micro estacas

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C i v i l

1. INTRODUÇÃO1.1. Definição

1.2. Classificação

2. CARACTERÍSTICAS GERAIS2.1. Campo de aplicação

2.2. Vantagens e desvantagens3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS3.1. Materiais3.2. Equipamentos

4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.1. Marcação ou implantação

MICROMICRO--ESTACASESTACAS

ÍÍNDICENDICE


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C i v i l

4.2. Perfuração4.3. Colocação da armadura4.4. Injecção4.5. Ligação à estrutura

5. REFERÊNCIAS

ÍÍNDICENDICE



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C i v i l

1. INTRODU1. INTRODUÇÇÃOÃO



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C i v i l

1.1. Defini1.1. Definiççãoão


Micro-estaca:

“E lemento de elevada esbelteza que faz parte da estruturalemento de elevada esbelteza que faz parte da estruturae que transmite ao solo, fundamentalmente pore que transmite ao solo, fundamentalmente por atritoatritolaterallateral mas tambmas tamb éém porm por ponta ponta , as solicita, as solicita çções que lhe sãoões que lhe sãoimpostasimpostas ””

Estaca de pequeno diâmetro (8 cm a 40 cm, sendo

mais utilizadas entre os 10 e 20 cm), executada in situ,com elevada capacidade resistente (300 a 1300 kN).



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C i v i l

ConstituiConstitui ççãoão de umade umamicromicro --estaca:estaca:

•• Armadura principalArmadura principal

•• Armadura secund Armadura secund ááriaria

•• Calda de cimentoCalda de cimento


1.1. Defini1.1. Definiççãoão



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C i v i l Micro-estacas

Maioraplicabilidade

Menoraplicabilidade

Micro-estacas do tipo I :injectadas a baixa pressão

Micro-estacas do tipo II :injectadas a alta pressão


1.2. Classifica1.2. Classificaççãoão



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C i v i l

Micro-estacas do tipo I(injectadas a baixa pressão)

• injecção da calda feita por gravidade ou baixa pressão;

• furação entubada provisoriamente;

• onde se introduz uma armadura clássica (estacas agulha) ouum varão único (estacas raiz com injecção de ar comprimido);

• a extracção do tubo faz-se simultaneamente com a injecção da

argamassa.MICROMICRO--ESTACASESTACAS




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C i v i l

• injecção da calda feita sob pressão, cerca de 20 a 40 bar

MicroMicro --estacas do tipo IIestacas do tipo II(injectadas a(injectadas a alta pressãoalta pressão ))

• maior eficiência, devido à melhor qualidade de injecção.

• técnicas de injecção

IGU (injecção global unitária);

IRS (injecção repetitiva e selectiva)





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C i v i l

2. CARACTER2. CARACTERÍÍSTICASSTICASGERAISGERAIS



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C i v i l

2. CARACTER2. CARACTERÍÍSTICAS GERAISSTICAS GERAIS

• reforço de fundações;

• recalce de fundações;

• fundações de novas estruturas;

• fundações em locais de difícilacesso ou permanência;

• fundações em terrenos

particularmente difíceis;

• fundações de equipamentos

industriais;

• melhoria de solos e maciçosrochosos;

• consolidação de terrenos;

• contenções.


2.1. Campo de aplica2.1. Campo de aplicaççãoão


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C i v i l

Reforço de fundações

•• capacidade resistente do terreno insuficientecapacidade resistente do terreno insuficiente

•• assentamentos diferenciaisassentamentos diferenciaisem edif em edif íícios contcios cont ííguos;guos;

Fundações Reforçadas(PLANTA)

Edifício Vizinho


2. CARACTER2. CARACTERÍÍSTICAS GERAISSTICAS GERAIS2.1. Campo de aplica2.1. Campo de aplicaççãoão

erro de projecto/construerro de projecto/constru ççãoãoaumento das solicitaaumento das solicita ççõesões


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C i v i l

•• modificamodifica çção das condião das condi çções deões defundafunda çção (ex: aqueduto dasão (ex: aqueduto dasááguas livres em Lisboa);guas livres em Lisboa);

•• elementos muito esbeltos;elementos muito esbeltos;

•• em obras de arte, com limitaem obras de arte, com limita ççõesõesde vibrade vibra çção, condicionamentosão, condicionamentosrodo e ferrovirodo e ferrovi áários ;rios ;



Reforço de fundações


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C i v i l

Reforço de fundações de estruturasdiversas

•• gruas;gruas;

•• redes de abastecimento;redes de abastecimento;

•• postes de electricidade; postes de electricidade;

•• obras de arteobras de arte -- rodovirodovi áárias erias eferroviferrovi áárias.rias.




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C i v i l

Recalce de fundações

•• refor refor çço e recalce deo e recalce desapatas isoladas;sapatas isoladas;

•• fundafunda çção precão prec áária;ria;

•• refor refor çço a aco a ac çções horizontaisões horizontais(ex.: sismo).(ex.: sismo).




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C i v i l

Fundações em locais de difícilacesso ou permanência

•• espaespa çços confinadosos confinados -- ááreas de trabalho reduzidasreas de trabalho reduzidasquer emquer em superf superf ííciecie quer emquer em p péé direitodireito ;;

•• torres de telecomunicatorres de telecomunica ççõesões

•• torres de linhas de alta tensãotorres de linhas de alta tensão

•• chaminchamin ééss

•• encostasencostas ííngremesngremes

•• estruturas de apoio de telef estruturas de apoio de telef ééricosricos ..




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C i v i l

Fundações de estruturas de contençãode fachadas

Contenção de fachada no edifícionúmero 250 e 254 na Avenida da

Liberdade, LisboaMICROMICRO--ESTACASESTACAS



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C i v i l

Consolidação de terrenos

• escarpas e falésias;

• muros de suporte.

• túneis (injecções);

• taludes;




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C i v i l

Protecção de estruturas existentes



Edifício naQuinta das

Conchas,Lumiar


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C i v i l

• diâmetro reduzido (10 a 20 cm);

• grande comprimento;

• qualquer direcção espacial (entre 0 e 90 º);

• aplicação válida em qualquer tipo de terreno;

• capacidade de carga relativamente elevada mesmo em solos decaracterísticas fracas ou impermeáveis;

• funcionamento à tracção ou compressão;

• excelente controlo de assentamentos;

• versáteis campos de aplicação distintos;

Vantagens


2. CARACTER2. CARACTERÍÍSTICAS GERAISSTICAS GERAIS2.2. Vantagens e desvantagens2.2. Vantagens e desvantagens


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C i v i l

• equipamento de furação de baixa potência, rotativo, ligeiro, poucovolumoso e barato;

• execução em espaços exíguos;

• reduzidas vibrações e ruído;

• perturbação mínima no terreno;

• dispensa a realização de escavação;

• rapidez e facilidade de execução economia de tempo e mão-de-obra;

• possibilidade de adequada verificação / controlo de execução.



Vantagens


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C i v i l

Desvantagens

•• necessidade de recorrer a firmas especializadas com equipamentonecessidade de recorrer a firmas especializadas com equipamento e mãoe mão --dede --obra adequados;obra adequados;

•• limitalimita çção da capacidade de carga (atão da capacidade de carga (at éé 1000 a 1300 kN) em virtude dos1000 a 1300 kN) em virtude dos pequenos diâmetros; pequenos diâmetros;

•• apenas mobilizam atrito lateral em terrenos com Napenas mobilizam atrito lateral em terrenos com N SPTSPT > 40 pancadas;> 40 pancadas;

•• reduzida capacidade para transmitir cargas por ponta;reduzida capacidade para transmitir cargas por ponta;

•• limitalimita ççãoão àà encurvaduraencurvadura (elevada esbelteza), em solos com zonas ocas ou(elevada esbelteza), em solos com zonas ocas ouvazios.vazios.




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C i v i l

3. MATERIAIS E3. MATERIAIS EEQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOS



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C i v i l

3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

•• cimento portland;cimento portland;

•• áágua .gua .


3.1. Materiais3.1. MateriaisCalda de cimentoCalda de cimento


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C i v i l

MicroMicro--EstacasEstacas

3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS3.2. Equipamentos3.2. Equipamentos

TradoTrado


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C i v i l Pequeno portePequeno porte



Alguns tipos de mAlguns tipos de m ááquina utilizadas na execuquina utilizadas na execu çção de microão de micro --estacasestacas


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C i v i l

Alguns tipos de mAlguns tipos de m ááquina utilizadas na execuquina utilizadas na execu çção de microão de micro --estacasestacas



Grande porteGrande porte


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C i v i l

MicroMicro--EstacasEstacasVaras de furaVaras de fura ççãoão

3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

Bits Bits ou cabeou cabe çças de furaas de fura ççãoão

3.2. Equipamentos3.2. EquipamentosVaras eVaras e bit bit


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C i v i l

Esquema de funcionamento de um equipamento por rotoEsquema de funcionamento de um equipamento por roto -- percursão percursão

Bit de furação

Vara

Terra solta

Coluna




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C i v i l

Tubo mancheteTubo manchete



Cintas helicoidais soldadasCintas helicoidais soldadas

MancheteManchete

LigaLiga çções entre tubosões entre tubos PonteirasPonteiras


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C i v i l

Mangueira para limpeza eMangueira para limpeza einjecinjec çção com obturador ão com obturador

Obturador simplesObturador simplesou duploou duplo



Obturador duplo

Parede do furo

Orifício de injecção

Manga de borracha

Tubo selado no furo

Tubo de injecção

Obturador duplo


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C i v i l

Geradores a gasGeradores a gas óóleo fixosleo fixosGeradores a gasGeradores a gas óóleo mleo m óóveisveis

CaroteadoraCaroteadoraMICROMICRO--ESTACASESTACAS



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C i v i l

Misturadoras mMisturadoras m óóveisveis




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C i v i l

Bombas de injecBombas de injec ççãoão




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C i v i l

4. PROCESSO4. PROCESSOCONSTRUTIVOCONSTRUTIVO



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C i v i l

Fases de execução de uma micro-estaca

4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO

1. Marcação ou implantação;

2. Perfuração;

3. Colocação da armadura;

4. Injecção;

5. Ligação à estrutura.



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C i v i l

Formas de marcaFormas de marca çção:ão:-- cravacravaçção duma ponta de varão deão duma ponta de varão de

aaçço ou madeira;o ou madeira;-- aplicaaplicaçção duma tinta resistente.ão duma tinta resistente.

1.1. NivelamentoNivelamentododo terrenoterreno circundante;circundante;

2.2. MarcaMarcaççãoão no terrenono terreno do centro dedo centro decada microcada micro--estacaestaca a executar a executar com base nos elementos decom base nos elementos deprojecto, com auxprojecto, com auxíílio de meioslio de meiostopogr topogr ááficos.ficos.


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.1. Marca4.1. Marcaçção ou implantaão ou implantaççãoão


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C i v i l

Existem duas tExistem duas téécnicascnicas

TradoTrado

Varas eVaras e bitbit


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.2. Perfura4.2. Perfuraççãoão


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C i v i l

Existem duas tExistem duas téécnicascnicas

TradoTrado

Varas eVaras e bitsbits

comcom tubo de revestimentotubo de revestimento

semsem tubo de revestimentotubo de revestimento

comcom tubo de revestimentotubo de revestimento

semsem tubo de revestimentotubo de revestimento

SolosSolos coerentescoerentes -- semsem tubo de revestimentotubo de revestimento

SolosSolos incoerentesincoerentes -- comcom tubo de revestimentotubo de revestimento



4 PROCESSO CONSTRUTIVO


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C i v i l

1. Colocação da ferramenta de furação (varas e bit ou trado) na cabeçade rotação da máquina;

2. Faz-se coincidir o eixo da ferramentade furação com o eixo do furo;

3. Verifica-se o ângulo de ataque atravésde dois níveis perpendiculares,colocados na torre da máquina;



4 PROCESSO CONSTRUTIVO4 PROCESSO CONSTRUTIVO


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4. Perfuração até à cota de projecto(vários troços da ferramenta de

furação vão sendo ligados; profundidade de furaçãoavaliada pela quantidade detroços colocados)

5. A remoção do solo é executadacom jacto de água se se utilizarvaras e bit (que também efectuaa limpeza) ou extraída pela rosca

do trado.





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6. Com a furação terminada, retiram-se as varas e bit ou o trado, numaoperação inversa à da furação, e limpa-se o furo;

4.2. Perfura4.2. Perfuraççãoão



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4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.3. Coloca4.3. Colocaçção da armaduraão da armadura

1. Coloca-se a armadura principal(varas de 6 metros) com o auxílioda torre da máquina e de duaschaves de grifos;

2. Colocação do troço inferior (tuboTM) e, de seguida, os troços

complementares que enroscam noanterior.

Armadurasecundária

Armadura principal



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(i) Execu(i) Execuçção da caldaão da calda

1.1. Retirar alguns sacos de cimento do estaleiro da obra e posicionRetirar alguns sacos de cimento do estaleiro da obra e posicion áá--loslos

perto da betoneira; perto da betoneira;


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão



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2.2. ColocaColoca çção deão de áágua na betoneira de acordo com a relagua na betoneira de acordo com a rela ççãoão áágua /gua /cimento pretendida;cimento pretendida;



(i) Execu(i) Execuçção da caldaão da calda



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3.3. ColocaColoca çção de um rasgaão de um rasga --sacos na cabesacos na cabe çça da misturadora e introdua da misturadora e introdu ççãoãodo cimento na amassadura;do cimento na amassadura;


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(i) Execu(i) Execuçção da caldaão da calda



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4.4. Mexer manual ou mecanicamente atMexer manual ou mecanicamente at éé obter uma mistura homogobter uma mistura homog ééneanea ..


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(i) Execu(i) Execuçção da caldaão da calda



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(ii) Processo de selagem(ii) Processo de selagem

5.5. Com a calda de cimento homogCom a calda de cimento homog éénea, estanea, esta éé colocada no balde da bombacolocada no balde da bomba

de injecde injec çção;ão;





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6.6. Esta calda fica situada entre:Esta calda fica situada entre:

-- solos coerentessolos coerentes : o terreno e a: o terreno e aarmadura principal / TMarmadura principal / TM

-- solos incoerentessolos incoerentes : o tubo de: o tubo derevestimento e a armadurarevestimento e a armadura

principal / TM principal / TM


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(ii) Processo de selagem(ii) Processo de selagem



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7.7. A bomba de injecA bomba de injec çção comeão come çça a introduzir calda de cimento (baixaa a introduzir calda de cimento (baixa pressão), pressão), de baixo para cimade baixo para cima , com o aux, com o aux íílio de um obturador simpleslio de um obturador simplesou de uma mangueira.ou de uma mangueira.


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(ii) Processo de selagem(ii) Processo de selagem



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(iii) Processo de injec(iii) Processo de injecçção primão primááriaria

8.8. Com a calda de cimento homogCom a calda de cimento homog éénea,nea,

estaesta éé colocada no balde da bomba decolocada no balde da bomba deinjecinjec çção;ão;

9.9. O processo de injecO processo de injec çção d ão d áá--se dese de baixo baixo para cima para cima ao nao n íível dasvel das manchetesmanchetes ;;

11.11. A bomba de injecA bomba de injec çção comeão come çça aa aintroduzir introduzir caldacalda de cimento no interiorde cimento no interiordo TM aodo TM ao nníível da 1vel da 1 ªª manchetemanchete (IRS);(IRS);

10.10. OO obturador obturador (simples ou duplo)(simples ou duplo) éé posicionado posicionado por forma a por forma a seccionar o tuboseccionar o tubode manchetede manchete ;;





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12.12. ComeCome ççaa--se a injectar calda atse a injectar calda at éé aa manchetemancheteabrir abrir : o: o manman óómetro de pressãometro de pressão vai subindovai subindo

progressivamente at progressivamente at éé a manchete abrir;a manchete abrir;quando este fenquando este fen óómeno ocorre, a pressãomeno ocorre, a pressão

baixa repentinamente baixa repentinamente

14.14. ContinuaContinua --se com a injecse com a injec çção atão at éé atingir aatingir a pressão de projecto pressão de projecto ;;

13.13. ObservaObserva --se este fense este fen óómeno nomeno no manman óómetrometrode pressãode pressão instaladoinstalado àà sasa íída da bombada da bombainjectora ou na boca da microinjectora ou na boca da micro --estaca;estaca;


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(iii) Processo de injec(iii) Processo de injecçção primão primááriaria

4 PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO


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15.15. Se se verificar que a pressão não sobe e queSe se verificar que a pressão não sobe e que

se estse est áá a gastar muito calda,a gastar muito calda, suspendesuspende --se ase ainjecinjec ççãoão , lava, lava --se o furo e executase o furo e executa --se novase novainjecinjec çção noão no dia seguintedia seguinte ;;

16.16. Com a 1Com a 1 ªª manchete executada, registammanchete executada, registam --se osse os valores de pressãovalores de pressão da abertura dada abertura damanchete e de injecmanchete e de injec çção da calda, assimão da calda, assimcomo acomo a quantidade de caldaquantidade de calda ;;

17.17. Para executar a injecPara executar a injec çção da 2ão da 2 ªª manchete,manchete,movemove --se o obturador duplose o obturador duplo para a zona a para a zona ainjectar e repeteinjectar e repete --se o processo.se o processo.


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.4. Injec4.4. Injecççãoão(iii) Processo de injec(iii) Processo de injecçção primão primááriaria



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(iv) Processo de injec(iv) Processo de injecçção secundão secund ááriaria

18.18. ColocaColoca çção de calda cimentão de calda ciment íícia nocia nointerior da armadura principal, sendointerior da armadura principal, sendo

preenchidos os tro preenchidos os tro çços acima do tuboos acima do tuboTM;TM;

19.19. Quando aQuando a calda afluircalda afluir àà boca do furo boca do furolimpa e sem reslimpa e sem res ííduos do terreno, d duos do terreno, d áá--sese

por conclu por conclu íída a injecda a injec çção.ão.



20.20. EventualmenteEventualmente , nesta fase, poder , nesta fase, poder --sese --áácolocar umacolocar uma armadura secund armadura secund ááriaria nonointerior do tubo TM.interior do tubo TM.



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1.1. ApAp óós a execus a execu çção da microão da micro --estaca,estaca, escavaescava --se o terrenose o terreno atatéé cota de fundacota de funda çção do macião do maci ççoode encabede encabe ççamento;amento;

2.2. ColocaColoca --se umse um betão de limpeza betão de limpeza na basena baseda fundada funda çção e saneiaão e saneia --se a microse a micro --estaca;estaca;


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.5. Liga4.5. Ligaççãoão àà estruturaestrutura



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3.3. ColocaColoca çção daão da armadura do maciarmadura do maci çço de fundao de funda ççãoão , utilizando espa, utilizando espa ççadoresadores para garantir o recobrimento; para garantir o recobrimento;

4.4. ColocaColoca çção daão da armadura de arranque da superstruturaarmadura de arranque da superstrutura

5.5. BetonagemBetonagem do macido maci çço.o.


4. PROCESSO CONSTRUTIVO4.5. Liga4.5. Ligaççãoão àà estruturaestrutura



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1. Furação até à cota prevista em projecto;

Resumo da execução de uma micro-estacas emsolos coerentes

2. Retira-se o trado e introduz-seo tubo manchete (armadura

principal);

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3. Preenchimento do espaço entreo TM e o terreno, com caldacimentícia A calda éintroduzida com o auxílio deuma bomba injectora e de umobturador simples;

4. Para realizar o bolbo deselagem, injecta-se caldacimentícia através dasmanchetes, com o auxílio deum obturador duplo (de

baixo para cima) e de uma bomba injectora.

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Resumo da execução de uma micro-estacas emsolos coerentes



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2. Extracção das varas e bit ou trado elimpeza do furo;

3. Introdução da armadura principal (tubomanchete - liso em zona corrente ecom manchetes na zona de selagem);

4. Selagem com calda cimentícia doespaço entre tubos (tubo moldador eTM);

1. Perfuração com varas e bit ou trado àroto-percussão e tubo de revestimento;

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Resumo da execução de uma micro-estacas emsolos incoerentes



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6. Operação de injecção faseada do bolbode selagem (IRS ou IGU);

7. Preenchimento do tubo TM comcalda;

8. Introdução de eventual armaduracomplementar ou secundária nointerior do tubo TM.

5. Extracção do tubo moldador, logoapós a selagem ou injecção secundária;

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Resumo da execução de uma micro-estacas emsolos incoerentes


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5. REFERÊNCIAS5. REFERÊNCIAS


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[1] Coelho, Silvério“Tecnologia de Fundações ”Edições EPGE, Lisboa 1996

[2] Bowles, J.E.“Foundation Analysis and Design”McGraw-Hill, 5TH Edition – 1996

[3] Brito, Jorge de“Micro-Estacas”I.S.T - Mestrado em Construção, Cadeirade Tecnologia de Contenções eFundações. Lisboa,Novembro de 1999

[9] Bustamante, Michel“ Un Metodo para el calculo de losanclajes y de los micropilotesinyectados”

Laboratório Central de Puentes y Caminos -Paris

[10] Sopecate - TerraTest“ Pré-Norma Espanhola - Micropilotesguia para el diseno y la ejecución”Borrador Marzo - 2002.



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Trabalho realizado com o apoio do ProgramaOperacional Sociedade da Informação - POSI


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