2 Parte Previsão do Comportamento de Fundações...

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  • Geotecnia de Fundações Prof. M. Marangon

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    2 a Parte

    Previsão do Comportamento de Fundações

    Conceitos (NBR6122): Inicialmente apresentaremos alguns conceitos adotados na área de Engenharia de Fundações e que são considerados na norma NBR 6122 - Projeto e Execução de Fundações. 1 - Fundação em Superfície (também chamada Rasa, Direta ou Superficial) Fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominante pelas pressões distribuídas sob a base da fundação e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação; compreende as sapatas, os blocos, as sapatas associadas, os “radiers” e as vigas de fundação. - Sapata Elemento de fundação superficial de concreto armado, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não podem ser resisitidas pelo concreto, de que resulta o emprego de armadura. Pode ter espessura constante ou variável e sua base em planta é normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal. - Bloco Elemento de fundação superficial de concreto, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura. Pode ter as faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar planta de seção quadrada ou retangular. - Sapata Associada Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta, não estejam situados em um mesmo alinhamento. - “Radier” Sapata associada que abrange todos os pilares de obras ou carregamento distribuídos (tanques, depósitos, silos, etc.). - Vigas de Fundação Fundação comum a vários pilares, cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo alinhamento ou para carga linear.

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    - Estaca Broca Estaca considerada profunda, executada por perfuração com trado e posteriormente concretada. Destacada aqui por ser opção de procedimento construtivo a ser eventualmente utilizado conjuntamente com sapatas. Pode ser executada abaixo da base de uma sapata, para contribuir com a capacidade de carga das fundações diretas (sapatas e blocos), em terrenos de baixa capacidade de carga. Imagem de um exemplo de sapata com reforço de estacas broca 2 - Fundações Profundas Aquelas em que o elemento de fundação transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de atrito do fuste) ou por uma combinação das duas, e está assente em profundidade em relação ao terreno adjacente superior ao dobro de sua menor dimensão em planta. - Estacas Elemento estrutural esbelto que, colocado ou moldado no solo por cravação ou perfuração, tem a finalidade de transmitir cargas ao solo, seja pela resistência sob sua extremidade inferior (resistência de ponta ou de base), seja pela resistência ao longo de sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas.

    - Tubulão Elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo menos na sua etapa final de escavação, há descida de operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático), e ter ou não base alargada. Na verdade a transmissão de carga de um tubulão não segue o conceito literal de Fundação Profunda, por ser desprezado o atrito lateral do fuste. Mesmo assim, é referida como fundação profunda por se tratar de profundidades de apoio como estas.

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    3 - Pressões Admissíveis - Pressão Admissível de uma Fundação Superficial Pressão aplicada por uma fundação superficial ao terreno, que provoca apenas recalques que a construção pode suportar sem inconvenientes e que oferece, simultaneamente um coeficiente de segurança satisfatório contra a ruptura ou o escoamento do solo ou do elemento estrutural de fundação (perda de capacidade de carga).1

    1 Essa definição esclarece que as pressões admissíveis dependem da sensibilidade da construção projetada aos recalques, especialmente aos recalques diferenciais específicos, os quais, de ordinário, são os que prejudicam sua estabilidade. - Recalques Diferencial Específico Diferença entre os recalques absolutos de dois apoios, dividida pela distância entre os apoios. 4 - Viga de Equilíbrio Elemento estrutural que recebe as cargas de dois pilares (ou pontos de carga) e é dimensionado de modo a transmití-las centradas às suas fundações. Permite-se no dimensionamento da fundação do pilar, levar em conta um alívio de até 50% do valor calculado. Em nenhum caso levado em conta um alívio total (soma dos alívios devidos a várias vigas de equilíbrio chegando num mesmo pilar) superior a 50% da carga mínima do pilar.

    4 - Considerações sobre Fundações Diretas

    4.1 - Prescrições e Considerações da Norma São apresentados aqui o que prescreve a Norma Brasileira sobre a elaboração de projeto e a execução de fundações particularmente em superfície. 4.1.1 - Pressão admissível Devem ser considerados os seguintes fatores na determinação da pressão admissível: a) profundidade da fundação: b) dimensões e forma dos elementos da fundação; c) característica do terreno abaixo do nível da fundação; d) lençol d’água; e) modificação das características do terreno por efeito de alívio de pressões, alteração do teor de umidade de ambos; f) características da obra, em especial a rigidez da estrutura. 4.1.1.1 - Metodologia para determinação da pressão admissível A pressão admissível pode ser determinada por um dos critérios descritos:

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    • Por meio de teorias desenvolvidas na Mecânica dos Solos: a) uma vez conhecida as características de compressibilidade, resistência ao cisalhamento do solo e outros parâmetros, a sua pressão admissível pode ser determinada por meio de teoria desenvolvida na Mecânica dos Solos, levando em conta eventuais inclinações da carga e do terreno e excentricidades; b) faz-se um cálculo de capacidade de carga à ruptura; apartir desse valor, a pressão admissível é obtida mediante a introdução de um coeficiente de segurança, que deve ser igual ao recomendado

    pelo autor da teoria; caso não haja essa recomendação, adota-se um coeficiente de segurança compatível com a precisão da teoria e o grau de conhecimento das características do solo, nunca menor que três. A seguir, faz-se uma verificação de recalques para essa pressão, que, se conduzir

    a valores aceitáveis, será confirmada como admissível; caso contrário, o seu valor deve ser reduzido até que se obtenham recalques aceitáveis.

    • Por meio de prova de cargas sobre placa, devidamente interpretada (ver NBR 6489). • Por métodos semi-empíricos São chamados de métodos semi-empíricos aqueles em que as propriedades dos materiais são estimadas com base em correlações e são usadas em teorias de Mecânica dos Solos, adaptadas para incluir a natureza empírica do método. Quando os métodos semi-empíricos são usados, deve-se apresentar justificativas, indicando a origem das correlações ( inclusive referências bibliográficas ). • Por meios empíricos São considerados meios empíricos aqueles pelos quais se chega a uma pressão admissível com base na descrição do terreno ( classificação e compacidade ou consistência ). Esses métodos apresentam-se usualmente sob a forma de tabelas de pressões admissíveis. No caso de não haver dúvida nas características do solo, conhecidas com segurança, como resultado da experiência ou fruto de sondagens, pode-se considerar como pressões admissíveis sobre o solo as indicadas na tabela 1.

    Classe

    Solo

    Valores básicos Mpa - kg/cm2

    1 Rocha sã, maciça, sem laminações ou sinal de decomposição 5 50 Rochas laminadas, com pequenas fissuras, estratificadas 3,5 35 3 Solos cocrecionados 4 Pedregulhos e solos pedregulhosos, mal graduados, compactos 0,8 8 5 Pedregulhos e solos pedregulhosos, mal graduados, fofos 0,5 5 6 Areias grossas e areias pedregulhosas, bem graduadas, compactadas 0,8 8 7 Areias grossas e areias pedregulhosas, bem graduadas, fofas 0,4 4 8 Areias finas e médias:

    Muito compactadas Compactadas Medianamente compactadas

    0,6 6 0,4 4 0,2 2

    9 Argilas e solos argilosos: Consistência dura Consistência rija Consistência média

    0,4 4 0,2 2 0,1 1

    10 Siltes e solos siltosos: Muito compactados Compactados Medianamente compactados

    0,4 4 0,2 2 0,1 1

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    Notas: a) Para materiais intermediários entre as classes 4 e 5, interpolar entre 0,8 e 0,5 Mpa. b) Para materiais intermediários entre as classes 6 e 7,