AULAS_FUNDACOES-UFG-001

Prof. John Eloi Bezerra, MSc([email protected])

INTRODUÇÃO ÀS FUNDAÇÕES E AO SEU PROJETO

CAMPUS CATALÃODEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Disciplina: FUNDAÇÕES

• Nivelamento;

• Conceito de Segurança;

• Fluxograma para projetos geotécnicos;

• Aspectos técnicos envolvidos em obras geotécnicas;

• Alternativas de fundações;

ROTEIRO DA APRESENTAÇÃO

• Critérios de aceitação e verificação de desempenho;

• Engenharia de fundações;

• Deixar algumas questões para reflexões.

• Principais Tipos de Fundações

• Critérios Gerais de Projeto

Pro

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“FUNDAÇÃO de uma estrutura é a parte da obra civil na qual as cargas da super-estrutura são transferidas para o substrato de suporte -

solo ou rocha, através do elemento estrutural.”

Elemento Geotécnico (Solo / Rocha)Elemento Estrutural (Aço / Concreto etc.)

Pro

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QUAIS OS PRINCÍPIOS QUE DEVEMOS SEGUIR?

Princípios profissionais da engenharia Segurança Economia (funcionalidade / durabilidade) Preservação ambiental

Princípios de uma fundação Não romper Não recalcar excessivamente Não prejudicar ambiente externo (vizinhança, topografia, bacias,

etc).

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“ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES”

GEOTECNIA DE FUNDAÇÕES

Investigação de campo e de laboratórioEx.:Sondagens SPT, CPT, DMT, PMT, etc.Capacidade de cargaRecalques

Provas de carga (estáticas, dinâmicas), Etc.

ESTRUTURA DE FUNDAÇÕES

Projeto estrutural de fundações Ex.:Sapatas

EstacasBlocos de coroamentoColarinhos (pilaretes)TubulõesEtc.

Projeto geotécnico de fundações

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Incertezas

Estatísticas (Carregamentos, falta de investigações geotécnicas, etc...)

Modelo (comportamento da estrutura)

Intrínsecas (formação geológicas, sazonalidade, . etc...)

CONCEITOS DE SEGURANÇA

Estrutura Segura

Segurança nos Projetos (Concepção, Análise e FS);

Critérios de Segurança ( Tensões admissíveis, equilíbrio limite, coeficiente de segurança parcial, métodos probabilísticos);

Pro

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Projeto geotécnico de fundações

Dados projeto (levantamento informações)

Capacidade de carga fundações através de ensaios de campo e laboratório (segurança)

Recalque de fundações (segurança)

Especificações / Recomendações técnicasFundações diretasFundações profundas

Planta final de fundações

Fundações - Serviço geotécnico/estrutural

Execução

Controle da execução

Avaliação do desempenho

Pro

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FLUXOGRAMA DE PROJETO

Dados iniciais :Tipo de obra, carregamentos, Arquitetura, quantos sub-solos, espaço disponível, circunvizinhaça

Dados iniciais :Tipo de obra, carregamentos, Arquitetura, quantos sub-solos, espaço disponível, circunvizinhaça

Anamnese (História da região, Investigações na circovizinhaça)

Ensaios de Campo e de laboratório

Monitoramento - Controle das deformações

Previsões, Projeto, Revisão externa

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Mecânica dos solos

E O SOLO DO CENTRO-OESTE?

Solos não saturados (Sucção matricial)

Inundação (sucção nula)

Solo colapsível

Estrutura colapsívelPorosa (alto índice de vazios)Grau de saturação bem abaixo de 100% Estrutura metaestável (pseudo-estável)

Recalques repentinos sob carga de trabalho(umedecimento, inundação)

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DEVEMOS ATENTAR ENTÃO PARA OS ASPECTOS TÉCNICOS ENVOLVIDOS

Tipo de solo e suas propriedades;

Profundidade da escavação e o espaço disponível;

Condições do lençol freático e a sazonalidade; Deformação aceitável;

Circunvizinhança – ruas, redes, obras vizinhas

Qualquer obra geotécnica exige uma campanha de ensaios de

campo e laboratório

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ANAMNESE P

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ENSAIOS DE CAMPO E DE LABORATÓRIOP

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ENSAIOS DE CAMPO E DE LABORATÓRIO

STANDARD PENETRATION TESTSPT

• Tipo de suelo atravesado• Resistencia ofrecida por el suelo• Posición del nivel o niveles de agua

“STANDARD PENETRATION TEST”complementado con torque – SPT-T

• El valor del torque y el valor de la resistencia a la penetración permiten un nuevo tipo de clasificación del suelo

ENSAYO DE PENETRACIÓN DE CONOCPT

• Resistencia de punta• Resistencia de fricción lateral

PIEZOCONOCPT-U

• Mide resistencia de punta y poro-presión

ENSAYO DE VELETA• Resistencia no drenada de suelos blandos

PRESIOMETROS (CELDA DE PRESION)• Comportamiento tensión-deformación del suelo

DILATOMETRO - DMT • Índices dilatométricos

ENSAIOS DE CAMPO E DE LABORATÓRIOP

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Ensaio de campo geologia e estratigrafia

Ensaios de laboratório amostragem, a estratigrafia e o tipo de fundação

SPT amostragem mas oferece apenas um índiceSPT-T amostragem e mede a resistência ao torqueCone e o Dilatômetro não faz amostragemPressiometro o pré-furo e o auto perfurante perturbar o solo

ou auto perfuranteEnsaio de palheta usado em solos molesPiezocone mede a poro-pressão


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0 20 40 60 80 100 120 140

coesão (kPa)

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)

CU Nat CU Sat

CD Nat CD Sat

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10 15 20 25 30 35 40 45

ângulo de atrito (kPa)P

rofu

ndid

ade

(m)

Cis. Vert. Nat Cis. Vert. Sat

Cis. Hor. Nat Cis. Hor. Sat.

Parâmetros Geotécnicos (Mota, 2004)


y = 0,502x + 22

R2 = 0,9991

y = 0,426x + 9,5

R2 = 0,9842

0

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0 50 100 150 200 250

Tensão Normal (kPa)

Ten

são

cis

alh

ante

(kP

a)

DL/L=0,5, nat

DL/L=1, nat

DL/L=0,5, sat

DL/L=1, sat

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0 50 100 150 200 (m)

Pro

f (m

)

d

d

dd

Argila arenosa com silte vermelha

Areia argilosa com silte

Areia siltosa branca

Horizonte de solo saprolítico de metarritimito

Horizonte de solo residual

laterítico

Impenetrável

Impenetrável

SGAS 905


PERFIL TÍPICO BRASÍLIA – DF (Mota, 2003)

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Locação dos Furos de sondagem

Rock Works

Petrônio,2007

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Espacialização 3D das camadas de solo/Rocha

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Seções elaboradas a partir do modelo 3D

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Camada de argila

Intrusões da camada de turfa, tanto na camada de argila, quanto na camada de silte, conforme mostra o modelo e os

dados da tabela de sondagem.

Espacialização 3D das camadas de solo.

BLOCO I

BLOCO C

MODELO 3D DO SOLO

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Pacotes de solo menos resistentes

BLOCO C

BLOCO I

ESPACIALIZAÇÃO DE VALORES DE NSPT

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Visualização do terreno

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NBR 6122/96

Alternativas de Fundações

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Superficiais sapatas e radiers

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Fundações Profundas


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Deslocamento – Concreto, Aço ou Madeira

Alternativas de FundaçõesP

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Deslocamento – Tipo Franki

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ESTACA PRENSADA


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TUBULÃO


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TUBULÃO – CÉU ABERTO


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TUBULÃO – PRESSURIZADO


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Tubulões

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Estacas escavadas : manuais, mecânicas & barrettes


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Estacas Escavadas

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Estacas Strauss

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Estacas Escavadas com Lama

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Estacas Escavadas Entubadas

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Estacas Barretes

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Estacas Escavadas Tipo Hélice Continua Monitorada

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Estacas Tipo Raiz

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INJETADA – “MICRO ESTACA”


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Radier Estaqueado


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Estacas Escavadas encamisada com vibração

MÉTODOS DE CAPACIDADE DE CARGA

CAPACIDADE DE CARGA: Máxima carga que a FUNDAÇÃO pode suportar sem roper o solo esem provocar recalques que cause danos a superestrutura.

Qu=Ql+Qp = qlAl+qpApQu=Carga última, Ql=Carga máxima lateral, Qp=Carga máx. de ponta

ql=Tensão limite lateral, qp= tensão limite de ponta Al= Área lateral, Ap= Área de ponta

FORMULACÕES TEÓRICAS E EXPERIMENTAIS CORRELAÇÕES COM CPT E SPT

Kulhawy e Jackson (1966)Reese y O’Neill (1989)Método de Vesic (1967)Touma e Reese (1974)

De Beer (1945)Meyerhof (1953)Brinch Hansen (1961)Skempton, Yassin, Gibson (1963)Vesic (1963)Terzaghi (1943)

MÉTODO EMPIRICOS E SEMI-EMPIRICOS

METODOS TEORICOS E RACIONAIS

CPT• Schermann (1978)• De Ruiter & Beringen (1979)• Bustamante & Gianeselli (1982)• Aoki & Velloso (1975)• Beer (1972)• Holeyman (1956)

SPT• Meyerhof (1956)• Decourt & Quaresma (1978)• Velloso (1981)• Teixeira (1996)• Vorcar & Velloso (2000)

SPT-T• Alonso (1996)• Decourt (1996)• Camapum de Carvalho (1998)• Peixo (2001)

DMT• Peiffer (1997)• Marchetti et al. (1986)

Métodos indiretos• Terzaghi (1943)• Meyerhof (1963)• Vesic (1963)• Janbu (1976)• Berezantsevet et al. (1961)• Tomlinson (1971)• Vijayvergiya & Focht (1972)• Brich & Hasen (1961)• Dennis & Olsen (1983)• Flaate & Selnes (1977)

MÉTODOS NUMÉRICOS

MÉTODOS DE CAPACIDADE DE CARGA

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49Poro Pressões

MÉTODOS DE CAPACIDADE DE CARGAP

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ISE e Danos em Edifícios

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RECORDANDO CONCEITOS BASICOS

Tipos de Movimentos de Fundações

A B C D

SA

SBSC

SDw

w

Recalque Uniforme

Inclinação

Perfil dos Recalques Totais

Recalque – é o deslocamento total sofrido por qualquer ponto defundação: (SA, SB, SC = Smáx, SD);

Inclinação (w) – descreve a rotação em corpo rígido de toda aestrutura;

Avaliação dos Danos Critérios Bjerrum e Pfeffermann

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Critérios Bjerrum (1963)

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1

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1

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1

900

1

1000

Limite para o qual deve-se temerproblemas com máquinas sensíveis arecalque

Limite de perigo para estruturasaporticadas com diagonais

Limite seguro para edifício para o qual não épermitido o aparecimento de fissuras

Limite onde deve-se esperar a primeira trincaem paredes de alvenaria

Limite onde são esperados problemas compontes rolantes

Limite onde o desaprumo de edifícios altospode se tornar visível

Trincas consideráveis em paredes de alvenaria de tijolos

Limite seguro para paredes flexíveis de alvenaria com H/L<1/4

Limite onde deve-se temer danos na estrutura de edifícios comuns

Distorção Angular

L

0

50

100

150

200

250

300

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Meses do ano

Pre

cipi

taçã

o (m

m)

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Tem

pera

tura

(ºC

)

Precipitação 1999 Precipitação 2000

Precipitação 2001 Temperatura Média

Sazonalidade

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Prova de Carga estática

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHOP

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Carga Transferida pela Estaca

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Carga (tf)

Pro

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m)

15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Curva Carga x Recalque Real

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Carga (tf)

Reca

lque

(mm

)

Combramseg - (Silva,2002)

Φ =0,40m; L= 18,5m;

SG = 5 (0,25-7,25-11,25

15,25-19,25m)

Resultados Prova de Carga

AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO

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Observações visuais e alinhamentos pré-definidos;

Colocação de elementos rígidos nas fissuras, prumos;

Nivelamentos (mangueiras, teodolitos, níveis ópticos).

CONTROLE DE DEFORMAÇOESP

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0

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10 300 20

N-SPT

SONDAGEM

SP-01

AREIA ARGILOSA

ARGILASILTOSA

PROF.(m)

ESTACAS PRÉ-MOLDADASDE CONCRETO COM

COMPRIMENTO VARIÁVEL

ARGILA SILTOSA

AREIA FINA SILTOSA

AREIA MÉDIA E FINA

P1 P2P3 P4 P5 P6

P7 P8

P9P10 P11 P12 P13

P14 P15

P16 P17P18 P19 P20 P21

P22

P23 P24P25 P26 P27 P28

P29 P30

0 2 4 6 8

PRÉDIO COM 17 PAVIMENTOS

Gusmão,2006

CONTROLE DE DEFORMAÇOES

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QUATTOR (2003) Soares(2004)

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Patologias típicas

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RECENTES PUBLICAÇÕES

SEFE I (1985)

SEFE II (1991)

SEFE III (1996)

SEFE IV / BIC 2000

SEFE V / BIC 2004

ISC’1 (1998) ISC’2 (2004) ISC’ 3 (2008) - Taiwan ISC’4 – Brasil - 2012

Seminário de Eng. de Fundações Especiais e GeotecniaSimpósio Brasileiro de Investigação de

ISC – International Geotechnical and Geophysical Site Characterization

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PROGRAMA DE QUALIDADE (PRODUTO)

Manual da ABEF (Especificações Técnicas)http://www.abef.org.br

Normas Brasileiras - ABNThttp://www.abnt.org.br

Rotinas de controle e Programas de Qualidade Total

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Questões para o debate sobre sua formação em engenharia civil

Vocês conseguem entender o possível comportamento que pode ser esperado do material que está sendo investigado no campo?

Vocês sabem como abordar, entender as propriedades de camadas problemáticas, desenvolver soluções e adotar medições a partir dos

resultados da investigação de campo?

Vocês conseguem identificar com confiança qual a camada no subsolo que exibirá um possível comportamento problemático?

• Fluxograma para projetos geotécnicos;

• Tipos Principais de Fundações Praticadas no DF

• Elementos de Projeto de fundações: tubulões, estacas em hélice e raiz

• Considerações e Cuidados no Projeto

ROTEIRO DA INTRODUCÃO P

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FLUXOGRAMA DE PROJETO

Dados iniciais :Tipo de obra, carregamentos, Arquitetura, quantos sub-solos, espaço disponível, circunvizinhança

Dados iniciais :Tipo de obra, carregamentos, Arquitetura, quantos sub-solos, espaço disponível, circunvizinhança

Anamnese (História da região, Investigações na circunvizinhança)

Ensaios de Campo e de laboratório

Monitoramento - Controle das deformações

Confirmação das hipóteses de projeto

Previsões, Projeto, Revisão externa ; Ajustes

Execução e Provas e de Cargas

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PROJETO GEOTÉCNICO DE FUNDAÇÕES

Dados projeto (levantamento informações)

Capacidade de carga fundações através de ensaios de campo e laboratório (segurança)

Recalque de fundações (segurança)

Especificações / Recomendações técnicasFundações diretasFundações profundas

PLANTA FINAL DAS FUNDAÇÕES

FUNDAÇÕES - SERVIÇO GEOTÉCNICO/ESTRUTURAL

Projeto

Execução

Controle da execução

Avaliação/Monitoramento do desempenho

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MECÂNICA DOS SOLOS

E O SOLO DO CENTRO-OESTE?

Solos não saturados (Sucção matricial)

Inundação (sucção nula)

SOLOS COLAPSÍVEIS

Estrutura colapsível

Porosa (alto índice de vazios)Grau de saturação bem abaixo de 100% Estrutura metaestável (pseudo-estável)

Recalques repentinos sob carga de trabalho(Umedecimento, inundação)

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DEVEMOS ATENTAR ENTÃO PARA OS ASPECTOS TÉCNICOS ENVOLVIDOS

Tipo de solo e suas propriedades;

Profundidade da escavação e o espaço disponível;

Condições do lençol freático e a sazonalidade; Deformação aceitável;

Circunvizinhança – ruas, redes, obras vizinhas

Qualquer obra geotécnica exige uma campanha de ensaios de

campo e laboratório

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Ensaios de Campo - Resumo

STANDARD PENETRATION TESTSPT

• Tipo de solo atravesado• Resistencia ofrecida pelo solo• Posição do nível de agua

“STANDARD PENETRATION TEST”complementado com torque – SPT-T

•O valor do torque e o valor da resistência a penetração permite novo tipo de classificação do solo

ENSAIO DE PENETRACAO DE CONE - CPT•Resistência de Pota•Resistência por atrito lateral

PIEZOCONE -CPT-U

•Adiciona medidas de poropressão

Ensaio de Palheta | Vane Test•Resistência não-drenada in situ de solos argilosos (Su)

ENSAIO PRESSIOMÉTRICO•Comportamento tensão-deformação do solo

DILATOMETRO - DMT• Índices dilatométricos: Módulo dilatométrico; Índice de Material; Índice de tensão horizontal

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Selecionando o Ensaio Adequado

Adequação da geologia local: tipo de solo, efeitos sazonais, clima

Espaço e tempo disponível para o estudo;

Grau de responsabilidade e importância do projeto

Relacionamento do ensaio com o tipo de obra a ser executada;

Experiência local com os recursos e resultados provenientes dos ensaios

Confirmação dos resultados pós-obra

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Projeto de Fundações Superficiais

Obras de fundações superficiais: Sapatas ; Blocos; Radiers

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Projeto de Fundações Superficiais -Orientações

Sapatas Isoladas Procedimentos:

Determinação da tensão admissível abaixo da sapata Uso de Métodos Teóricos (Teoria da Elasticidade) ou Semi-empíricos / Empíricos (SPT,

CPT, etc...); Uso de provas de cargas (recomendável correção dos valores) – de preferência 03

ensaios – NBR 6489 Tabela preliminar da NBR 6122/94 – caso de real ausência de informação!

Estimativas da excentricidades (caso existam) – cargas acidentais Podem causar o surgimento de tensão de tração abaixo das sapatas, compressão

excessiva, entre outros fatores

Determinação da geometria Função do Fck, adm , carregamentos (V, H e M, acidentais, ...), condições de contorno

da obra, etc...

VERIFICAÇÃO DE PUNÇÃO Ver critérios na Norma NBR 6118:2003 Especialmente em caso de rigidez à flexão baixa

Assentamento sobre bases regularizadas e niveladas; Evitar, se possível, dimensões largura x comprimento ( L/C ≥ 2,5)

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Projeto de Fundações Superficiais -Orientações

Sapatas Isoladas EFEITOS DA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES

Em função do tipo de carregamento – Teoria da Elasticidade

Mindlin (1936); Boussinesq; Taylou (1948); Newmark (1935) ...

Efeitos nas fundações vizinhas

Acréscimos de tensão, descolamentos, etc...

DETERMINAÇÃO DOS RECALQUES ADMISSÍVEIS Recalque total e recalque diferencial

Dependente da finalidade da obra, sua importância e grandeza

Ver Critérios de Bjerrum (1963)

LEMBRAR:

RECALQUES TOTAIS = R. INICIAIS + ELÁSTICOS + ADENSAMENTO + SECUNDÁRIOS (CASO ARGILAS PLÁSTICAS)

EFEITOS DEVIDO AO REBAIXAMENTO DO LENÇO FREÁTICO

SOLOS COLAPSÍVEIS

ESCAVAÇÕES ADJACENTES

ATERROS

VIBRAÇÕES

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Exemplo de Projeto de F. RasasP

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Exemplo de Projeto de F. Rasas

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Detalhes de SapatasP

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Situações Especiais de Locação

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Fundações ProfundasCLASSIFICAÇÃO1. Pelo MATERIAL

1. Metálica

2. Concreto

3. Madeira

2. Pelo EFEITO DA INSTALAÇÃO1. De Descolamentos

2. Baixos Deslocamentos

3. Sem Deslocamento

3. Pelo Método de INSTALAÇÃO1. Cravadas

2. Cravadas e Moldas “in loco”

3. Escavadas

4. Compostas

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Formas de Solicitação de Fundações Profundas

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Resumo de Fundações ProfundasTIPO NOMBRE

TECNICA DE IMPLANTACION

VENTAJAS DESVENTAJAS

PRE-FABRICADOS

CONCRETO Clavado

•Permite una buena fiscalización durante la concretada y verificación dela resistencia• Puede someterse a un fuerte hincado• Resistente a la corrosión

• Exige una definición estricta de la longitud• No ultrapasa capas resistentes (N/30>15)• Grande vibración durante el clavado

ACERO Clavado

• Resistente a altos esfuerzos de hincamiento• Penetra estratos duros• Pequeñas vibraciones durante el clavado• No presenta fricciones negativas• Alta capacidad de carga

• Costo elevado• Fácil corrosión cuando se presentan variaciones de N.F.• Alto nivel de ruido al clavar• Los pilotes H se dañan al atravesar estratos duros

MADERA Clavado

•Económico• Fácil de manipular• Cuando permanecen permanentemente sumergidos son bastantedurables

• Deterioro arriba del N.F.• Longitud limitada• Baja capacidad de carga• Grande vibración durante el clavado

FABRICADOS “in situ”

EXCAVADOS MECANICAMENTE

Excavado sin revestimiento

•Producción diaria grande• Posibilidad de construcción de pilotes largos• Posibilidad de construir pilotes inclinados

•Suelos con nivel de agua elevado necesitan fluido estabilizador(bentonita)• Resistencia de punta no contribuye a la capacidad de carga del pilote

STRAUSSExcavado con revestimiento

•Poca vibracion durante la ejecución• Costo relativamente bajo• Fácil ejecución arriba del N.F.

• Capacidad de carga pequeña• Difícil ejecución en estratos resistentes y abajo del N.F.

FRANKI Clavado sin revestimiento• Grande área de base• Puede ser construida a grandes profundidades• Soporta grande capacidad de carga

• Grande vibración durante el clavado• Demora en el tiempo de ejecución• Costo elevado de mano de obra

HÉLICE CONTINUAExcavada sin revestimiento

•El equipo utilizado permite atravesar capas de SPT=50• No hay desconfinamiento lateral• El concreto inyectado a presión fornece mayor resistencia por fricciónlateral

• Costo relativamente elevado• Poca disponibilidad de maquinaria en el mercado• Limitación en la longitud de las estacas y del acero

BARRETESExcavada con ayuda de

bentonita• Contención de las paredes ante presencia de agua

• Requiere limpieza del fondo• No funciona en horizontes permeables

MICROPILOTES Y RAIZExcavada con revestimiento

•Puede ser ejecutado con inclinación (0º– 904º)• Provoca reducida descompresión del terreno• Permite atravesar grandes profundidades, terrenos de alta resistenciaarriba o abajo del N.F.• Elevada capacidad de carga• No provoca vibraciones

• Costo relativamente elevado• Exige un mayor numero de pruebas de carga

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Métodos para Determinação da Capacidade de Carga

Qu=Ql+Qp = qlAl+qpApQu=Carga ultima, Ql=Carga máxima lateral, Qp=Carga máx. de pontaql=tensao limite de corte lateral, qp= tensao limite de corte na ponta

Al= Área lateral, Ap= Área de ponta

TUBULÕES

FORMULAS TEORICAS O EXPERIMENTAIS VIA CPT E SPT

ARGILASKulhawy & Jackson (1966)Reese & O’Neill (1989)AREIASMétodo de Vesic (1967)Touma & Reese (1974)

ARGILASKulhawy & Jackson (1966)Reese & O’Neill (1989)AREIASMétodo de Vesic (1967)Touma & Reese (1974)

De Beer (1945)Meyerhof (1953)Brinch Hansen (1961)Skempton, Yassin, Gibson (1963)Vesic (1963)Terzaghi (1943)

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Métodos para Determinação da Capacidade de Carga ...cont...

ESTACAS

MÉTODOS EMPÍRICOS E SEMI-EMPÍRICOS

METODOS TEORICOS / RACIONAIS



SPT-T• Alonso (1996)• Decourt (1996)• Camapum de Carvalho (1998)• Peixoto (2001)



SPT-T• Alonso (1996)• Decourt (1996)• Camapum de Carvalho (1998)• Peixoto (2001)

DML• Peiffer (1997)• Marchetti et al. (1986)

Métodos Indiretos• Terzaghi (1943)• Meyerhof (1963)• Vesic (1963)• Janbu (1976)• Berezantsevet et al. (1961)• Tomlinson (1971)• Vijayvergiya & Focht (1972)• Brich & Hasen (1961)• Dennis & Olsen (1983)• Flaate & Selnes (1977)

DML• Peiffer (1997)• Marchetti et al. (1986)

Métodos Indiretos• Terzaghi (1943)• Meyerhof (1963)• Vesic (1963)• Janbu (1976)• Berezantsevet et al. (1961)• Tomlinson (1971)• Vijayvergiya & Focht (1972)• Brich & Hasen (1961)• Dennis & Olsen (1983)• Flaate & Selnes (1977)

MÉTODOS NUMÉRICOS E REDES NEURAIS

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Considerações para o Solo Ñ-SaturadoCAPACIDADE DE CARGA EM SOLOS NÃO SATURADOS

Fredlund & Rahardjo (1993):A capacidade de carga das fundações em solos não-saturados é umaextensão da mecânica dos solos saturados, tendo-se:

coesão

Coesão efetiva c’

Sucção (ua-uw)b

Pode ser aplicada à teoria convencional de capacidade de cargaPode ser aplicada à teoria convencional de capacidade de carga

+

ADICIONAR OS EFEITOS DE COLAPSIVIDADE DOS SOLOS CENTRO-OESTEADICIONAR OS EFEITOS DE COLAPSIVIDADE DOS SOLOS CENTRO-OESTE

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Verificação da capacidade em campo – provas de cargas

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Erros comuns de Projetos

Por exemplo, na França:

No Brasil Semelhante ao caso da França, com agravo no orçamento

destinado à investigação, nos métodos de ensaios e equipamentos utilizados;

Erros construtivos má locação, má interpretação do projeto, falta de comunicação projetista – engenheiro/encarregado da execução (obra)

Falta de ensaios geotécnicos adequados 40%

Interpretação errada de sondagens e ensaios laboratoriais 35%

Defeitos executivos das fundações 15%

Deterioração dos materiais das fundações 10%

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Exemplos de Aplicação

Previsões Teóricas vs Provas de Carga

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Compativos de MétodosGuimarães (2002) hizo una comparación para pilotes excavados, entre lacapacidad de carga obtenida por prueba de carga y los métodos empíricosbasados en SPT y encontró que estos últimos subdimensionaban lacapacidad. Los métodos empleando SPT-T superestiman la carga deruptura. Si son usados coeficientes regionales las comparaciones mejoran

Guimarães (2002) hizo una comparación para pilotes excavados, entre lacapacidad de carga obtenida por prueba de carga y los métodos empíricosbasados en SPT y encontró que estos últimos subdimensionaban lacapacidad. Los métodos empleando SPT-T superestiman la carga deruptura. Si son usados coeficientes regionales las comparaciones mejoran

Cunha et al. (2005) para pilotesmetálicos y pre-fabicados en Fortaleza –Brasil, comparando los métodos semi-empiricos de Aoki e Velloso, Decourt yQuaresma y Velloso basados en SPT ypruebas de carga, concluyeron que lasmetodologias son conservadorasobteniendo diferencias hasta de un 70%,siendo el método de Velloso el maspróximo

Cunha et al. (2005) para pilotesmetálicos y pre-fabicados en Fortaleza –Brasil, comparando los métodos semi-empiricos de Aoki e Velloso, Decourt yQuaresma y Velloso basados en SPT ypruebas de carga, concluyeron que lasmetodologias son conservadorasobteniendo diferencias hasta de un 70%,siendo el método de Velloso el maspróximo

Qual método usar? Cuidado!!!

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Exemplos de Formas das Fundações Profundas

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Fundações Profundas e Comuns no centro-oeste (especial DF)

Tubulões a céu aberto

Estacas Strauss

Estacas Escavadas Manualmente

Estacas Hélice

Estacas Injetadas: Raiz

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MANUAL, ESCAVADA ESPIRAL & BARRETTE

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Tubulões a Céu Aberto

Características Simplicidade de projeto e

execução

Favorece a investigação do solo no local da obra

Não indicado em situações de N.A.

Equipamentos simples de execução

Alta capacidade de carga

Em termos de projeto desprezar o atrito lateral é quase sempre um erro que conduz ao superdimensionamento

Condições de trabalho críticas para o homem;

Consumo elevado de concreto

Maior tempo de execução

GEOMETRIA

AbPa /Tensão Admissível na base

E o atrito lateral? Podemos considerar?

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Tubulões – Processo Executivo

REVESTIMENTO

SEM REVESTIMIENTO

COM REVESTIMIENTO (CASO DE DESMORONAMETOS)

LANÇAMENTO DO CONCRETO

A SECO

SOB ÁGUA (Sistema Tremonha)

Caso Especial – Sob Pressão

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Tubulões - Detalhes

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Detalhes da Mecanização de Estacas Escavadas

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Mecanização das Obras

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Mecanização das Obras

Perfuratriz sobre esteira

Hélice contínua sobre esteira

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Tubulões - DetalhesP

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Estacas Tipo Strauss

Características Usado em solos de resistência média – NSPT 22

Custos baixos de equipamentos

Capacidade de carga média de 40 t - f(;L)

Tempo de execução elevado para os padrões de mercado

Dificuldades de locação de armaduras para altas cargas;

Exige cautela executiva para evitar desaprumo, desagregação das armaduras;

Uso de água/lama para escavação

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Strauss - Detalhes

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Strauss - DetalhesP

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Strauss - Detalhes

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Strauss - DetalhesP

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Strauss - Detalhes

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Estacas Hélice Contínua

Características Processo moderno de fundações Elevada capacidade de carga Atinge grandes profundidades – travessia de camadas mole, combate a

empuxos, etc versatilidade Uso como elementos de contenção; Ideal para solos coesivos Alta produtividade tempo de obra reduzido Controle rigoroso do concreto (usinado e especial - plásticos) Alta tecnologia de monitoramento da execução – controle de torque e

velocidade de avanço – TARACORD Necessita de “limpeza da rede” a cada novo dia de trabalho; Existência de sobreconsumo de concreto Exige cuidados em solos moles: pressão sempre positiva, cota de

arrasamento + 50 cm; Não deve permitir alívio de tensão na retirada da hélice

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Hélice – Métodos Específicos

Métodos Específicos para Estacas Hélice Antunes e Cabral (1996)

uso do N – SPT

Método de Alonso (1996) – revisado Uso do SPT-T

Método de Decourt-Quaresma (1978, revisado em 82,87 e 96) Uso do SPT

ATENÇÃO: Todos os métodos foram desenvolvidos para solos regionais

necessidade de experiência local geotécnica para suas aplicações e possíveis adaptações dos coeficientes usados pelos métodos.

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Estacas Hélice - DetalhesP

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Hélice – Controle Executivo

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Hélice Contínua - DetalhesP

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Hélice Contínua - Esquema

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Hélice Contínua – Esquema - ExecuçãoP

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Hélice Contínua + detalhes

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Hélice Contínua – Exemplo Projeto

Escala Aproximada: 1/100LOCAÇÃO DAS ESTACAS HÉLICE

ESTACAS - Sem escalaDETALHE DA FERRAGEM DAS

DETALHE DOS CENTROS DECARGA - Sem escala

DAS ESTACAS HÉLICE - Sem escalaDETALHE DO TRAVAMENTO DA FERRAGEM

ORIENTAÇÕES EXECUTIVAS PARA ESTACAS HÉLICE:

QUADRO DE FERRAGEM DAS ESTACASRESUMO DA FERRAGEM DAS ESTACAS

CORTE GENÉRICO DAS ESTACAS COM BLOCO - Sem escala

OBSERVAÇÕES IMPORTANTES

LEGENDA

SERVIÇOS TÉCNICOS

DE ENGENHARIA LTDA.

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Hélice Contínua – Exemplo ProjetoCORTE GENÉRICO DAS ESTACAS COM BLOCO - Sem escala

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Estacas Injetadas - Raiz

Características Facilidade executiva;

Equipamento de acesso às áreas mais difícieis;;

Produtividade;

Especialmente usadas para solicitações de tração Ex.: bases de torres de transmissão; passarelas;

Equipamentos especializado de custo intermediário

Uso adequado especialmente para obras de reforço

Uso de equipamentos de pressurização;

Dificuldades de estanqueidade ao longo do tempo;

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Raiz – Processo executivo

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Estacas Raiz - VersatilidadeP

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Detalhes – Equipamento Estaca Raiz

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Realização de Obras em Regiões de Difícil AcessoP

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Micro-estacas

Para pequenos reforços de fundação

Usado especialmente para solicitações de tração. Contudo, pode ser amplamente usada sob compressão

Sofre efeitos de flambagem em solos de baixa resistência

Facilidade de acesso à regiões difíceis

Uso de equipamentos de pressurização da calda

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Micro-estacasP

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Micro-estacas – Em campo

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ME – Projeto exemploP

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ME – Projeto exemplo

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ME – Projeto exemploP

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Considerações FinaisNa Engenharia de Fundações existem diversos formas e soluções de fundações: buscar sempre por 1. Segurança 2. Economia 3. Técnica

Os Métodos Teóricos apresentam grande dispersão de resultados assim como os parâmetros do solo mesmo numa pequena área de projeção da obra;Vale a experiência local, a pesquisa, a amnese e perfeita compreensão do comportamento geológio e geotécnio das estruturas;Os métodos empíricos não podem ser usados em situações fora do contexto onde foram elaborados Portanto, não existem extrapolações na Engenharia Geotécnica

Deve-se enfatizar a perfeita investigação geotécnica conforme a importância da obra e seus impactos globais: econômicos, ambientais e sociaisLembre-se: O dinheiro da obra de fundação pode não ser seu, mas TODA A

RESPONSABILIDADE DA MESMA É SUA! Portanto, ENGENHEIRO INVESTIDOR MERCADOLÓGICO Considerar

sempre a razão diante da especulação!

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... Agradecimentos ...

O NOSSO AGRADECIMENTO PELA SUA ATENÇÃO E PRESENÇA....

Prof. John Eloi, MSc – UFG ([email protected])

AULAS_FUNDACOES-UFG-001

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