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Guias e Dicas
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obras maritimas e fluviais, Trabalhos de Mecânica dos Solos

fala de tipos de fundacoes maritias e tipos de obras nas costas maritimas

Tipologia: Trabalhos

2019

Compartilhado em 17/08/2019

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Índice
Introdução ............................................................................................................................................... 1
I. Objectivos Do Trabalho ....................................................................................................................... 2
Geral: ................................................................................................................................................... 2
Específicos: .......................................................................................................................................... 2
CAPÍTULO - I ........................................................................................................................................ 3
1. Fundações Conceito ........................................................................................................................ 3
1.1.1. Fundações directas ou superficiais ................................................................................. 3
1.1.2. Fundações Indirectas ou Profundas ................................................................................ 4
1.1.2.1. Estacas ......................................................................................................................... 4
1.1.2.1.1. Estacas cravadas/pré-moldadas de betão .................................................................. 5
1.1.2.1.2. Estacas Moldadas IN LOCO ......................................................................................... 5
1.1.2.1.3. Estacas de Hélice Contínua ............................................................................................. 9
1.1.2.1.4. Estacas-Raiz ..................................................................................................................... 9
1.1.2.1.5. Estacas metálicas ............................................................................................................ 9
1.1.2.1.6. Micro Estaca .............................................................................................................. 10
1.1.2.2. Tubulações ................................................................................................................ 10
1.1.2.1.1. Vantagem e Desvantagem das Estacas ..................................................................... 11
CAPÍTULO - II ..................................................................................................................................... 13
2. Obras Marítimas E Fluviais .......................................................................................................... 13
2.1.2. Obras de Protecção Costeiras ....................................................................................... 13
2.1.3. Portos e Cais .................................................................................................................. 13
2.1.4. Offshore ........................................................................................................................ 14
2.2. Condições Gerais Para a Instalação do Projecto ........................................................................ 14
2.3. Fundações Marítimas e Fluviais ............................................................................................ 15
2.3.1. Equipamentos usados na execução de estacas ............................................................ 16
2.3.2. Equipamentos de apoio na execução ........................................................................... 16
2.4. Acções em Estruturas Marítimas e Fluviais .......................................................................... 16
2.5. Impactos Ambientais ............................................................................................................ 17
2.5.1. Impactos Potenciais Ou Efectivos Causados Pela Actividade Portuária ....................... 17
Considerações Finais ............................................................................................................................ 19
Referências Bibliográficas .................................................................................................................... 20
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Índice

  • Introdução
  • I. Objectivos Do Trabalho.......................................................................................................................
    • Geral:...................................................................................................................................................
    • Específicos:
  • CAPÍTULO - I
    1. Fundações Conceito
      • 1.1.1. Fundações directas ou superficiais
      • 1.1.2. Fundações Indirectas ou Profundas
      • 1.1.2.1. Estacas.........................................................................................................................
      • 1.1.2.1.1. Estacas cravadas/pré-moldadas de betão
      • 1.1.2.1.2. Estacas Moldadas IN LOCO
      • 1.1.2.1.3. Estacas de Hélice Contínua
      • 1.1.2.1.4. Estacas-Raiz
      • 1.1.2.1.5. Estacas metálicas
      • 1.1.2.1.6. Micro Estaca
      • 1.1.2.2. Tubulações
      • 1.1.2.1.1. Vantagem e Desvantagem das Estacas
  • CAPÍTULO - II
    1. Obras Marítimas E Fluviais
      • 2.1.2. Obras de Protecção Costeiras
      • 2.1.3. Portos e Cais
      • 2 .1.4. Offshore
    • 2.2. Condições Gerais Para a Instalação do Projecto
    • 2.3. Fundações Marítimas e Fluviais
      • 2.3.1. Equipamentos usados na execução de estacas
      • 2 .3.2. Equipamentos de apoio na execução
    • 2.4. Acções em Estruturas Marítimas e Fluviais
    • 2.5. Impactos Ambientais
      • 2.5.1. Impactos Potenciais Ou Efectivos Causados Pela Actividade Portuária
  • Considerações Finais
  • Referências Bibliográficas

Introdução No âmbito da disciplina de Tecnologias e Gestão de Construção 1 (TEGC), abordasse-a os seguintes temas: Fundações Indirectas e Obras Marítimas e Fluviais como trabalho de pesquisa científica afim de complementar os conhecimentos da disciplina. As Fundações Indirectas são as mais usuais para obras mais complexas e de grades carregamentos, mas concretamente aplicados nas obras marítimas e nos solos de baixa capacidade de cargas, isto é, os solos com grau de adensamento muito elevado. Estas são designadas indirectas porque elas excedem 10m de profundidade, ou seja, para sua execução é aberto o cabouco até encontrar um terreno suficientemente resistente às cargas solicitadas. Quanto a Obras Marítimas e Fluviais (ex: portos e cais), elas são mais complexas, executadas nas águas mais profundas. A construção de portos e cais encontra-se entre os primeiros grandes empreendimentos da civilização humana. Os portos são um dos pontos estratégicos mais importantes da economia de um país, uma vez que grande parte da produção em massa geralmente é escoada através deles (AMADOR JÚNIOR, 2006, p. 4). As estruturas portuárias são a ligação do transporte terrestre, (rodoviário ou ferroviário), e que geralmente não há uma ferrovia sem um porto (C. COMIN e R. M. DE SOUZA, 2017, pg. 640). O trabalho aborda de uma forma resumida sobre: Fundações Indirectas e Obras Marítimas e Fluviais respectivamente, com o desenvolvimento dos seus subtítulos e suas classificações.

CAPÍTULO - I

1. Fundações Conceito É um elemento de transição entre Estrutura e Solo. Fundações são as bases (elementos) de uma estrutura geralmente assente ao solo destinados a transmitir ao terreno as cargas da estrutura. Sendo assim, eles devem ter resistência adequada para suportar todas as tensões de esforços solicitados, porém o solo deve também ter resistência e rigidez adequada para não sofrer rotura e não apresentar deformações acima das máximas aceites. As fundações são muito importantes e fundamentais para estabilidade de qualquer estrutura, elas estabelecem uma ligação direita entre os restantes elementos da estrutura e o terreno. Nesse contexto, conhecimento do tipo de terreno e suas características é também são fundamentais para um bom projecto de fundações, para tal serão necessários os conhecimentos da geológico, geotecnia e mecânica dos solos. 1.1.Tipos de Fundações Actualmente na engenharia civil são conhecidos 3 tipos de fundações: ➢ Fundações directas - profundidade não excede 4m (H/D < 4); ➢ Fundações semi-directas – a profundidade encontra-se entre 4-10m (4 ≤ H/D < 10); ➢ Fundações indirectas – a profundidade excede 10m (H/D ≥ 10). 1.1.1. Fundações directas ou superficiais Fundações directas, designam-se aquelas em que as cargas da estrutura são transmitidas directamente ao solo pela sapata/fundação. Como a própria designação nominal diz, elas são executadas em valas rasas, com profundidade máxima de 4 metros, isto quando a camada do solo capaz de resistir às cargas não se encontra a mais de 4 metros de profundidade. Assim, elas não precisam de grandes escavações e equipamentos para a execução. As fundações direitas podem ser: ✓ Sapatas isoladas; ✓ Sapatas associadas; ✓ Sapatas contínuas; ✓ Ensoleiramentos gerais; ✓ Sapatas corridas; ✓ Grelhas e vigas de fundação;

1.1.2. Fundações Indirectas ou Profundas Segundo a NBR 6122/1996, São aquelas em que as cargas são transferidas por efeito de atrito da superfície lateral do elemento com o solo (resistência de fuste) e pela resistência de ponta, onde a profundidade de assentamento é superior ao dobro de sua menor dimensão em planta (fig.1). Este tipo de fundação é empregado em obras de grades dimensões (de grades cargas solicitadas) e quando o solo na qual será implantada a obra tem baixa capacidade de carga e/ou alta compressibilidade, não permitindo o uso de fundações superficiais. Assim, as cargas estruturais são transferidas a maiores profundidades, à uma camada de terreno com maior capacidade de carga. As fundações indirectas podem ser por: ➢ Estacas, (fig. 2 (a)); ➢ Tubulões, (fig. 2 (b)); ➢ Caixões (fig. 2 (c)). Fig.1: Fundação profunda segundo a NBR Fig.2: Elementos de fundação indirecta. 6122/ 1.1.2.1. Estacas Estacas são elementos de fundação indirecta caracterizada por grandes comprimentos e secções transversais pequenas. As estacas podem ser constituídas de madeira, aço, concreto, etc. As estacas são divididas em: ➢ Estacas cravadas/pré-moldadas de betão ou metálicas; ➢ Estacas moldadas; ➢ Hélice Contínua; ➢ Estacas-Raiz;

Tipo Franki – São assim designados devido à patente de cravação do tubo de revestimento com ponta fechada, para que não haja limitação de profundidade com presença de água do subsolo. Para a cravação da estaca, deita-se areia e brita no interior do tubo, esses materiais que são compactados através de golpes de um pilão. Uma vez feita a cravação, executa-se o alargamento da base, a armação e, finalmente, a betonagem. Este tipo de cravação pode provocar o levantamento das estacas já instaladas devido ao empolamento do solo circundante que se desloca lateral e verticalmente. Quando a estaca do tipo Franki é moldada em espessas camadas submersas de turfa, argila orgânica e areias fofas, pode ocorrer estrangulamento do fuste devido à invasão de água e/ou lama dentro do tubo e o encurtamento da armação ocasionado por insuficiência de secção de aço. ➢ Métodos executivos da estaca tipo FRANKI i. Condição para o inicio do trabalho – A parte superficial do terreno deverá estar limpa, os equipamentos testados e a locação executada; ii. Prumo e excentricidade – Verificar se o tubo de cravação esta totalmente vertical e a excentricidade/desvio na locação da estaca em relação ao previsto no projecto; iii. Escavação/ cravação – verificar se a ponta do tubo esta totalmente fechada, antes de iniciar o processo, e observar a compatibilidade entre o diâmetro da estaca, do pilão e a massa. Verificar a profundidade da cravação e nega do tubo; iv. Betonagem e alargamento da base: ✓ Antes da betonagem, há que verificar se a extremidade inferior do tubo de cravação foi desimpedida; ✓ Verificar se o betão na base do tubo é suficiente para formar o bolbo, e a relação entre a altura de queda do pilão, peso do pilão e o diâmetro da estaca se são compatíveis; ✓ Verificar se a altura da coluna de betão lançado no fuste é adequado permitir a penetração da estaca por bate-estacas; ✓ Durante a betonagem, verificar se o tubo esta sendo retirado de como dever ser (com a velocidade de lançamento do betão. ✓ Ao final verificar se o volume de betão é compatível com o volume estabelecido no projecto;

✓ Se a estaca for de armadura, há que verificar se a armadura não esta sendo danificada com o pilão; v. Acabamento de betonagem – verificar se a betonagem da estaca foi feita até a acima da cota de arrasamento. ❖ Tipo STRAUSS – São estacas com molde fechado. Podem ser escavados mecanicamente, com o emprego de um tubo metálica recuperável, que define o diâmetro das estacas. O equipamento utilizado é leve e de pequeno porte, facilitando a locomoção dentro da obra e possibilitando a montagem do equipamento em terrenos de pequenas dimensões. A perfuração é feita através da queda livre da piteira com a utilização de água. O furo geralmente é revestido. Atingida a profundidade de projecto, o furo é limpado e betonado em trechos de 0.5 a 1m, e são socados com o pilão na medida em que se vai retirando o tubo de molde. O tubo é do retirado cuidadosamente para que não haja interrupção do fuste. ➢ Métodos executivos da estaca tipo STRAUSS i. Condição para o inicio do trabalho – A parte superficial do terreno deverá estar limpa, os equipamentos testados e a locação executada; ii. Escavação: ✓ Verificar o diâmetro do tubo para revestimento do fuste se é compatível com o do projecto; ✓ Verificar o posicionamento do tripé e a centralização do pilão em função da locação da estaca; ✓ Verificar se o tubo de revestimento esta sendo correctamente inserido, no momento da escavação do fuste, e cota necessário. iii. Prumo e excentricidade – Verificar se o tubo de cravação esta totalmente vertical e a excentricidade/desvio na locação da estaca em relação ao previsto no projecto; iv. Betonagem: ✓ Antes, verificar se a extremidade inferior do tubo de cravação esta limpa (remoção da lama e água acumulada durante a escavação); ✓ Verificar se o betão na base do tubo é suficiente para formar o bolbo. ✓ Verificar se a altura da coluna de betão lançado no fuste é adequada permitir a penetração da estaca por bate-estacas;

v. Betonagem: ✓ Verificar a água no fundo do fuste, caso haja retira-la por completo; ✓ Verificar a adequação dos equipamentos para o lançamento do betão; ✓ Verificar o traço do betão e a sua resistência em função da necessidade do projecto. 1 .1.2.1.3. Estacas de Hélice Contínua Neste tipo de estaca utiliza-se um equipamento com um trado helicoidal contínuo, que vai retirando o solo enquanto se faz a escavação, e ao mesmo tempo injecta o betão, utilizando a haste central desse mesmo trado. O sistema pode ser empregado na maioria dos tipos de solos, excepto em locais onde há a presença de matacões e rochas. 1.1.2.1.4. Estacas-Raiz São Estacas escavado com perfuratriz, executadas com equipamento de rotação ou roto- percussão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido. É recomendado para obras com dificuldade de acesso para o equipamento de cravação, pois emprega equipamento com pequenas dimensões (altura de aproximadamente 2m). Pode atravessar terrenos de qualquer natureza, sendo indicado também quando o solo possui matacões e rocha, por exemplo. Pode ser executada de forma inclinada, resistindo a esforços horizontais. 1.1.2.1.5. Estacas metálicas Por razões técnicas e económicas, as estacas metálicas são mais apreciáveis para a sua aplicação como solução adequada, devido a sua facilidade de cravação. Elas também possuem inúmeras vantagens como: ✓ Elevada capacidade de carga; ✓ Bom trabalho à flexão; ✓ Facilidade de cravação em quase todo tipo de terreno; ✓ Facilidade de transporte; ✓ Facilidade de corte e emenda; ✓ Possibilidade de reaproveitamento (em construções provisórias ou temporárias). E tem o problema da corrosão como sua principal desvantagem, necessitando um estudo de caso para caso.

1.1.2.1.6. Micro Estaca São estacas de pequeno diâmetro podendo variar de 8 a 25 cm. Mas as convencionais podem ter diâmetros superiores variando de 40 a 50cm, tem elevada capacidade de carga (10MPa). São mais usados para o reforço de fundações já existentes. Devem ser usadas preferencialmente funcionando por efeito de ponta, desprezando o efeito lateral. Campo de aplicação: Para aumentar a capacidade de carga da estaca e reduzir ao mínimo eventuais assentamentos, pode injectar-se calda de cimento para forma um bolbo de selagem na ponta da micro-estaca. ➢ Método executivo ✓ Perfuração, Colocação da armadura, Injecção da argamassa.

  • Em solos incoerentes: ✓ Perfuração por roto-percussão e introdução do tubo de perfuração; ✓ Extracção das varas e bit; ✓ Introdução do tubo-armadura; ✓ Selagem do espaço entre tubos; ✓ Injecção do bolbo de selagem; ✓ Preenchimento do tubo-armadura com calda; ✓ Introdução de eventual armadura complementar.
  • Em solos coerentes: ✓ Furação; ✓ Introdução do tubo armadura; ✓ Enchimento do espaço anelar entre o tubo e o furo; ✓ Injecção do bolbo de selagem; ✓ Preenchimento do tubo-armadura com calda. 1.1.2.2. Tubulações São elementos de fundação indirectas realizadas a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático), na qual pelo menos na sua fase final de execução há descida de um operário por dentro do mesmo. O sistema de escavação pode ser manual ou mecânico, em ambos os casos o poço é aberto até encontrar o terreno firme onde então a base é alargada para a betonagem. Quanto a critério de escolha de tubo é feita em função do tipo de terreno a ser penetrado, da posição do nível da água, do custo e do prazo de execução.

✓ Não há afectação das águas subterrânea durante presa/endurecimento. ✓ Antes da cravação há possibilidade de garantir a qualidade do betão; Desvantagens: ✓ A principal desvantagem da utilização deste tipo de estacas é de causarem ruídos e vibrações no solo durante a cravação, sendo difícil o seu uso em zonas urbanas; ✓ As estacas podem ficar destruídas normalmente na parte superior. ➢ Estacas moldadas IN LOCO Vantagens: ✓ Tem a grande vantagem de serem executadas de várias formas: tipo franki, strauss e tipo broca; ✓ A diferente vantagem principal é a de não criar ruídos ou vibrações no solo podendo serem utilizadas nas zonas urbanas; ✓ Na retirada do mesmo no terreno permitem ter um controlo sobre as características dos terrenos atravessados e atingidos; Desvantagens: ✓ O principal problema é de ser quase que possível controlar a qualidade final do betão; ✓ Não existem garantias da existência ou não de defeitos ao longo da superfície lateral das estacas; ✓ Possibilita desvios da verticalidade e arrastamento do betão durante a presa; ➢ Microestacas Vantagens: ✓ Tem elevada capacidade de carga (10MPa); Desvantagens: ✓ A desvantagem é que só são usadas para esforço de fundações; ✓ Devem ser usados somente funcionando por efeito de ponta, desprezando o efeito lateral.

CAPÍTULO - II

2. Obras Marítimas E Fluviais Geralmente são assim designados as obras efectuadas pelo homem desde os oceanos, alto- mar ate a beira-mar/orlas marítimas, ou mesmo nos grandes rios e lagos. Normalmente poucas empresas trabalham nestas áreas justamente por sua complexidade causada pelas águas em abundância e exige muita responsabilidade, além do quanto se pode imaginar, sobre tudo a parte das fundações. 2.1. Tipo De Obras Marítimas As obras marítimas podem ser divididas em três tipos, destacando se assim as seguintes: ➢ Obras de Protecção Costeiras; ➢ Obras Portuários e Cais; ➢ Obras de Offshore; 2.1.2. Obras de Protecção Costeiras São obras realizadas a beira-mar/orlas marítimas, com objectivo fundamental de proteger a costa, (COMIN e DE SOUSA, 2017). Neste tipo de obras destacam-se os seguintes projectos: ✓ Quebra-mares; ✓ Molhes e diques; ✓ Espigões; ✓ Paredões; ✓ Controle de cheias; ✓ Estabilização de costas; ✓ Controle de poluentes; Por outra estas obras estão relacionadas a monitoração costeira, levantamento hidrológico e desenvolvimento portuário. 2.1.3. Portos e Cais São estruturas, geralmente uma plataforma fixa em estacas, ou região à beira da água, onde os barcos podem atracar e aportar para carregar e descarregar carga e passageiros. Os Tipos de projectos têm sido: ✓ Dragagem: canais e bacias de evolução;

✓ Dados dos navios: tamanho, tipos, frequência e tempo de ocupação na atracação, requisitos de cargas e serviços ✓ Dados de veículos: tamanho, tipos, capacidade, dimensões de operação (raio de giro, etc) ✓ Vias-férreas: guindastes, carregadores, ferrovias, capacidades de carga, pesos, bitola, velocidade, alcance e tempo de retorno, etc. ✓ Equipamentos especiais: cabeços de amarração, guinchos, cabestrantes, braços de carga, linhas de produtos, etc. ✓ Serviços e utilidades, acesso ao continente, sistema de protecção à incêndios e equipamentos de segurança, iluminação e segurança, energia eléctrica, instalações hidráulicas. ✓ Área para armazenamento de cargas ➢ Considerações funcionais ✓ Dragagem, correnteza e assoreamento, revolução do leito devido a hélice ✓ Tráfego de navios e sistemas de controle de tráfego (VTS) ✓ Acesso pela terra, isolamento, rodovias, aeroportos, etc. ✓ Práticas de manutenção: proteção catódica, recuperação de danos, etc. ➢ Considerações de navegabilidade ✓ Larguras e profundidades de canais ✓ Condições de aproximação de navios ✓ Equipamentos de navegação ✓ Disponibilidade de rebocadores ➢ Restrições ✓ Linhas de atracação de portos e cais ✓ Regulamentações: padrões de qualidade da água, vazamento de óleo, permissão para dragagem, ocupação, etc. ✓ Permissões e licenças ✓ Oferta de materiais e equipamentos ✓ Instalações existentes: uso inadequado ou limitação de melhorias 2.3. Fundações Marítimas e Fluviais

Nas fundações marítimas e fluviais, visto que se trata de lugares com excesso de água e muita das vezes com tipo solo de características desconhecidos, o tipo de fundação aplicada a estes tipos de obras tem sido fundações indirectas, Com equipamentos específicos para estes tipos de obras. ➢ Estacas cravadas As aplicadas podem ser Pré-moldadas de betão ou metálicas, sendo os mais usuais pré-moldadas de betão armado, por serem os menos corrosivos que os de metais. ➢ Estacas escavadas Estas podem ser às embutidas em solo ou em rocha, geralmente são realizadas com camisa metálica perdida, isto é, o tubo de cravação não se recupera. 2.3.1. Equipamentos usados na execução de estacasEstacas cravadas ✓ Martelo com accionamento hidráulico; ✓ Martelo com accionamento a diesel; ✓ Vibrador hidráulico. ➢ Estacas escavadas ✓ Perfuratriz hidráulico com Haste “kelly”; ✓ Perfuratriz hidráulico com sistema de circulação reversa. 2.3.2. Equipamentos de apoio na execução ➢ Flutuantes; ➢ Plataforma auto-elevatória “jackup”; ➢ Cantitraveller 2.4. Acções em Estruturas Marítimas e Fluviais Pela NBR 9782/1987 (ABNT, 1987), os valores das acções que devem ser considerados nos projectos de obras marítimas e fluviais são provenientes de: ✓ Cargas permanentes; ✓ Sobrecargas verticais; ✓ Cargas móveis; ✓ Meio ambiente;

✓ Água de lastro. ➢ Principais impactos causados ✓ Alteração da linha de costa; ✓ Alteração do padrão hidrológico e da dinâmica sedimentar; ✓ Destruição ou alteração de áreas naturais costeiras (habitats, ecossistemas); ✓ Supressão de vegetação; ✓ Modificação no regime e alteração no fundo dos corpos de água, ✓ Agressão a ecossistemas; ✓ Alteração da qualidade da água.

Considerações Finais Em relação aos temas outrora abordados, constatou-se as obras marítimas, sobre tudo as de protecção costeira e portuária, são de muita relevância e importância no que diz respeito a protecção de orla marítima. Tem também os Cais com a importância extrema, estão assentadas a grandes profundidades por causa dos barcos e navios sobrecarregados que ancoram nele para o carregamento e descarregamento, por vezes há colisões entre Navios e Cais, o que os leva a terem que ser de grandes resistências. Porem tem também os offshore que são importantes para a exploração dos recursos naturais como o petróleo e gás. Em qualquer dos casos as condições implantação exigidas são bem específicas, visto também que as acções nas estruturas marítimas têm suas influências negativas. Em todos os casos exige-se fundações indirectas extremamente delicadas e específicas.