Alfran Sampaio Moura

Fundações Superficiais: Avaliação da Adoção da

Alternativa em

Solos Arenosos Fofos de Fortaleza

Universidade Federal do Ceará - UFC

Estrutura da Apresentação

• A escolha do tipo de fundação

• Requisitos de um projeto de fundações

• Obras analisadas

• Apresentação dos dados

• Avaliação da Adoção de Fundações Superficiais

• Considerações finais

A Escolha do Tipo de Fundação

Fatores intervenientes

na escolha do tipo de

fundação

- técnicos

- econômicos

- limitadores pelo

mercado

Dados geológicos-geotécnicos

Topografia da área

Dados sobre construções vizinhas

Dados da estrutura a construir

Equipamentos disponíveis

Quando é possível a utilização de blocos e sapatas, são os mais

econômicos (Velloso e Lopes, 1996)

Deve-se considerar o sistema SOLO-FUNDAÇÃO-ESTRUTURA : Visão abrangente que envolve a peça estrutural, o solo e sua interação com

outras variáveis (Gusmão Filho, 1998)

O solo é mandatório na escolha do tipo de fundação

Há casos em que algumas características podem impor um certo

tipo de fundação

Alternativa adotada: Fundação profunda

Seria possível adotar uma fundação superficial

em um subsolo desses?

Requisitos de um Projeto de Fundações

Deve-se verificar: - Segurança quanto a ruptura do elemento estrutural - Segurança quanto a ruptura do solo de fundação - Recalques compatíveis com os movimentos permitidos pela estrutura

Quanto à ruptura:

Como verifica-se os requisitos?

admtrab

Quanto aos recalques:

admww

tensão de ruptura tensão de trabalho

recalque admissível absoluto

adm

distorção admissível )( Lw

)( FSrup

Como pode-se determinar ult e w?

- Métodos empíricos

- Métodos teóricos

- Métodos semi-empíricos

- Provas de carga direta

tabelas de normas : informações limitados

necessitam parâmetros de ensaios especiais de laboratório:

problemas de amostragem (amolgamento e obtenção na profundidade)

adaptações dos teóricos

requerem índices de ensaios de campo: SPT, CPT

placa metática (D = 80 cm)

carga em estágios até 2 x trab

Terzaghi e Peck (1948, 1967)

Métodos Semi-empíricos – f(NSPT)

23 1'

4,4. .10 2.

spt

adm

N B

B

0,7

1,4

1,71. . . . .a s l t

spt

s q B f f fN

w Burland e Burbidge (1985)

rup Meyerhof (1956) )

Décourt (1992)

Prova de Carga Direta

Cargueira

Extensômetros

Macaco

Placa

Sistema de reação c/ viga metálica e estacas/tirantes

Sistema de reação: Pórtico + placas de concreto

Sistema de reação: Caminhão carregado c/ brita

Obras Avaliadas

4 obras

Localização:

- Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu)

- Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Cocó)

- Rua Senador Pompeu (Bairro Centro)

- Rua Almirante Rufino (Bairro Montese)

Metrô de Fortaleza

Edifícios residenciais/comercial

Dados utilizados: Sondagens à Percussão (SPT) e Provas de carga direta

Resultados das Sondagens à Percussão (SPT)

Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu) – Obra 1

NSPTmédio = 2

Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais

Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Papicu) – Obra 2

NSPTmédio = 4

Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais?

Rua Senador Pompeu (Bairro Centro) – Obra 3

NSPTmédio = 2

Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais

Avenida Pontes Vieira (Bairro Dionísio Torres)

NSPTmédio = 3

Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais

Utilização de métodos

semi-empíricos

Levaria a estimativas

de adm () e w () desfavoráveis

Indicando que a adoção de fundações superficiais seria inadequada

Resultados das Provas de Carga Direta

Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu);

Carga em estágio até a estabilização dos recalques (Ensaio Lento, ) Diâmetro da placa = 80 cm

Carga máxima: 300 kPa wmax = 25 mm

Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Papicu);

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0

Rec

alq

ue

(mm

)

Tensão (kPa)

Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm

Carga máxima: 700 kPa wmax = 25 mm

Rua Senador Pompeu (Bairro Centro)

240kPa

Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm

Carga máxima: 280 kPa wmax = 45 mm

Avenida Pontes Vieira (Bairro Dionísio Torres)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

Rec

alq

ue

(mm

)

Tensão (kPa)

Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm

Carga máxima: 250 kPa wmax = 15 mm

Avaliação da Adoção de Fundações Superficiais

Considerações para a avaliação:

- Sapatas quadradas: B = 1,5 a 2,5m (dimensões frequentes em

pequenas edificações)

- wadm = 25 mm (sapata) - (Velloso e Lopes, 1996)

- Estabelecimento da adm: a partir das Provas de Carga, limitando do recalque na fundação

Expressão proveniente da T da elasticidade

Válida p/ meios homogêneos

Considerando-se wadm = 25 mm (sapata), determinou-se o recalque que placa (PC) deveria apresentar (wb) para a sapata recalcar 25 mm adm será dado pela tensão (na PC) correspondente ao recalque wb

Para B = 1,5 m

PC no adm (kPa)

1 200

2 420

3 160

4 200

wb = 10,6 mm

N (kN)

450

945

360

450

Para B = 2,0 m

wb = 8,0 mm

PC no adm (kPa)

1 175

2 350

3 110

4 180

N (kN)

700

1400

440

720

carga que a sapata suporta (adm x A)

recalque na placa que produziria na fundação wadm = 25 mm

P/ sapata quadrada de lado B

entrando na curva carga x recalque do local de ensaio no 1 c/ wb = 10,6 mm

Para B = 2,5 m

wb = 6,4 mm

PC no adm (kPa)

1 100

2 310

3 70

4 130

N (kN)

625

1938

438

813

A partir das estimativas realizadas observa-se que:

Ao contrário do que indicava as sondagens à percussão

(SPT) É possível a utilização de fundações superficiais

(sapatas) assentes nos subsolos avaliados

Outros locais com subsolos semelhantes:

Local de ensaio Nº 01

Rua Professor Carlos Lobo, 15. Bairro Parque Manibura, em Fortaleza, CE

Local de ensaio nº02

Rua 24 de Maio, 1330. Bairro Cearense em Fortaleza, CE.

Local de ensaio Nº 03

Rua Luiza Miranda Coelho, 800. Bairro Engenheiro Luciano Cavalcante em

Fortaleza, CE.

Esses locais foram avaliados por Medeiros (2013) :

Ensaios realizados:

- Prova de carga direta: placas com 3 diâmetros (30, 50 e 60 cm)

- Ensaios de caracterização

- Umidade e Massa específica in situ

- Sondagens à percussão (SPT)

Estudo mais abrangente

Housel (1929) Ensaios em 3 placas de diâmetros diferentes Obtêm-se valores da tensão (q1, q2 e q3) que produziu determinado wadm

q1 q2 q3

B1

B2

B3

Cada qi estará associada a relação pi/Ai da placa (p=perímetro e A=área) Por extrapolação, determina-se para as dimensões da fundação real a tensão q que produzirá o recalque admissível

q2

q1

q3

(p/A)1 (p/A)2 (p/A)3

+

Conclusões do estudo de Medeiros (2013):

Com excessão do local nº03, é possível a adoção de fundações superficiais;

Entretanto, a sondagem à percussão não fornece informações que indicam essa comprovação.

Considerações Finais

- Investigações geotécnicas realizadas apenas a partir de sondagens à percussão (SPT) nos solos fofos de Fortaleza são insuficientes para a definição do tipo de fundação de pequenas edificações;

- A partir das provas de carga realizadas observa-se que, ao contrário do que indicava as sondagens à percussão (SPT), é possível a utilização de fundações superficiais (sapatas) assentes nos subsolos avaliados;

- A utilização de métodos de investigação mais modernos (CPT, PMT) podem possibilitar análises muito mais realistas em subsolos de solos arenosos de baixa compacidade

AGRADECIMENTOS

Obrigado!