Fundações Parte 2: Construções de Grande Porte

Dando continuidade à matéria da semana passada, iremos falar sobre fundações para construções de grande porte, como por exemplo prédios, pontes, viadutos, barragens...

Uma forma de fundação para este tipo de construção é a Estaca. Estacas são estruturas esbeltas assentadas sob a edificação por meio de escavação, vibração ou percussão, com o intuito de promover a sua sustentação no ambiente. A carga é transmitida da estaca para o solo por suas superfícies (tanto a lateral como a da base). Podem ser utilizadas em vários tipos de solo, desde que haja previsão e planejamento. Confira alguns métodos utilizados para a implantação de uma estaca como parte da fundação:

Vibração: 

A estaca pronta (ou um molde) é inserida no terreno com o uso de equipamentos vibratórios. Para o uso deste meio é necessário checar previamente os danos que eventualmente causará ao entorno (como construções vizinhas e ruas).

Prensagem:

A introdução do corpo no solo acontece empregando-se um macaco hidráulico. Este método não produz vibrações, mas não é eficaz para introduzir grandes estacas ou trabalhar em solo muito rígido. 

Percussão:

Na percussão, o serviço de inserção é feito por marteladas, por um peso em queda livre, explosão ou ar-comprimido. Neste caso existe grande presença de ruídos e vibração.

Esquema de funcionamento de um bate-estaca

Pilão

Hélice Contínua:

Este método representa uma ferramenta em grande uso atualmente. Consiste no uso de um trado helicoidal contínuo. Este equipamento perfura o solo sem permitir que haja desconfinamento, e ao atingir a profundidade prevista em projeto a hélice é cuidadosamente retirada. Enquanto o trado sobe, injeta-se o concreto por um tubo no eixo central da hélice. A armação pode ser espetada por meio de percussão ou de vibração.

Hélice Contínua em funcionamento

Esquema de funcionamento

Strauss:

Nesta forma, o solo é perfurado para a injeção de concreto ou para a inserção da estaca pronta. A escavação neste caso é mecânica e feita por um balde sonda ou uma piteira, ambos trabalham em queda livre e são suspensos por um cabo no centro de um tripé. Também causa vibração no ambiente e ruído.

Representação da ação do Strauss

Strauss em funcionamento

Franki:

Este tipo de estaca é também constituída por um tripé e peso em queda livre. Consiste em cravar uma fôrma de aço no solo, este corpo é ôco e apresenta uma bucha de fechamento na extremidade inferior. Após atingida a profundidade prevista em projeto, a fôrma é levantada, expulsa-se a bucha por golpes do peso e então é realizada a concretagem. Logo após é retirado o tubo de aço. Este método gera grandes vibrações e ruídos.

Franki em funcionamento

Geralmente não é usado tipos diferentes de fundações em uma obra, mas há casos em que temos recorrer a essa solução mista.

Em construções de grande porte pode-se usar tubulão, fundações profundas, normalmente verticais, que transmitem a carga ao solo. Existem dois tipos:

Tubulão a céu aberto: Quando o solo esta localizado acima do lençol freático (nível d'água) ou abaixo (se for possível o bombeamento sem risco de desabamento do fuste - corpo cilíndrico do tubulão) e permitem escavação sem revestimento, o tubulão a céu aberto é o recomendado. Tem fundação profunda e é cilíndrico. Em certa etapa de sua execução, é necessária a descida de um operário para o alargamento da área da base do tubulão. Nas suas características gerais, o tubulão deve ter pelo menos 60cm de diâmetro no fuste (corpo cilíndrico), já que será necessário o alargamento manual da base. A base deve ter no máximo 2m de altura. A carga da edificação será transmitida ao solo através do fuste do tubulão. Após a escavação, a concretagem do tubulão deve ser feita imediatamente, podendo utilizar um funil para evitar a desagregação e a contaminação do solo.

Escavação mecânica do fuste

Escavação manual do fuste

Escavação da base do tubulão

Tubulão a Ar Comprimido: Quando o solo está localizado abaixo do lençol freático (nível d'água) e o processo de bombeamento (esgotamento) não for viável or risco de desmoronamento, o recomendado é o tubulão pneumático (a ar comprimido). O processo para esse tipo de fundação consiste em utilizar uma campânula para alcançar o lençol freático. Nesse ponto injeta-se ar comprimido com pressão para equilibrar as subpressões da água. Assim criam-se condições para a escavação manual. Podem ser de concreto armado ou simples, variando de acordo com a necessidade de esforço da estrutura. 

Tubulão a ar comprimido

Para a execução de ambos os tipos de tubulão, os processos devem estar de acordo com a NBR 6122 (norma técnica da ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas)