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Fundações

A fundação é a parte da estrutura de uma construção em contato com o terreno, com a função de transmitir e repartir o peso, as cargas e às solicitações as quais a construção será sujeita. Uma fundação é, portanto, função de duas variáveis principais: o terreno e a estrutura. Ao se escolher o tipo de fundação deverão ser conhecidos os seguintes elementos:


- Natureza e característica do solo no local da obra;
- Disposição, grandeza e natureza das cargas a serem transferidas ao subsolo;
- Limitações dos tipos de fundações existentes no mercado e as restrições técnicas impostas a cada tipo de fundação;
- Fundações e condições técnicas dos edifícios vizinhos;
- Orçamento completo (material, mão-de-obra, transporte, etc.) das soluções e tipologias possíveis.


Um dos critérios adotados para se classificar os vários tipos de fundações é dividi-las em dois grupos:

- Fundações diretas ou rasas;
- Fundações indiretas ou profundas.


Hoje, é ampla a diversidade de soluções para fundações profundas, desde estacas moldadas in loco, também classificadas de escavadas com relação à forma de construção até elementos pré-moldados.

Inicia-se a construção de uma edificação pela sondagem do terreno sobre o qual ela será erguida. A sondagem, uma espécie de radiografia do terreno, identifica as camadas do solo e sua resistência, além de detectar a presença do lençol freático (água), informações fundamentais para que se projete adequadamente as fundações. 
Essas devem alcançar a camada de solo de resistência média. Se essa camada surgir até 1,5m de profundidade, é possível utilizar fundação direta, cujos principais tipos são:

- SAPATA ISOLADA: recomendada para casas com qualquer número de pavimentos, suporta o peso concentrado de pilares. O elo entre ela e as paredes é a viga baldrame;


- SAPATA CORRIDA: acompanha as paredes da casa, e é indicada para solos resistentes e construções com paredes portantes, que dispensam pilares e vigas. A carga é distribuída uniformemente ao longo das paredes;

 

- LAJE RADIER: a rigor, este tipo, com cerca de 1,5m de espessura, só é utilizado em grandes obras. Porém, é comum chamar de radier uma laje mais fina, com ± 12cm, colocada imediatamente abaixo da superfície de solos firmes, ou uma fundação usada em solos pouco resistentes, como argilas orgânicas ou areias fofas. Retira-se o solo e faz-se uma caixa ôca de 2m de espessura de concreto armado, onde se apóia a casa. 

Porém, quando a camada do solo firme aparece a mais de 2m, recorre-se à fundação profunda, ou seja, estacas ou tubulões. As primeiras podem ser pré-moldadas ou feitas como as fundações diretas, de concreto armado, que pode ser preparado no canteiro ou em betoneiras.

                      

 

ESTACAS MOLDADAS IN LOCO

 

...No caso das estacas moldadas in loco, as tecnologias disponíveis vão desde simples estacas-brocas até as modernas estacas ômega e a hélice contínua monitorada. O que diferencia grande parte dos métodos de fundações é o processo executivo.
...A limitação, no entanto, está na necessidade de um amplo canteiro de obras, não só por causa das grandes máquinas de perfuração, mas também pela necessidade de um tanque de armazenamento de lama e área para deposição do solo escavado.

 

BROCA

Estacas executadas sem molde por perfuração no terreno, com auxílio de um trado de pequeno diâmetro.
Execução: A execução é manual. O trado possui quatro facas formando um recipiente acoplado a tubos de aço galvanizado. À medida que prossegue a escavação, os tubos vão sendo emendados. A perfuração é feita por rotação e compressão do tubo, seguindo-se da retirada da terra que se armazena dentro do trado. O furo é posteriormente preenchido com concreto apiloado.
Indicações: Obras de pequenas dimensões que exigem baixa capacidade de carga (até 5 tf).
Limitações: Recomenda-se que sejam executadas somente acima do nível do lençol freático para evitar o estrangulamento do fuste. Além disso, apresenta perigo de introdução de solo no concreto durante o enchimento. Trabalha apenas à compressão

 

TRADO HELICOIDAL

É uma evolução da broca.
Execução: Em vez da escavação manual, é utilizado um trado mecânico. Assim, é possível atingir profundidades maiores, porém, ainda acima do nível da água.
Indicações: Obras de pequeno porte.
Limitações: Deve ser utilizada em solos com boa resistência, para garantir que a escavação permaneça estável durante a inserção da armação e da concretagem.

 

ESTACA STRAUSS

Fundação em concreto simples ou armado, executada com revestimento metálico recuperável. Abrangem a faixa de carga entre 200 e 400 kN, com diâmetro variando entre 25 e 40 cm.
Execução: Abre-se um furo no terreno com um soquete para colocação do primeiro tubo (coroa). Aprofunda-se o furo com golpes de sonda de percussão. Conforme a descida do tubo, rosqueia-se o tubo seguinte até a escavação atingir a profundidade determinada. O concreto é, então, lançado no tubo e apiloa-se o material com o soquete formando uma base alargada na ponta da estaca. Para formar o fuste, o concreto é lançado na tubulação e apiloado, enquanto que as camisas metálicas são retiradas com guincho manual. Após a concretagem, colocam-se barras de aço de espera para ligação com blocos e baldrames na extremidade superior da estaca.
Indicações: Locais confinados, terrenos acidentado e interior de construções existentes, com o pé-direito reduzido. Podem ser utilizadas também em locais com restrições a vibrações.
Limitações: Capacidade de carga menor que as estacas Franki e pré-moldadas de concreto. Uma estaca do tipo strauss com diâmetro de 25 cm pode suportar até 20 t, de 32 cm até 30 t e de 38 cm chega a suportar 40 t. Possui limitação quanto ao nível do lençol freático. Também apresenta dificuldade para escavar solo mole de areia fofa por causa do estrangulamento do fuste.

                  

 

ESTACA FRANKI

Estaca de concreto armado que usa um tubo de revestimento cravado dinamicamente com a ponta fechada, por meio de bucha e recuperado ao ser executada a estaca. Abrangem a faixa de carga de 500 a 1700 kN.
Execução: Crava-se no solo um tubo de aço cuja ponta é obturada por uma bucha de concreto seco, areia e brita, estanque e fortemente comprimida contra a parede do tubo. Ao bater com o pilão na bucha, arrasta-se o tubo, impedindo a entrada de solo ou água. Atingida a profundidade desejada, o tubo é preso e a bucha é expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, formando uma base alargada. Coloca-se a armadura, inicia-se a concretagem, extraindo-se o tubo simultaneamente. 
Indicações: Recomendadas quando a camada resistente localiza-se em profundidades variáveis. Também no caso de terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos. A forma rugosa do fuste garante boa aderência ao solo (resistência por atrito).
Limitações: Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução. Demanda área para o bate-estaca. Há possibilidade de alterações do concreto do fuste por deficiência do controle.

         

 

ESTACA RAIZ

Estaca de pequeno diâmetro cuja perfuração é realizada por rotação ou roto percussão em direção vertical ou inclinada. Dependendo do equipamento utilizado, as estacas podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0° a 90°).
Execução: A perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que, introduzida através do tubo, reflui pelo espaço entre o tubo e o terreno. Na seqüência, coloca-se a armadura e concreta-se à medida que o tubo de perfuração é retirado.
Indicações: Locais com espaços restritos, solos com matacões, rocha ou concreto, reforços de fundações, estabilização de encostas; locais onde haja necessidade de ausência de ruídos, quando são expressivos os esforços horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação, quando há esforço de tração a solicitar o topo das estacas.
Limitações: Concebida para reforço de fundação, passou a ser utilizada em fundações de novas estruturas. Assim, as cargas adotadas foram aumentadas, ultrapassando 1000 kN. Por isso, a NBR 6122 fixou a obrigatoriedade de realizar um número mais alto de provas de carga nesse tipo de estaca.

                  

 

ESTACÃO

Estaca escavada mecanicamente com seção circular. Normalmente apresenta diâmetros entre 0,6 m e 2,0 m.
Execução: Executada por escavação mecânica, com equipamento rotativo utilizando lama bentonítica, seguindo-se a colocação da armadura e concretagem com uso de tremonha. 
Indicações: Quando há necessidade de suportar cargas elevadas. O comprimento das estacas é bastante variável, atingindo até 45 m. Permite inspeção do solo à medida que se escava. Rápida execução e pouca vibração.
Limitações: Necessidade de um amplo canteiro de obras para equipamentos e tanques de armazenamento de lama e depósito de solo escavado. Nível do lençol freático muito alto ou lençol com artesianismo podem dificultar a execução, principalmente quando em camadas de areias finas e fofas. Recuperação ou reforços são de difícil execução.

 

ESTACA BARRETE

Estaca escavada com seção retangular. Devido à sua forma, possui área lateral maior que uma estaca circular com uma mesma área de seção transversal, podendo, portanto, ser mais curta.
Execução: É executada com escavação por meio de guindaste acoplado com clamshell, também utilizando lama bentonítica.
Indicações: as mesmas do estacão.
Limitações: semelhantes as do estacão.

 

HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA
 

Estaca executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto pela haste central, operação que ocorre durante a retirada do trado espiral do furo.
Execução: A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado. A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central. Alcançada a profundidade, o concreto é bombeado por esse tubo, preenchendo a cavidade deixada pela hélice, que é extraída lentamente. Exige a colocação da armação após a concretagem. Para controlar a pressão de bombeamento do concreto, o sistema possui instrumento medidor digital que informa todos os dados de execução da estaca.
Indicações: Obras que demandam rapidez, ausência de barulho e de vibrações prejudiciais a prédios da vizinhança. Pode ser executada em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes. Também oferece uma solução técnica e economicamente interessante em obras onde há um grande número de estacas sem variações de diâmetros, pela produtividade alcançada.
Limitações: Em função do porte do equipamento, as áreas de trabalho devem ser planas e de fácil movimentação. Exige central de concreto nas proximidades do local de trabalho. É necessário um número mínimo de estacas compatível com os custos de mobilização dos equipamentos envolvidos.Os equipamentos disponíveis permitem executar estacas de no máximo 32 m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V).

                   

 

ESTACA ÔMEGA

Semelhante à hélice contínua, mas permite o deslocamento lateral do terreno, sem o transporte de solo à superfície, resultando numa melhora do atrito lateral. 
Execução: O trado é cravado por rotação, por meio de uma mesa rotativa hidráulica, com deslocamento lateral do solo e sem o transporte do material escavado à superfície. Esse sistema permite o uso do pull-down, que auxilia no atravessamento ou penetração de camadas resistentes. Alcançada a profundidade, o concreto é bombeado à alta pressão pelo interior do eixo do trado que é retirado do terreno girando-se no sentido da perfuração. A parte superior do trado é construída de forma a empurrar de volta o solo que possa cair sobre o trado. A armadura pode ser introduzida antes ou depois da concretagem. O processo é monitorado por sensores ligados a um computador colocado na cabine do operador. 
Indicações: Tensão de trabalho média no concreto de 6 MPa, com uma menor relação carga x diâmetro, com conseqüente redução no volume de concreto. Menor sobre consumo de concreto, ausência de material escavado, maior agilidade na mudança de diâmetro. No que se refere à profundidade, é possível executar estacas de até 28 m de profundidade, dependendo do equipamento, torque e diâmetros a serem utilizados. 
Limitações: Apenas duas empresas oferecem o sistema no Brasil.

 

ESTACAS PRÉ FABRICADAS

 

A opção é a mais utilizada quando é necessário atingir grandes profundidades. Durante a cravação, é preciso cuidado para as peças não fraturarem. 
Capazes de resistir a grandes esforços de tração, as estacas metálicas podem ter seções quadradas, retangulares ou circulares. podem ser de madeira, metálicas ou de concreto.

- ESTACA DE MADEIRA: Indicada para a execução de obras provisórias, principalmente em pontes e obras marítmas.Indicadas para situações em que precise ficar submersa e serão submetidas a uma carga de 10 a 30t.

 

Como vantagens tem o peso, muita disponibilidade no mercado e custo acessível.

- ESTACA DE METAL: Justifica-se quando há esforços de tração, como por exemplo, em obras portuárias, em água, podem ser utilizadas para serviço provisório. Como vantagens tem a fácil cravação e a baixa vibração e podem ser cravadas em praticamente todos os tipos de terreno.

- ESTACA DE CONCRETO: Indicada para obras de pequeno e médio porte. Como vantagens pode ser cravada abaixo do nível da água, são versáteis e podem apresentar diversos tipos de seçaõ como quadrada, circular e duplo t por exemplo.

                                                                                                                                                   

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