Bras Fond 01

Introduo

Na ocorrncia de cargas elevadas, em obras de vulto tal que justifique a mobilizao do equipamento, o tipo de estaqueamento correntemente mais adequado o de estacas de grande dimetro moldadas in loco, com perfurao mecnica a rotao, com eventual emprego de lamas bentonticas. O emprego desse tipo de estacas tem se difundido largamente pela facilidade e rapidez de execuo e pela adaptabilidade a diversos tipos de terreno. bem, como o seu imediato conhecimento visual recolhendo material. As estacas de grande dimetro executadas por perfurao rotao, podem ser executadas junto a construes existentes, devido a total ausncia de vibrao, podendo atingir profundidades de at 70 metros. Convm ainda lembrar que as estacas escavadas de grande dimetro podem ser executadas em presena de lmina d'gua, o que ocorre em obras martimas e em construo de pontes. Nesse caso, a escavao mecnica e a concretagem submersa so precedidas da cravao de camisa metlica por intermdio, em geral, de martelo vibratrio. Os equipamentos, quando necessrio, sero montados em plataforma flutuante (barcaas de convs chato). As camisas metlicas podero ser perdidas ou recuperadas. Em geral costuma-se aplicar aos estaces cargas de trabalho que induzem no concreto do fuste solicitaes compresso simples da ordem de 3,5 a 5,0 Mpa. As capacidades de carga tpicas podem ser aproximadamente as indicadas na tabela ao lado. Naturalmente, a capacidade de carga de uma estaca sobretudo funo das caractersticas do terreno, pelo que torna-se indispensvel um estudo geotcnico preciso e correto para se definir, caso por caso, a capacidade de carga mxima permissvel.

Estaca Escavada de Grande Dimetro

Estaca escavada de grande dimetro - SANCA - SP

CATLOGO 2002 BRASFOND FUNDAES ESPECIAIS S/A.

Metodologia Executiva

O sistema de perfurao rotao com eventual emprego de lama bentontica, o equipamento consta essencialmente de uma mesa rotativa, que aciona uma haste telescpica com comprimento necessrio para atingir as cotas do projeto, que desliza atravs de mesa e que tem em sua extremidade inferior uma ferramenta de escavao. A mesa rotativa que dever ter torque adequado ao dimetro, ao tipo de terreno e cota exigida normalmente instalada em um guindaste de esteiras, sendo que a transmisso da rotao para a haste telescpica mecnica por meio de conversor do torque e um sistema de engrenagens e correntes. O equipamento inclui uma central hidrulica que comanda o pull-down da haste telescpica para dar maior penetrao ferramenta de escavao. Desde o incio da perfurao adiciona-se lama bentontica ao furo, mantendo-a sempre cerca de 1,50m acima do nvel do lenol fretico.

a) Posicionamento do Guindaste

Depois de locada a perfuratriz, nivelada a fim de garantir a verticalidade da haste e consequentemente do furo.

b) Colocao de Guias

Como em geral o terreno superficial menos coerente, colocado no terreno um segmento de camisa met l i ca , - - - - - -gu ias com comprimento a 2,0 a 3,5 metros e dimetro interno no mnimo 10cm maior que o dimetro da estaca especificada no projeto e que servir de guia para a escavao da mesma. Logo aps o trmino da concretagem da estaca, o segmento de camisa metlica dever ser retirado.

c) Perfurao

Instaladas as guias prossegue-se a perfurao adicionando lama bentontica mantendo-a sempre, de preferncia, 1,5 metros acima da cota do lenol para conteno das paredes de escavao. Durante a perfurao sempre necessrio controlar a verticalidade. Especial cuidado deve ser dispensado na escolha do tipo e da seco da ferramenta para uma perfurao correta e uniforme. Ao se atingir a cota de assentamento da estaca, prevista no projeto, a fiscalizao dever verificar se as caractersticas do solo naquela cota so compatveis com as previstas no projeto.

PERFURAO

COLOCAODA ARMAO

CONCRETAGEM


d) Colocao da Armadura

Terminada a perfurao procede-se colocao da armadura, em gaiolas pr-fabricadas, por meio de guindaste auxiliar ou com o prprio guindaste da perfuratriz, sendo a armadura dotada de espirais, anis de rigidez, e espaadores que possam garantir um recobrimento conveniente da ferragem principal.

e) Concretagem

A concretagem das estacas escavadas submerso, ou seja, aquela executado de baixo para cima de modo contnuo e uniforme. Tal processo consiste no lanamento do concreto por gravidade atravs de um tubo (tremonha), central ao furo, cuja extremidade inferior, durante a concretagem deve estar sempre imersa no concreto. A fim de evitar que a lama se misture com o concreto lanado, coloca-se um obturador no interior do tubo no incio da concretagem. Aps esta operao prossegue-se com o lanamento do concreto, devendo-se manter um fluxo constante e regular a fim de obter uma concretagem adequada, com o concreto preenchendo o furo de baixo para cima, garantindo a perfeita aderncia do fuste da estaca ao terreno. O concreto deve satisfazer s seguintes exigncias:

! abatimento ou slump-test = 20 2cm! dimetro mximo do agregado no superior a 10%

do dimetro do tubo de concretagem.! fck > 20 Mpa! consumo de cimento no inferior a 400 kg/m.

OBS.: A metodologia descrita acima aplica-se tambm para as estacas barrete e paredes diafrgma moldadas in-loco

Lama Bentontica

O emprego da lama bentontica, de uso difundido na tecnologia de perfuraes petrolferas, de aplicao relativamente recente na conteno de paredes de uma escavao, datando mais ou menos de 1952,poca a partir da qual passou a ser aceito sem qualquer restrio, sendo em alguns casos insubstituvel. Com tecnologia anloga utilizada nas paredes diafragma e posteriormente nas estacas tipo barrete, verificou-se ser possvel executar estacas escavadas de grande

Perfurao da estaca

Desarenao da estaca

Concretagem


dimetro sem aplicao de revestimento, utilizando exclusivamente a lama bentontica que a mistura em propores convenientes de bentonita e gua. A bentonita pois um mineral arglico, montmorilonita, (silicato hidratado de alumnio) que absorve gua at 6 a 7 vezes o prprio peso, aumentando de 15 a 20 vezes o prprio volume formando uma suspenso coloidal, cuja propriedade fundamental a tixotropia, ou seja, a caracterstica de sofrer transformao isotrmica e reversvel, apresentando-se como gel quando em repouso e como soluo em agitao. Face a essa propriedade, junto s paredes de uma perfurao e em suas reentrncias forma-se uma pelcula (cake) de partculas de bentonita hidratada, que se constitui em barreira passagem da gua, alm de apresentar:!viscosidade superior da gua;!tixotropia;!habilidade de formao de pelcula (cake);propriedades estas essenciais que tornam possvel o emprego da bentonita na estabilizao de escavaes, mantendo-as ntegras, at que se processe a concretagem. No decurso da perfurao devem ser controlados alguns parmetros caractersticos da lama, quais sejam: viscosidade, densidade, contedo percentual de areia e a presena de eventuais substncias contaminantes. Importante na preparao de uma boa lama bentontica o controle da qualidade da gua. De fato, gua com excesso de cloretos provoca a f loculao da lama com conseqente ausncia de gel e precipitao da bentonita. Especial ateno deve ser dispensada ao controle da densidade durante a perfurao e principalmente antes da concretagem pois, quando superior aos valores desejados, denota a presena de elevada quantidade de material em suspenso. Esse material deve ser eliminado atravs de um desarenador. Outra precauo indispensvel a de manter constante o nvel da lama e cerca de 1,50m acima do lenol fretico durante toda a escavao, inclusive no caso da suspenso permanecer muito tempo na escavao, durante interrupes do trabalho. A lama bentontica pronta para ser utilizada deve ter as caractersticas resultantes da tabela ao lado:

Execuo de estaca escavada de grnde dmetro - MTODO - SP


Terminada a perfurao do elemento de fundao e antes de iniciar a concretagem, deve-se novamente controlar as caractersticas da lama. A concretagem pode ser procedida quando a lama retirada tenha os parmetros conforme tabela anterior.

Capacidade de carga

O clculo da capacidade carga de um elemento de fundao funo das caractersticas do sub-solo e deriva da aplicao dos princpios da Mecnica dos Solos. Para as estacas concretadas in loco, surgiu uma srie de frmulas estticas, composta de duas partes: uma que exprime a capacidade de carga devida a resistncia por atrito lateral e a outra pela resistncia da ponta. Para o b t e r s o l u e s u t i l i z v e i s p a r a f i n s p r t i c o s e s t a b e l e c e m - s e h i p t e s e s simplificadas e fixam-se limites ao sistema estaca/terreno, na realidade, extremamente complexo. Admite-se eventualmente que a capacidade limite de uma estaca (ultimate bearing capacity) seja a soma da parte da resistncia de ponta (end bearing capacity) e da aderncia lateral(shaft bearing capacity). No entanto, somente em casos particulares a capacidade limite da estaca ser igual somente a resistncia de ponta ou somente ao atrito lateral; em geral ser a soma dos dois termos, cada um dosquais, porm no alcanar seu valor mximo. O problema se reduz na avaliao terico experimental dos coeficientes de capacidade de carga que fornecem os valores do atrito e da resistncia de base e permitem a determinao de seus valores em funo da caracterstica do terreno e da profundidade.

Estacas Engastadas em Rocha

Quando o projeto exige que as estacas sejam engastadas em solo de altssima resistncia ou em rocha, pode-se adotar como procedimernto executivo, uma das alternativas abaixo:

a) Perfurao com trado: neste caso a escavao do trecho em solo se far normalmente com utilizao de caamba e lama bentontca ou

Execuo de estaca escavada com perfurao com trado especial para rocha

Execuo com camisa recuperada e martelo de fundo para engastamento emrocha - Rodovia dos Imigrantes - SP


em funo de condies especiais, com camisa metlica recuperada ou perdida, ao invs da lama. Atingindo o limite de escavabilidade com a caamba, feita a substituio por trado especial com "bits"de carboneto de tungstnio prosseguindo-se a escavao at a colta de projeto ou at material com resistncia compresso simples de at 30 Mpa. A limpeza do furo feita com o auxlio do "air-lift" antes da colocao de armao e concretagem submersa.A camisa, quando recupervel, dar-se- simultaneamente concretagem garantindo-se sempre o concreto cerca de 2,0m acima da extremidade inferior da camisa.

b) Perfurao com martelo de fundo: neste caso instalada, no trecho em solo, camisa metlica recupervel ou perdida e limpeza interna com caamba. Atingida a rocha, coloca-se um gabarito para permitir a execuo de furos tangentes, com martelo de fundo de d imetro a t 35cm e profundidade conforme projeto. Estando osfuros prontos, um trpano ser usado para quebrar os pedaos de rocha restantes e regularizar o furo.A limpeza, concretagem e retirada da camisa dar-se- conforme item anterior.

Execuo de estaca escavada emrocha - Rodovia dos Imigrantes - SP

a) Cravao de camisa metlica recuperadausando lama bentontica ou gua at o topoda rocha com entubadeira ou pela cabeade rotao.

b) Perfurao de rocha com utilizaode martelo de fundo.

c) Limpeza de fundo com "air-lift"e colocao da armadura.

d) Concretagem de estaca comsimultnea retirada da camisa.

Estaca Escavada em Rocha com Utilizao de Martelo de Fundo


c) Perfurao com circulao reversa: neste caso, a escavao totalmente revestida com camisa metlica recupervel ou perdida, o material escavado por rotao, com utilizao de "rock-bit" e circulao reversa, de gua ou lama bentontica. possvel, com equipamentos especiais, escavar-se at dimetro 200cm.A concretagem e recuperao da camisa far-se- como nas opes anteriores.

d) Com estaca-raiz incorporada: neste caso, procura-se prolongar em profundidade as estacas de grande dimetro, quando as caractersticas do terreno tornam muito oneroso ou, s vezes, imposs ve l o engastamento das msmas alm de certos limites.O "estaco com estacas-raiz" constitudo de um fuste (estaco ou estaca de grande dimetro) escavado no terreno at uma certa profundidade e prolongado por um certo nmero de estacas-raiz. O nmero, dimetro e caractersticas dessas estacas-raiz variam conforme o caso, de modo a alcanar a capacidade de carga desejada nas diversas situaes de terreno que venham a ser encontradas. O fuste executado pelos sistemas usuais e armado com armadura perimetral em gaiola. Na maioria dos casos, devem ser colocados tubos guias, antes da concretagem do fuste, para evitar a perfurao do concreto.Pelos tubos guias ento, sero executadas as estacas-raiz. importante observar que, por se tratar de perfurao em rocha, recomendvel que a perfurao seja executada atravs da utilizao de um "martelo de fundo de furo". O tubo guia, aps a execuo da estaca-raiz, dever ser preenchido com argamassa at a cota de arrasamento da estaca.

Esquema do sistema de circulao reversa

Estaca escavada incorporada com estaca-raiz

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