PI - Sapatas de Fundação

CENTRO UNIVERSITRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS UNILESTE

Curso de Engenharia de Civil

Coronel Fabriciano

2013

Douglas Eduardo Soares da Fonseca

Igor Venturini Garcia Miranda

Jackson Magalhes Carvalho

Larissa Neves Brito

Thales Siqueira Velasco

SAPATAS DE FUNDAO

Professor Orientador: Erriston Campos Amaral

Centro Universitrio do Leste de Minas Gerais - Unileste

Projeto Interdisciplinar PI Curso de Engenharia Civil Coronel Fabriciano MG

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SAPATAS DE FUNDAO

RESUMO

Fundaes so elementos estruturais destinados a transmitir ao terreno as cargas da estrutura. Devem ter

resistncia adequada para suportar as tenses causadas pelos esforos solicitantes. Assim, podemos dizer

que a fundao uma base feita para aguentar o peso da estrutura. Alm disso, o solo necessita de

resistncia apropriada para no sofrer ruptura e no apresentar deformaes. As fundaes so separadas

em dois grupos: fundaes superficiais e fundaes profundas. A escolha do tipo de fundao a ser

utilizada depende do terreno, do tipo de solo e do peso que tem que ser suportado. As fundaes

superficiais so empregadas onde as camadas do subsolo, logo abaixo da estrutura, so capazes de

suportar as cargas. Podem ser divididas em blocos, sapatas e radiers. As sapatas so elementos de apoio

de concreto armado, de menor altura que os blocos, que resistem principalmente por flexo. As sapatas

podem assumir praticamente qualquer forma em planta, sendo as mais frequentes as sapatas quadradas,

retangulares e corridas. Alm dos tipos fundamentais acima, deve-se tambm reconhecer as sapatas

associadas, as quais so empregadas nos casos em que, devido proximidade dos pilares, no possvel

projetar-se uma sapata isolada para cada pilar. Nestes casos, uma nica sapata serve de fundao para

dois ou mais pilares. Em uma linguagem mais prtica, entende-se por sapatas a parte da obra que fica sob

a terra, com a finalidade de suportar o peso e manter a construo firme, sem risco de inclinao, o que

racharia as paredes. Diante dos dados informados, o objetivo deste trabalho apresentar uma definio de

fundaes diretas, aprofundando-se nos conceitos de sapatas de fundao, assim como sua aplicao

prtica, com base em uma reviso bibliogrfica.

Palavras-chave: fundaes, estrutura, solo, superficiais, sapatas, construo



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Sumrio

RESUMO ..................................................................................................................................................... 1

1. INTRODUO ........................................................................................................................................ 3

1.1 OBJETIVO ............................................................................................................................................. 4

2. REVISO BIBLIOGRFICA ................................................................................................................. 4

2.1 Sapatas de fundao ............................................................................................................................... 4

2.1.1 Sapatas isoladas ................................................................................................................................... 4

2.1.2 Sapatas corridas ................................................................................................................................... 5

2.1.3 Sapatas associadas ............................................................................................................................... 6

2.1.4 Sapatas em divisa ................................................................................................................................ 7

3. CONSIDERAES FINAIS ................................................................................................................... 8

4. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................................... 8



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1. INTRODUO

Fundaes so elementos estruturais destinados a transmitir ao terreno as cargas da estrutura. Devem ter

resistncia adequada para suportar as tenses causadas pelos esforos solicitantes (AZEREDO, 1977).

Assim, podemos dizer que a fundao uma base feita para aguentar o peso da estrutura. Alm disso, o

solo necessita de resistncia apropriada para no sofrer ruptura e no apresentar deformaes.

As fundaes so separadas em dois grupos: fundaes superficiais e fundaes profundas. A escolha do

tipo de fundao a ser utilizada depende do terreno, do tipo de solo e do peso que tem que ser suportado.

O importante na fundao distribuir bem as cargas no terreno.

Define-se como fundao direta ou rasa aquela em que as cargas da edificao (superestrutura) so

transmitidas ao solo logo nas primeiras camadas (IFRS, s.d.). Para isso ocorrer, obviamente necessrio

que o solo, logo nessas primeiras camadas, tenha resistncia suficiente para suportar essas cargas . A

tabela 1 a seguir fornece as taxas de compresso admissveis para determinados tipos comuns de solo.

Tabela 1 Taxas de compresso admissveis a cada tipo de solo

TIPO DE SOLO RESISTNCIA COMPRESSO

Areia movedia 0,5 kg/cm

Barro (argila) macio 1,0 kg/cm

Barro mido com areia molhada 2,0 kg/cm

Barro e areia em camadas alternadas 2,5 kg/cm

Barro seco ou areia fina e firme 3,0 kg/cm

Areia grossa ou cascalho ou terra natural compacta 4,0 kg/cm

Cascalho grosso, pedra e barro estratificados 6,0 kg/cm

Piarra ou xisto duro 10,0 kg/cm

Rocha nativa muito dura 20,0 kg/cm

Fonte: ConstrufcilRJ (s.d.)

Segundo a NBR 6122 (1996), fundao superficial so elementos de fundao em que a carga

transmitida ao terreno, predominantemente pelas presses distribudas sob a base da fundao, e em que a

profundidade de assentamento em relao ao terreno adjacente inferior a duas vezes a menor dimenso

da fundao.

Segundo Rebello (2011), a deciso pelo tipo de fundao requer o conhecimento do solo, propiciado pela

sondagem. Para efeito prtico, considera-se tcnica e economicamente adequado o uso de fundao direta

quando o nmero de golpes do SPT for maior ou igual a 8 e a profundidade mxima no ultrapassar 2 m.

O primeiro limite indica a resistncia mnima necessria para uso de fundao direta; o limite de

profundidade se deve ao custo da escavao e reaterro necessrio para a execuo da fundao, acima do

qual o uso da fundao direta torna-se antieconmico.

As fundaes diretas so empregadas onde as camadas do subsolo, logo abaixo da estrutura, so capazes

de suportar as cargas. So aquelas que so dimensionadas de forma a distriburem o peso da construo

no solo para que a presso exercida sobre o solo seja compatvel com a sua resistncia (do solo) (IFRS,

s.d.). Podem ser divididas em blocos, sapatas e radiers.



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1.1 OBJETIVO

O objetivo deste trabalho apresentar uma definio de fundaes diretas, aprofundando-se nos conceitos

de sapatas de fundao, assim como sua aplicao prtica, com base em uma reviso bibliogrfica.

2. REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 Sapatas de fundao

Segundo Hachich (1998), as sapatas so elementos de apoio de concreto armado, de menor altura que os

blocos, que resistem principalmente por flexo. As sapatas podem assumir praticamente qualquer forma

em planta, sendo as mais frequentes as sapatas quadradas (B=L), retangulares e corridas (L>>B). Alm

dos tipos fundamentais acima, deve-se tambm reconhecer as sapatas associadas, as quais so empregadas

nos casos em que, devido proximidade dos pilares, no possvel projetar-se uma sapata isolada para

cada pilar. Nestes casos, uma nica sapata serve de fundao para dois ou mais pilares.

Em uma linguagem mais prtica, entende-se por sapatas a parte da obra que fica sob a terra, com a

finalidade de suportar o peso e manter a construo firme, sem risco de inclinao, o que racharia as

paredes. Para as sapatas, cavam-se buracos nos tamanhos apropriados, colocando-se no seu interior uma

malha de ferro. Nessa malha, amarram-se alguns ferros, que ficaro de fora depois da concretagem,

servindo para neles serem presos os ferros das colunas, como indicado na figura 1 a seguir.

Figura 1 Detalhe externo de uma sapata

Fonte: ConstrufcilRJ (s.d.)

2.1.1 Sapatas isoladas

Segundo Rebello (2011) sapata isolada uma placa de concreto armado cujas dimenses em planta so da

mesma ordem de grandeza. A sapata isolada usada quando as cargas transmitidas pela superestrutura

so pontuais ou concentradas, como as cargas de pilares e as reaes de vigas na fundao (vigas

baldrames), por exemplo. As dimenses da sapata isolada so determinadas pelas cargas aplicadas e pela

resistncia do solo, de forma que as tenses no solo sejam no mximo iguais sua tenso admissvel (taxa

do solo).

Sabe-se que o conceito de tenso sobre um material significa o quanto de fora aplicada por unidade de

rea desse material, ou seja, tenso a relao entre fora aplicada e a rea sobre a qual ela aplicada.

Como se observa na figura 2, a rea da base da sapata determinada conhecendo-se a carga sobre ela e

impondo-se como tenso mxima a taxa do solo. Uma vez determinada a rea da sapata, pode-se

determinar as dimenses dos seus lados.



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Figura 2 Determinao da rea de uma sapata isolada

Fonte: Rebello (2011)

As sapatas isoladas podem ser quadradas, retangulares ou circulares. A escolha da forma pode estar

relacionada s dimenses do pilar ou a questes construtivas (FABIANI, s.d.). Para construo de uma

sapata isolada, so executadas as seguintes etapas:

1. Frma para o rodap, com folga de 5 cm para execuo do concreto magro; 2. Posicionamento das frmas, de acordo com a marcao executada no gabarito de locao; 3. Preparo da superfcie de apoio; 4. Colocao da armadura; 5. Posicionamento do pilar em relao caixa com as armaes; 6. Colocao das guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfcies do concreto; 7. Concretagem: a base poder ser vibrada normalmente, porm para o concreto inclinado dever

ser feita uma vibrao manual, isto , sem o uso do vibrador.

2.1.2 Sapatas corridas

Sapatas corridas so elementos contnuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhe transmitem

as cargas por metro linear (BRITO, 1987), como podemos visualizar na figura 3 a seguir.

Figura 3 Sapata corrida


Segundo Rebello (2011), sapata corrida uma placa de concreto armado em que uma das dimenses, o

comprimento, prevalece em relao outra, a largura. A funo da sapata corrida distribuir pelo solo

cargas linearmente distribudas. As cargas de parede so exemplos de cargas distribudas linearmente,

sejam elas estruturais ou no. Da mesma maneira uma linha de pilares muito prximos pode ser

considerada carga linearmente distribuda.

Para edificaes cujas cargas no sejam muito grandes, como residncias, pode-se utilizar alvenaria de

tijolos na construo da sapata corrida. Caso contrrio, ou ainda para profundidades maiores do que 1,0 m



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torna-se mais adequado e econmico o uso do concreto armado (FABIANI, s.d.). Na construo de uma

sapata corrida, com embasamento em alvenaria, so executadas as seguintes etapas:

1. Escavao; 2. Colocao de lastro de concreto magro de 5 a 10 cm de espessura; 3. Posicionamento das formas, quando o solo assim o exigir; 4. Colocao das armaduras; 5. Concretagem; 6. Cinta de concreto armado: sua finalidade a maior distribuio das cargas, evitando tambm

deslocamentos indesejveis, pelo travamento que confere fundao; muitas vezes, utilizado o

prprio tijolo como forma lateral;

7. Camada impermeabilizante: sua funo evitar a subida da umidade por capilaridade para a alvenaria de elevao; sua execuo deve evitar descontinuidades que podero comprometer seu

funcionamento e nunca devem ser feitas nos cantos e nas junes das paredes;esta camada dever

ser executada com argamassa com adio de impermeabilizante e dever se estender pelo menos

10 cm para revestimento da alvenaria de embasamento; para evitar retraes prejudiciais, dever

receber uma cura apropriada (gua, sacos de cimento molhados, etc.), sendo depois pintada com

emulso asfltica em duas demos, uma aps a secagem completa da outra.

No se deve confundir sapata corrida com viga baldrame. A sapata corrida uma fundao direta,

portanto as cargas sobre ela so transmitidas ao longo do seu comprimento. A viga baldrame uma viga

como outra qualquer; apesar de envolvida pelo solo; no seu clculo, desconsidera-se qualquer apoio no

solo. As vigas baldrames apoiam-se em sapatas isoladas ou em fundaes profundas (REBELLO, 2011).

2.1.3 Sapatas associadas

No projeto de fundaes de um edifcio com sapatas, o projeto mais econmico aquele com sapatas

isoladas. Porm, quando as sapatas de dois ou mais pilares superpem-se, necessrio fazer a sapata

associada. Para que a distribuio de tenses no solo seja uniforme, necessrio que o centro de

gravidade da sapata coincida com o centro de gravidade das cargas dos pilares. A rea da sapata associada

ser calculada com a carga dos dois pilares (REBELLO, 2011). A figura 4 a seguir ilustra com mais

detalhes uma sapata associada.

Figura 4 Sapata associada

Fonte: UNESP (s.d.)

A NBR 6122 (1996) chama viga de fundao quando os pilares tm os centros alinhados. H vrias possibilidades para a sapata associada, que pode receber carga de dois ou mais pilares, de pilares

alinhados ou no, com cargas iguais ou no, com um pilar na divisa, com desenho em planta retangular,

trapezoidal, etc. Dependendo da capacidade de carga do solo e das cargas dos pilares, a sapata associada



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pode ter uma viga unindo os pilares (viga de rigidez). Essa a sapata mais comum no Brasil (UNESP,

s.d.).

2.1.4 Sapatas em divisa

Quando o pilar encontra-se faceando a divisa da construo, seja com terreno vizinho ou com rea

pblica, no se pode avanar com a fundao alm da divisa. Em tal circunstncia, so duas as

possibilidades de fundao direta: a sapata excntrica ou a viga alavanca (REBELLO, 2011).

Quando a carga do pilar encontra-se fora do centro de gravidade da sapata, est denominada sapata

excntrica. Essa situao provoca uma distribuio no uniforme de tenses no solo e tambm a

ocorrncia de momento fletor no pilar, ocasionando alteraes no seu dimensionamento. A figura 5 a

seguir ilustra uma sapata excntrica.

Figura 5 Sapata excntrica


Pode acontecer, para grandes cargas ou excentricidades, que as tenses nas pontas da sapata sejam

negativas, como se estivesse aparecendo tenses no solo.

Para diminuir o valor das tenses no solo, devem ser alteradas dimenses da sapata, aumentando a sua

espessura, garantindo a distribuio de tenses em toda a rea da sapata, o que provoca um grande

aumento no consumo de concreto. Assim, a alternativa para tornar menores os custos, pode lanar mo da

viga alavanca (REBELLO, 2011), que pode ser visualizada na figura 6 a seguir.

Figura 6 Viga alavanca

Fonte: UNESP (s.d.)

A viga alavanca , em ultima anlise, uma viga de transio, ou seja, uma viga que suporta pilares. A viga

alavanca comporta-se como uma viga em balano, biapoiada. No balano est aplicada a cargado pilar de

divisa, o que cria um efeito de alavanca, que tende aliviar o apoio do lado oposto ao do balano, da essa

viga recebe o nome de viga alavanca.

De modo geral, pode-se afirmar que o uso da viga alavanca sempre prefervel ao da sapata excntrica,

tanto por questes econmicas como tambm por garantir uma melhor distribuio de tenses no solo.



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3. CONSIDERAES FINAIS

Esta reviso bibliogrfica possibilitou-nos de perceber a importncia da escolha correta do tipo de sapata

de fundao para cada situao especfica. As fundaes so uma parte importante de qualquer

construo, e no devem de maneira alguma ser negligenciadas, por isso de grande importncia o

conhecimento de suas propriedades e aplicaes, e o conhecimento das propriedades do solo onde a

edificao ser construda, portanto, o estudo apropriado ser o fator crucial na determinao da fundao

utilizada, assim como o fator determinante para o sucesso da edificao.

Desde os tempos antigos, o homem vem desenvolvendo novas tecnologias relacionadas s fundaes, e

antes mesmo do desenvolvimento de grandes estudos relacionados s propriedades do solo, podemos ver

ao redor do mundo diversas construes realizadas sobre fundaes por mtodos empricos, o que

demonstra as tentativas ao longo dos anos de obter um sistema eficaz de sustentao das edificaes. Hoje

temos acesso diversas informaes, e no devemos desprez-las. Um mesmo sistema de fundaes

(como o caso das sapatas), pode ter diversas aplicaes diferentes, como vimos aqui.

4. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 6122: Projeto e execuo de

fundaes. Rio de Janeiro, 1996.

AZEREDO, Hlio Alves de. O Edifcio At sua Cobertura. So Paulo. Ed. Edgar Blucher Ltda.,1977.

BRITO, Jos Lus Wey de. Fundaes do edifcio. So Paulo, EPUSP, 1987.

CONSTRUFCILRJ. Fundaes e sapatas. Disponvel em: . Acesso em: 23 out. 2013.

FABIANI, Breno. Fundaes. s.d.

HACHICH, Waldemar. Fundaes: teoria e prtica. 2. ed. So Paulo: Pini, 1998.

IFRS. Apostila de Fundaes. Disponvel em: . Acesso em: 23 out. 2013.

REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. Fundaes: guia prtico de projeto, execuo e

dimensionamento. 3. ed. So Paulo: Zigurate, 2011.

UNESP. Sapatas de fundao. Disponvel em:

. Acesso em: 23 out. 2013.

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