TCNICAS CONSTRUTIVAS IFUNDAESParte - 01

Prof. Srgio Bezerra de Sant Anna

FUNDAES: Classificao geral fundaes diretas.

Classificao quanto ao tipo

Os principais tipos de fundaes podem ser reunidos em dois grandes grupos:

Fundaes: e fundaes indiretas.

Classificao quanto ao tipo

Fundaes: classificao quanto a profundidade Quanto a profundidade podemos iniciar analisando uma sapata direta. direta. quando Df < A+B Fundaes rasas. quando Df > A+B Fundaes profundas. (sendo A e B as dimenses da sapata) Se a fundao for corrida considerar a maior dimenso A igual a 1,00 m.

As fundaes so assentadas onde as camadas do subsolo, abaixo da estrutura, so capazes de suportar as cargas. Com o auxlio da sondagem, obtemos o SPT na profundidade adotada e calculamos a tenso admissvel do solo que se obtm dividindo o SPT por cinco. Dividindo a carga P pela tenso admissvel do solo, encontramos a rea necessria da sapata . Arbitrando um dos lados e com o valor da rea encontramos as dimenses procuradas:

P S nec ! Ws

,

SPT Ws $ 5

Fundaes: Classificao quanto a hiptese declculo do dimensionamento. Quanto a hiptese de clculo as fundaes podem ser rgidas ou flexveis: No dimensionamento das fundaes rgidas no se considera a deformao da superfcie de transmisso de cargas sob efeito do carregamento, por este motivo, o material empregado deve apenas resistir a compresso, sua altura h deve ter tal dimenso que evite o colapso da fundao quando deformada sob o efeito do esforo de trao. trao. A altura h calculada pela seguinte frmula: frmula: No dimensionamento das fundaes flexveis deve ser levado em considerao a deformao da superfcie de transmisso de cargas sob efeito do carregamento, por este motivo, o material empregado deve resistir a compresso e a trao, o emprego da armadura de ao em conjunto com o concreto, permite que a altura h seja reduzida em aproximadamente 60% em relao as 60% fundaes rgidas. rgidas. A altura h calculada pela seguinte frmula:

h = 0,5 (A-b) (AOnde: Onde: 1) para fundaes isoladas A maior dimenso da fundao b menor dimenso do pilar 2) para fundaes corridas A considerar igual a 1,00 m b espessura da parede

h = d + 5 cmOnde: 5 cm o recobrimento da armadura d a altura do concreto medida da armadura at a face da seo de concreto, sendo calculado em funo do momento, da resistncia a compresso do concreto, a resistncia a trao do ao e o domnio de clculo atravs da seguinte frmula: frmula:

d = k6 x(M/bw)

Fundaes: classificao quanto a forma dedistribuio das cargas no solo:Quanto a forma de distribuio das cargas no solo as fundaes podem ser: Diretas quando as cargas provenientes da edificao so transferida atravs da superfcie de de contato com o solo, portanto, so concebidas em forma de placa, ou seja, possuem duas dimenses grandes que formam a superfcie de contato (A e B) e uma diminuta que determina a altura (h). (h). Indiretas quando as cargas provenientes da edificao so transferidas atravs da superfcie lateral da fundao que se atrita com o solo, portanto, so concebidas em forma de poste, ou seja, possuem duas dimenses pequenas que formam a superfcie de penetrao (devidamente apontada) e uma grande que determina o comprimento. comprimento.

Fundaes: Dimensionamento das fundaesdiretas Suponhamos que um pilar medindo 20 x 30 cm, transmite para uma fundao direta isolada a carga de 45.000 Kg. Analisando a sondagem do terreno o engenheiro projetista detectou que a 45. Kg. resistncia a compresso crescente e que a uma profundidade de 60 cm encontra-se areia encontramdia compacta com SPT igual a 10 golpes. Pretendendo assentar fundao nesta golpes. profundidade o projetista calcula a resistncia do solo a compresso: compresso:s=

SPT/05 = 10/05 = 2,0 Kg/cm SPT/05 10/

Calculando a rea necessria: necessria:

S = P/ s = 45.000 kg/2,0 Kg/cm 45. kg/2 S = 22.500 cm 22.Fazendo um dos lados da superfcie de contato igual a 160 cm, temos: temos:

L = 22.500 cm/160 cm = 140 cm 22. cm/160Assim: Assim: A = 160 cm e B = 140 cm Se o projetista optar por uma fundao direta em bloco de concreto armado, a altura h ser calculada da seguinte forma: forma:

h = 0,5 (A-b) = 0,5 (160-20) = 0,5 x 140 = 70 cm (A160-20)

FundaesComo referncia temos (Tenso admissvel do solo) como sendo: sendo:

Boa = 4,0 kg/cm Regular = 2,0 kg/cm Fraca = 0,5 kg/cm

A Distribuio das presses, no terreno, funo do tipo de solo e da considerao da sapata ser rgida ou flexvel, podendo ser bitriangular, retangular ou triangular. triangular. Uma sapata ser considerada flexvel quando possuir altura relativamente pequena e , sob atuao do carregamento, apresentar deformao de flexo. flexo.

Fundaes:

Sondagem do Solo

sempre aconselhvel a execuo de sondagens, no sentido de reconhecer o subsolo e escolher a fundao adequada, obtendo assim, o barateamento das fundaes. fundaes. As sondagens representam, em mdia, apenas 0,05 0,005% do custo 005% total da obra. obra. Os requisitos tcnicos a serem preenchidos pela sondagem do subsolo so os seguintes: seguintes: y Determinao dos tipos de solo que ocorrem, no subsolo, at a profundidade de interesse do projeto; projeto; y Determinao da condio de compacidade (areias) ou consistncia (argilas) que ocorre nos diversos tipos de solo; solo; y Determinao da espessura das camadas constituintes do subsolo e avaliao da orientao dos planos (superfcies) que as separam; separam; y Informao sobre a ocorrncia de gua no subsolo. subsolo.

Fundaes: A sondagem realizada contando o nmero de golpes necessrios cravao de parte de um amostrador no solo provocada pela queda livre de um martelo de massa e altura de queda padronizadas. A padronizadas. resistncia penetrao dinmica no solo medida denominada S.P.T. - Standart Penetration Test. Test.

Sondagem do Solo

Fundaes: A execuo de uma sondagem um processo repetitivo, que consiste em abertura do furo, ensaio de penetrao e amostragem a cada metro de solo sondado. sondado. Desta forma, em cada metro, faz-se fazinicialmente a abertura do furo com um comprimento de 55cm, o restante dos 55cm, 45cm destina45cm destina-se realizao do ensaio de penetrao.

Sondagem do Solo

55cm - Abertura 100cm 45cm - Ensaio

55cm - Abertura 100cm 45cm - Ensaio

As fases de ensaio e de amostragem so realizadas simultaneamente, utilizando um trip, um martelo de 65kg, uma haste e o amostrador. 65kg, amostrador. O amostrador cravado 45cm no solo, sendo anotado o nmero de golpes necessrios 45cm penetrao de cada 15 cm. cm. O ndice de Resistncia Penetrao determinado atravs do nmero de golpes do peso padro, caindo de uma altura de 75cm, considerando-se o nmero necessrio penetrao dos 75cm, considerandoltimos 30 cm do amostrador. Conhecido como S.P.T. amostrador.

Fundaes:A tabela ao lado apresenta correlaes empricas, que permite empricas, uma estimativa da compacidade das areias e da consistncia das argilas, a partir da resistncia penetrao medida nas sondagens. sondagens. Os pontos de sondagem devem ser criteriosamente distribudos na rea em estudo, e devem ter profundidade que inclua todas as camadas do subsolo que possam influir, significativamente, no comportamento da fundao. fundao. No caso de fundaes para edifcios, o nmero mnimo de pontos de sondagens a realizar funo da rea a ser construda. construda.

Sondagem do Solo

COMPACIDADES E CONSISTNCIAS SEGUNDO A RESISTNCIA PENETRAO - S.P.T. SOLO Compacidade de areias e siltes arenosos DENOMINAO Fofa Pouco Compacta Med. Compacta Compacta Muito Compacta Consistncia de argilas e siltes argilosos Muito Mole Mole Mdia Rija Dura No DE GOLPES e4 5-8 9 - 18 19 - 41 " 41 2 2-5 6 - 10 11 - 19 " 19

Fundaes:

Sondagem do Solo

A NBR 8036/83 estabelece o nmero mnimo de pontos em funo da rea construda que 8036/ pode ser observado na tabela abaixo: abaixo:REA CONSTRUDA de 200m at 1,200m de 1,200m at 2,400m acima de 2,400m N DE SONDAGENS 1 sondagem para cada 200m 1 sondagem para cada 400m que exceder a 1,200m Ser fixada a critrio, dependendo do plano de construo.

Podemos ainda, avaliar o mnimo de furos para qualquer circunstncia em funo da rea do terreno para lotes urbanos: urbanos: y 2 furos para terreno at 200m 200m y 3 furos para terreno entre 200 a 400m, ou 400m, y No mnimo, trs furos para determinao da disposio e espessura das camadas. camadas. Os furos de sondagens devero ser distribudos em planta, de maneira a cobrir toda a rea em estudo. estudo. A apresentamos no slide seguinte alguns exemplos de locao de sondagens em terrenos urbanos. urbanos.

Fundaes:

Sondagem do Solo

Em relao a profundidade das sondagens, existem alguns mtodos para determindeterminla: a) pelo critrio do bulbo de presso e b) la: pelas recomendaes da norma brasileira. brasileira. A distncia entre os furos de sondagem deve ser de 15 a 25m, evitando que fiquem 25m, numa mesma reta e de preferncia, prximos aos limites da rea em estudo. estudo. Mas, um tcnico experimentado pode fixar a profundidade a ser atingida, durante a execuo da sondagem, pelo exame das amostras recuperadas e pelo nmero de golpes. golpes. Em geral, quatro ndices elevados de resistncia penetrao, em material de boa qualidade, permitem a interrupo do furo. furo. Nos terrenos argilosos, a sondagem dever ultrapassar todas as camadas. camadas. Nos terrenos arenosos, as sondagens raramente necessitam ultrapassar os 15 a 20m 20m.

30

25

7

10-12

30

20

40

20

Obs.: Obs.: profundidade mnima 8,0m. Essa profundidade pode ser corrigida, medida que os primeiros resultados forem conhecidos. Poder ocorrer obstruo nos furos de conhecidos. sondagens pela ocorrncia de mataces (rochas dispersas no subsolo) confundindo com um embasamento rochoso. Neste caso a verificao rochoso. realizada executando-se uma nova sondagem a 3,0m, em executandoplanta, da anterior. Se for confirmada a ocorrncia de anterior. obstruo na mesma profundidade, a sondagem dever ser novamente deslocada 3,0m numa direo ortogonal ao primeiro deslocamento. Caso necessrio, a sondagem deslocamento. na rocha realizada com equipamento de sondagem rotativo. rotativo

Fundaes:

Sondagem do Solo

Os dados obtidos em uma investigao do subsolo, so normalmente apresentados na forma de um perfil para cada furo de sondagem. sondagem. A posio das sondagens amarrada topograficamente e apresentada numa planta de locao bem como o nvel da boca do furo que amarrado a uma referncia de nvel RN bem definido. definido. No perfil do subsolo as resistncias penetrao so indicadas por nmeros esquerda da vertical da sondagem, nas respectivas cotas. A posio do nvel cotas. d'gua - NA - tambm indicada, bem como a data inicial e final de sua medio .

G IA E IS E T U X T NE

CASA EXISTENT E EM CONSTRUO 2.20 25.00

1 0 .4

2.00

5 0 .6

S2(99,95)7 0 .0

R A... U

CL A A AD

21 .425 0 .6 21.00

S1(100,13)2.00 1 0 .44 2.4

RN=100,00

CASA EXISTENTE

Fundaes:do solo

critrio de escolha do horizonte

A resistncia (sustentao) de um solo destinado a suportar uma construo definida pela carga unitria (expressa em kgf/ cm2 ou Mpa), sob a qual, praticamente, o a fundao se estabiliza. Os solos apresentam estabiliza. resistncias por limite de carga que podem suportar, sem comprometer a estabilidade de construo. construo. O grau de resistncia indica qual tipo de fundao mais adequada, como o exemplo mostrado no esquema na prxima figura. figura.a) Se os solos A=B=C tm caractersticas iguais de resistncia, possvel implantar a fundao em A; b) Se s A resistente, deve-se apoiar devefundaes de estruturas leves, cuja carga limite deve ser determinada por anlise de recalque; recalque; c) Se A solo fraco e B resistente, a fundao do tipo profunda, atendendo-se para a carga atendendolimite em funo da resistncia de C; d) Se A=B so solos fracos e C resistente, o apoio da fundao dever ser em C.

Fundao:

Escolha do tipo

ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAO Com os resultados das sondagens, a grandeza e natureza das cargas estruturais e conhecendo as condies de estabilidade, fundaes, etc... das construes etc... vizinhas, pode o engenheiro proceder a escolha do tipo de fundao mais adequada, tcnica e economicamente. economicamente. O estudo conduzido inicialmente, pela verificao da possibilidade do emprego de fundaes diretas. diretas. Mesmo sendo vivel a adoo das fundaes diretas aconselhvel comparar o seu custo com o de uma fundao indireta. indireta. E finalmente, verificando a impossibilidade da execuo das fundaes diretas, estudaestuda-se o tipo de fundao profunda mais adequada. adequada. Quando a camada ideal for encontrada profundidade de 5,0 6,0m, podemos adotar brocas, se as cargas forem na ordem de 4 a 5 toneladas Em terrenos firmes a mais de 6,0m, devemos utilizar estacas ou tubules. tubules.

Fundaes:

Blocos e Alicerces

Blocos e Alicerces Este tipo de fundao utilizado quando h atuao de pequenas cargas, como por exemplo um prdio at 04 pavimentos. Os blocos so elementos estruturais de grande rigidez, so reforados por pavimentos. cintamentos em concreto armado (blocos corridos) ou por vigas baldrames (blocos isolados), que tem por objetivo solidarizar a fundao reduzindo os efeitos causados pelos recalques diferenciais. Suportam diferenciais. predominantemente esforos de compresso simples, provenientes das cargas dos pilares. Os eventuais pilares. esforos de trao so absorvidos pelo prprio material do bloco. Podem ser de concreto ciclpico (no bloco. armado), alvenarias de tijolos comuns ou mesmo de pedra de mo (argamassada ou no). Geralmente, no). usausa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo est entre 0,5 e 1,0 m de profundidade. profundidade. Os alicerces, tambm denominados de blocos corridos, so utilizados na construo de pequenas edificaes, principalmente as residenciais e suportam diretamente as cargas provenientes das paredes resistentes, podendo ser de concreto ciclpico, alvenaria de tijolo macio ou alvenaria de pedra. pedra.

Na Figura ao lado apresentamapresentamse trs tipos de blocos corridos (alicerces), sem a presena do cintamento em concreto armado. armado.

Fundaes:

Blocos e Alicerces

O processo de execuo de um alicerce consiste em: em: 1. promover a abertura da vala; vala; 2. aumentar a compactao da camada do solo resistente, apiloando o fundo; fundo; 3. Aplicao do lastro de concreto magro (90 kgf/cm) de 5 a 10 cm de espessura; espessura; 4. execuo do embasamento, que pode ser de concreto ciclpico, alvenaria de bloco ou de pedra; pedra; 5. construir uma cinta de amarrao, com a finalidade de absorver esforos no previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforos horizontais; horizontais; 6. fazer a impermeabilizao para evitar a percolao capilar, utilizando uma argamassa impermevel (com aditivo) ou ainda, uma chapa de cobre, de alumnio ou ardsia. ardsia.

DeveDeve-se, ainda, observar com cuidado: cuidado: se h ocorrncia de formigueiros e razes de rvore no momento da escavao da vala; vala; compatibilizao da carga da parede x largura do alicerce, observando as frmulas estabelecidas para o clculo. clculo.

Na figura ao lado, Blocos corrido em alvenaria de tijolo macio (alicerce) com a presena de cintamento de concreto armado (ver detalhe da colocao da armadura). armadura).

Fundaes:Abertura de vala Profundidade nunca inferiores a 40cm. 40cm. Largura das valas: valas: - parede de 1 tijolo = 45cm 45cm - parede de 1/2 tijolo = 40cm 40cm Em terrenos inclinados, o fundo da vala formado por degraus (Figura ao lado), sempre em nvel, mantendo-se o valor "h" mantendoem no mnimo 40 cm e h1, no mximo 50cm; 50cm; Apiloamento Se faz manualmente com soquete (mao) de 10 20kg, com o 20kg, objetivo unicamente de conseguir a uniformizao do fundo da vala e no aumentar a resistncia do solo. solo.

Blocos e Alicerces

Fundaes:

Blocos e Alicerces

As fundaes em alicerce (bloco corrido) so utilizadas para transmitir diretamente as cargas das paredes para o solo (estrutura mural) para o terreno firme logo abaixo, assim sendo, onde houver parede, deve haver fundao. A figura ao lado fundao. representa uma fundao em bloco corrido, sobre a qual deve ser executada uma cinta de concreto armado e posteriormente a alvenaria de bloco. bloco. Exemplos de alicerces

Fundaes:

Blocos e Alicerces

Foto de bloco em alvenaria de pedra corrida com cintamento inferior.

Fundaes:

Sapatas em concreto armado

Ao contrrio dos blocos, as sapatas no trabalham apenas compresso simples, mas tambm flexo, devendo neste caso serem executadas incluindo material resistente trao. trao. As sapatas transmitem para o solo, atravs de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de paredes. paredes. As sapatas de concreto armado, podem ter formato piramidal ou cnico, possuindo pequena altura em relao a sua base, que pode ter forma quadrada ou retangular (formatos mais comuns). comuns). Podem ser isoladas quando so posicionada para transmitir ao solo as cargas das edificaes concentradas nos pilares (fig. Abaixo a esquerda), neste caso, devem ser (fig. interligadas por vigas baldrames ou, corridas (figura abaixo a direita) quando transmitem para o solo as cargas da edificao transmitidas pelas paredes. paredes.

Fundaes:

Sapatas isoladas em concreto

As sapatas isoladas podem ter os formatos da figura ao lado: lado: Para construo de uma sapata isolada, devem ser executadas as seguintes etapas: etapas:1. Escavao, compactao do solo, colocao da frma para o rodap, com folga de 5 cm e execuo do concreto magro; magro; 2. Posicionamento das frmas, de acordo com a marcao executada no gabarito de locao; locao; 3. Limpeza da da superfcie de apoio; apoio; 4. Colocao da armadura; armadura; 5. Posicionamento do arranque do pilar em relao caixa com as armaes; armaes; 6. Colocao das guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfcies do concreto se a fundao for tronco piramidal; piramidal; 7. concretagem: a base poder ser vibrada concretagem: normalmente, porm para o concreto inclinado dever ser feita uma compactao manual, isto , sem o uso do vibrador

Fundaes:

Sapatas isoladas em concreto

Na figura superior da esquerda, vemos o corte esquemtico de uma sapata, na superior a direita vemos a forma da sapata j posicionada sobre o concreto magro, na figura na inferior a direita a armadura de trao da sapata j se encontra posicionada, faltando a colocao do arranque do pilar, na inferior a direita a armadura do arranque j est posicionada. posicionada.

Fundaes:

Sapatas isoladas em concreto

Nas figuras acima verifica-se a concluso da verificaconcretagem da sapata e de seu tronco piramidal, no se topo visvel a armadura de arranque do pilar. pilar. Na figura inferior a sapata j se encontra desformada se pode observar a aplicao do gastalho que fixa a forma do arranque do pilar, verifica-se tambm o recorte na forma verificado arranque do pilar para o encaixe da forma das vigas baldrames. baldrames.

Fundaes:

sapatas isoladas em concreto

Seqncia de montagem das vigas baldrames: montagem das formas; formas; Colocao das armaduras; e, armaduras; Concretagem. Concretagem.

As vigas baldrames so responsveis pela solidarizao da fundao por sapatas isoladas e tambm pelo suporte das paredes do pavimento imediatamente acima. acima.

Fundaes:

sapatas isoladas em concreto

Seqncia de produo de uma sapata isolada

Fundaes:

sapatas corridas em concreto

As sapatas corridas em concreto armado so utilizadas na confeco de estruturas com paredes estruturais autoportante. Ou seja, neste tipo de edificao, as paredes suportam as cargas das lajes e dos elementos sobre elas situados e transmitem estas cargas para o solo por intermdio das fundaes corridas. Portanto, no esquea, onde houver parede, haver logo abaixo uma fundao corrida.

Sapata excntrica

Sapata centrada

Fundaes:

Sapatas especiais

Um projeto econmico deve ser feito com o maior nmero possvel de sapatas isoladas. isoladas. No caso de sapatas de pilares de divisa ou prximos a obstculos onde no seja possvel fazer com que o centro de gravidade da sapata coincida com o centro de carga do pilar, cria-se criauma viga alavanca ligada entre duas sapatas (Figura da esquerda), de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posio do outro pilar. pilar. No caso em que a proximidade entre dois ou mais pilares seja tal que as sapatas isoladas se superponham, deve-se executar uma sapata deveassociada. associada. A viga que une os dois pilares denominadenomina-se viga de rigidez (Figura da direita), e tem a funo de permitir que a sapata trabalhe com tenso constante. constante.

Fundaes:

Radier

Quando todas as paredes ou todos os pilares de uma edificao transmitem as cargas ao solo atravs de uma nica sapata, tem-se o que se denomina uma fundao em radier. temradier. Os radiers so elementos contnuos que podem ser executados em concreto armado, protendido ou em concreto reforado com fibras de ao. ao. A utilizao de sapatas corridas adequada economicamente enquanto sua rea em relao da edificao no ultrapasse 50%. Caso contrrio, mais vantajoso reunir todas as sapatas num s 50% elemento de fundao denominado radier (Figura abaixo). Este executado em concreto armado, abaixo). uma vez que, alm de esforos de compresso, devem resistir a momentos provenientes dos pilares diferencialmente carregados, e ocasionalmente a presses do lenol fretico (necessidade de armadura negativa). O fato do radier ser uma pea inteiria pode lhe conferir uma alta rigidez, o que negativa). muitas vezes evita grandes recalques diferenciais. Uma outra vantagem que a sua execuo cria diferenciais. uma plataforma de trabalho para os servios posteriores; porm, em contrapartida, impe a execuo posteriores; precoce de todos os servios enterrados na rea do radier (instalaes sanitrias, etc.). etc.

Fundaes:

Radier

Podem ser executados dois tipos de sistemas com radier: sistema constitudo por laje de concreto (flexvel) e sistema de laje e vigas de concreto (sistema rgido).

Fundaes:

Radier

Detalhe de posicionamento dos cabos de proteno.