UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP

ENGENHARIA CIVIL

Disciplina: Engenharia Civil Integrada

Professor: Rodrigo Andolfato

Tema: Fundaes

CRISTIANO CORTE -A50JGB-3

GUILHERME HENRIQUE RIBEIRO - A3709A-8

MRCIO DANTAS A64BDB-7 MUNIQUE MEDINA A369IF-7

RICARDO TOLEDO A41CAI-3

ARAATUBA SP

2014

SUMRIO

1. INTRODUO-------------------------------------------------------------------------03

2. ELEMENTOS NECESSRIOS AO PROJETO--------------------------------05

3. TIPOS DE FUNDAO--------------------------------------------------------------06

4. FUNDAES SUPERFICIAIS-----------------------------------------------------07

5. FUNDAES PROFUNDAS-------------------------------------------------------08

6. FUNDAES ANTI-SSMICAS---------------------------------------------------11

7. UTILIZAO DE RADIERS COMO FUNDAES DE EDIFCIOS-----14

8. REFERNCIAS------------------------------------------------------------------------17

1. INTRODUO

Fundaes so os elementos estruturais cujo objetivo transmitir as cargas da estrutura ao terreno onde ela se apoia. Sua funo suportar as cargas que atuam sobre ela e distribu-las de maneira satisfatria, com segurana e economia sobre as superfcies de contato com o solo. Sendo assim, a fundao uma parte essencial de qualquer estrutura. Seu tipo e detalhes de sua construo podem ser decididos somente com o conhecimento e aplicao de princpios da mecnica dos solos e da anlise estrutural.

Para a execuo de um Projeto de fundao necessrio que o projetista estrutural repasse ao projetista de fundao as cargas que sero transmitidas aos elementos de fundao.

Os solos devem ter resistncia e rigidez adequada para no sofrer ruptura, no apresentar deformaes exageradas e ou diferenciais.

O fluxograma abaixo, mostra as etapas que devem ser feitas no Projeto de Fundaes.

2. ELEMENTOS NECESSRIOS AO PROJETO

Os elementos necessrios para o desenvolvimento de um projeto de fundaes so:

Topografia da rea:

Levantamento topogrfico (planialtimtrico) Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam atingir o

terreno)

Dados geolgico-geomtrico

Investigao do subsolo (s vezes em duas etapas: preliminar e complementar)

Outros dados geolgicos e geomtricos (mapas, fotos areas e de satlite, levantamentos aerofotogramtricos, artigos sobre experincias anteriores na rea, etc.)

Dados sobre construes vizinhas

Nmero de pavimentos, carga mdia por pavimento; Tipo de estruturas e fundaes; Desempenho das fundaes; Existncias de subsolo; Possveis consequncias de escavaes e vibraes provocadas pela

nova obra;

Dados da estruturas a construir

Tipo e uso que ter a nova obra; Sistemas estrutural (hiperestaticidade, flexibilidade etc.) Sistema construtivo (convencional, flexibilidade etc.) Cargas (aes nas fundaes)

3. TIPOS DE FUNDAES

As fundaes so convencionalmente separadas em dois grandes grupos:

Fundaes superficiais (diretas e rasas); Fundaes profundas (diretas ou indiretas)

As fundaes se classificam em diretas e indiretas, de acordo com a forma de transferncia de cargas da estrutura para o solo onde ela se apoia. Fundaes diretas so aquelas que transferem as cargas para camadas de solos capazes de suport-las, sem deformar-se exageradamente. Esta transmisso feita atravs da base do elemento estrutural da fundao, considerando apenas o apoio da pea sobre a camada do solo, sendo desprezada qualquer outra forma de transferncia das cargas. As fundaes diretas podem ser subdivididas em rasas e profundas.

A fundao rasa se caracteriza quando a camada de suporte est prxima a superfcie do solo (profundidade at 2,0 m), ou quando a cota de apoio inferior largura do elemento da fundao. A fundao considerada profunda se suas dimenses ultrapassam todos os limites acima mencionados.

Fundaes indiretas so aquelas que transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento do solo e por efeito de ponta. Estas, so sempre profundas, tem funo da forma de transmisso de carga para o solo (atrito lateral) que exige grandes dimenses dos elementos de fundao.

4. FUNDAES SUPERFICIAIS

De acordo com a NBR 6122/2010 a fundao superficial pode ser definida como elemento de fundao em que a carga transmitida ao terreno pelas tenses distribudas sob a base da fundao, e a profundidade de assentamento em relao ao terreno adjacente da fundao inferior a duas vezes a menor dimenso da fundao.So elas:

Blocos e Alicerces

Este tipo de fundao utilizado quando h atuao de pequenas cargas como por exemplo, um sobrado. Os blocos so elementos estruturais de grande rigidez, ligados por vigas denominados baldrames. Suportam predominantemente esforos de compresso simples provenientes das cargas dos pilares. Geralmente usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo est entre 0.5 e 1.0 m de profundidade.

Sapatas

Ao contrrio dos blocos, as sapatas no trabalham compresso simples, mas tambm a flexo, devendo, neste caso, serem executadas incluindo material resistente a trao.

Sapatas Isoladas- so aquelas que transmitem para o solo, atravs de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas.

Sapatas corridas- so elementos contnuos que acompanham a linha das paredes, as quais lhes transmitem a carga por metro linear.

Sapatas associadas- um projeto econmico deve ser feito com o maior nmero possvel de sapatas isoladas. No caso em que a proximidade entre dois ou mais pilares seja tal que as sapatas isoladas se superponham, deve-se executar uma sapata associada.

Sapata alavancadas- 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 do pilar, cria-se uma viga alavancada ligada entre duas sapatas, de modo que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posio do outro pilar.

Radiers

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 elemento de fundao denominado radier. Este executado em concreto armado uma vez que, alm de esforos de compresso, devem resistir a momentos provenientes dos pilares diferencialmente carregados, e ocasionalmente as presses do lenol fretico. O fato do radier ser uma pea inteiria pode lhe conferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes recalques diferenciais. Uma outra vantagem que a sua execuo cria uma plataforma de trabalho para os servios posteriores, porm em contrapartida, impe a execuo precoce de todos os servios enterrados na rea do radier (instalaes sanitrias, etc).

5. FUNDAES PROFUNDAS

As fundaes profundas so aquelas em que o elemento estrutural de fundaes transmite as cargas, s camadas de solos resistentes mais profundos, pela base, por sua superfcie lateral ou por uma combinao das duas, e est embutido em profundidade superior ao dobro de sua menor dimenso em planta e no mnimo 3m.So elas:

Tubules

Tubules so elementos estruturais da fundao que transmitem a carga ao solo resistente por compresso, atravs da escavao de um fuste cilndrico e uma base alargada tronco-cnica a uma profundidade igual ou maior do que trs vezes o seu dimetro. Podem ser classificados em:

Tubules a cu aberto: Consiste em um poo aberto manualmente ou mecanicamente em solos coesivos, de modo que no haja desmoronamento durante a escavao, e acima do nvel dgua. Quando h tendncia de desmoronamento, reveste-se o furo com alvenaria de tijolo, tubo de concreto ou tubo de ao. O fuste escavado at a cota desejada, a base alargada e posteriormente enche-se de concreto.

Tubules com ar comprimido: Este tipo de fundao utilizado quando existe gua. Exige-se grandes profundidades e existe o perigo de desmoronamento das paredes. Neste caso, a injeo de ar comprimido nos tubules impede a entrada de gua, pois a presso interna maior que a presso da gua, sendo a presso empregada no mximo de 3 atm, limitando em 30m abaixo do nvel dgua.

Estacas

Estacas de madeiraso troncos de rvores cravados com bate-estacas de pequenas dimenses e martelos leves. Antes da difuso da utilizao do concreto, elas eram empregadas quando a camada de apoio s fundaes se encontrava em profundidades grandes. Para sua utilizao, necessrio que fiquem totalmente abaixo dgua. Utilizam-se estacas de madeira para execuo de obras provisrias, principalmente em pontes e obras martimas. Os tipos mais usados so eucalipto, aroeira, ip e guarant.

Estacas metlicas As estacas metlicas podem ser perfis laminados, perfis soldados, trilhos soldados ou estacas tubulares. Podem ser cravadas em quase todos os tipos de terreno: possuem facilidade de corte e emenda; podem atingir grande capacidade de carga; trabalham bem flexo e se utilizadas em servios provisrios, podem ser reaproveitadas vrias vezes. Seu emprego necessita com cuidados sobre a corroso do material metlico. Sua maior desvantagem o custo maior em relao as estacas pr-moldas de concreto, Strauss e Franki.

Estacas Pr-Moldadas de Concreto podem ser de concreto armado ou protendido e, como decorrncia do problema de transporte e equipamento, tm limitaes de equipamentos, sendo fabricadas em segmentos, o que leva em geral necessidade de grandes estoque e requerem armaduras especiais para iamento e transporte. Costumam ser fabricadas em firmas especializadas, com suas responsabilidades bem definidas, ou no prprio canteiro, sempre num processo sob controle rigoroso.

Estacas Mega - constituda de elementos justapostos (de concreto armado, protendido ou de ao ) ligados uns aos outros por emenda especial e cravados sucessivamente por meios de macacos hidrulicos. Estes buscaro reao ou sobre a estrutura existente ou na estrutura que esteja sendo construda ou em cargueiras especialmente construdas para tanto (cravao esttica). A solidarizao da estaca com a estrutura feita sob tenso: executa-se um bloco sobre a extremidade da estaca: com o macaco hidrulico comprime-se a estaca calando a estaca sob a estrutura; retira-se o macaco e concreta-se o conjunto. Costumam ser utilizadas para reforos de fundaes, mas s vezes tambm so empregada como soluo direta, permitindo em alguns casos at a execuo da estrutura antes da fundao.

Brocas

So estacas executadas in loco sem molde, por perfurao no terreno com o auxilio de um trado, sendo o furo posteriormente preenchido com concreto apiloado.

Estacas Strauss

uma fundao em concreto (simples ou armado), moldada in loco, executada com revestimento metlico recupervel. Para sua execuo, so empregados os seguintes equipamentos: trip de madeira ou ao, guincho acoplado a motor, sonda de percusso, soquete, tubos de ao, guincho manual, roldanas, cabos e ferramentas.

Estaca Raiz

uma estaca de pequeno dimetro concretada in loco, cuja perfurao realizada por rotao ou rotopercusso, em direo vertical ou inclinada. Essa perfurao se processa com um tubo de revestimento e o material escavado eliminado continuamente por uma corrente fluida (gua, lama bentontica ou ar) que introduzida atravs do tubo reflui pelo espao entre o tubo e o terreno.

Estaca Franki

Apresentam grande capacidade de carga e podem ser executadas a grandes profundidades, no sendo limitadas pelo nvel do lenol fretico. Seus maiores inconvenientes dizem respeito vibrao do solo durante a execuo, rea necessria ao bate-estacas e possibilidade de alteraes do concreto do fuste, por deficincia do controle. Sua execuo sempre feita por firma especializada.

Estaca hlice contnua monitorada

Estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introduo, por rotao de um trado helicoidal contnuo no terreno e injeo de concreto pela prpria haste central do trado simultaneamente com a sua retirada, sendo que a armadura introduzida aps a concretagem da estaca.

Estaca hlice de deslocamento monitorada

Estaca de concreto moldada in loco que consiste na introduo e um trado apropriado no terreno, por rotao, sem que haja retirada de material, o que ocasiona um deslocamento do solo junto ao fuste e a ponta. A injeo do concreto feita pelo interior do tubo central.

6. FUNDAES EXTREMAS (ANTI-SSMICAS)

Fundaes extremas so muito utilizadas em pases localizados em regies altamente ssmicas, onde ocorrem terremotos, maremotos, vulces ou serem rotas de tufes.

Vrios pases possuem essas caractersticas citadas acima, e um grande exemplo que pode ser citado o Japo, pas com o melhor sistema de preveno de desastres decorrentes de eventos naturais.

A tecnologia construtiva anti-terremotos no Japo extremamente avanada e, portanto, o nmero de mortes sempre menor do que se o desastre ocorresseem outro local.

As altas tecnologias de Engenharia Civil, desenvolvidas h anos pelos japoneses para minimizar os prejuzos e mortes causados pelos desastres naturais, so motivos pelos quais muitos prdios continuam de p no Japo.

Ao construir um novo prdio, a preocupao comea na fundao, parte do edifcio que fica em contato com o solo. Os prdios ganham alicerces com suspenso para absorver o impacto gerado pelo terremoto. Nos prdios altos so instalados amortecedores eletrnicos, que podem ser controlados a distncia. Em prdios mais simples so usados amortecedores de molas que funcionam de um jeito parecido suspenso de veculos. Esses amortecedores absorvem grande parte do impacto provocado pelos tremores. Assim a probabilidade do edifcio sofrer rachaduras ou abalos estruturais diminui.

Os Engenheiros tambm colocam um material especial para amortecer as junes entre as colunas, a laje e as estruturas de ao que compe cada andar. Esse material ajuda a dissipar a energia quando a estrutura se movimenta em direes opostas, assim o prdio no esmaga os andares intermedirios. Todos os andares possuem, alm de paredes de concreto, uma estrutura de ao interna, que ajuda a suportar o peso do prdio.

Uma das partes mais importantes dos prdios com tecnologias mais modernas contra terremotos o sistema de contrapeso inercial: instalada na parte mais alta, uma bola pesada o bastante para movimentar o prdio no sentido contrrio s vibraes do solo atenua o movimento e permite que o prdio se mantenha 40% mais estvel durante um terremoto.

Os vidros das janelas, uma das partes mais sensveis da construo, so envolvidos por borracha, para que no fiquem em contato direto com a esquadria de ao. Com isso, enquanto o prdio se movimenta, o vidro tambm se movimenta, porm de maneira controlada.

Este conjunto de tecnologias permite que os prdios mais modernos do mundo passem por terremotos sem comprometer a estrutura fsica da construo. Contudo, como cada prdio pode ser construdo para suportar uma intensidade mxima de terremoto, alguns edifcios podem desabar aps enfrentar uma srie de abalos ssmicos em um curto espao de tempo.

Controle distncia Novos estudos mostram que em breve empresas podero ajustar os

sistemas de conteno das construes pelo computador no momento em que o terremoto comear. Todas essas tecnologias sero controladas em conjunto a partir de informaes de sensores.

Ao instalar sensores em todos os elementos que compe uma edificao, um engenheiro receber informaes em tempo real sobre o incio, intensidade e variaes do terremoto. Depois de analisar as melhores tcnicas, ele acionar via internet os dispositivos que controlam cada estrutura flexvel do prdio. Ser possvel, por exemplo, aumentar a velocidade do pndulo para compensar movimentos bruscos causados pelo terremoto.

Nova tecnologia

Recentemente, no ano de 2013, uma equipe de pesquisadores da Universidade inglesa de Liverpool em parceira com o Centro Nacional de Estudos Ssmicos da Frana revelaram um novo modelo de combate aos sismos: redirecionar as ondas ssmicas com um todo.

uma estratgia totalmente nova, em relao as tcnicas utilizadas atualmente, que trabalham para anular o terremoto. A proposta da pesquisa impedir que ele chegue ao edifcio.

O dispositivo em estudo consiste em uma srie de anis concntricos de concreto e plstico que circundam toda a fundao. Os materiais so organizados do mais rgido na parte externa ao mais flexvel na parte interna. Isso porque estudos mostraram que as ondas ssmicas trafegam mais facilmente em meios mais rgidos, sendo assim ao se aproximar dos anis mais flexveis o sismo desviar de volta aos mais externos impulsionando pelo seu

momento, dando a volta no edifcio. Ao invs de absorver o tremor, esse escudo colocado a 2 metros das fundaes apenas o canaliza, como a gua dando a volta em uma pedra.

No entanto esse dispositivo funciona apenas para as ondas horizontais dos sismos. Essa ondas ocorrem na maioria das vezes em terremotos, e viajam do epicentro superfcie onde se propagam horizontalmente a uma profundidade mdia de 90cm. Simulaes computadorizadas revelaram que o sistema poderia proteger contra 70% das ondas dos terremotos mais destrutivos e que poderiam proteger qualquer estrutura. Ainda assim os estudos agora esto focados em combinar essa estratgia com os modos convencionais para garantir melhores resultados.

7. UTILIZAO DE RADIERS COMO FUNDAO DE EDIFCIOS

O Radier um tipo de fundao superficial ou direta que distribui toda a carga da edificao de maneira uniforme no terreno. uma laje contnua e macia de concreto que se apresenta como alternativa vantajosa, em muitos casos, s fundaes profundas. um sistema de fundao que rene num s elemento de transmisso de carga, um conjunto de pilares ou paredes. Este tipo de fundao normalmente mais utilizado na construo de casas trreas e sobrados, mas tambm pode ser utilizado em edifcios de grande altura.

Uma fundao em Radier se apresenta como uma soluo aplicvel maioria dos tipos de solo, pois como h distribuio uniforme de carga, o radier admite um solo com menor resistncia do que aquela necessria para fundao em estaca. Dependendo das caractersticas e da escala do projeto, os radiers podem ser executados em concreto armado, em concreto reforado com fibras ou em concreto protendido.

Quando a fundao rasa muito extensa, (para apoiar vrias casas, por exemplo), pode ser mais barato executar um radier protendido do que um radier armado. Em geral, no muito vivel fazer protenso se o radier for muito pequeno, com menos de 5m ou 6m. Radiers protendidos tm sido empregados em edificaes mais altas, s vezes com at 14 pavimentos ou

mais. Radiers de concreto armado, ou reforado com fibras, geralmente so utilizados para a construo de casas ou edifcios baixos, e com no mximo quatro ou cinco pavimentos.

No Brasil, at o momento no possui uma normativa especfica para radier. Essa restrio dificulta muito a utilizao desse sistema de fundao. De uma maneira geral, no Brasil, a maioria dos radiers so para casas de baixo custo, seja trrea ou sobrado, e na maioria das vezes existe um certo preconceito na utilizao desta tcnica. Em outros pases, durante a elaborao de um projeto de fundao, a primeira opo a se avaliar o radier, enquanto que no Brasil a ltima opo. Isso, independentemente do porte da construo.

Normalmente o que causa uma grande influncia no tipo de radier que ser utilizado o tipo de solo. Muitos casos de insucessos no Brasil com relao a radier foram cometidos por ignorar os tipos de solo e tentar implantar um mtodo de outro pas nas condies brasileiras. O correto saber adaptar essa transferncia de tecnologia que outros pases oferecem para as nossas caractersticas e condies.

Existem edifcios onde utilizado um sistema misto composto de um radier sobre estacas. Na cidade do Mxico, onde considerado um dos piores solos do mundo, existem muitas construes com radiers estaqueado, inclusive com estacas de pedras nas construes mais antigas. Como o solo muito ruim, e tem baixssima capacidade de suporte, faz-se uma laje de transferncia com estacas, assim a laje transfere a carga para as estacas. D para levar em considerao essa capacidade de suporte da laje no solo ou no. Inclusive pode ser considerado isso ao longo da vida til da estrutura. Porm depois de um tempo, o solo descolaria do radier e no estaria mais contribuindo, fazendo s funcionar as estacas.

Existem casos de edifcios altos onde as cargas nas fundaes so elevadas, e com isso o dimetro das estacas grande. Consequentemente, o tamanho dos blocos tambm. Assim avalia-se a rea total dos blocos pela rea de projeo do edifcio. Se esse valor for maior que 50%, no recomendado fazer blocos isolados e sim um radier estaqueado. Esse o caso do edifcio mais alto do mundo, o Burj Khalifa.

Os radiers executados em concreto protendido, so mais recomendados por questes de economia, uma vez que garante uma economia em torno de

30% em relao a um radier armado. Porm, por exigir uma mo de obra mais especializada e qualificada, normalmente as construtoras acabam por optar pelo radier armado, mesmo sabendo que esto gastando mais. Isso faz com que essa tcnica ainda no seja muito utilizada.

O uso de radier j uma inovao no Brasil, por substituir fundaes mais tradicionais. De uma maneira global, o uso da protenso no radier est possibilitando cada vez mais a utilizao racional do sistema, bem como a possibilidade de poder utilizar placas cada vez maiores sem juntas.

Concluso e vantagens do uso do radier protendido como elemento de fundao

Esse mtodo desempenha a funo de fundao, por se estender em toda projeo das edificaes, transmite de maneira segura as suas cargas ao solo, sem exigir dele grande resistncia, j que os valores das tenses a serem equilibradas pelo solo ficam bastante reduzidas devido a uniformizao das aes.

Outra vantagem do radier que sua construo cria uma plataforma de trabalho para servios posteriores, porem impe a execuo precoce de instalaes sanitrias e hidrulicas, exceto as que ficaro enterradas no restante da rea ao seu redor.

A laje desempenha as funes de piso pronto, com excelente qualidade de acabamento, estando praticamente pronta para receber o revestimento de piso. O construtor est dispensado de fazer escavaes, baldrame e cinta, alm do contra piso.

Alm disso, outro fator que deve ser levado em considerao a economia, que depois da qualidade e segurana, o ponto mais importante, pois o radier pode reduzir o custo em at 30%, em comparao aos outros sistemas de fundaes. Tem uma execuo muito pratica, sendo assim uma grande agilidade na execuo, reduzindo a mo de obra, o tempo e podendo assim satisfazer melhor as necessidades do cliente.

8. REFERNCIA BIBLIOGRFICA

Notas de Aula, Fundaes. PCC 435. So Paulo, EPUSP, s.d..

ALONSO, Urbano Rodriguez. Fundaes e infraestruturas- palestras. So Paulo, Estacas FrankiLtda, 1979.

AZEREDE, Hlio Alves de. O Edifcio At sua Cobertura. So Paulo. Ed. Edgar BlucherLtda. , 1977

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

http://engciviltech.blogspot.com.br/2012/03/o-japao-e-incrivel-engenharia-anti.html

http://ultimosegundo.ig.com.br/mundo/alta+tecnologia+faz+predios+resistentes+a+terremotos/n1238156416631.html

http://blog.suri-emu.co.jp/?p=13