Fundações Aula III. Fundações Introdução Ementa da Disciplina: 1. Segurança em obras de...

Fundações

Aula III

FundaçõesIntrodução

Ementa da Disciplina:1. Segurança em obras de Fundações;2. Escolha do tipo de Fundação;3. Recalques em Fundações Rasas e Profundas;4. Dimensionamento Geométrico de Fundações Rasas e Tubulões;5. Análise e Interpretação de Provas de Carga;6. Controle de Execução e Avaliação de desempenho de Fundações;7. Obras de Terra:

7.1 Propriedades Geotécnicas de Solos Compactados;7.2 Enrocamentos

8. Drenagem:8.1 Controle de Execução;8.2 Observação do Comportamento de Obras de Terra

9. Instrumentação de campo.

FundaçõesDimensionamento Geométrico de Fundações Rasas e Tubulões

3.0 – Dimensionamento Geométrico de Fundações Rasas e Tubulões3.1 – Fundações Rasas ou Diretas (H ≤ B)

Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente 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 (B). Incluem-se neste tipo de fundação:as sapatas;os blocos;os radiers;as sapatas associadas;as vigas de fundação;as sapatas corridas.


Para o caso de fundações apoiadas em solos de elevada porosidade, não saturados, deve ser analisada a possibilidade de colapso por encharcamento, pois estes solos são potencialmente colapsáveis. Em princípio devem ser evitadas fundações superficiais apoiadas neste solo, a não ser que sejam feitos estudos considerando-se as tensões a serem aplicadas pelas fundações e a possibilidade de encharcamento do solo.

3.2 – Considerações sobre Fundações DiretasSão apresentados aqui o que prescreve a Norma Brasileira sobre a elaboração de projeto e a execução de fundações particularmente em superfície.

3.2.1 – Pressão AdmissívelDevem ser considerados os seguintes fatores na determinação da pressão admissível:profundidade da fundação;dimensões e forma dos elementos da fundação;característica do terreno abaixo do nível da fundação;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.

3.2.2 – Metodologia para determinação da pressão admissívelA pressão admissível pode ser determinada por um dos critérios descritos:

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; a partir 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;


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 métodos 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.


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, interpolar entre 0,8 e 0,4 MPac) No caso do calcário ou qualquer outra rocha cárstica, devem ser feitos estudos especiais.d) Para a definição de diferentes tipos de solos, deve-se consultar a NBR 6502;“Parece-nos ser esta avaliação compatível para um fator de segurança insatisfatório. Para uma situação de limitações e inseguranças no conhecimento das características do solo, aplicando-se um fator de segurança maior (e.g. 3,0) resultaria em valores admissíveis igual à aproximadamente 0,66 (66 %) dos valores sugeridos na tabela 1”. (M. Marangon).

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.


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.


3.3 – Tipos de Sapatas3.3.1 - Sapata Isolada

As sapatas isoladas transmitem as ações de um único pilar. E, estepode estar centrado ou excêntrico;pode ser retangular, quadrada,circular, etc., (Figura abaixo).

3.3.2 – Sapata CorridaSapatas corridas estão sujeitas à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares ao longo de um mesmo alinhamento.”,


3.3.3 – Sapata AssociadaAs sapatas associadas são as que recebem as ações de mais de um pilar, sendo também chamada sapata combinada ou conjunta (Figura abaixo). Ou seja, transmitem as ações de dois ou mais pilares e são utilizadas, como alternativa, quando a distância entre duas ou mais sapatas é pequena.


3.3.4 – Viga Alavanca ou Viga de EquilíbrioÉ o elemento estrutural que recebe as cargas de um ou dois pilares (ou pontos de carga) e é dimensionado de modo a transmiti-las centradas às fundações. Da utilização de viga de equilíbrio resultam cargas nas fundações diferentes das cargas dos pilares nelas atuantes.” É comum em pilar de divisa onde o momento fletor resultante da excentricidade da ação com a reação da base deve ser resistido pela “viga de equilíbrio” (VE), Figura abaixo.


A configuração das vigas baldrames (VB) em relação à sapata pode variar, conforme alguns casos indicados na Figura abaixo.


Pelo CEB-70, a sapata é rígida quando:0,5 ≤ tg ≤ 1,5 (26,6º ≤ tg ≤ 56,3º)tg = h / c

E também:tg < 0,5 sapata flexível;tg > 1,5 bloco de fundação –

dispensa-se a armadura de flexão porque o concreto resiste a t .


b) Comportamento Estrutural (NBR 6118/2003)b.1) Sapatas RígidasSão aquelas com alturas “grandes” e tem a

preferência no projeto defundações.

b.1.1) há flexão nas duas direções (A e B), com a tração na flexão sendo uniformemente distribuída na largura da sapata. As armaduras de flexão AsA e AsB são distribuídas uniformemente nas larguras A e B da sapata (Figura 10).


b.1.2) há atuação de força cortante nas duas direções (A e B), não apresentando ruptura por tração diagonal, e sim por compressão diagonal, a ser verificada conforme o item 19.5.3.1 (Figura 11).Não há possibilidade de punção, porque a sapata fica inteiramente dentro do cone de punção.


b.2) Sapatas FlexíveisSão aquelas com alturas “pequenas”. “Embora de uso mais raro, as sapatas flexíveis são utilizadas para fundação de cargas pequenas e solos relativamente fracos.” (NBR 6118/03).

a) há flexão nas duas direções, mas a tração na flexão não é uniforme na largura (Figura 12);

b) há a necessidade da verificação à punção.


c) Distribuição de Tensões no SoloAs principais variáveis que afetam a distribuição de tensões são: características das cargas aplicadas, rigidez relativa fundação-solo, propriedades do solo e intensidade das cargas. (ver Velloso e Lopes – Fundações, v.1, ed. Oficina de Textos).A distribuição real não é uniforme, mas por simplicidade, na maioria dos casos, admite-se a distribuição uniforme, o que geralmente resulta esforços solicitantes maiores (Figura 13). A NBR 6122 (6.3.2) admite a distribuição uniforme, exceto no caso de fundações apoiadas sobre rocha.


d.3) Projeto Conforme o CEB-70O método proposto pelo CEB-70 pode ser aplicado a sapatas com:c ≤ 2h e c ≥ h/2, ou seja, h/2 ≤ c ≤ 2h,Se c h/2 bloco de fundação


Admite-se que o solo tem comportamento elástico, e daí que as reações do solo sobre a superfície de apoio da sapata seguem uma linha plana (Figura).


Exercício 01: Dado os seguintes informações Carga do Pilar: 120t; Dimensões do Pilar: a=0,80m b=0,20m; Tensão admissível do solo: 2,0 kgf/cm²Determinar as dimensões da sapata

Exercício 02: Dado os seguintes informações Carga do Pilar: 286t; Dimensões do Pilar: a=1,00m b=0,30m; Tensão admissível do solo: 60tf/m²Determinar as dimensões da sapata

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