BRPI0712482A2 - método para erguer uma edificação. - Google Patents

Abstract

Patente de Invenção para MéTODO PARA ERGUER UMA EDIFICAçãO. Trata-se de um método para erguer uma edificação (1) em relação ao solo (2); o método incluindo as etapas de : formar um radier (7) com uma série de orifícios passantes (12); inserir uma estaca de fundação (9) através de cada orifício (12); encaixar, em cada estaca de fundação (9), um dispositivo de erguimento (11); exercer propulsão sobre as estacas de fundação (9) por meio dos dispositivos de erguimento (11) para erguer a edificação (9) por meio dos dispositivos de erguimento (11) para erguer a edificação (1) com respeito ao solo (2); e fixar cada estaca de fundação (9) axialmente no radier (7) após a edificação ser erguida; dividir os dispositivos de erguimento (11) em três grupos de trabalho equivalentes, simétricos e independentes; ativar simultaneamente os dispositivos de erguimento (11) em três grupo de trabalho de cada vez, de modo que a edificação (1) seja erguida de forma isostática, ativando-se simultaneamente os dispositivos de erguimento (11) de um grupo de trabalho de cada vez, enquanto os dispositivos de erguimento (11) dos outros dois grupos de trabalho são deixados inativos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA ERGUER UMA EDIFICAÇÃO".

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um método para erguer uma edificação.

ESTADO DA TÉCNICA

Na indústria de construção, muitas vezes é necessário erguer uma edificação, por exemplo, para erguer uma edificação situada à beira de um rio ou mar acima do nível de maré alta ou maré enchente. Um exemplo típico disso é a cidade de Veneza, onde os pavimentos térreos das edificações são freqüentemente inundados pelo chamado "fenômeno da maré alta".

Como alternativa, uma edificação pode ser erguida para construir um embasamento embaixo, em situações em que a escavação por debaixo da edificação é indesejada ou impossível, ou para aumentar a altura, fazer uso total, de um pavimento.

A patente IT1303956B propõe um método para erguer uma edificação, por meio do qual uma nova fundação é construída compreendendo uma série de orifícios passantes; e, para cada orifício, um membro de conexão fixado na fundação, adjacente ao orifício, e projetando-se pelo menos parcialmente para cima ; depois, uma estaca é inserida através de cada orifício, e um golpe é aplicado estaticamente à estaca para cravá-la no solo (o primeiro golpe é aplicado por um dispositivo impulsor localizado sobre a estaca, cooperando com a extremidade superior da estaca, e conectado à parte saliente do membro de conexão, que, ao conduzir a estaca, atua como um membro de reação para o dispositivo impulsor). Uma vez que todas as estacas estejam cravadas no solo, uma segunda propulsão é aplicada estaticamente entre cada estaca e a fundação para erguer a edificação com respeito ao solo; e assim que a edificação estiver erguida, cada estaca é fixada axialmente na fundação.

O Pedido de Patente W02006016277A1 propõe um método para erguer uma edificação apoiada em um corpo de sustentação, que por sua vez se apóia no solo, por meio do qual uma nova fundação é construída compreendendo uma série de orifícios passantes; e uma série de membros de conexão, cada um fixado na fundação, próximo a um orifício. Em seguida, uma estaca é inserida através de cada orifício, com sua extremidade inferior apoiando-se no corpo de sustentação, e sua extremidade superior projetando-se do orifício; depois, cada estaca é equipada com um dispositivo impulsor, que se apóia na extremidade superior da estaca em um lado, e é conectado ao membro de conexão correspondente no outro lado; e, finalmente, a propulsão é aplicada estaticamente a cada estaca pelo dispositivo impulsor para erguer a edificação com respeito ao corpo de sustentação. Assim que a edificação estiver erguida, cada estaca é fixada axialmente na fundação. A diferença entre os métodos de erguimento propostos na Patente IT13 03956B e no Pedido de Patente W02006016277Al consiste essencialmente no fato de que, na Patente IT1303956B, cada estaca é conduzida individualmente para o solo antes de começar a operação de erguimento, ao passo que, no Pedido de Patente W02006016277A1, um corpo de sustentação já existe entre a edificação e o solo, fazendo com que a edificação seja erguida sem cravar as estacas no solo primeiro.

No caso de uma edificação muito grande e/ou situações estruturais pouco usuais, os métodos anteriores conhecidos deixam margem para aperfeiçoamento, uma vez que, no estágio real de erguimento, verificou-se que a estrutura da edificação passa potencialmente por forte tensão, necessitando de maior trabalho de consolidação.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Um dos objetivos da presente invenção é o de oferecer um método para erguer uma edificação que seja de implementação simples e econômica e constitua um aperfeiçoamento sobre os métodos conhecidos acima.

De acordo com a presente invenção, propõe-se um método para erguer uma edificação, conforme reivindicado nas reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Várias concretizações não limitantes da presente invenção serão descritas a título de exemplo com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

As Figuras 2, 4, 9 e 15 ilustram seções esquemáticas de uma edificação erguida usando o método de acordo com a presente invenção;

As Figuras 3 e 12 ilustram duas vistas planas esquemáticas de uma nova fundação da edificação da Figura 1; A Figura 5 ilustra uma seção lateral esquemática de uma estaca de fundação sendo cravada no solo e conectada a um dispositivo de cravação de estacas;

A Figura 6 ilustra uma seção ao longo da linha VI- VI da estaca da Figura 5;

A Figura 7 ilustra uma seção lateral em escala ampliada de uma configuração inicial antes de a estaca da Figura 5 ser cravada no solo;

A Figura 8 ilustra uma vista parcialmente em seção, em perspectiva, de uma configuração inicial antes de a estaca da Figura 5 ser cravada no solo;

A Figura 10 ilustra uma seção lateral esquemática de uma estaca de fundação conectada a um dispositivo de erguimento;

A Figura 11 ilustra uma vista em perspectiva de uma estaca de fundação conectada a um dispositivo de erguimento;

A Figura 13 ilustra uma seção lateral esquemática de uma estaca de fundação ao final da operação de erguimento;

A Figura 14 ilustra uma seção esquemática de uma edificação diferente erguida usando o método de acordo com a presente invenção.

MELHOR MODO PARA REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

O número 1 na Figura 1 indica, como um todo, uma edificação apoiada sobre o solo 2 em uma fundação 3, e que será erguida com respeito ao solo 2. A edificação 1 compreende uma série de paredes de sustentação 4, cada uma das quais se apóia sobre uma fundação 3, se estende até um telhado 5 e sustenta quatro pisos 6. A edificação 1 também compreende uma série de paredes não sustentadoras, não ilustradas nos desenhos em anexo.

Primeiro, é feito um estudo da edificação 1 para determinar o valor e a distribuição das massas que constituem a edificação 1, e que compreende plantas baixas dos vários pisos, e projetos de todas as paredes, mostrando as aberturas de portas e janelas e quaisquer danos às paredes. Dada a espessura e a densidade das paredes, é possível determinar seu peso e distribuição de peso.

Uma análise estática da edificação 1 também é realizada para assegurar-se de que ela é capaz de resistir com segurança à tensão induzida pela erguimento; e, se necessário, a edificação 1 pode ser consolidada e reforçada antes de ser erguida.

Um estudo do solo 2 embaixo da edificação 1 é então realizado para obter informações detalhadas sobre o que será encontrado abaixo do nível zero e até uma profundidade de pelo menos 5 m. Conhecer a natureza do solo 2 embaixo da edificação 1 é essencial para escolher o tipo de ftindação a ser construído (por exemplo, estacas longas, estacas curtas ou sapatas uniformes).

Como ilustrado nas Figuras 2 e 3, um radier de reforço 7 é primeiro construído, o qual forma parte de uma nova fundação, se estende por toda a base da edificação 1 e é feita de concreto armado protendido. Em uma concretização diferente, não ilustrada, o radier de reforço 7 é feito de concreto armado normal (ou seja, não protendido). Para construir o radier 7, o solo 2 é normalmente escavado a uma profundidade igual pelo menos à espessura do radier 7; e o radier 7 é projetado de forma suficientemente rígida e forte para absorver a tensão produzida pela excentricidade das reações do solo e a distribuição das cargas transmitidas pelas paredes de sustentação 4.

O radier 7 é geralmente construído em partes que se estendem entre as paredes. Para obter continuidade estrutural entre as várias partes do radier 7 e as paredes de sustentação 4, o radier 7 é protendido por meio de uma série de cabos metálicos de protensão 8 (ilustrados por linhas tracejadas nas Figuras 2 e 3), cada um dos quais é embutido no radier 7 e inserido através de respectivos orifícios passantes (não apresentados) nas paredes de sustentação 4. Em virtude dos cabos de protensão 8, as várias partes do radier 7 apertam as paredes de sustentação 4 uma com as outras para obter continuidade estrutural substancial, de modo que a continuidade flexionai e cisalhante seja estabelecida pelas próprias paredes de sustentação 4, dispostas entre as partes adjacentes do radier 7. Em uma concretização diferente, não ilustrada, os cabos de protensão 8 são substituídos por barras em aço de alta tensão similares.

Se as paredes de sustentação 4 não estiverem muito coesas, a coesão pode ser aprimorada por injeção de resina ou aparafusamento.

Durante a construção do radier 7, algumas áreas do radier 7 são preparadas para a cravação subseqüente das estacas de fundação 9 (ilustradas nas Figuras 4, 5 e 9) para fixação de dispositivos bate-estacas 10 (um dos quais é ilustrado na Figura 5) e para fixação de dispositivos de erguimento 11 (um dos quais é ilustrado na Figura 9). As estacas de fundação 9 são distribuídas sobre a área da edificação 1 para equilibrar da melhor forma possível o peso da edificação 1 e do radier 7.

Como ilustrado nas Figuras 7 e 8, para cada estaca de fundação 9, o radier 7 compreende um orifício vertical 12 (de seção cilíndrica ou de outro tipo) encamisado com um tubo-guia de metal 13, que é fixado no radier 7 por pelo menos um anel de fixação metálico 14 embutido no radier 7, e possui uma parte superior que se projeta para cima a partir do radier 7. Uma camada 15 do assim chamado concreto magro é, de preferência, disposta entre o radier 7 e o solo 2. O anel de fixação 14 está normalmente localizado próximo ao solo 2, isto é, na parte inferior do radier 7. Um anel de fixação 14 geralmente basta, ainda que vários anéis de fixação 14 possam ser empregados em níveis diferentes.

Cada orifício 12 é circundado por uma série de tirantes de ancoragem roscados 16, cada um dos quais é conectado ao anel de fixação 14, se estende através do radier 7 e projeta-se verticalmente para fora do radier 7. Um conector 17 (Figuras 8 e 11) é atarraxado na parte superior de cada tirante de ancoragem 16 projetando-se para fora do radier 7, e pode ser atarraxado, no lado oposto, a uma extensão do tirante de ancoragem 16. Os tirantes de ancoragem 16 são espaçados igualmente ao redor do orifício 12, e normalmente perfazem de 6 a 12 para cada orifício. Deve-se ressaltar, no entanto, que, em certas situações, dois tirantes de ancoragem 16 para cada orifício 12 podem ser suficientes.

Como ilustrado na Figura 5, cada estaca de fundação 9 é uma estaca de metal, e compreende um eixo mecânico de seção substancialmente constante 18 normalmente definido por uma série de segmentos tubulares soldados de topo de comprimento igual; e uma sapata inferior larga 19 definindo a extremidade inferior da estaca de fundação 9. O eixo mecânico 18 pode, obviamente, ter uma seção que não seja circular, e pode ser sólido, por exemplo, pode ser definido por uma viga em "I".

Cada eixo mecânico 18 é tubular, tem um conduto interno passante 20, e é menor transversalmente do que o orifício relativo 12 para encaixar-se com relativa facilidade através do orifício 12. Cada sapata 19 é definida por uma chapa plana, substancialmente circular 21 com uma borda externa irregular, mas, obviamente, pode ser definida por uma chapa plana 21 de formato diferente, por exemplo, oval, quadrado ou retangular, com uma borda irregular ou uniforme. Cada sapata 19 é maior ou tem o mesmo tamanho transversalmente que o orifício relativo 12, está inicialmente separada do eixo mecânico 18, e, durante a construção do radier 7, é colocada substancialmente em contato com o solo 2 debaixo do radier 7 e coaxial com o orifício 12. Cada eixo mecânico 18, portanto, se engata apenas à sapata 19 para formar a estaca de fundação 9 quando o eixo mecânico 18 é inserido através do orifício 12.

Para assegurar a conexão mecânica suficientemente firme de cada eixo mecânico 18 à sapata 19, a sapata 19 tem um membro de conexão 22, que se engata ao eixo mecânico 18 para fixar o eixo mecânico 18 transversalmente à sapata 19. Por exemplo, nas concretizações ilustradas, cada membro de conexão 22 é definido por um membro tubular cilíndrico, que se estende perpendicularmente para cima a partir da chapa 21, e é dimensionado de forma a se engatar de forma relativamente frouxa com uma parte inferior do conduto interno 20 do eixo mecânico 18. Obviamente, o membro de conexão 22 pode ser formado de maneira diferente.

Uma parte de extremidade inferior de cada tubo- guia 13 é equipada com pelo menos um anel de vedação 23 feito de material elastomérico, e que se engata à superfície cilíndrica externa do eixo mecânico 18 da estaca de fundação 9, quando a estaca de fundação 9 é encaixada através do orifício correspondente 12.

Durante a construção do radier 7, pelo menos um conduto de injeção 24 é formado em cada orifício 12, é definido por um tubo de metal estendendo-se através do radier 7, e possui uma extremidade superior projetando-se a partir do radier 7, e uma extremidade inferior terminando adjacente ao orifício 12 e entrando em contato com a superfície superior da chapa 21 da sapata 19.

Como ilustrado nas Figuras 4 e 5, após o radier 7 ser completado, uma estaca de fundação 9 é cravada no solo 2 através de cada orifício 12. Mais especificamente, uma estaca de fundação 9 é cravada de cada vez, ou a qualquer ritmo, um pequeno número de estacas de fundação 9 é cravado simultaneamente, para minimizar a tensão sobre o radier 7.

Dependendo das características estruturais do radier - 7, das características do solo 2 e das características da edificação 1, cada estaca de fundação 9 é designada a uma carga estabelecida, isto é, um peso que deve ser suportado pela estaca de fundação 9 sem ceder, ou seja, sem romper-se e/ou afundar ainda mais no solo 2. Para assegurar que a respectiva carga estabelecida seja respeitada, cada estaca de fundação 9 é normalmente cravada até não ser mais capaz de suportar a propulsão exercida pelo dispositivo bate-estacas 10 maior do que a carga estabelecida sem afundar mais no solo 2. Esse modo de operação se toma possível pela cravação de uma estaca de fundação 9 de cada vez no solo 2, de modo que, durante a cravação na estaca de fundação 9, praticamente toda a altura do radier 7 e da construção 1 possa ser utilizada como uma força de reação ao golpe do dispositivo bate-estacas 10. Mais especificamente, cada estaca de fundação 9 é cravada com uma força igual a 1,5-3 vezes a carga estabelecida da estaca de fundação 9, assegurando assim o máximo de segurança da edificação 1 tanto durante quanto após o término da operação de erguimento.

A maneira em que cada estaca de fundação 9 é cravada no solo 2 será descrita agora com referência em especial à Figura 5.

Para cravar a estaca de fundação 9 no solo 2, o eixo mecânico 18 é primeiro inserido através do orifício 12 para se engatar (como descrito acima) à sapata 19 localizada embaixo do radier 7, em contato com o solo 2 e coaxial com o orifício 12. Assim que o eixo mecânico 18 se engata à sapata 19 para definir a estaca de fundação 9, um dispositivo bate-estacas 10 é fixado sobre a estaca de fundação 9, coopera com a extremidade superior da estaca de fundação 9 e é conectado aos tirantes 16. Em uma concretização diferente, não ilustrada, o dispositivo bate-estacas 10 pode ser conectado ao tubo-guia 13. Em uma concretização possível, ilustrada na Figura 5, o dispositivo bate-estacas 10 compreende um macaco hidráulico 25 localizado entre a extremidade superior da estaca de fundação 9 e uma chapa superior 26, que é encaixada com os tirantes 16 através deles, e tem uma série de orifícios passantes 27 para deslizar livremente ao longo dos tirantes 16. O deslizamento ascendente da chapa superior 26 é impedido por uma série de parafusos 28 aparafusados nos tirantes 16 no topo da chapa superior 26.

Uma vez conectado à respectiva estaca de fundação 9, como descrito acima, o dispositivo bate-estacas 10 é operado para expandir e exercer propulsão estática sobre a estaca de fundação 9 para cravar a estaca de fundação 9 no solo 2. A força de reação à propulsão exercida pelo dispositivo bate-estacas 10 é proporcionada pelo peso do radier 7 e da construção 1, e é transmitida pelos tirantes 16, que agem como membros de reação, mantendo-se uma distância fixa entre a chapa superior 26 e o radier 7 à medida que o macaco hidráulico 25 se expande, cravando assim a estaca de fundação 9.

Obviamente, o dispositivo bate-estacas 10 pode ser formado de maneira diferente, contanto que ele exerce propulsão estática sobre a estaca de fundação 9 para cravar a estaca de fundação 9 no solo 2. Por exemplo, o dispositivo bate-estacas 10 pode ser do tipo descrito no Pedido de Patente IT2 004B000792, que é incluído neste a título de referência.

À medida que a estaca 9 é cravada no solo 2, a sapata 19 forma, no solo 2, um canal 29 com essencialmente o mesmo formato transversal e tamanho que a sapata 19, e que compreende uma parte cilíndrica interna engatada pelo eixo mecânico 18, e uma parte tubular externa substancialmente livre. Simultaneamente ao afundamento da estaca de fundação 9 no solo 2, um material de cimento substancialmente plástico 30 é injetado sob pressão ao longo do conduto de injeção 24 dentro da parte tubular externa do canal 29. Mais especificamente, o material de cimento 30 é definido substancialmente por microconcreto para fluidez e injeção sob pressão uniforme ao longo do conduto de injeção 24. O anel de vedação 23 impede que o material de cimento injetado sob pressão 30 escorra para cima através do vão entre a superfície externa do eixo mecânico 18 e a superfície interna do tubo-guia 13.

Se o solo 2 tiver a tendência de afundar (como no caso de camadas de turfa), podem ser adicionadas substâncias (por exemplo, bentonita) ao material de cimento 30 para reduzir a fricção (e, portanto, a adesão) do solo 2 com respeito ao material de cimento 30 à medida que ele seca, deixando assim o solo 2 contrair livremente e naturalmente com o passar do tempo. Substâncias impermeabilizantes também podem ser adicionadas ao material de cimento 30 para tomá-lo substancialmente impermeável, mesmo antes da cura. Isso é necessário quando a estaca de fundação 9 se afunda em um lençol freático, principalmente em um lençol freático de alta pressão e/ou de correnteza relativamente rápida, e impede que o material de cimento 30 seja levado pela água e, consequentemente, se degrade. Testes também mostraram que, ao trabalhar com lençóis freáticos, é importante injetar o material de cimento 30 a uma pressão maior do que a da água a fim de evitar a formação de fissuras no material de cimento 30. Como foi dito, cada eixo mecânico 18 se divide em segmentos, que são conduzidos sucessivamente, como descrito acima, através do orifício 12 e soldados um no outro. Mais especificamente, assim que um primeiro segmento do eixo mecânico 18 é movido, o dispositivo bate-estacas 10 é removido da extremidade superior do primeiro segmento para inserir um segundo segmento, que é soldado de topo no primeiro (possivelmente com uma peça de conexão entre eles); e então, o dispositivo bate-estacas 10 é conectado à extremidade superior do segundo segmento para continuar o ciclo de cravação. Os segmentos formando cada eixo mecânico 18 são normalmente idênticos, mas, em certas situações, podem divergir quanto ao comprimento, forma ou espessura. Como mostra a Figura 9, assim que todas as estacas de fundação 9 tiverem sido cravadas, a edificação 1 é erguida.

Para tanto, cada estaca de fundação 9 é equipada com um dispositivo de erguimento 11 apoiado na extremidade superior da estaca de fundação 9 em um lado, e conectado aos tirantes 16 no outro lado. Na prática, cada dispositivo de erguimento 11 é operado para produzir, entre a estaca de fundação 9 e o radier 7, propulsão estática que é transmitida ao radier 7 pelos tirantes 16.

Como mostram as Figuras 10 e 11, cada dispositivo de erguimento 11 compreende um macaco hidráulico principal de curso longo 31 e um macaco hidráulico secundário de curso curto 32, dispostos mecanicamente em série um sobre o outro; e uma chapa intermediária 33 é, de preferência, disposta entre os macacos hidráulicos 31 e 32, através da qual são encaixados tirantes 16, e tem uma série de orifícios passantes 34 para deslizar livremente ao longo dos tirantes 16. Os macacos hidráulicos 31 e 32 estão localizados entre uma chapa inferior 35 - que se apóia na extremidade superior da estaca de fundação 9, e através da qual são encaixados tirantes 16, e tem uma série de orifícios passantes 36 para deslizar livremente ao longo dos tirantes 16 - e a chapa superior 26, através da qual são encaixados tirantes 16, e a qual tem uma série de orifícios passantes 27 para deslizar livremente ao longo dos tirantes 16. O deslizamento ascendente da chapa superior 26 é impedido por uma série de parafusos 28 aparafusados nos tirantes 16 no topo da chapa superior 26.

Na prática, cada macaco hidráulico 31, 32 é operado para expandir e para exercer propulsão, entre a estaca de fundação 9 e o radier 7, que é transmitida ao radier 7 pelos tirantes 16, que agem como membros de reação que mantêm uma distância fixa entre a chapa superior 26 e o radier 7 à medida que o macaco hidráulico 31, 32 se expande.

Em uma concretização preferida, os tirantes 16 são providos de parafusos de segurança 37 localizados sobre, e mantidos próximo à chapa inferior 35 para limitar o deslocamento descendente do radier 7 no caso de uma falha (falha hidráulica, resultando em perda de pressão, ou falha mecânica) do macaco hidráulico 31,32.

Como mostra a Figura 9, assim que todos os dispositivos de erguimento 11 tiverem sido instalados como descrito acima, os macacos hidráulicos 31, 32 podem ser operados para começar a erguer a edificação 1. Dependendo da altura à qual a edificação deve ser erguida, o eixo mecânico 18 de cada estaca de fundação 9 pode ser ou um corpo inteiriço ou compreender uma série de segmentos tubulares conectados, que são inseridos sucessivamente através do orifício 12 e soldados um no outro à medida que a edificação 1 é erguida com respeito ao solo 2. Em outras palavras, ao alcançar a extremidade de um primeiro segmento do eixo mecânico 18, o dispositivo bate-estacas 11 é removido da extremidade superior do primeiro segmento para inserir um segundo segmento, que é soldado de topo no primeiro (possivelmente com uma peça de conexão entre eles); e então, o dispositivo bate-estacas 11 é conectado à extremidade superior do segundo segmento para continuar o ciclo de erguimento.

Em uma concretização preferida ilustrada na Figura 12, as estacas de fundação 9 e os dispositivos de erguimento 11 são divididos em três grupos de trabalho independentes, simétricos e equivalentes (ilustrados por linhas tracejadas na Figura 12 e indicados pelos algarismos romanos I, II e III). Os grupos de trabalho precisam ser o mais equivalente possível, ou seja, precisam compreender aproximadamente o mesmo número de dispositivos de erguimento 11, e precisam ser o mais simétrico possível, ou seja, os baricentros de propulsão A dos três grupos de trabalho precisam corresponder o mais próximo possível aos vértices de um triângulo, de preferência eqüilátero, com seu centro no baricentro B do peso da edificação 1 do radier 7.

Os dispositivos de erguimento 11 de cada grupo de trabalho são conectados a uma respectiva unidade de controle central principal hidráulica 38 alimentando todos os macacos hidráulicos principais 31, e a uma respectiva unidade de controle central secundária hidráulica 39 alimentando todos os macacos hidráulicos secundários 32. É importante notar que as unidades de controle central hidráulicas 38 e 39 de um grupo de trabalho são independentes das unidades de controle central hidráulicas 38 e 39 dos outros grupos de trabalho.

No início da operação de erguimento, os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos secundários 32 de cada grupo de trabalho são conectados em paralelo a uma bomba (não ilustrada) pela unidade de controle central secundária hidráulica 39, de modo que todos os macacos hidráulicos secundários 32 de todos os três grupos de trabalho sejam expandidos simultaneamente a uma distância curtíssima (aproximadamente um centímetro) e então pressurizados. Em seguida, os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos secundários 32 de cada grupo de trabalho são desconectados da bomba e conectados em paralelo um ao outro, de modo que a pressão hidráulica de todos os macacos hidráulicos secundários 32 no mesmo grupo de trabalho seja mantida constante em virtude do princípio dos vasos comunicantes.

Nesse momento, começa o erguimento real da edificação 1. Os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos principais 31 de cada grupo de trabalho são conectados em paralelo a uma bomba (não ilustrada) pela unidade de controle central hidráulica principal 38; e o erguimento real da edificação 1 é realizado pela expansão simultânea dos macacos hidráulicos principais 31 de um grupo de trabalho de cada vez, enquanto os macacos hidráulicos principais 31 dos outros dois grupos de trabalho são deixados inativos. Em outras palavras, o erguimento real da edificação 1 compreende expandir simultaneamente os macacos hidráulicos principais 31 de um grupo de trabalho de cada vez para erguer a edificação 2-3 cm por incremento. Como resultado, a edificação 1 gira ligeiramente com respeito à horizontal, o que é permitido pelo efeito compensador dos macacos hidráulicos secundários 32. Em outras palavras, cada rotação da edificação 1 é induzida pelos dispositivos de erguimento 11 de um grupo de trabalho, e alguns dos macacos hidráulicos secundários 32 dos outros dois grupos de trabalho não envolvidos na operação de erguimento se expandem ou contraem ligeiramente para acompanhar os diferentes níveis de erguimento das várias partes da edificação 1.

Estaticamente falando, a edificação 1, reforçada com o radier 7, deve ser imaginada como se estivesse apoiada em três pontos (baricentros de propulsão A) com uma articulação esférica (simulada pela conexão paralela hidráulica dos macacos hidráulicos secundários 32), de modo que o erguimento possa ser realizado pela ativação de um grupo de trabalho de cada vez, e toda a edificação 1 gira em torno do eixo geométrico através dos baricentros de propulsão A dos outros dois grupos de trabalho inativos, sem produzir nenhuma restrição hiperestática.

A edificação 1 é normalmente erguida a uma velocidade lentíssima (calculada nos baricentros de propulsão A dos três grupos de trabalho) para manter condições isostáticas. Operar a uma velocidade baixa garante grande margem de segurança durante a operação de erguimento, uma vez que, eliminando-se totalmente as forças dinâmicas, pode-se fazer referência aos padrões de condição estática. Além do mais, o erguimento pode ser interrompido a qualquer momento para monitorar, calibrar ou efetuar modificações no sistema de controle elétrico ou no sistema hidráulico.

Em cada incremento de erguimento, a edificação 1 normalmente se inclina em frações de um grau com respeito à vertical. O componente de força de peso da edificação 1 ao longo do plano de inclinação é muito pequeno, podendo ser facilmente contrabalançado (se necessário) por meio dos tirantes ativados pelos macacos hidráulicos compensadores.

À medida que é erguida, a edificação 1 é monitorada constantemente por uma unidade de controle 40 conectada a sensores de pressão 41 para medir a pressão real das unidades de controle central hidráulicas 38 e 39, e a uma série de extensômetros elétricos resistivos de base larga 42 encaixados nas paredes de sustentação 4 da edificação para medir a tensão induzida pela operação de erguimento sobre a edificação 1.

Durante a operação de erguimento, o radier 7 também é monitorado constantemente pela unidade de controle 40, que é conectada a uma rede de inclinômetros (não ilustrados) conectados ao radier 7 para calcular, em tempo real, um gráfico de deformação do radier 7, e é conectada a um dispositivo óptico de precisão (não ilustrado) que monitora uma série de pontos de referência topográficos para verificar ocasionalmente os dados do inclinômetro. Em outras palavras, a unidade de controle 40 monitora a deformação flexionai do radier 7 por meio de um sistema principal definido pelos inclinômetros, e por meio de um sistema secundário redundante definido pelo dispositivo óptico de precisão. É importante observar que a deformação flexionai do radier 7 deve ser mantida dentro de uma faixa muito pequena, e, sobretudo, absolutamente estável durante toda a operação de erguimento, por depender substancialmente das distâncias inevitáveis (que permanecem constante a todo momento) entre a distribuição de peso da edificação 1 e a propulsão dos dispositivos de erguimento 11. Se uma deformação flexionai máxima predeterminada do radier 7 for excedida durante a operação de erguimento, a propulsão dos dispositivos de erguimento 11 precisa ser melhor contrabalançada,

O acabamento adicional do radier 7 pode ser obtido ajustando-se os cabos de protensão opostos 8 capazes de produzir reações predeterminadas.

Como mostra a Figura 13, assim que a edificação tiver sido erguida, o conduto interno 20 de cada estaca de fundação 9 é preenchido com material de cimento substancialmente plástico 43, em especial "concreto". Depois do conduto interno 20 de cada estaca de fundação 9 ser preenchido, a estaca de fundação 9 é fixada axialmente no radier 7 pela união (normalmente soldagem), à parte saliente do tubo-guia 13, de uma placa de fixação (ou flange anular) 44, que é colocada sobre, para engatar-se a extremidade superior da estaca de fundação 9.

Em uma concretização diferente, não ilustrada, um corpo de material elástico (por exemplo, neopreno) é disposto, dentro do tubo-guia 13, entre a extremidade superior da estaca de fundação 9 e a placa de fixação 44, normalmente para melhorar as características anti-sísmicas do radier 7. De preferência, cada estaca de fundação 9 é cravada de modo que a extremidade superior fique abaixo da superfície superior do radier 7; a parte saliente do tubo-guia 13 é então cortada; e, finalmente, a placa de fixação 44 é fixada no restante do tubo-guia 13, de modo que fique substancialmente coplanar com a superfície superior do radier 7, sendo possível andar por cima de toda a superfície do superior do radier 7.

Antes de ser fixada axialmente no radier 7, a estaca de fundação 9 pode ser pré-carregada com uma propulsão descendente de força determinada durante o tempo que se leva para soldar a placa de fixação 44 no tubo-guia 13. Em outras palavras, a propulsão descendente de força determinada é exercida sobre a estaca de fundação 9 durante a solda da placa de fixação 44 no tubo-guia 13.0 pré-carregamento da estaca de fundação 9 durante sua fixação no radier 7 permite que qualquer cedimento da estaca de fundação se desenvolva rapidamente, em vez de em um longo período de tempo. A vantagem disso é obviamente que a retificação do cedimento de uma ou mais estacas de fundação 9 enquanto o trabalho está sendo realizado é relativamente barato e simples, mas é muito mais complicado e caro depois de o trabalho estar completo.

Deve-se ressaltar que o erguimento da edificação forma um espaço embaixo do radier 7, que pode ser usado para construir um embasamento (obviamente, contanto que haja apenas um número pequeno de estacas de fundação 9). Como alternativa, o espaço formado entre o lado inferior do radier 7 e o solo 2 pode ser preenchido com materiais de cimento convencionais ou materiais não convencionais (por exemplo, espuma de poliuretano). Se a edificação for erguida a uma altura considerável (cerca de um metro), apenas a parte saliente das estacas de fundação 9 podem ser cobertas para formar os pilares de sustentação reais, e o preenchimento é limitado às áreas abaixo das paredes de sustentação 4; neste caso, a edificação 1 seria estruturalmente similar à construída sobre estacas.

Em uma concretização diferente, ilustrada na Figura 14, o radier 7, em vez de se apoiar diretamente no solo 2, se apóia em um radier de fundação 45 adicional 45 com um número maior de estacas 46 cravadas no solo 2 sob água corrente ou uma bacia de águia 47 (por exemplo, uma laguna). Esta solução é típica de uma edificação 1 construída sobre a água, em que estacas 46 são cravadas no solo 2 abaixo, e sustentam a edificação 1 acima do nível da água 47. Quando o radier 7 se apóia em um radier adicional 45, a sapata 19 de pelo menos algumas das estacas de fundação 9 obviamente se apóia em um radier adicional 45; neste caso, as estacas de fundação 9 apoiadas no radier adicional 45 obviamente não são cravadas no solo 2.

Como mostra a Figura 15, uma vez que a edificação esteja erguida, a continuidade entre a fundação antiga 3 e as paredes de sustentação 4 da edificação 1 pode ser restaurada por alvenaria adicional 48. Isso garante maior segurança e resistência, pois a edificação 1 é provida de dois sistemas de fundação, cada um sendo capaz de sustentar a edificação 1 por conta própria. Mais especificamente, macacos planos 49 são dispostos entre a alvenaria adicional 48 e as paredes de sustentação 4 da edificação 1, e são expandidos até carregarem pelo menos parcialmente a fundação antiga 3. Cada macaco plano 49 compreende duas chapas metálicas soldadas uma na outra para formar um bolso entre elas, que é preenchido com fluido pressurizado para expandir o macaco plano 49. O fluido usado para preencher o bolso do macaco plano 49 é, de preferência, resina, que tende a endurecer com o tempo para estabilizar a situação, independente da resistência do bolso.

Na concretização acima, o radier 7 é construído inteiramente logo antes da operação de erguimento. Em uma concretização alternativa, pelo menos parte do radier 7 pode já ter sido construído, caso este em que os orifícios 12 são furados no núcleo.

Nas concretizações mostradas nos desenhos, a edificação 1 tem apenas paredes de sustentação 4. Em uma concretização diferente, não ilustrada, a edificação 1 também pode ter outros membros de suporte (geralmente, pilares de suporte) combinados com ou no lugar das paredes da sustentação 4.

Se a edificação 1 compartilhar uma ou mais paredes de sustentação 4 com as edificações adjacentes, todos os pavimentes 6 conectados à parede de sustentação compartilhada 4 precisam ser separados, para erguer os pavimentes 6 com respeito à parede de sustentação compartilhada 4, e então reconectados à parede de sustentação compartilhada 4. Antes de ser separado de uma parede de sustentação compartilhada 4, o pavimento 6 precisa obviamente ser suportado de maneira adequadamente por uma estrutura metálica temporária adjacente, mas não em contato com a parede de sustentação compartilhada 4. O método acima também pode ser aplicado a edificações particularmente grandes (por exemplo, com uma base de aproximadamente 1000 metros quadrados) que são divididas em uma série de partes erguidas separadamente.

O método de erguimento descrito acima pode, obviamente, ser usado para vantajosamente erguer qualquer tipo de construção, como por exemplo, uma ponte.

Claims (19)

1. Método para erguer uma edificação (1) em relação ao solo (2); o método compreendendo as etapas de: formar um radier (7) com uma série de orifícios passantes (12), cada um circundado por uma série de tirantes (16) projetando-se para cima; inserir uma estaca de fundação (9) através de cada orifício (12); encaixar em cada estaca de fundação (9) um dispositivo de erguimento (11), que compreende pelo menos um macaco hidráulico (31), se apóia na extremidade superior da estaca de fundação (9) em um lado, e é conectado, no outro lado, aos tirantes correspondentes (16), que agem como membros de reação; exercer propulsão sobre as estacas de fundação (9) por meio dos dispositivos de erguimento (11) para erguer a edificação (1) com respeito ao solo (2); e fixar cada estaca de fundação (9) axialmente no radier (7) após a edificação ser erguida; caracterizado por compreender as etapas adicionais de: dividir os dispositivos de erguimento (11) em pelo menos três grupos de trabalho equivalentes, simétricos, independentes; e ativar simultaneamente os dispositivos de erguimento (11) de somente um grupo de trabalho de cada vez, de modo que a edificação (1) seja erguida de forma isostática, ativando-se simultaneamente os dispositivos de erguimento (11) de um grupo de trabalho de cada vez por expansão dos macacos hidráulicos relevantes (31), enquanto os dispositivos de erguimento (11) dos outros dois grupos de trabalho são deixados inativos.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os três grupos de trabalho são o mais equivalente possível, ou seja, cada um compreende aproximadamente o mesmo número de dispositivos de erguimento (11), e são o mais simétrico possível, ou seja, os baricentros de propulsão (A) dos três grupos de trabalho correspondem aos vértices de um triângulo com seu centro no baricentro (B) do peso da edificação (1) e do radier (7).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os macacos hidráulicos (31) de cada grupo de trabalho inativo são conectados paralelamente um ao outro para manter a pressão hidráulica constante nos macacos hidráulicos (31) em virtude do princípio dos vasos comunicantes.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo de erguimento (11) compreende um macaco hidráulico principal de curso longo (31) e um macaco hidráulico secundário de curso curto (32) localizado mecanicamente em série um sobre o outro; e, durante a operação de erguimento, os macacos hidráulicos secundários (32) de cada grupo de trabalho são conectados paralelamente um ao outro para manter a pressão hidráulica constante nos macacos hidráulicos (32) em virtude do princípio dos vasos comunicantes.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de erguimento (11) de cada grupo de trabalho são conectados a uma respectiva unidade de controle central hidráulica principal (38) alimentando todos os macacos hidráulicos principais (31), e a uma respectiva unidade de controle hidráulica central secundária (39) alimentando todos os macacos hidráulicos secundários (32); as unidades de controle central hidráulicas (38, 39) de um grupo de trabalho sendo independentes das unidades de controle central hidráulicas (38,39) dos outros grupos de trabalho.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado por compreender as etapas adicionais de: conectar em paralelo os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos secundários (32) de cada grupo de trabalho a uma bomba por meio da unidade de controle central hidráulica secundária (39) no início da operação de erguimento; expandir simultaneamente, a uma distância muito pequena, todos os macacos hidráulicos secundários (32) de todos os três grupos de trabalho; desconectar subseqüentemente, da bomba, os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos secundários (32) de cada grupo de trabalho; conectar em paralelo uns aos outros os circuitos hidráulicos dos macacos hidráulicos secundários (32) de cada grupo de trabalho para manter a pressão hidráulica constante nos macacos hidráulicos secundários (32) em virtude do princípio dos vasos comunicantes; e começar o erguimento real da edificação (1) usando apenas os macacos hidráulicos principais (31).

7. Método, de acordo com a reivindicação 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que os macacos hidráulicos (31, 32) de cada dispositivo de erguimento (11) estão localizados entre uma chapa inferior (35) - que se apóia na extremidade superior da estaca de fundação (9), tem uma série de orifícios passantes (36) para deslizar livremente através dos tirantes (16) que são encaixados através dela - e uma chapa superior (26) - que tem uma série de orifícios passantes (27) para deslizar livremente ao longo dos tirantes (16) que são encaixados através dela; e o deslizamento ascendente da chapa superior (26) é impedido por uma série de parafusos (28) aparafusados nos tirantes (16), sobre a chapa superior (26); em cada dispositivo de erguimento (11), os tirantes (16) são encaixados com parafusos de segurança (37) localizados sobre a chapa inferior (35) e mantidos próximo à chapa inferior (35) para limitar o deslocamento descendente do radier (7).

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, durante a operação de erguimento, a edificação (1) é monitorada constantemente por uma unidade de controle (40) conectada a uma série de extensômetros de base larga (42) encaixados nas paredes de sustentação (4) da edificação (1) para medir a tensão induzida sobre a edificação (1) pela operação de erguimento.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que, durante a operação de erguimento, o radier (7) é monitorado constantemente por uma unidade de controle (40) conectada a uma rede de inclinômetros encaixados no radier (7) para calcular em tempo real um gráfico de deformação do radier (7).

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle (40) é conectada a um dispositivo óptico de precisão, que monitora uma série de pontos de referência topográfica para verificar ocasionalmente os dados provenientes dos inclinômetros.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o radier (7) forma parte de uma nova fundação, se estende ao longo de toda a base da edificação (1), e é feito de concreto protendido; o radier (7) é construído em partes que se estendem entre as paredes; e para obter continuidade estrutural entre as várias partes do radier (7) e as paredes de sustentação (4), o radier (7) é protendido por meio de uma série de cabos ou barras metálicas de protensão (8), cada um dos quais é embutido no radier (7) e inserido através de respectivos orifícios passantes nas paredes de sustentação (4).

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que, para cada estaca de fundação (9), o radier (7) compreende um orifício vertical (12) encamisado com um tubo-guia metálico (13), que é fixado no radier (7) por pelo menos um anel de fixação metálico (14) embutido no radier (7), e tem uma parte superior que se projeta para cima a partir do radier (7).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que cada orifício (12) é circundado com uma série de tirantes de fixação roscados (16), cada um dos quais é conectado ao anel de fixação (14), se estende através do radier (7) e se projeta verticalmente para fora do radier (7).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que as estacas de fundação (9) são cravadas no solo (2) antes de a operação de erguimento ser começada; cada estaca de fundação (9) é uma estaca de metal, e compreende um eixo mecânico (18) definido por uma série de segmentos tubulares de comprimento igual, soldados de topo; e uma sapata inferior larga (19) definindo a extremidade inferior da estaca de fundação (9).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que cravar uma estaca de fundação (9) no solo (2) compreende as etapas de: inserir primeiramente o eixo mecânico (18) através do orifício (12) para se engatar à sapata (19), que está localizada debaixo do radier (7), em contato com o solo (2) e coaxial com o orifício (12); colocar, sobre a estaca de fundação (9), um dispositivo bate-estacas (10), que coopera com a extremidade superior da estaca da fundação (9), e é conectado aos tirantes (16) que agem como membros de reação; ativar o dispositivo bate-estacas (10) para expandir o dispositivo bate-estacas (10) e exercer propulsão sobre a estaca de fundação (9) para cravar a estaca de fundação (9) no solo (2).

16. Método, de acordo com a reivindicação - 15, caracterizado pelo fato de que à medida que a estaca de fundação (9) se afunda no solo (2), a sapata (19) forma um canal (29) no solo (2); e, simultaneamente ao afundamento da estaca de fundação (9) no solo (2), um material de cimento substancialmente plástico (30) é injetado sob pressão no canal (29) ao longo de um conduto de injeção (24), que é definido por um tubo de metal estendendo-se através do radier (7), e tem uma extremidade superior projetando-se a partir do radier (7), e uma extremidade inferior terminando adjacente ao orifício (12) e entrando em contato com a superfície superior da chapa (21) da sapata (19).

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que, uma vez que a edificação tenha sido erguida, um conduto interno (20) de cada estaca de fundação (9) é preenchido com material de cimento substancialmente plástico (43); uma vez que o conduto interno (20) de cada estaca de fundação (9) tenha sido preenchido, a estaca de fundação (9) é fixada axialmente no radier (7) firmando-se, na parte saliente do tubo-guia (13), uma chapa de fixação (44), que é colocada sobre a estaca de fundação (9) para engatar-se à extremidade superior da estaca de fundação (9).

18. Método, de acordo com uma das Reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de: restaurar, uma vez que a edificação é erguida, a continuidade entre uma fundação antiga pré-existente (3) e os membros de sustentação da edificação (1) por meio de alvenaria adicional (48); dispor, entre a alvenaria adicional (48) e os membros de sustentação da edificação (1), macacos planos (49) cada um dos quais compreendendo duas chapas metálicas soldadas uma na outra para formar um bolso entre elas; e expandir os macacos planos (49) para carregar pelo menos parcialmente a fundação antiga (3) pelo preenchimento do bolso de cada macaco plano (49) com uma resina de fluido pressurizado que tende a endurecer com o tempo.

19. Método para erguer uma edificação (1) em relação ao solo (2); o método compreendendo as etapas de: formar um radier (7) com uma série de orifícios passantes (12), cada um circundado por uma série de tirantes (16) projetando-se para cima; inserir uma estaca de fundação (9) através de cada orifício (12); encaixar em cada estaca de fundação (9) um dispositivo de erguimento (11), que se apóia na extremidade superior da estaca de fundação (9) em um lado, e é conectado, no outro lado, aos tirantes correspondentes (16), que agem como membros de reação; exercer propulsão sobre as estacas de fundação (9) por meio dos dispositivos de erguimento (11) para erguer a edificação (1) com respeito ao solo (2); e fixar cada estaca de fundação (9) axialmente no radier (7) após a edificação ser erguida; caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as etapas de: restaurar, uma vez que a edificação é erguida, a continuidade entre uma fundação antiga pré-existente (3) e os membros de sustentação da edificação (1) por meio de alvenaria adicional (48); dispor, entre a alvenaria adicional (48) e os membros de sustentação da edificação (1), macacos planos (49) cada um dos quais compreendendo duas chapas metálicas soldadas uma na outra para formar um bolso entre elas; e expandir os macacos planos (49) para carregar pelo menos parcialmente a fundação antiga (3) pelo preenchimento do bolso de cada macaco plano (49) com uma resina de fluido pressurizado que tende a endurecer com o tempo.