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CAPTULO 5 - FUNDAES
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5.1
NDICE DO CAPTULO
Pg.
5.1 - Fundaes 5.3
5.2 - Tipos de fundaes 5.6
5.3 - Muros de suporte 5.15
5.4 - Legislao especfica 5.235.5 - Bibliografia especfica 5.23
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5.3
5.1 FUNDAES
5.1.1 Conceito
Chama-se fundao parte (normalmente enterrada) de uma edificao que
transmite ao terreno subjacente o conjunto de cargas (peso prprio, sobrecargas
normais de utilizao e sobrecargas acidentais) decorrentes quer da prpria
edificao quer da sua utilizao.
Quando uma fundao transmite ao terreno que a suporta uma determinada
carga, o terreno tem tendncia a deformar-se e a fundao tem, como
consequncia, tendncia a assentar. A deformao maior ou menor do terreno
depende, como evidente, da sua maior ou menor coeso.
O problema da determinao da capacidade de carga dos terrenos assim, dos
mais importantes partida, sendo necessrio caracterizar o subsolo do ponto de
vista geolgico, tendo como objectivo que o terreno no se deforme quando
carregado.
O estudo (clculo e desenho) das fundaes compreende como etapas
preliminares:
- estudo geolgico do terreno(1)
- clculo das cargas a transmitir a esse terreno
No entanto, existem outros factores a considerar, como seja a existncia de
guas de constituio e de embebio dos solos, bem como eventuais lenis
subterrneos de gua. O movimento (escoamento) de gua nos solos pode ser
laminar ou turbulento, temporrio ou permanente.
Nvel fretico o nvel abaixo do solo (permanente ou oscilante) a que se
localiza um eventual lenol de gua.
(1)Atravs de prefuraes ou sondagens, que podem ser rotativas ou de percusso. A profundidade a atingir e a distncia
entre fundaes consecutivas dependem das caractersticas do terreno e da tipologia construtiva.
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5.4
Fig. 5.1 - Corte num terreno (ciclo da gua)
5.1.2 Natureza dos solos
Fundaesso, conforme atrs se disse, os elementos da edificao cuja misso
degradar para o solo o total das cargas da edificao, transmitidas atravs de
pilares ou paredes macias.
O clculo e dimensionamento de uma fundao dever tomar em considerao os
seguintes aspectos:
a) a natureza e constituio hidro-geolgica do terreno devero ser conhecidas,
bem assim como a profundidade do bed-rock ou seja a camada de terra
com efectiva capacidade de carga (e seu valor).
b) nunca se devero calcular fundaes por defeito, ou seja, tentando uma
certa economia.
c) nas reas onde tal possa vir a ocorrer, as fundaes devero localizar-se
abaixo da zona de terreno onde se possa formar gelo,
d) evitar (ou tomar as medidas adequadas) os solos no consolidados (por
exemplo aterros recentes) ou heterogneos,
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5.5
e) detectar e evitar (ou tomar as medidas adequadas) os lenis de gua
subterrneos (ou o seu nvel fretico)
Conforme atrs se referiu, o clculo, o dimensionamento e at a escolha do tipo
de fundao, esto directamente ligados capacidade de carga dos terrenos, a
qual se expressa em kgf/cm, ou N/ cm, existindo evidentemente, para cada
caso, uma capacidade ou nvel de rotura e um nvel (inferior) de segurana, o qual
usado no clculo.
Fig. 5.2 - Uma fundao directa
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5.6
Assim,
Qualidade do terreno Capacidade de carga
Lamas
Areias moles e porosas
Areias argilosas
Argilas compactas
Rocha
0,2 a 0,8 Kg/cm
1 Kg/cm
2 Kg/cm
3 - 4 Kg/cm
10 - 20 Kg/cm
Quadro 5.I - Terrenos
5.1.3 Melhoramento de solos
Os maus terrenos de construo podem, em certa medida, ser melhorados,
recorrendo a:
a) cilindragem ou compactao mecnica (esttica ou vibratria)
b) estabilizao com caldas de cimento, argilas, areias argilosas, calia,
ligantes betuminosos, materiais de aterro que vo absorver humidade, etc.
c) execuo de leitos de fundao em materiais ptreos incompressveis
d) rebaixamento mecnico (bombagem) de nveis freticos, etc.
5.2 TIPOS DE FUNDAES
De uma forma simplificada geral pode dizer-se que as fundaes dos edifcios
podem ser:
a) superficiais, simples ou directas
b) profundas, especiais ou indirectas
conforme atingem ou no, directamente o bed-rock.
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5.7
5.2.1 Fundaes superficiais, simples ou directas
a) Fundao isolada
Suporta a carga de um s pilar e pode ter a forma de um bloco ou de uma
sapata
Fig. 5.3 - Fundao directa, isolada
O bloco corresponde forma antiga de construir e sai to ou mais caro
que a sapata, devido ao elevado custo da cofragem, pelo que actualmente
j no se usa.
A sapata isolada deve estar centrada em relao ao pilar que suporta,
mas pode eventualmente ser excntrica, ou seja, a resultante das cargas
que suporta no passa pelo centro da sua base.
Fig. 5.4 - Relao pilar-sapata
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5.8
b) Fundao corrida
A fundao corrida transmite continuamente ao terreno as cargas de
sucessivos pilares ou paredes (ou de uma parede macia autoportante),
soluo tpica da construo macia autoportante e ainda utilizada para
edifcios de pequeno porte.
Fig. 5.5 - Fundao corrida
Esta fundao corrida comporta-se um pouco como uma viga de
fundao.
Quanto a esta ltima, a sua funo solidarizar as vrias sapatas defundao de uma edificao.
Casos existem em que uma viga perifrica suficiente, outras situaes
necessitam de vigas de fundao entre todas as sapatas. Assim:
Fig. 5.6 - Vigas de fundao
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5.9
Como regularizador dos fundos das escavaes e para impedir que o
contacto com a terra d origem oxidao das armaduras metlicas das
sapatas de fundao, usa-se colocar uma camada de beto de limpeza (a)
com 5 a 10 cms de espessura.
Fig. 5.7 - Beto de limpeza
c) Fundao em laje de ensoleiramento geral
Em terrenos pouco coesos (p.ex. areias argilosas) e em casos de edifcios
baixos (1 a 2 pisos) pode recorrer-se execuo de uma fundao
contnua geral sob a forma de uma laje que suporte todas as cargas dos
pilares e as transmita degradadas ao terreno. Esta uma soluo habitual
por exemplo na Holanda.
Fig. 5.8 - Ensoleiramento geral
(a) Beto de limpeza, beto magro, massame, beto pobre, ou seja, beto com fraca dosagem de cimento (at 200 Kgs) e
sem caractersticas estruturais, p.ex. Classe B15.
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5.10
d) Fundao em terrenos inclinados
Independentemente da inclinao do terreno, as fundaes devero ser
sempre horizontais, embora neste caso em vrios nveis ligados entre si.
Fig. 5.9 - Fundao em terrenos inclinados
Sempre que a topografia dos terrenos implique a ocorrncia de
compartimentos semi-enterrados recomendvel o recurso a drenos que
afastem das paredes a humidade do terreno e a conduzam a um qualquermeio de escoamento (esgoto, valeta, linha de gua, etc.).
Fig. 5.10 - Drenos
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5.11
5.2.2 Fundaes profundas, especiais ou indirectas
Quando o terreno firme est a uma profundidade superior a aprox. 5 metros, as
fundaes simples tornam-se demasiado caras e complicadas.
ento necessrio operar a transmisso das cargas ao solo firme atravs de
pontos de apoio separados, os quais podem ser:
a) poos de fundao, afastados entre si e de grande seco
b) estacas de fundao, de seco menor e mais prximas umas das
outrasc) microestacas ou estacas de frico, de pequena seco e alta
densidade de colocao
a) Os poos de fundaoso elementos de forma cilndrica, com ou sem base
alargada (em pata de elefante), por vezes tambm com forma prismtica,
executados em beto e destinados a transmitir as cargas da estrutura ao solo
firme.
Tambm se podem chamar peges e tm um dimetro de aprox.
1,00 - 1,20 m.
Fig. 5.11 - Peges
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b) As estacas de fundao so peas alongadas, cilndricas ou prismticas,
que se cravam ou executam no solo, a fim de transmitir as cargas da
estrutura ao solo firme e profundo (bed rock).
Para tal, usam-se bate-estacas (para cravar estacas metlicas ou de madeira)
ou perfuradoras (para executar estacas de beto armado in situ).
Fig. 5.12 - Estacas
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5.13
As estacas de fundao podem ser em:
- madeira, normalmente de aroeira ou eucalipto, com dimetro at 30 cms e
comprimento at 12 metros, de durao praticamente ilimitada, desde que
estejam permanentemente enterradas ou submersas.
Para proteger a madeira dos golpes do bate-estacas que as crava no solo,
usa-se colocar um colar metlico; do mesmo modo, para proteger a ponta
da abraso, usa-se colocar um cone metlico.
Este processo est em desuso.
Fig. 5.13 - Estaca de madeira
- metlicas, cuja principal vantagem reside na facilidade de cravao(atravs do bate-estacas), aliada grande capacidade de carga: so
normalmente utilizados os perfis comerciais mais conhecidos como os H e
os U tendo no entanto como inconveniente o problema da corroso,
excepto no caso de serem em ao inox (processo pouco utilizado).
- beto armado, de longe as mais utilizadas e podendo ser feitas com
seces quadradas, poligonais ou circulares, normalmente com o dimetrode 0,50 - 0,60 m (estas so as mais vulgares); possibilitam, em relao s
de madeira, uma grande reduo dos volumes de escavaes e de
construo dos macios de encabeamento.
Uma das tcnicas de execuo possveis consiste na cravao de um tubo
metlico no terreno (bainha), o qual, depois de removida a terra e lama, se
enche com beto (estacas encamisadas).
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5.14
As estacas so, em seguida, solidarizadas entre si, ao nvel das suas cabeas,
atravs de um macio de encabeamento (no fundo semelhante sapata de
fundao e assumindo a mesma funo).
c) As microestacasno atingem o bed-rock, funcionam por atrito com o terreno
e utilizam-se especialmente em:
- recalces ou consolidao de fundaes de edifcios ou construes em
estado precrio ou runa latente
- execuo de fundaes de obras em locais de acesso difcil ou espaocondicionado
- melhoria das condies de estabilidade de taludes, encostas, etc.
Tm como principais vantagens:
- no provocarem distrbios nas construes existentes prximas
- no transmitirem choques ou vibraes significativas s estruturas
prximas- causarem pequena perturbao nos terrenos de fundao, normalmente de
fraca compacidade e bed rock profundo.
Tm normalmente dimetros entre 100 e 150 mm e suportam cargas at 100
toneladas.
So constitudas por: cabea, comprimento livre e comprimento injectado, e
executam-se do seguintemodo:
d) furo at profundidade necessria
e) colocao da armadura
f) enchimento sem presso, atravs da armadura, com calda de argila
bentontica, para forar a sada das lamas
g) enchimento com presso, atravs da armadura, com beto, para formao
da cabea de ancoragem e forar a sada da argila bentontica
h) enchimento do resto do furo, com beto e formao da cabea damicroestaca, forando igualmente a sada do resto da argila bentontica
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5.15
5.3 MUROS DE SUPORTE
Designam-se por muros de suporte aqueles elementos da edificao cuja
misso conter um determinado volume de terras que, de outro modo ocuparia
espaos destinados a utilizao. A sua forma tpica :
Fig. 5.14 - Muro de suporte
5.3.1 Tendncia ao derrube
Os muros de suporte so constitudos normalmente em beto armado, de seco
e armaduras devidamente calculados para evitar o derrube. Para o seu clculo
concorrem factores como as foras, presses ou empuxos que o terreno exerce
sobre o muro, agravadas ou no pela maior ou menor quantidade de gua
existente no solo. Assim:
Fig. 5.15 - Tringulo das foras
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5.16
O derrube ocorre diferentemente, consoante o muro de suporte seja fixo ou rgido
em baixo, em cima, ou em ambos os pontos. Assim:
Fig. 5.16 - Derrube
Um muro de suporte bem construdo deve ter uma sapata assimtrica cuja maior
extenso se prolonga para dentro do terreno a montante, de modo a beneficiar do
peso prprio P desse terreno, o que lhe permitir um acrscimo de segurana
contra a possibilidade M de derrube devido aco A das foras ou empuxes do
terreno, aliadas aco da gua infiltrada ou existentes nesse mesmo terreno.
Fig. 5.17 - Fundao do muro
No entanto, se o muro se situar no limite de propriedade provvel que a sua
sapata se prolongue para jusante, evitando-se assim que fique enterrada no
terreno do vizinho.
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5.17
5.3.2 Drenagem
Em relao aco da gua devero ser previstos, a intervalos regulares, drenos
transversais que possibilitem o seu escoamento.
No entanto, esses drenos ou orifcios entupir-se-o, a menos que por detrs do
muro se constitua um filtro de reteno de lamas. Uma drenagem perifrica
longitudinal igualmente recomendada, na base do tardoz do muro, desde que
evidentemente, haja forma de escoar as guas captadas.
Fig. 5.18 - Drenagem
5.3.3 Materiais
Os materiais normalmente utilizados em muros de suporte so:
- pedra seca
- pedra argamassada
- tijolo
- beto simples
- beto armado
- madeira
- pranchas metlicas- gabies (pedra solta, arrumada mo dentro de gaiolas de malha metlica)
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Tambm se podem constituir paredes ou muros de suporte em elementos de
madeira, estacas prefabricadas de beto ou estacas metlicas, sendo que neste
ltimo caso estas devero ser protegidas contra a corroso. Ressalta-se a
propsito que, quanto mais cidos so os solos maior a corroso, devido
maior aco dos ies de hidrognio.
Fig. 5.19 - Construo de um muro de suporte em beto armado
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Fig. 5.20 - Estacas - pranchas
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5.20
igualmente possvel criar paredes ou cortinas, executadas em estacas-pranchas
(com larga aplicao em obras porturias), proteco de taludes e fundaes de
construes adjacentes. Diferem dos muros de suporte por serem flexveis e
terem peso prprio desprezvel, em ordem s demais foras actuantes.
Podem-se executar com ou sem ancoragem acessria.
Fig. 5.21 - Ancoragens
5.3.4 Tipos especiais
a) Ensecadeiras
So estruturas provisrias de suporte, destinadas a manter seca uma
determinada rea, tendo em vista a construo de uma obra submersa.
So normalmente constitudas em estacas-pranchas celulares de ao,calculadas em funo da presso da gua nas suas paredes.
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5.21
Fig. 5.22 - Ensecadeira medieval
b) Paredes moldads no solo
Trata-se de um tipo especial de parede contnua de suporte, que por vezes
substitui com vantagem as cortinas de estacas-pranchas. Consiste
genericamente na abertura de uma vala contnua segundo o eixo da
parede e com a profundidade desejada, vala que se enche em seguida
com lama tixotrpica de bentonite. Em seguida colocam-se as armaduras
metlicas e inicia-se a betonagem de baixo para cima, bombando o beto
por uma tubagem apropriada. O beto ocupa assim progressivamente o
espao da lama, a qual expulsa para a superfcie.
Obtm-se assim paredes contnuas de suporte, de espessuras variando
entre 0.50 e 1.00 m e com profundidades que podem atingir os 30 m.
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5.22
Fig. 5.23 - Paredes moldadas
c) Ancoragem por tirantes
Em determinadas circunstncias, torna-se necessrio reforar aestabilidade de paredes e muros de suporte atravs da ancoragem das
mesmas ao terreno suportado, utilizando para tanto tirantes metlicos que
as agarram ao terreno a montante.
Fig. 5.24 - Ancoragens
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5.23
5.4 LEGISLAO ESPECFICA
A principal legislao em vigor e aplicvel consta de:
- RGEU, Regulamento Geral de Edificaes Urbanas
(ver artos18 a 22)
- Disposies camarrias (ver caso a caso)
5.5 BIBLIOGRAFIA ESPECFICA
Os temas introduzidos e os conceitos apresentados so, de uma maneira geral,
esquemticos e sucintos.
Para uma abordagem mais aprofundada recomenda-se a consulta da seguinte
bibliografia:
- COSTA F., Vasco
Estacas para fundaes
Lisboa, ed. LNEC - M3, 1946
- HAEFELI, R.
La compressibilit des sols
Lisboa, ed. LNEC - M16, 1951
- HAEFELI, R.Notes sur la rsistance au cisaillement des sols argileux
Lisboa, ed. LNEC - M17
- NASCIMENTO, lpio
Capillarity and soil cohesion
Lisboa, ed. LNEC - M37, 1953
- NASCIMENTO, lpio
Fsica dos solos. Estudo dos solos de LisboaLisboa, ed. LNEC - M56, 1954
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5.24
- NASCIMENTO, lpio
O comportamento da gua dos solos
Lisboa, ed. LNEC - M71, 1955
- NASCIMENTO, lpio
A aco do tempo e das intempries nos solos
Lisboa, ed. LNEC - M72, 1955
- SIMES, Abel
Classificao dos solos
Lisboa, ed. LNEC - M73, 1955
- FOLQUE, J.
Macios terrosos e sua estabilidade
Lisboa, ed. LNEC - M74, 1955
- FOLQUE, J.
Capacidade de carga dos solos
Lisboa, ed. LNEC - M75, 1955
- ROCHA, Manuel Serafim; J. Laginha; SILVEIRA, A. F. da
Deformability of foundation rocks
Lisboa, ed. LNEC - M82, 1956
- CASTRO, Guy de
Deformabilidade das fundaes e sua considerao no clculo das
estruturas
Lisboa, ed. LNEC - M353, 1978
- ROCHA, Manuel
Mtodo para amostragem integral de macios rochososLisboa, ed. LNEC - M374, 1971
- MELO, F. Guedes de
Efeito do tempo nas caractersticas mecnicas do solo
Lisboa, ed. LNEC - M405, 1972
- FOLQUE, Jos
Melhoria de solos
Lisboa, ed. LNEC - M673, 1986
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5.25
- FOLQUE, Jos
Investigao em mecnica dos solos
Lisboa, ed. LNEC - M677, 1986
- CASTRO, Guy de
Acerca do projecto de fundaes em estacas de beto armado
Lisboa, ed. LNEC - M743, 1989
- Limites de consistncia de solos. Ensaios
Lisboa, ed. LNEC - E27
- Solos
Lisboa, ed. LNEC - E195 at E205
- Fundaes directas correntes. Recomendaes
Lisboa, ed. LNEC - E217, 1968
- Prospeco geotcnica de terrenos. Colheita de amostras
Lisboa, ed. LNEC - E218, 1968
- Prospeco geotcnica de terrenos. Vocabulrio
Lisboa, ed. LNEC - E219, 1968
- Prospeco geotcnica de terrenos. Simbologia
Lisboa, ed. LNEC - E220, 1968
- Solos
Lisboa, ed. LNEC - E239 at E244
- Solo-cimento. Ensaio de compactao
Lisboa, ed. LNEC - E262, E263, E264
- Solos. Determinao dos limites de absoro
Lisboa, ed. LNEC - E305, 1975- FOLQUE, J.
Fundaes superficiais
Lisboa, ed. LNEC - ITG1, 1980
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5.26
- FOLQUE, Jos
Geotxteis. Resumo crtico de bibliografia recente
Lisboa, ed. LNEC - ITG4, 1987
- FOLQUE, Jos
Notas sobre eroso superficial
Lisboa, ed. LNEC - ITG5, 1987
- FOLQUE, Jos
Taludes naturais. Alguns aspectos particulares
Lisboa, ed. LNEC - ITG7, 1987
- FOLQUE, Jos
O uso de drenos verticais para acelerar a consolidao
Lisboa, ed. LNEC - ITG8, 1987
- FOLQUE, Jos
Assentamentos de argilas fortemente sobreconsolidadas
Lisboa, ed. LNEC - ITG9, 1987
- FOLQUE, Jos; RODRIGUES L. Fialho
Ensaios dinmicos de estacas
Lisboa, ed. LNEC - ITG10, 1988
- ESTEVES, J. Moura; RODRIGUES, L. Fialho
Ensaios snicos para avaliao da integridade de estacas de beto
Lisboa, ed. LNEC - ITG12, 1988
- FOLQUE, Jos
Pronturio de engenharia de solos
Lisboa, ed. LNEC - ITG13, 1989- FERREIRA, H. Novais
Casos de obra. Runas devidas s fundaes
Lisboa, ed. LNEC - ITG16, 1989
- FOLQUE, Jos
Algumas notas sobre solos reforados
Lisboa, ed. LNEC - ITG17, 1989
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5.27
- FOLQUE, Jos
Notas sobre escorregamento de encostas
Lisboa, ed. LNEC - ITG18, 1989
- FERREIRA, H. Novais
A funo de filtro dos geotxteis
Lisboa, ed. LNEC - ITVC4, 1988
- Curso de consolidao de taludes
Lisboa, ed. LNEC - CS1
- Escavao de macios rochosos
Lisboa, ed. LNEC - C519
- Fundaes em terrenos no rochosos
Lisboa, ed. LNEC - S208, 1976
- Ancoragens
Lisboa, ed. LNEC - S217, 1979
- Paredes moldadas
Lisboa, ed. LNEC - S229, 1979
- Enrocamentos
Lisboa, ed. LNEC - S235, 1978
- Termos de tectnica em engenharia civil
Lisboa, ed. LNEC - NS2, 1967
- Termos de petrografia mais utilizados em engenharia civil
Lisboa, ed. LNEC - NS4, 1971
- PINTO, A. Veiga
Modelao de enrocamentosLisboa, ed. LNEC - NS31, 1982
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5.28
- FOLQUE, J. Brito
Fundaes. Recomendaes gerais
Lisboa, ed. LNEC - NS11, 1979
- Solos e fundaes
Lisboa, ed. LNEC - T4, 1967
- Fundaes. Injeces no subsolo e em estruturas. Directivas para
o planeamento e execuo. Norma DIN 4093
Lisboa, ed. LNEC - T22, 1968
- Estacas de beto moldadas no terreno. Construo e cargas
admissveis. Directivas gerais. Norma DIN 4014
Lisboa, ed. LNEC - T28, 1968
- Determinao da consistncia, teor de humidade e limites de
liquidez e plasticidade de solos argilosos por meio de ensaios de
penetrao
Lisboa, ed. LNEC - T128
- Fundaes em solos expansivos
Lisboa, ed. LNEC - T224
- Carcatersticas mecnicas de solos argilosos
Lisboa, ed. LNEC - T315
- Clculo de estacas sujeitas aco de foras horizontais
Lisboa, ed. LNEC - T369, 1970
- Estabilizao trmica dos solos
Lisboa, ed. LNEC - T387, 1969
- Anlise tridimensional da estabilidade de taludesLisboa, ed. LNEC - T403, 1979
- Impermeabilizao e drenagem na construo. Proteco contra
as guas freticas
Lisboa, ed. LNEC - T467, 1974
- Resumo de algumas solues recentes para o comportamento
terico de estacas
Lisboa, ed. LNEC - T476, 1969
7/24/2019 Edificaes I_Capitulo 5
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- Mtodos de clculo de assentamentos em diferentes tipos de solos
Lisboa, ed. LNEC - T479, 1980
- Definio de segurana em construes em rocha
Lisboa, ed. LNEC - T614, 1977
- Clculo da capacidade de carga de estacas a partir de resultados
de ensaios dinmicos
Lisboa, ed. LNEC - T653, 1977