo no local da obra através de sondagens visando obter as seguintes informações: • A profundidade, a espessura, a classificação e a compacidade ou consistência das camadas do subsolo. • Profundidade e comportamento do lençol freático. • Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz respeito à resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade.

NORMAS Todos os trabalhos devem ser realizados dentro da melhor tecnologia disponível, sob a supervisão da equipe técnica da empresa contratante e obedecer às recomendações das normas: • NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios • NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações

PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS As sondagens devem ser programadas de acordo com a NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios, que recomenda: • As sondagens devem ser, no mínimo de uma, para cada 200 m2 de área da projeção em planta do edifício, até 1200 m2 de área. • Entre 1200 m2 e 2400 m2 deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m2 que excederem de 1200 m2. • Acima de 2400 m2 o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção. • Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens deve ser: a) Duas para área da projeção em planta do edifício até 200 m2; b) Três para área entre 200 m2 e 400 m2. Ainda, de acordo com a norma, as sondagens devem ser levadas até uma profundidade em que as tensões introduzidas no terreno pelas cargas estruturais sejam inferiores a 10% da pressão devido ao peso de terra preexistente nesta profundidade. Em todo o caso, as sondagens devem -1/5-

atravessar todas as camadas impróprias ou questionáveis como apoio de fundações. Em se tratando de fundações profundas, procura-se conhecer o subsolo pelo menos 6 metros abaixo da profundidade onde se espera que irão ficar as pontas das estacas de fundação.

CONTRATO DO SERVIÇO DE SONDAGEM Ao contratar o serviço de sondagem devem ser acertados os seguintes pontos que deverão estar indicados na proposta e no contrato: • Número e profundidade estimada das sondagens a serem executadas. • Informações que serão apresentadas no relatório e se nele constará as recomendações sobre as fundações da obra. • Preço da instalação do serviço e emissão do relatório. • Preço por metro linear de sondagem. • Cota arbitrária e RN a serem adotados no nivelamento da sondagem, que devem ser os mesmos usados no levantamento do terreno e em todos os projetos. • Prazo de execução do serviço.

LOCAÇÃO DAS SONDAGENS Para orientar a distribuição das sondagens a contratante fornecerá à empresa de sondagem uma planta do terreno com: • Locação do terreno no quarteirão, indicando o nome da rua e as distâncias das ruas transversais. • Número do terreno ou das casas vizinhas. • Direção do Norte, ainda que aproximada. • Dimensões e ângulos do perímetro do terreno. • Área do terreno e da projeção do prédio. • Indicação do número de subsolos e da área, em planta, de sua projeção. • Indicação da projeção da edificação principal (“torre”) e do número de pavimentos. • Indicação de pontos de maior concentração de cargas, tais como caixa d’água, poço do elevador e pilares destacadamente mais carregados.

EXECUÇÃO DA SONDAGEM A PERCUSSÃO A sondagem à percussão consiste basicamente na cravação de um amostrador padrão com diâmetro interno de 1 3/8” e externo 2”, a cada metro de profundidade de um furo executado a trado, lavagem ou rotativa. A cravação é feita por meio de golpes de um peso de 65 kg, caindo em queda livre de 75 cm de altura, sendo anotado o número de golpes necessário para cravar cada 15 cm do amostrador, até a penetração total de 45 cm do mesmo. Na execução da

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sondagem deve ser obedecido o previsto na NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos. O avanço da perfuração se faz com trado, concha ou espiral, enquanto as paredes do furo permanecem estáveis ou até ser atingido o lençol freático. Em solos onde a parede do furo seja instável ou uma vez atingida o nível d’água, a sondagem é revestida e o avanço é prosseguido por lavagem. Normalmente, é utilizado o revestimento de 2 1/2” de diâmetro interno. Em algumas circunstâncias, quando o impenetrável à lavagem é encontrado a pequena profundidade, ou logo abaixo da profundidade onde se espera que irão ficar as pontas das estacas de fundação, é recomendável que a sondagem seja prosseguida por rotativa, que permite o avanço do furo em solo de alta resistência ou mesmo em rocha. Esta providência é importante, principalmente, quando existe a possibilidade de ocorrência de camadas de menor resistência subjacente ao extrato que impediu o avanço do furo. No trecho em rotativa, quando a rocha é suficientemente resistente para permitir a coleta de amostra, são indicados os números de pedaços em que a amostra se apresentou e a relação em porcentagem entre o comprimento da amostra obtida e o comprimento perfurado no trecho (“Porcentagem de Recuperação”). Caso contrário, o amostrador deve ser cravado e apresenta-se no perfil da sondagem o resultado do SPT.

APRESENTAÇÃO DA SONDAGEM O resultado da investigação é apresentado em formulários apropriados denominados de perfis de sondagem. Nestes perfis é indicado em forma de gráfico e tabela, o número de golpes para cravar os últimos 30 cm do amostrador padrão. Número de golpes este, usualmente chamado de SPT (“Standard Penetration Test”), que permite inferir o estado de compacidade das areias e siltes arenosos, bem como a consistência das argilas e siltes argilosos. Nos perfis são também indicados as profundidades de mudança de camadas, a classificação tátil – visual (conforme a NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos) e a consistência (ou a compacidade) de cada camada, bem como a profundidade do nível d’água). No perfil deve constar também a cota da boca do furo em relação a um RN previamente escolhido, a data de execução da sondagem, a data de medição do NA e qualquer outra informação sobre o serviço de sondagem que possa interferir na análise e interpretação dos resultados da sondagem. Ainda, no boletim devem ser informados os processos usados no avanço do furo, a profundidade em que o furo estava, quando foi revestido, até que profundidade o furo foi revestido, o resultado do ensaio de lavagem, se houver sido executado, bem como o critério de paralisação do furo, caso não tenha sido atingida a profundidade prevista.

ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO

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A qualidade da investigação geotécnica é muito importante em relação a segurança do edifício e a economia no projeto e na execução das fundações. Em se tratando de um serviço especializado e de difícil fiscalização, a melhor maneira de se garantir esta qualidade é pela contratação de uma empresa idônea para sua execução. Em todo caso, por sua importância, a investigação deve ser acompanhada pela equipe técnica da construtora. Este acompanhamento do serviço deve ser feito por pelo menos duas visitas do engenheiro da contratante ao terreno durante a execução da investigação para garantir que: • As sondagens estão sendo realizadas no terreno certo e bem distribuídas na projeção do prédio a ser edificado. • O RN está marcado e bem visível. • A cota adotada foi a previamente acertada. • Os furos estão locados e nivelados corretamente. • O engenheiro (ou geólogo) da empresa de sondagem anotou e fará constar no relatório a existência no terreno de poços (tubulares ou cacimbas), indicando diâmetro, profundidade e estado atual; aterros de entulho, lixo ou solo, indicando a localização e a espessura; bem como a presença de formigueiros, árvores, troncos, raízes em grande quantidade, desníveis acentuados e quaisquer outras ocorrências que possam interferir no projeto e na execução das fundações, escavações e contenções. • Os equipamentos estão em bom estado. • O estágio de desenvolvimento e o ritmo de andamento do serviço, por ocasião das visitas, estão de acordo com os prazos de execução dos furos individualmente e com prazo total, demonstrando que a investigação está sendo efetivamente realizada. Além dos cuidados já indicados no item anterior, o engenheiro da contratante em suas visitas de acompanhamento do serviço deve atentar, especificamente em relação aos equipamentos e procedimentos da sondagem à percussão, para o seguinte: • Os revestimentos e hastes, que são cortados em pedaços múltiplos de 1,0 metro e desta forma usados para medida da profundidade, não podem divergir de sua dimensão nominal em mais de 1,0 cm. • Os revestimentos e hastes devem ser retilíneos (individualmente) e devem quando acoplados formar composições também retilíneas. • O bico do amostrador deve estar em bom estado, sem desgaste excessivo ou amassado. • A marca na guia do peso deve indicar corretamente a medida de 75 cm, correspondente a altura de queda. • Na cravação do amostrador o peso deve ser solto na altura correta para garantir a queda de 75 cm.

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• • • •

Os boletins de campo das sondagens devem ser preenchidos e as amostras embaladas e etiquetadas na medida que o furo avança. A classificação das amostras feitas pelo sondador deve ser anotada no boletim de campo de forma legível. O processo de avanço do furo (trado, lavagem ou rotativa) deve ser anotado no boletim de campo. A profundidade do nível d’água deve ser anotada no momento em que este foi atingido e após 24 horas.

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TERMO DE REFERÊNCIA DE PROJETO DE FUNDAÇÕES

A fundação é a parte da estrutura que transmite ao terreno o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida. As fundações podem ser superficiais ou profundas. Uma fundação é dita superficial quando ela se apóia sobre o solo situado logo abaixo da estrutura. Ao contrário, ela é profunda quando as cargas são transmitidas a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. Na construção de um edifício, as atividades relativas às fundações constituem uma etapa importante do desenvolvimento da obra. A segurança da edificação, bem como o custo e o prazo destinado a esta etapa dentro do planejamento geral da obra são pontos algumas vezes conflitantes e que exigem cuidadosa atenção. Por outro lado, não sendo diferente das demais tarefas da construção civil, a execução das fundações obedece a seqüência normal: planejamento, projeto, construção e controle. O que poderia ser ressaltado, em relação às fundações, é a necessidade do envolvimento de especialistas e empresas que são contratados para a realização da investigação geotécnica do subsolo, a elaboração do projeto e execução de serviços especiais. Todos estes trabalhos devem obedecer as recomendações das normas e serem realizados dentro da melhor tecnologia disponível, sob a permanente supervisão e controle da equipe técnica da empresa construtora. A investigação geotécnica de um terreno consiste basicamente na caracterização do subsolo no local da obra através de sondagens visando obter as seguintes informações: • A profundidade, a espessura, a classificação e a compacidade ou consistência das camadas do subsolo. • Profundidade e comportamento do lençol freático. • Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz respeito a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade. No entanto, em situações particulares, poderá o projetista solicitar a realização de ensaios de caracterização ou especiais para melhor definir as características geotécnicas do subsolo. Durante a investigação geotécnica, elaboração do projeto e execução das fundações é preciso ter-se em mente que o objetivo é obter-se da forma mais econômica uma fundação que tenha as seguintes características: • A fundação deve ser segura em relação à ruptura do solo. • A fundação não deve sofrer recalque excessivo (ou seja, o recalque deve ser compatível com a estrutura). Este objetivo é alcançado, pelo trabalho da equipe técnica da empresa construtora e pela contratação de empresas e profissionais competentes e idôneos, com o desenvolvimento das seguintes atividades:

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• • • • • • • • •

Reunião de informações quanto à natureza da estrutura e ao valor das cargas. Investigação do subsolo. Escolha dos tipos mais adequados de fundação. Calculo das cargas admissíveis e estimativas dos recalques. Estimativa do custo de cada solução e seleção da melhor opção. Elaboração do projeto geométrico e estrutural das fundações e contenções. Escolha e contratação da empresa executora. Acompanhamento e controle dos serviços executados diretamente ou subcontratados. Elaboração do “as built”.

“AS BUILT” Cabe, ainda, ressaltar que no decorrer da obra a equipe técnica da Construtora, com o apoio do Calculista de Estruturas e do Consultor de Fundações, fará no projeto, as alterações e adaptações que se façam necessárias. Ao final, será preparado um relatório com o projeto eventualmente modificado e contendo o registro de todos os fatos pertinentes à fundação ( “as built”).

NORMAS O projeto de fundações é baseado na investigação geotécnica do terreno, cuja programação e execução devem obedecer ao previsto nas normas: • NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios • NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração De Cone in situ (CPT) A elaboração do projeto, a execução das fundações, o controle da execução dos aterros e a realização das provas de carga devem seguir o estabelecido nas normas: • NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações • NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática • NBR – 06489 Prova de Carga sobre o terreno de Fundação • NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos • NBR – 05681 Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações

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FUNDAÇÕES DIRETAS As fundações diretas podem ser em: • Bloco – são fundações de grande rigidez (de alvenaria, concreto simples ou ciclópico) que trabalham somente à compressão. • Sapata – são fundações de pequena altura em concreto armado que trabalham à flexão. As fundações diretas podem ser classificadas, ainda, em: • Isolada – quando suporta um único pilar. • Corrida – quando suporta um grupo de pilares em linha ou uma parede. • Associada – quando suporta dois ou mais pilares, cujas sapatas calculadas isoladamente iriam se superpor. A associação das sapatas pode resultar em todos os pilares apoiados em um único elemento de fundação, formado por uma laje contínua que se apóia sobre o terreno e ocupa em planta a área de projeção da obra. Neste caso, a fundação é denominada de radier. DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAÇÕES DIRETAS O dimensionamento das fundações diretas é feito de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da tensão de ruptura do terreno na profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier). 2) Determinação da tensão admissível, dividindo a tensão de ruptura por um coeficiente de segurança (comumente igual a 2,0) que será adotada como tensão de trabalho das fundações. 3) Pré-dimensionamento das sapatas (bloco ou radier). 4) Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. Em caso negativo: a) Volte para o item 3 e adote uma tensão de trabalho menor. b) Aprofunde a sapata (bloco ou radier). c) Adote fundação profunda. 5) Dimensionamento geométrico. 6) Cálculo estrutural.

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PROJETO DE FUNDAÇÕES DIRETAS O projeto de fundações diretas consiste de desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais das sapatas, no qual deve ser obedecido o seguinte: • Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho. • Nas seções, indicar as cotas. • Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.) • Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos. • Se existirem sapatas em níveis diferentes, como, por exemplo, as dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada sapata e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos. • Em nota, indicar a taxa de trabalho das fundações e as cotas correspondentes. • Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de fundações. • Em nota, a partir das sondagens, indicar o tipo de solo no qual será assente as sapatas. • Caso haja interferência com o projeto de contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos. • Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes. • Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução das sapatas, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução. • Apresentar a especificação do aço, o fck do concreto e as demais informações necessárias à concretagem • Indicar os cuidados relativos a escavação das bases das sapatas e a regularização através de camadas de brita e concreto, indicando os cuidados especiais quando houver presença de água. • Apresentar o detalhamento das armaduras em desenho próprio e o correspondente quadro de ferros. • Todo o projeto deve estar de acordo com NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações e com a NB 6118 – Normas de Projeto de Estruturas de Concreto.

FUNDAÇÕES PROFUNDAS As fundações profundas são adotadas quando o uso de fundações diretas não for possível ou se demonstrar demasiadamente caro, em razão de:

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• • •

Camadas pouco resistentes ou muito compressíveis logo abaixo da estrutura. Fundações sujeitas a forças horizontais ou de arrancamento. Risco de erosão.

Este tipo de fundação pode ser em: • Estacas – são peças longas cilíndricas ou prismáticas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas podem ser de aço ou concreto. • Tubulões – são estruturas de fundação obtidas pela concretagem de um poço escavado no solo. Diferencia-se das estacas escavadas de grande diâmetro pela ocorrência de trabalho humano no interior do poço.

DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAÇÕES EM ESTACAS O dimensionamento das fundações em estacas é feito de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da carga de ruptura das estacas para diversas profundidades. 2) Determinação da carga admissível nestas profundidades, dividindo a carga de ruptura por um coeficiente de segurança comumente igual a 2,0. 3) Escolha do comprimento das estacas de modo que atinjam a profundidade na qual a carga admissível é igual ou maior que carga máxima admissível estrutural da estaca, que normalmente é adotada como carga de trabalho. 4) Distribuição das estacas nos blocos de coroamento de acordo com a carga dos diversos pilares da obra. 5) Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. Em caso negativo: a) Refaça o cálculo adotando, se possível, uma maior profundidade para as estacas. b) Volte para o item 4 e adote uma menor carga de trabalho e (ou) um maior espaçamento entre as estacas. c) Adote um outro tipo de estaca que permita atingir camadas mais resistentes do terreno. Por exemplo, substituindo estacas em concreto por estacas metálicas. 6) Dimensionamento estrutural dos blocos de coroamento das estacas. 7) Cálculo da nega de cravação, no caso de estacas metálicas, pré-moldadas de concreto ou Franki, que irá orientar o controle da execução na obra.

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PROJETO DOS BLOCOS DE COROAMENTO DAS ESTACAS O projeto dos blocos de coroamento das estacas consiste de desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais dos blocos, no qual deve ser obedecido o seguinte: • Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho. • Nas seções, indicar as cotas. • Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.) • Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos. • Se existirem blocos em níveis diferentes, como, por exemplo, os dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada bloco e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos. • Caso haja interferência com o projeto de contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos. • Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes. • Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução dos blocos, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução. • Apresentar a especificação do aço, o fck do concreto e as demais informações necessárias à concretagem • Indicar os cuidados relativos a escavação das bases dos blocos e a regularização através de camadas de brita e concreto, indicando os cuidados especiais quando houver presença de água. • Apresentar o detalhamento das armaduras em desenho próprio e o correspondente quadro de ferros. • Todo o projeto deve estar de acordo com NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações e com a NB 6118 – Normas de Projeto de Estruturas de Concreto.

PROJETO DE ESTAQUEAMENTO O projeto de estaqueamento consiste de desenhos com plantas indicando a distribuição das estacas nos blocos de estacas, no qual deve ser obedecido o seguinte: • Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho. • Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.) • Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

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•

• • • • • •

• • • •

Se existirem blocos em níveis diferentes, como, por exemplo, os dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada bloco e do topo da estaca e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos. Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de fundações. Em nota, a partir das sondagens, indicar o tipo, as cargas de trabalho nominal e o comprimento das estacas. Apresentar quadro de cargas de trabalho das estacas. Caso haja interferência da execução das estacas com a contenção, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos. Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes. Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das escavações localizadas para execução das estacas, apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as informações necessárias à execução. Apresentar o detalhamento e as especificação de materiais e de execução das estacas. Indicar os cuidados relativos ao corte das estacas e de ligação delas com os blocos. Indicar os critérios de controle da locação. Todo o projeto deve estar de acordo com NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações e com a NB 6118 – Normas de Projeto de Estruturas de Concreto.

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TERMO DE REFERÊNCIA DE PROJETO DE CONTENÇÃO

INTRODUÇÃO A estabilidade dos terraplenos formados pelas escavações necessárias a construção das obras civis, bem como a segurança de edificações vizinhas, é garantida através de taludamento do terreno ou pela execução de estruturas de contenção. As contenções, constituídas por estacas de concreto moldadas “in situ” ou por outros elementos estruturais, são usadas nos locais previstos no projeto, para evitar desmoronamento quando o terreno tiver que ser escavado abaixo do nível da vizinhança e não houver espaço suficiente para taludamento. Entre as soluções para a estabilização das escavações: taludamento ou contenção, quase sempre o taludamento é a primeira opção a ser examinada, sendo que, as estruturas de contenção são adotadas quando o taludamento não for possível ou se por alguma razão (custo elevado, dificuldade executiva, prazo alongado, etc.) esta solução não for recomendável. Na construção de um edifício, as atividades relativas às contenções das escavações constituem uma etapa importante do desenvolvimento da obra. A segurança do edifício em construção e das edificações vizinhas, bem como o custo e o prazo destinado a esta etapa dentro do planejamento geral da obra são pontos algumas vezes conflitantes e que exigem cuidadosa atenção. Por outro lado, não sendo diferente das demais tarefas da construção civil, a execução da contenção obedece a seqüência normal: planejamento, projeto, construção e controle. O que poderia ser ressaltado, em relação a estas atividades, é a necessidade do envolvimento de especialistas e empresas que são contratados para a realização da investigação geotécnica do subsolo, a elaboração dos projetos e execução de serviços especiais. Todos estes trabalhos devem obedecer às recomendações das normas e serem realizados dentro da melhor tecnologia disponível, sob a permanente supervisão e controle da equipe técnica da empresa construtora. A investigação geotécnica de um terreno consiste basicamente na caracterização do subsolo no local da obra através de sondagens visando obter as seguintes informações: • A profundidade, a espessura, a classificação e a compacidade ou consistência das camadas do subsolo. • Profundidade e comportamento do lençol freático. • Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz respeito a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade. No entanto, em situações particulares, poderá o projetista solicitar a realização de ensaios de caracterização ou especiais para melhor definir as características geotécnicas do terreno a ser escavado e contido.

Durante a investigação geotécnica, elaboração de projeto e execução das contenções é preciso ter-se em mente que o objetivo e obter-se de forma mais econômica uma contenção que tenha as seguintes características: • Deve ser segura em relação à ruptura do solo; • Não deve sofrer deformações que venha a comprometer ou danificar as edificações vizinhas. Este objetivo é alcançado, pelo trabalho da equipe técnica da empresa construtora e pela contratação de empresas e profissionais competentes e idôneos, com o desenvolvimento das seguintes atividades: • Exame dos projetos de arquitetura, estruturas e fundações; • Coleta de informações quanto à natureza dos terrenos e fundações das edificações vivinhas; • Investigação do subsolo; • Escolha do tipo mais adequado de contenção; • Estimativa de custo de cada solução e seleção da melhor opção; • Dimensionamento correto das contenções; • Escolha e contratação da empresa executora; • Acompanhamento e controle dos serviços executados diretamente ou subcontratado; • Elaboração de “as built”.

“AS BUILT” Cabe, ainda, ressaltar que no decorrer da obra a equipe técnica da Construtora, com o apoio do Calculista de Estruturas e do Consultor de Contensões, fará no projeto, as alterações e adaptações que se façam necessárias. Ao final, será preparado um relatório com o projeto eventualmente modificado contendo o registro de todos os fatos pertinentes à contenção (“ as built”)

NORMAS Os projetos de contenções são baseados na investigação geotécnica do terreno, cuja programação e execução devem obedecer ao previsto nas normas: • NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios • NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • NBR – 07250 Identificação e Descrição de Amostras de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos • MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração de Cone in situ (CPT) A elaboração dos projetos, a execução das obras de contenção, o controle da execução dos aterros e a realização das provas de carga devem seguir o estabelecido nas normas: • NBR – 6118 Projeto e Execução de Obras de Concreto Armado • NBR – 11682 Estabilidade de Taludes

NBR – 8044 Projeto Geotécnico NBR – 5681 Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações • NBR – 5629 Execução de Tirantes Ancorados no Terreno TALUDAMENTO • •

Quando houver possibilidade de garantia da estabilidade do terreno por taludamento do terreno, esta deve ser a primeira solução a ser examinada. A verificação da possibilidade de taludamento é feita de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Disponibilização dos projetos de arquitetura, estruturas e fundações. 2) Exame destes projetos para conhecimento da profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier) e das escavações gerais para criação dos andares de subsolo e identificação de outros aspectos que possam interessar ao projeto de taludamento. 3) Exame da planta da edificação para verificar a possibilidade de se atingir as profundidades previstas através de taludamento. 4) Exame das sondagens do terreno para identificar as características das camadas do subsolo que irão influenciar o taludamento e, também, para verificar a existência e profundidade do lençol freático. 5) Levantamento das edificações vizinhas, com definição das distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e profundidade das fundações. 6) Desenho das seções do terreno adotando-se as inclinações compatíveis com as características do solo a ser escavado. 7) Desenho da planta com indicação de bermas e taludes, verificandose a aplicabilidade do taludamento em toda área a ser escavada e eventual necessidade de se prever alguma estrutura de contenção localizada para garantir a estabilidade de algum trecho do terreno. 8) Desenho detalhado de plantas e seções, tantos quantos necessários para o entendimento do projeto, que mostrem claramente a programação das escavações e as fases de execução. 9) Análise da estabilidade dos taludes caso o terreno apresente características peculiares ou o porte da obra justifique. 10) Dimensionamento e projeto de alguma eventual estrutura de contenção localizada que seja necessária. 11) Levantamento de quantitativos, cálculo de orçamentos e redação do memorial descritivo do projeto e das especificações.

APRESENTAÇÃO DO PROJETO DE TALUDAMENTO O projeto de taludamento consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais dos terraplenos que serão formados pela escavação do terreno, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.)

•

Indicar localização e cota do RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Posição e tipo das edificações vizinhas, indicando as distâncias delas à divisa e cotas do terreno natural e de subsolos, se existirem.

•

Indicação em planta da largura e cota das bermas, do topo e do pé dos taludes e dos planos horizontais a serem alcançados na escavação geral.

•

Indicação em planta das escavações localizadas para execução de blocos e sapatas.

•

Se existirem sapatas em níveis diferentes, como, por exemplo, as dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota de cada sapata e, em nota, esclarecer ordem e processos executivos.

•

Diversas seções normais às divisas mostrando as edificações vizinhas, bermas, taludes, planos horizontais a serem alcançados na escavação geral e as escavações localizadas que possam interferir com os vizinhos ou ameaçarem a estabilidade dos taludes.

•

Caso a escavação vá ser procedida por fases, indicar nas seções as cotas a serem atingidas nas diversas etapas e preparar um desenho em planta para cada uma destas etapas.

•

Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e relatório de consultoria geotécnica, se houver, que orientaram o projeto de taludamento.

•

Através de notas, apresentadas no próprio desenho, esclarecer se a escavação será feita por etapas, a seqüência das atividades, o destino a ser dado ao material escavado, a origem do material de reaterro, as especificações geométricas das seções escavadas e as especificações geométricas e tecnológicas dos reaterros.

•

Caso esteja prevista a execução de obras de contenção (cortinas diafragmas, cortinas de estacas moldadas “in situ”, muros de arrimo, tirantes, etc.), estes elementos devem ser indicados nas plantas e seções, independentemente dos projetos específicos de cada um deles.

•

Qualquer ocorrência que possa interferir com a obra (poços tubulares ou “cacimbas”, aterros de lixo ou entulhos, grandes massas enterradas de alvenaria ou concreto remanescente de obras anteriores, etc.) deve ser indicada em planta e nas notas será descrito o procedimento a ser adotado para solucionar o problema.

ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO: As estruturas de contenção são adotadas quando por falta de espaço não for possível o taludamento ou se por alguma razão (custo elevado, dificuldade

executiva, prazo alongado, etc.) esta solução não for recomendável. Em relação ao comportamento estrutural, os tipos mais comuns de contenção são: •

Cortinas em balanço – cortinas formadas por um conjunto de estacas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas, que podem ser de aço ou concreto, ficam parte em balanço e parte (“ficha”) enterradas no terreno.

•

Cortinas apoiadas em bermas provisórias – neste caso a cortina, usualmente em concreto, fica provisoriamente apoiada em bermas, que após a execução da estrutura do edifício e travamento da cortina, são escavadas.

•

Cortinas atirantadas – são estruturas de contenção apoiadas em tirantes que resistem ao empuxo do terrapleno contido pela cortina.

Tendo em vista as condições peculiares das obras imobiliárias, as obras de contenção geralmente são projetadas em duas fases: •

No decorrer das escavações, execução das fundações e construção dos pavimentos enterrados, as estruturas de contenção, provisoriamente, devem suportar o empuxo dos terraplenos e garantir a estabilidade das edificações vizinhas.

•

Concluída esta primeira fase, as contenções são ligadas à estrutura do edifício, sendo as forças de empuxo transferidas para a estrutura do edifício que passa a absorver os esforços devidos aos empuxos de terra e, em alguns casos, as cargas oriundas das fundações das edificações vizinhas.

As estruturas de contenção podem ser constituídas de aço, concreto e madeira, ou de composições destes três materiais. As contenções metálicas podem ser constituídas por trilhos e perfis metálicos em conjunto com pranchas horizontais de madeira ou pré-moldadas em concreto. Ou podem ser formadas pela cravação de estacas pranchas em aço. As cortinas de concreto podem ser formadas por estacas pré-moldadas cravadas no solo ou concretadas em furo executado no terreno (tipo raiz ou broca). As cortinas podem ser formadas por estacas contíguas ou podem ser compostas de estacas espaçadas. Neste último caso, na medida que a escavação vai avançando, o solo entre as estacas vai sendo contido pela instalação de placas premoldadas ou pela execução de placas concretadas “in situ”. O dimensionamento e o projeto das contenções são feitos de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1. Disponibilização dos projetos de arquitetura, estruturas e fundações. 2. Exame destes projetos para conhecimento da profundidade em que se pretende instalar as fundações (bloco, sapata ou radier) e das escavações gerais para criação dos andares de subsolo e identificação de outros aspectos que possam interessar ao projeto das contenções.

3. Exame das sondagens do terreno para identificar as características das camadas do subsolo que irão influenciar a contenção e, também, para verificar a existência e profundidade do lençol freático. 4. Levantamento das edificações vizinhas, com definição das distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e profundidade das fundações. 5. Desenho das seções do terreno adotando-se tipos de contenção compatíveis com as características do solo a ser escavado. 6. Desenho da planta com indicação das obras de contenção, de bermas e taludes, verificando-se a possibilidade de solução exclusiva de taludamento em algum trecho localizado. 7. Desenho detalhado de plantas e seções, tantos quantos necessários para o entendimento do projeto, que mostrem claramente a programação das escavações e as fases de execução. 8. Dimensionamento e projeto das estruturas de contenção. 9. Dimensionamento e detalhamento de tirantes, chumbadores e drenos. 10. Análise da estabilidade geral da escavação caso o terreno apresente características peculiares ou o porte da obra justifique. 11. Levantamento de quantitativos, cálculo de orçamentos e redação do memorial descritivo do projeto e das especificações.

PROJETO DE CONTENÇÃO O projeto de contenção consiste de textos, quando necessários, e desenhos com plantas e seções indicando as dimensões horizontais e verticais das estruturas de contenção e a conformação da superfície do terreno em cada fase de execução, no qual deve ser obedecido o seguinte: •

Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.

•

Nas seções, indicar as cotas.

•

Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos principais elementos de arquitetura (Pilares, subsolo, etc.).

•

Indicar localização e cota do RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o único adotado para todos os projetos.

•

Caso haja interferência com o projeto de fundação, indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os procedimentos executivos.

•

Em caso de execução por etapas, explicar através de notas as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas e cortes correspondentes.

•

Posição e tipo das edificações vizinhas, indicando as distâncias delas à divisa e cotas do terreno natural e de subsolos, se existirem.

•

Indicação em planta e seção dos elementos das estruturas de contenção, da largura e cota das bermas, do topo e do pé dos taludes e dos planos horizontais a serem alcançados na escavação geral.

•

Indicação em planta das escavações localizadas para execução de blocos de estacas e sapatas de fundação.

•

Diversas seções normais às divisas mostrando as edificações vizinhas, os elementos das estruturas de contenção, bermas, taludes, planos horizontais a serem alcançados na escavação geral e as escavações localizadas que possam interferir com os vizinhos ou ameaçarem a estabilidade dos taludes ou das estruturas de contenção.

•

Caso a escavação vá ser procedida por fases, indicar nas seções as cotas a serem atingidas nas diversas etapas e preparar um desenho em planta para cada uma destas etapas.

•

Através de notas, apresentadas no próprio desenho, esclarecer se a escavação será feita por etapas, a seqüência das atividades, o destino a ser dado ao material escavado, a origem do material de reaterro, as especificações geométricas das seções escavadas e as especificações geométricas e tecnológicas dos reaterros.

•

As obras de contenção (cortinas diafragmas, cortinas de estacas moldadas “in situ”, muros de arrimo) e seus elementos complementares (tirantes, chumbadores, drenos, etc.) devem ser detalhados e especificados em textos e desenhos.

•

Na elaboração do projeto deve ser examinada a necessidades de medidas para reduzir danos nas edificações vizinhas, tais como: -

Definição da ordem de execução das estacas de contenção.

-

Execução parcial das vigas de coroamento, apoiadas em um pequeno número de estacas espaçadas, que possa servir de apoio a muros e estruturas dos vizinhos situados ao longo das divisas, antes da execução do restante das estacas.

-

Execução de tirantes curtos a partir da superfície do terreno antes do início das escavações, contendo a viga de coroamento, para reduzir deslocamento da cortina de contenção durante a fase de escavação até o nível da primeira linha de tirantes.

-

Dimensionamento dos tirantes para resistir ao empuxo em repouso, ou seja considerando que a cortina não deverá se mover para mobilizar a resistência do solo.

ESCOLHA DO TIPO DE CONTENÇÃO: Finalmente, cabe comentar sobre a escolha do tipo de solução para a estabilização das escavações: taludamento ou contenção. Quase sempre o taludamento é a primeira opção a ser examinada, sendo que, como já foi dito, as estruturas de contenção são adotadas quando o taludamento não for possível ou se por alguma razão (custo elevado, dificuldade executiva, prazo alongado, etc.) esta solução não for recomendável.

Descartado o taludamento, normalmente em razão do custo e simplicidade de execução, a solução estrutural da contenção é escolhida na seguinte ordem de preferência: 1) Cortinas em Balanço: Limitadas a pequenas profundidades de escavação (até 3 metros) em divisas sem edificações. 2) Cortinas Apoiadas em Bermas Provisórias: É preciso que haja suficiente espaço para taludamento até ser alcançado nível final das escavações. Em nenhuma hipótese deve se combinar cortinas em balanço com uso de bermas. 3) Cortinas Atirantadas: Atendem qualquer tipo de situação. Uma vez definido o comportamento estrutural da contenção, cabe então examinar os materiais e processos executivos a serem adotados. Inicialmente, deve ser levado em conta o seguinte: •

Devido ao elevado custo, as cortinas metálicas são quase sempre usadas em situações em que as estacas pranchas ou os perfis de aço podem ser recuperados para reutilização, o que normalmente não ocorre nas obras imobiliárias.

•

As estacas premoldadas causam grande perturbação em torno, pelo barulho e pela vibração produzida no terreno, o que normalmente não permite sua utilização em áreas urbanas.

•

A estaca-raiz (devido ao custo elevado) é reservada para atender a situações especiais em que é preciso atravessar camadas de alta resistência ou ultrapassar o lençol freático.

Assim resulta que as soluções mais comumente usadas são: Cortina Contínua de Estacas Brocas e Cortina de Estacas Brocas Espaçadas. No caso de solo arenoso, fofo, a segunda solução, apresenta como maior desvantagem a possibilidade de fuga de solo entre as estacas no período entre o avanço da escavação e a execução da vedação entre estacas. Já em se tratando de escavações abaixo do nível das fundações das edificações vizinhas, esta solução pode causar recalques nestas obras pelo desconfinamento do terreno. Finalmente, em relação a estas duas alternativas mais comum de contenção cabe lembrar que, nos casos em que tecnicamente as duas opções são aceitáveis, a decisão deve levar em conta: •

Comparação efetiva de custos após um pré-dimensionamento das estruturas.

•

Estimativa de prazos de execução e interferências com o desenvolvimento geral das demais atividades no canteiro de obra.

TERMO DE REFERÊNCIA PARA EXECUÇÃO DE ESTACA HÉLICE CONTÍNUA

A fundação é a parte da estrutura que transmite ao terreno o peso da estrutura e as cargas as quais ela é submetida. As fundações podem ser superficiais ou profundas. Uma fundação é dita superficial quando ela se apóia sobre o solo situado logo abaixo da estrutura. Ao contrário, ela é profunda quando as cargas são transmitidas a camadas mais profundas (em relação à estrutura) do subsolo. O que poderia ser ressaltado, em relação às fundações, é a necessidade do envolvimento de especialistas e empresas que são contratados para a realização da investigação geotécnica do subsolo, a elaboração do projeto e execução de serviços especiais. Todos estes trabalhos devem obedecer as recomendações das normas e serem realizados dentro da melhor tecnologia disponível, sob a permanente supervisão e controle da equipe técnica da empresa construtora. A elaboração do projeto, a execução das fundações, o controle da execução dos aterros e a realização das provas de carga devem seguir o estabelecido nas normas: • NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações • NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática • NBR – 06489 Prova de Carga sobre o terreno de Fundação • NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos • NBR – 05681 Controle Tecnológico da Execução de Aterros em Obras de Edificações Durante a investigação geotécnica, elaboração do projeto e execução das fundações é preciso ter-se em mente que o objetivo é obter-se da forma mais econômica uma fundação que tenha as seguintes características: • A fundação deve ser segura em relação à ruptura do solo. • A fundação não deve sofrer recalque excessivo (ou seja, o recalque deve ser compatível com a estrutura). Este objetivo é alcançado, pelo trabalho da equipe técnica da empresa construtora e pela contratação de empresas e profissionais competentes e idôneos, com o desenvolvimento das seguintes atividades: • Reunião de informações quanto a natureza da estrutura e o valor das cargas. • Investigação do subsolo. • Escolha dos tipos mais adequados de fundação. • Calculo das cargas admissíveis e estimativas dos recalques. • Estimativa do custo de cada solução e seleção da melhor opção. • Elaboração do projeto geométrico e estrutural das fundações e contenções.

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• • •

Escolha e contratação da empresa executora. Acompanhamento e controle dos serviços executados diretamente ou subcontratados. Elaboração do “as built”.

Cabe, ainda, ressaltar que no decorrer da obra a equipe técnica da Construtora, com o apoio do Calculista de Estruturas e do Consultor de Fundações, fará no projeto, as alterações e adaptações que se façam necessárias. Ao final, será preparado um relatório com o projeto eventualmente modificado e contendo o registro de todos os fatos pertinentes à fundação ( “as built”). A investigação geotécnica de um terreno consiste basicamente na caracterização do subsolo no local da obra através de sondagens visando obter as seguintes informações: • A profundidade, a espessura, a classificação e a compacidade ou consistência das camadas do subsolo. • Profundidade e comportamento do lençol freático. • Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz respeito a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade.

FUNDAÇÕES PROFUNDAS As fundações profundas são adotadas quando o uso de fundações diretas não for possível ou se demonstrar demasiadamente caro, em razão de: • Camadas pouco resistentes ou muito compressíveis logo abaixo da estrutura. • Fundações sujeitas a forças horizontais ou de arrancamento. • Risco de erosão. Este tipo de fundação pode ser em: • Estacas – são peças longas cilíndricas ou prismáticas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas podem ser de aço ou concreto. • Tubulões – são estruturas de fundação obtidas pela concretagem de um poço escavado no solo. Diferencia-se das estacas escavadas de grande diâmetro pela ocorrência de trabalho humano no interior do poço. O dimensionamento das fundações em estacas é feito de acordo com a seqüência indicada a seguir: 1) Determinação da carga de ruptura das estacas para diversas profundidades. 2) Determinação da carga admissível nestas profundidades, dividindo a carga de ruptura por um coeficiente de segurança comumente igual a 2,0. 3) Escolha do comprimento das estacas de modo que atinjam a profundidade na qual a carga admissível é igual ou maior que -2/7-

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carga máxima admissível estrutural da estaca, que normalmente é adotada como carga de trabalho. Distribuição das estacas nos blocos de coroamento de acordo com a carga dos diversos pilares da obra. Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. Em caso negativo: a) Refaça o cálculo adotando, se possível, uma maior profundidade para as estacas. b) Volte para o item 4 e adote uma menor carga de trabalho e (ou) um maior espaçamento entre as estacas. c) Adote um outro tipo de estaca que permita atingir camadas mais resistentes do terreno. Por exemplo, substituindo estacas em concreto por estacas metálicas. Dimensionamento estrutural dos blocos de coroamento das estacas. Cálculo da nega de cravação, no caso de estacas metálicas, pré-moldadas de concreto ou Franki, que irá orientar o controle da execução na obra.

ESTACA HÉLICE CONTÍNUA A estaca Hélice Contínua é uma estaca escavada pela penetração de um trado mecânico até a profundidade desejada, atingida esta profundidade o trado é retirado do solo e ao mesmo tempo é injetado o concreto que vai formar a estaca. Um aspecto importante na execução de estacas hélice contínua é a possibilidade de se monitorar toda a execução garantindo assim o controle da perfeita execução e qualidade da estaca. Os parâmetros essenciais e que são normalmente medidos durante o processo de execução são: • Profundidade • Torque • Velocidade de penetração • Rotação de trado por unidade penetração • Pressão do concreto • Tempo de concretagem • Velocidade de extração do trado Além dessas informações, o sistema de monitoração informa ainda todas as características da estaca, excesso de concreto, dia e hora de execução, informações essas impressas em uma folha, para cada estaca. CONTRATO DE EXECUÇÃO Antes da aprovação da Proposta, caso ainda não tenham sido apresentadas, serão solicitadas ao executor do estaqueamento as seguintes informações:

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• Descrição do equipamento a ser usado na execução das estacas: perfuratriz, trado contínuo, bomba de injeção de concreto, instrumentos de medida (computadorizado), sensores de profundidade, velocidade de rotação, torque, inclinação da torre e pressão do concreto, centralizador do trado, limpador do trado, e pá carregadeira. • Diâmetro do trado e diâmetro final da estaca. • Descrição sumária do processo de execução. • Memória de cálculo da carga admissível da estaca. • Profundidade estimada das estacas. • Volume por estaca e traço do concreto. • Armadura da estaca. • Forma de medição e pagamento. Caso haja divergência entre as informações fornecidas pelo executor do estaqueamento e as indicações apresentadas a seguir, elas deverão ser discutidas e acertadas antes da assinatura do contrato ou aceite da proposta. Outras questões que devem ser previamente discutidas são: • Instalação e pagamento da energia elétrica. • Devido ao grande volume de solo resultante da escavação, responsabilidade pela remoção e destino final deste solo. • Responsabilidade pelo fornecimento do concreto, que é comprado de uma empresa concreteira, e eventuais prejuízos que possam resultar de atrasos e falhas no cumprimento dos cronogramas de fornecimento. • Vigilância do Canteiro de Obra e guarda dos equipamentos. • Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros. • Divisão e ocupação da área no canteiro de obras, caso a construtora vá trabalhar ao mesmo tempo. • Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil em caso de acidente.

EXECUÇÃO DAS ESTACAS As estacas serão executadas pela penetração de um trado mecânico até a profundidade desejada, atingida esta profundidade o trado é retirado do solo e ao mesmo tempo é injetado o concreto, conforme descrito a seguir: PERFURAÇÃO Consiste na introdução no terreno de um trado helicoidal, até a profundidade definida em projeto, por rotação imposta pela mesa giratória da perfuratriz. Nesta fase, para evitar a entrada de solo no interior do trado, que é oco, sua extremidade inferior é fechada por uma tampa metálica provisória que é expulsa no início da concretagem.

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CONCRETAGEM Atingida a profundidade necessária, inicia-se a fase concretagem da estaca pelo bombeamento de concreto através do trado, ao mesmo tempo em que este é lentamente retirado do interior do terreno. Durante a retirada do trado dá-se ao mesmo, uma pequena velocidade de rotação no sentido da perfuração. Este movimento giratório e o controle da velocidade de subida do trado são controlados de modo que haja sempre sobre o concreto uma pressão positiva e que ao final da concretagem verifique-se um consumo de concreto superior ao inicialmente previsto. Durante a retirada do trado, um limpador mecânico remove o solo confinado entre as hélices do trado, que é transportado para fora da área de trabalho por uma pá carregadeira. COLOCAÇÃO DA ARMADURA Após a concretagem, a armadura, convenientemente projetada, para isto é introduzida na estaca. Para isto, a armadura é colocada verticalmente no centro da estaca e pressionada para baixo pelo esforço humano ou com auxílio da perfuratriz.

CONTROLE DA EXECUÇÃO Como já foi dito, a principal característica da estaca hélice contínua é o seu monitoramento através de sensores que medem e transferem para uma computador todos os parâmetros necessários a verificação da qualidade da execução. Assim, é importante que antes do início da obra, a empresa executora das estacas apresente à equipe da empresa contratante todos estes parâmetros, informando os valores esperáveis durante a confecção da estaca e a importância de cada um para garantia da qualidade da estaca, bem como a forma como estes dados são fornecidos pelo computador. Entre estas medidas cabe realçar: - A velocidade de penetração do trado que deve ser igual ao produto da velocidade de rotação pelo passo da hélice, para garantir que não haverá desconfinamento do solo no entorno da estaca. - A profundidade atingida pela estaca. - A pressão do concreto durante a concretagem da estaca que deve ser sempre positiva para garantir o completo preenchimento da perfuração. - O volume de concreto injetado que deve ser maior que o volume previsto da estaca (“sobreconsumo”), o que garante a continuidade do fuste da estaca. CONCRETO Para concretagem das estacas deve ser utilizado concreto bombeado com fator água / cimento entre 0,53 e 0,56, com slump 22 (±2) cm medido conforme NBR

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NM 67 e resistência conforme projeto, no mínimo classe 20, e em função da classe de agressividade ambiental. Outras exigências: - Tempo de início de pega superior a 3,0 horas. - Exsudação inferior a 1%. - Teor de ar incorporado inferior a 4,5%. - Agregado máximo: pedrisco. - Consumo de cimento superior a 400 kg/m3. ARMADURA Pelo método executivo descrito acima, a armadura só poderá ser colocada após a concretagem e, portanto, com as dificuldades inerentes a este processo de instalação. Assim, para facilitar sua introdução a armadura deve ser convenientemente projetada de modo a ter peso, rigidez e comprimento compatíveis com este processo. Deste modo, cabe uma discussão prévia envolvendo projetista de fundação e executor das estacas nos casos em que as estacas trabalhem à tração ou flexão, bem como quando houver necessidade de ultrapassagem de camadas de argilas moles. PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA Nesta operação deve-se empregar um ponteiro trabalhando com pequena inclinação em relação à horizontal. É indispensável que o desbastamento do excesso de concreto seja levado até se atingir o concreto de boa qualidade, ainda que isso venha a ocorrer abaixo da cota de arrasamento, recompondose, a seguir o trecho da estaca até essa cota. CONTROLE GERAL DO ESTAQUEAMENTO Em relação ao controle de execução do estaqueamento, que deverá ser realizado conforme a NBR – 6122, cabe salientar o seguinte: • Para cada estaca, o executor deve preencher o Boletim de Execução anotando, no mínimo, os seguintes elementos: • Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento. • Desaprumo e desvio de locação. • Características do equipamento de execução. • Volume de concreto para preenchimento do furo. • Qualidade de materiais utilizados e traço do concreto. • Anormalidades de execução. • O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do início da cravação, ao Engenheiro da Obra que o examinará para verificar se nele existe espaço para as anotações acima, bem como outras pertinentes ao processo de execução das estacas hélice contínua. • No decorrer da execução das estacas, o Engenheiro da Obra, ou pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do Boletim de Execução.

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• Além do Boletim de Execução, ao final da execução de cada estaca deverá ser entregue ao Engenheiro da Obra, ou à pessoa por ele designada, a folha de controle da estaca com os dados armazenados pelo computador durante a execução da estaca. • Os comprimentos das estacas são estimados a partir das sondagens. Comprimentos que fujam ao especificado devem receber exame minucioso da fiscalização e dependendo da situação deve-se executar novas sondagens de verificação no local. • Após a execução das estacas será feita a verificação do posicionamento final das mesmas e adotadas as providências, caso seja necessária alguma medida corretiva. Para tanto, será preenchida a planilha de verificação da locação das estacas após execução. • Caso os deslocamentos excedam 10% da dimensão representativa da seção da estaca (diâmetro, diagonal ou largura na direção do deslocamento), ou desaprumo superior a 1:100, a planilha deverá ser encaminhada ao calculista para verificação e, se necessário, recomendação das providências a serem tomadas tendo em vista as especificações da NBR – 06122 quanto a posicionamento e verticalidade. • De acordo com a NBR – 06122 Projeto e Execução de Fundações deverão ser executadas provas de carga estáticas sobre 1% das estacas (no mínimo três prova) seguindo a NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática, ou provas dinâmicas sobre 3% das estacas (no mínimo três provas) obedecendo a NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos. • A prova de carga é a única forma de efetivamente verificar a capacidade de carga deste tipo de estaca, assim, neste caso, ainda com maior razão, as recomendações da Norma devem ser obedecidas.

ACOMPANHAMENTO DA PROVA DE CARGA Será feito o acompanhamento das provas de cargas, verificando-se o cumprimento das especificações e normas cabíveis (NBR – 12131 Estacas – Prova de Carga Estática e NBR – 13208 Estacas – Ensaios de Carregamento Dinâmicos), bem como, as observações apresentadas no item 14. Prova de Carga.

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