UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO -...

UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO – USF

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

ENGENHARIA CIVIL

PAULO MARCOS DA SILVA JUNIOR

Alguns erros de execução em Fundações

Dezembro de 2006

PAULO MARCOS DA SILVA JUNIOR

Alguns erros de execução em Fundações

Monografia apresentada junto à Universidade São

Francisco – USF como parte dos requisitos para a

aprovação na disciplina Trabalho de Conclusão de

Curso.

Área de concentração: Fundações

Orientador: Prof. RIBAMAR DE JESUS GOMES

Itatiba SP, Brasil

Dezembro de 2006

ii

AGRADECIMENTOS

Ao concluir este trabalho, meus agradecimentos aos meus professores do decorrer do curso,

meus amigos pelo incentivo, e toda minha família e a todos que colaboraram para a

concretização do presente.

Em especial aos professores Ribamar e Julio, que me orientaram na execução deste trabalho.

iii

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... v

LISTA DE TABELAS ................................................................................................... vi

LISTA DE GRÁFICOS ................................................................................................ vi

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS............................................................ vii

RESUMO......................................................................................................................... viii

PALAVRAS-CHAVE..................................................................................................... viii

1 INTRODUÇÃO........................................................................................................... 1

1.1 Objetivo .................................................................................................................... 2

2 SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMENTO A PERCUSSÃO. O SPT .. 3

2.1 Execução de sondagem ............................................................................................ 3

2.2 Resistência a Penetração ......................................................................................... 5

2.3 Determinação do número de sondagem a executar .............................................. 5

2.4 Perfil de Sondagem .................................................................................................. 7

3 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO .................................................................. 8

4 TIPOS DE FUNDAÇÕES .......................................................................................... 9

4.1 Fundações diretas ou rasas ..................................................................................... 10

4.1.1 Sapata corrida em alvenaria ................................................................................ 11

4.1.2 Sapata Isolada ....................................................................................................... 12

4.1.3 Sapatas corridas ou sapatas associadas .............................................................. 12

4.1.4 Radier .................................................................................................................... 14

4.2 Fundações Indiretas ou Profundas ........................................................................ 14

4.2.1 Estacas ................................................................................................................... 14

4.2.2 Blocos de coroamento das estacas ....................................................................... 15

4.2.3 Brocas .................................................................................................................... 16

4.2.4 Estacas Escavadas ................................................................................................ 18

4.2.5 Estacas Strauss ...................................................................................................... 18

4.2.6 Estacas Franki ...................................................................................................... 19

4.2.7 Tubulões ................................................................................................................ 20

4.2.8 Estaca Tipo Hélice Continua ............................................................................... 22

4.2.9 Estaca Raiz ............................................................................................................ 23

5 RECALQUES EM FUNDAÇÕES ............................................................................ 25

6 FISSURAS CAUSADAS POR RECALQUE DE FUNDAÇÃO ............................ 26

iv

7 METODOLOGIA DE PESQUISA ........................................................................... 32

8 RESULTADOS E ANÁLISE DOS DADOS ............................................................ 33

9 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 36

ANEXO A ....................................................................................................................... 37

10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 46

v

LISTA DE FIGURAS

2.1 Equipamento de Sondagem a Percussão ............................................................... 4

2.2 Esquema de Sondagem ............................................................................................ 4

2.3 Exemplo de Locação de Sondagens em pequenos lotes ........................................ 6

2.4 Planta de locação das Sondagens ........................................................................... 7

4.1 Relação dos tipos de fundações usuais em construção ......................................... 9

4.2 Profundidade de uma sapata isolada ..................................................................... 10

4.3 Detalhe do nivelamento do fundo de vala .............................................................. 11

4.4 Sapata isolada retangular ....................................................................................... 12

4.5 Sapata corrida sob parede ...................................................................................... 13

4.6 Sapata corrida sob pilar .......................................................................................... 13

4.7 Sapata corrida com viga ......................................................................................... 13

4.8 Radier ....................................................................................................................... 14

4.9 Esforço nas estacas .................................................................................................. 15

4.10 Bloco de coroamento ............................................................................................. 16

4.11 Configuração em planta dos blocos sobre estacas .............................................. 16

4.12 Tipos de Trado ....................................................................................................... 17

4.13 Perfuração de broca .............................................................................................. 17

4.14 Perfuratriz .............................................................................................................. 18

4.15 Execução estaca Strauss ........................................................................................ 19

4.16 Execução das estacas Franki ................................................................................ 20

4.17 Seção Típica de um tubulão .................................................................................. 21

4.18 Tubulão a ar comprimido ..................................................................................... 22

4.19 Equipamento de Perfuração de estaca Raiz ........................................................ 24

4.20 Execução de estaca Raiz ........................................................................................ 24

6.1 Trinca de cisalhamento no painel .......................................................................... 26

6.2 Trincas de flexão sob as aberturas ......................................................................... 26

6.3 Fissuras de flexão na alvenaria .............................................................................. 27

6.4 Recalque Diferenciado ............................................................................................ 27

6.5 Fundações assentadas sobre seções de corte e aterro ........................................... 28

6.6 Recalque diferenciado pela interferência no seu bulbo de tensões ..................... 28

6.7 Recalque diferenciado ............................................................................................. 28

6.8 Recalque diferenciado ............................................................................................. 29

vi

6.9 Diferentes sistemas de fundação ma mesma construção ...................................... 29

6.10 Recalques diferenciados entre pilares ................................................................. 30

6.11 Trinca provocada por recalque advindo da contração do solo ......................... 30

6.12 Fissura de recalque vertical .................................................................................. 31

7.1 Modelo Questionário de Pesquisa .......................................................................... 32

A.1 Recalque pilar da estrutura de cobertura ............................................................ 40

A.2 Fissura no piso ........................................................................................................ 40

A.3 Fissura Diagonal ..................................................................................................... 42

A.4 Fissura Diagonal ..................................................................................................... 42

A.5 Fissura Vertical ....................................................................................................... 43

A.6 Fissura Vertical ....................................................................................................... 44

LISTA DE TABELAS

2.1 Tabela dos estados de compacidade e de consistência ......................................... 5

2.2 Número mínimo de pontos em função da área construída .................................. 6

LISTA DE GRÁFICOS

8.1 Relação Edificações x Sondagem x patologias ...................................................... 33

8.2 Relação Edificações x sondagem x Patologias ....................................................... 33

8.3 Fundação X Patologias ............................................................................................ 34

8.4 Sondagem x Patologia ............................................................................................ 34

8.5 Relação Patologia x Acompanhamento Profissional ............................................ 35

vii

LISTA DE SÍMBOLOS E ABREVIATURAS

Letras romanas:

Snec : Área necessária para sapata

P: Carga do Pilar

Letras gregas:

σs : tensão admissível do solo

Abreviaturas:

SPT: Standard Penetration Test

NBR: Norma Brasileira

ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas

NA: Nível d’água

viii

RESUMO

O estudo deste trabalho constituiu na descrição de utilização e execução de sondagens e a real

importância de se verificar o tipo de solo e sua resistência, para saber com o que se está

trabalhando, e a abordagem de métodos executivos de fundações mais utilizadas atualmente

demonstrando a utilização delas. Mostra-se também as configurações de fissuras em virtudes

dos recalques ocorridos em construções. Diante disso a realização de uma pesquisa de campo

para obtenção de dados, que depois de analisados foram feitas comparações entre patologia e

sondagens, patologias e sistemas de fundação, tipos de edifícios e patologias. Foi verificado

que as residências de classes médias e baixas normalmente dispensam o uso de pesquisa de

sondagem, fazendo uma economia irrelevante, muitas vezes acabam comprometendo suas

casas quando não estruturalmente acabam comprometendo esteticamente provocando

preocupações, insatisfação e desvalorização do imóvel. Diante desses fatos foi verificado a

real importância de um reconhecimento do solo para uma melhor escolha de fundação e a sua

cota de apoio.

PALAVRAS-CHAVE: Fundações. Patologias. Estacas. Sondagem.

1

1 INTRODUÇÃO

A elaboração de projetos geotécnicos em geral e de fundações em particular exige,

obviamente, um conhecimento adequado dos solos. É necessário proceder-se à identificação e

à classificação das diversas camadas componentes do substrato a ser analisado, assim como à

avaliação das suas propriedades de engenharia. (HACHICH et al, 1998)

A obtenção de amostras ou a utilização de algum outro processo para a identificação e

classificação dos solos exige a execução de ensaios “in situ”. A determinação das

propriedades mecânicas e físicas, em princípio, tanto poderia ser feita através de ensaios de

laboratório quanto de ensaios de campo. Na prática, entretanto, há predominância quase total

dos ensaios “in situ”, ficando a investigação laboratorial restrita a alguns poucos casos

especiais em solos coesivos. (HACHICH et al, 1998).

O ensaio de campo mais utilizado no Brasil é o “Standard Penetration Test” (SPT), e é um dos

mais econômicos e difundidos atualmente no Brasil.

Para se obter um bom resultado final de obra sem risco de patologias, após o resultado da

sondagem, tendo-se em mãos o tipo de solo, sua resistência e o nível do lençol freático opta-

se pela melhor solução de fundação.

Foi realizada uma revisão bibliográfica para descrever os tipos de fundações mais utilizados

no Brasil. Foi demonstrado quando se deve utilizar cada tipo de solução e sua forma de

execução.

Mostrou-se também sobre recalques, e as configurações de fissuras em virtude de recalque

diferenciado.

Apesar de se saber da importância de um reconhecimento do solo para a escolha de fundação,

realizou-se uma pesquisa na cidade de Bragança Paulista – SP englobando obras residenciais,

comerciais e industriais para demonstrar que ainda existem pessoas que ignoram a realização

de um reconhecimento do solo para se fazer uma correta escolha de fundação aumentando o

risco de futuros problemas na construção.

2

1.1 Objetivo

O objetivo deste trabalho é demonstrar os métodos executivos de sondagem SPT e sua

importância, os tipos de fundações e sua utilização e execução para uma correta execução de

uma obra.

Demonstrar as configurações típicas de trincas causadas por recalques de fundações e a

realização de uma pesquisa de campo para demonstrar que um não reconhecimento do solo

afeta a escolha correta da fundação aumentando o risco de futuras patologias na construção.

3

2 SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMENTO À PERCUSSÃO. O

SPT

A sondagem à percussão é um procedimento geotécnico de campo, capaz de amostrar o

subsolo. Quando associada ao ensaio de penetração dinâmica (SPT), mede a resistência do

solo ao longo da profundidade perfurada. (HACHICH et al, 1998)

Os requisitos técnicos a serem preenchidos pela sondagem do subsolo são os seguintes:

• Determinação dos tipos de solo que ocorrem, no subsolo, até a profundidade de interesse do

projeto;

• Determinação das condições de compacidade (areias) ou consistência (argilas) em que

ocorrem os diversos tipos de solo;

• Determinação da espessura das camadas constituintes do subsolo e avaliação da orientação

dos planos (superfícies) que as separam;

• Informação completa sobre a ocorrência de água no subsolo.

Luciano Décourt relatou a revista TÈCHNE (2004): “É inconcebível fazer fundações sem

uma boa sondagem”.

2.1 Execução da sondagem

A sondagem é realizada contando o número de golpes necessários à cravação de parte de um

amostrador no solo realizada pela queda livre de um peso de 65 Kg (martelo), caindo de uma

altura determinada (75 cm), Fig.. 2.1. A resistência à penetração dinâmica no solo medida é

denominada S.P.T. - Standard Penetration Test.

A execução de uma sondagem é um processo repetitivo, que consiste em abertura do furo,

ensaio de penetração e amostragem a cada metro de solo sondado.

Desta forma, em cada metro faz-se, inicialmente, a abertura do furo com um comprimento de

55cm, e o restante dos 45cm para a realização do ensaio de penetração.( HACHICH et al,

1998), Fig. 2.2.

4

FIGURA 2.1 – Equipamento de sondagem a percussão

FONTE – Milito (2000)

FIGURA 2.2 – Esquema de sondagem


5

2.2 Resistência à penetração

O amostrador é cravado 45cm no solo, sendo anotado o número de golpes necessários à

penetração de cada 15 cm.

O Índice de Resistência à Penetração é determinado através do número de golpes do peso

padrão, considerando-se o número necessário à penetração dos últimos 30 cm do amostrador.

Conhecido como S.P.T.

A Tab. 2.1 apresenta correlações empíricas, que permite uma estimativa da compacidade das

areias e da consistência das argilas, a partir da resistência à penetração medida nas sondagens

de acordo com a NBR 6484/2001.

TABELA 2.1 – Tabela dos estados de compacidade e de consistência

FONTE – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS - ABNT (NBR 6484:2001)

2.3 Determinação do número de sondagens a executar

Segundo Milito ( ) os pontos de sondagem devem ser criteriosamente distribuídos na área em

estudo, e devem ter profundidade que inclua todas as camadas do subsolo que possam influir,

significativamente, no comportamento da fundação.

No caso de fundações para edifícios, o número mínimo de pontos de sondagens a realizar é

função da área a ser construída, Tab. 2.2.

6

TABELA 2.2 - Número mínimo de pontos em função da área construída

FONTE – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS ABNT (NBR 8036 :1983)

Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de furos deve ser:

• dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m²;

• três para área entre 200 a 400m², ou

• No mínimo, três furos para determinação da disposição e espessura das camadas.

Os furos de sondagens deverão ser distribuídos em planta, de maneira a cobrir toda a área em

estudo. A Fig. 2.3 apresenta alguns exemplos de locação de sondagens em terrenos urbanos.

FIGURA 2.3 - Exemplo de locação de sondagens em pequenos lotes


Os furos devem estar o mais distante possível uns dos outros e deve-se evitar que os furos

fiquem numa mesma reta e de preferência, próximos aos limites da área em estudo.

7

A profundidade a ser atingida depende do porte da obra a ser edificada e conseqüentemente

das cargas que serão transmitidas ao terreno. A ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS

TÉCNICAS (NBR 6484) fornece critérios mínimos para orientar a profundidade das

sondagens. Porém, a resistência dos solos, o tipo de obra e características do projeto podem

exigir sondagens mais profundas ou critérios mais rígidos de paralisação. É sempre

recomendável o acompanhamento do trabalho pelo profissional responsável pelo projeto de

fundações. (HACHICH et al, 1998)

2.4 Perfil de Sondagem

Os dados obtidos em uma investigação do subsolo, são normalmente apresentados na forma

de um perfil para cada furo de sondagem.( MILITO, 2000)

Segundo Milito (2000) a posição das sondagens é amarrada topograficamente e apresentada

numa planta de locação bem como o nível da boca do furo que é amarrado a uma referência

de nível RN bem definido, Fig. 2.4.

FIGURA 2.4 - Planta de locação das sondagens


No perfil do subsolo as resistências à penetração são indicadas por números à esquerda da

vertical da sondagem, nas respectivas cotas. A posição do nível d'água - NA - também é

indicada, bem como a data inicial e final de sua medição. (GODOY, 1971 apud MILITO,

2000)

8

3 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO

Com os resultados das sondagens, de grandeza e natureza das cargas estruturais e conhecendo

as condições de estabilidade, fundações etc das construções vizinhas, pode, o engenheiro,

proceder a escolha do tipo de fundação mais adequada, técnica e economicamente.(MILITO,

2000)

O estudo é conduzido inicialmente, pela verificação da possibilidade do emprego de

fundações diretas.

Mesmo sendo viável a adoção das fundações diretas é aconselhável comparar o seu custo com

o de uma fundação indireta.

E finalmente, verificando a impossibilidade da execução das fundações diretas, estuda-se o

tipo de fundação profunda mais adequada.(MILITO, 2000)

9

4 TIPOS DE FUNDAÇÕES

De acordo com Milito ( ) os principais tipos de fundações podem ser reunidos em dois

grandes grupos: fundações diretas ou rasas e fundações indiretas ou profundas, Fig. 4.1.

FIGURA 4.1 – Relação dos tipos de fundações usuais em construção


10

Portanto os principais tipos de fundações são:

• Fundações diretas ou rasas;

• Fundações indiretas ou profundas.

Para a escolha das fundações podemos iniciar analisando uma sapata direta, Fig. 4.2.

FIGURA 4.2 - Profundidade de uma sapata isolada


• quando Df ≤ B _ Fundações diretas

• quando Df > B _ Fundações profundas

(sendo “B” a menor dimensão da sapata)

4.1 Fundações diretas ou rasas

As fundações diretas são empregadas onde as camadas do subsolo, logo abaixo da estrutura,

são capazes de suportar as cargas.

Com o auxílio da sondagem, obtemos o SPT na profundidade adotada e calculamos a Tensão

admissível do solo. Dividindo a carga P pela σs do solo, encontramos a área necessária da

sapata. Eq. 4.1.(MILITO, 2000)

S nec = P , σs ≅SPT (4.1) σ s 5

Sendo: σs = Tensão admissível do solo

Snec = Área necessária para sapata

11

Encontrada a área, adotam-se as dimensões e verificamos se são econômicas.

Condições econômicas: A - a = B - b

A - B = a - b

Como referência temos:

Boa = 4,0 kg/cm²

Regular = 2,0 kg/cm²

Fraca = 0,5 kg/cm²

Segundo MILITO (2000) a distribuição das pressões, no terreno, é função do tipo de solo e da

consideração da sapata ser rígida ou flexível, podendo ser bitriangular, retangular ou

triangular.

Uma sapata será considerada flexível quando possuir altura relativamente pequena e, sob

atuação do carregamento, apresentar deformação de flexão.( MILITO, 2000)

Descrevemos com mais detalhes as fundações diretas mais comuns para obras de pequeno

porte.

4.1.1 Sapata Corrida em Alvenaria

São utilizadas em obras de pequena área e carga, (edícula sem laje, barraco de

obras, abrigo de gás; água ; muros etc.).

É importante conhecer esse tipo de alicerce, pois foram muito utilizados nas construções

antigas e se faz necessário esse conhecimento no momento das reformas e reforços dos

mesmos,Fig. 4.3. (MILITO, 2000)

FIGURA 4.3 – Detalhe do nivelamento do fundo de vala


12

4.1.2 Sapatas Isoladas

Recebem as cargas de apenas um pilar.

É a solução preferencial por ser, em geral, mais econômica porque consome menos concreto.

As sapatas podem ter vários formatos, mas o mais comum é o cônico retangular, pois

consome menos concreto e exige trabalho mais simples com fôrma. No caso de pilares de

formato não-retangular, a sapata deve ter seu centro de gravidade coincidindo com o centro de

cargas. ( TOURRUCO,2004)

FIGURA 4.4 – Sapata isolada retangular


4.1.3 Sapatas corridas ou sapatas associadas

Utilizadas quando há pilares muito próximos e as sapatas isoladas se sobreporiam. Além

disso, podem ser necessárias quando as cargas estruturais forem grandes. Como nas sapatas

isoladas, o posicionamento da peça de fundação deve respeitar o centro de cargas dos pilares,

Figs. 4.5; 4.6; 4.7. (TOURRUCO,2004).

13

FIGURA 4.5 – Sapata corrida sob parede


FIGURA 4.6 – Sapata corrida sob pilar


FIGURA 4.7 – Sapata corrida com viga


14

4.1.4 Radier

Trata-se de uma laje que recebe cargas de todos os pilares, Fig. 4.8. Por consumir um volume

de concreto relativamente alto, é mais viável em obras com grande concentração de cargas.

Deve resistir aos esforços diferenciados de cada pilar, além de suportar eventuais pressões do

lençol freático. O consumo de concreto pode ser diminuído com o emprego de protensão.

(TOURRUCO,2004).

FIGURA 4.8 – Radier


4.2 Fundações Indiretas ou Profundas

Os principais tipos de fundações profundas são:

4.2.1 Estacas

Milito (2000) afirma que estacas são peças alongadas, cilíndricas ou prismáticas, cravadas ou

confeccionadas no solo, essencialmente para:

a) Transmissão de carga a camadas profundas;

b) Contenção de empuxos laterais (estacas pranchas);

c) Compactação de terrenos.

Podem ser: - Pré-moldadas

- Moldadas in loco

15

As estacas recebem esforços axiais de compressão. Esses esforços são resistidos pela reação

exercida pelo terreno sobre sua ponta e pelo atrito entre as paredes laterais da estaca e o

terreno. Nas estacas prancha além dos esforços axiais temos o empuxo lateral (esforços

horizontais), Fig. 4.9.

FIGURA 4.9 – Esforços nas estacas


4.2.2 Blocos de coroamento das estacas

Os blocos de coroamento das estacas são elementos maciços de concreto armado que

solidarizam as "cabeças" de uma ou um grupo de estacas, distribuindo para ela as cargas dos

pilares e dos baldrames, Fig. 4.10; 4.11.( MILITO, 2000)

As estacas devem ser preparadas previamente, através de limpeza e remoção do concreto de

má qualidade que, normalmente, se encontra acima da cota de arrasamento das estacas

moldadas "in loco".( MILITO, 2000)

Os blocos de coroamento têm também a função de absorver os momentos produzidos por

forças horizontais, excentricidade e outras solicitações.( MILITO, 2000)

16

FIGURA 4.10 – Bloco de coroamento


FIGURA 4.11 – Configuração em planta dos blocos sobre estacas


4.2.3 Brocas

São feitas a trado, em solo sem água, de forma a não haver fechamento do furo nem

desmoronamento.( MILITO, 2000)

• Limite de diâmetro : 15cm (6") a 25cm (10")

• Limite de comprimento: é da ordem de 6,0m, no mínimo. de 3,0 m a 4,0m

• Os ∅ mais usados são 20cm e 25cm.

A execução das brocas é extremamente simples e compreende apenas três fases:

• abertura da vala

• perfuração de um furo no terreno

• compactação do fundo do furo

17

• lançamento do concreto

Ao contrário de outros tipos de estacas, que veremos adiante, as brocas só serão iniciadas

depois de todas as valas abertas, pois o trabalho é exclusivamente manual, não utilizando

nenhum equipamento mecânico.( MILITO, 2000)

Inicia-se a abertura dos furos com uma cavadeira americana e o restante é executado com

trado, Fig. 4.12; 4.13, que tem o seu comprimento acrescido através de barras de cano

galvanizado, (geralmente com 1,5m cada peça) até atingir a profundidade desejada.( MILITO,

2000)

FIGURA 4.12 – Tipos de trado


FIGURA 4.13 – Perfuração da broca


18

São utilizadas em obras de pequenas dimensões que exigem baixa capacidade de carga (até 5

tf). As brocas só podem ser consideradas onde trabalhe apenas a

compressão.(TOURRUCO,2004)

4.2.4 Estacas Escavadas

As estacas escavadas caracterizam-se também por serem moldadas no local após a escavação

do solo, que é efetuada mecanicamente com trado helicoidal.( MILITO, 2000)

São executadas através de torres metálicas, apoiadas em chassis metálicos ou acoplados em

caminhões, Fig. 4.14. Em ambos os casos são empregados guinchos, conjunto de tração e

haste de perfuração, podendo esta ser helicoidal em toda a sua extensão ou trados acoplados

em sua extremidade. Seu emprego é restrito a perfuração acima do nível d'água.( MILITO,

2000)

FIGURA 4.14 – Perfuratriz


4.2.5 Estaca Strauss

A estaca Strauss é executada utilizando equipamento mecanizado composto por um tripé,

guincho, soquete (pilão) e a sonda (balde).( MILITO, 2000)

Abre-se um furo no terreno com um soquete para colocação do primeiro tubo (coroa).

Aprofunda-se o furo com golpes de sonda de percussão. Conforme a descida do tubo seguinte

19

até a escavação atingir a profundidade determinada. O concreto é, então, lançado no tubo e

apiloa-se o material com o soquete formando uma base alargada na ponta da estaca. Para

formar o fuste, o concreto é lançado na tubulação e apiloado, enquanto que as camisas

metálicas são retiradas com o guincho. Após a concretagem, colocam-se barras de espera para

ligação com bocós e baldrames na extremidade superior da estaca, Fig. 4.15.

(TOURRUCO,2004).

Uma estaca do tipo Strauss com diâmetro de 25 cm pode suportar até 20 tf, de 32 cm até 30 tf

e de 38 cm chega a suportar 40 tf. (TOURRUCO,2004).

FIGURA 4.15 – Execução estaca Strauss


4.2.6 Estacas Franki

Coloca-se o tubo de aço (molde), tendo no seu interior junto à ponta, um tampão de concreto

de relação água/cimento muito baixa, esse tampão é socado por meio de um soquete (pilão) de

até 4t; ele vai abrindo caminho no terreno devido ao forte atrito entre o concreto seco e o tubo

e o mesmo é arrastado para dentro do solo. Alcançada a profundidade desejada o molde é

preso à torre, coloca-se mais concreto no interior do molde e com o pilão, provoca-se a

expulsão do tampão até a formação de um bulbo do concreto. Após essa operação desce-se a

armadura. Uma vez colocada a armadura, concreta-se o fuste da estaca apiloando-se concreto

20

seco em pequenas quantidades ao mesmo tempo em que o tubo é retirado do terreno, Fig.

4.16.( MILITO, 2000)

Abrangem a faixa de carga de 500 a 1700 KN. Seus maiores inconvenientes dizem respeito à

vibração do solo durante a execução. ((TOURRUCO,2004).

FIGURA 4.16 – Execução das estacas Franki


4.2.7 Tubulões

São elementos de fundação profunda constituído de um poço (fuste), normalmente de seção

circular revestido ou não, e uma base circular ou em forma de elipse, Fig. 4.17.( MILITO,

2000)

21

FIGURA 4.17 – Seção típica de um tubulão


De acordo com MILITO (2000) os tubulões dividem-se em dois tipos básicos: a céu aberto

(com ou sem revestimento) e a ar comprimido (pneumático) revestido.

O revestimento dos tubulões podem ser constituídos de camisa de concreto armada ou de aço.

Sendo a de aço perdida ou recuperada.

Os tubulões a céu aberto é o mais simples, resulta de um poço perfurado manualmente ou

mecanicamente e a céu aberto. Seu emprego é limitado para solos coesivos e acima do nível

d'água, existindo dois sistemas de execução Chicago e Gow.

No sistema Chicago a escavação é feita com pá, em etapas, as paredes são escoradas com

pranchas verticais ajustadas por meio de anéis de aço. Já no sistema Gow o escoramento é

efetuado utilizando cilindros telescópicos de aço cravados por percussão.

Os tubulões a ar comprimido ou pneumáticos utiliza uma câmara de equilíbrio em chapa de

aço e um compressor, Fig. 4.18. O princípio é manter, pelo ar comprimido injetado, a água

afastada do interior do tubulão.

22

FIGURA 4.18 – Tubulão a ar comprimido


4.2.8 Estaca Tipo Hélice Continua

Estaca Hélice continua é uma estaca de concreto moldada “ in loco”, executada por meio de

trado continuo e injeção de concreto, sob pressão controlada, através da haste central do trado

simultaneamente a sua retirada do terreno. (TOURRUCO,2004)

A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de torque apropriado

para vencer a sua resistência. (TOURRUCO,2004).

23

A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central,

equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua penetração no terreno.

(TOURRUCO,2004).

A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e arenosos, na

presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos resistentes com índices de

STP acima de 50 dependendo do tipo de equipamento utilizado. (TOURRUCO,2004).

A velocidade de perfuração produz em média 250m por dia dependendo do diâmetro da

hélice, da profundidade e da resistência do terreno.

4.2.9 Estaca Raiz

A estaca raiz é uma estaca concretada "in loco", com diâmetro acabado variando de 80 a

410mm e de elevada tensão de trabalho fuste, que é constituído de argamassa de areia e

cimento e é inteiramente armado ao longo de todo o seu comprimento. As estacas raiz foram

desenvolvidas na Itália, no final da década de 50 e tinham como função básica o reforço de

fundações. No entanto, os recentes desenvolvimentos da técnica executiva e dos

conhecimentos da mecânica dos solos permitiram aumentar, com segurança a capacidade de

carga e a produtividade deste tipo de estaca.

A estaca raiz é executada em direção vertical ou inclinada, mediante uso de rotação ou

rotopercurssão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido, e pode, por meio

de ferramentas especiais, atravessar terrenos de qualquer natureza, inclusive alvenarias,

concreto armado, rochas ou matacões, Fig. 4.19. Completada a perfuração com revestimento

total do furo, é colocada a armadura necessária ao longo da estaca, procedendo-se a

concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de revestimento, Fig. 4.20. A

concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se regularmente uma pressão

rigorosamente controlada e variável em função da natureza do terreno.

Com esse procedimento, além de se aumentar substancialmente o valor do atrito lateral,

garante-se também a integridade do fuste, permitindo que se considere a resistência da

argamassa no dimensionamento estrutural da estaca, conseguindo-se, deste modo, uma

sensível redução na armadura e, conseqüentemente, no custo final da estaca. Dentre os vários

tipos de estaca injetada, com e sem pressão mantida, podemos afirmar que a estaca raiz

apresenta a menor relação custo/carga, além de facilmente permitir o controle de qualidade

realizado através de provas de carga.

24

FIGURA 4.19 - Equipamento de perfuração de estaca raiz

FONTE – UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA (UEPG)

FIGURA 4.20 - Execução de estaca tipo Raiz

FONTE –UNIVERSIDADE DE PONTA GROSSA (UEPG)

25

5 RECALQUES EM FUNDAÇÕES

Em toda obra ocorrerá um recalque crescente a partir do início da construção tendendo a se

estabilizar quando atingir seu valor máximo. Os recalques sempre são considerados a partir de

fórmula levando em consideração os dados da sondagem e da escolha de fundação a ser

executada. (CAPUTO, 1973).

O grande problema é quando ocorrem recalques exagerados em função de uma escolha de

fundação errada para o local, ou pela falta de conhecimento do terreno, onde pode ocorrer

também o recalque diferencial.

De acordo com Caputo (1973) os recalques diferenciais são os que provocam nas estruturas

esforços adicionais, por vezes bastante comprometedores à sua própria estabilidade. Tais

recalques, quando inadmissíveis, se evidenciam pelos “desnivelamento de pisos”, “trincas” e

“desaprumos” da construção.

Podemos distinguir três tipos de recalques devidos a cargas estáticas: por deformação elástica,

escoamento lateral e adensamento.(CAPUTO, 1973).

Os recalques por deformação elástica decorrem de um fenômeno geral: todo material se

deforma quando carregado. São “imediatos” à aplicação da carga e predominam nos solos não

coesivos.

Os recalques por escoamento lateral originam-se de um deslocamento das partículas do solo

das zonas mais carregadas para as menos solicitadas. Verificam-se de maneira mais acentuada

nos solos não coesivos sob fundações rasas.

Os recalques por adensamento provêm da expulsão da água dos vazios do solo. São

particularmente importantes em se tratando de solos argilosos.

26

6 FISSURAS CAUSADAS POR RECALQUES DE FUNDAÇÃO

De maneira geral, as fissuras provocadas por recalques diferenciados são inclinadas,

confundindo-se às vezes com as fissuras provocadas por deflexão de componentes estruturais.

Em relação às primeiras, contudo, apresentam aberturas geralmente maiores, “deitando-se”

em direção ao ponto onde ocorreu o maior recalque. Outra característica das fissuras

provocadas por recalques é a presença de esmagamentos localizados, em forma de escamas,

dando indícios das tensões de cisalhamento que provocaram; além disso, quando os recalques

são acentuados, observa-se nitidamente uma variação na abertura da fissura.(THOMAZ,

1989)

As fissuras aparecem de diversas formas entre elas algumas descritas a seguir:

• Trincas devido a carregamentos desbalanceados em fundações continuas:no painel

apresentam trincas de cisalhamento, o trecho mais carregado apresenta maior recalque

,Fig. 6.1, e sob as aberturas surgem trincas de flexão, Fig. 6.2 e 6.3.

FIGURA 6.1 –Trinca de cisalhamento no painel

FONTE – Thomaz (1989)

27

FIGURA 6.2 – Trincas de Flexão sob as aberturas


FIGURA 6.3 – Fissuras de flexão na alvenaria


• Em edifícios uniformemente carregados, outros fatores podem causar recalques

diferenciais, entre eles: recalques diferenciados por consolidações distintas do aterro

carregado, Fig. 6.4, Fundações assentadas sobre seções de corte e aterro ocorrem

trincas de cisalhamento nas alvenarias, Fig. 6.5, Recalque diferenciado em edifícios

menores causados pela interferência no seu bulbo de tensões, em função da construção

de edifício maior vizinho, Fig. 6.6, Recalques diferenciais por falta de homogeneidade

do solo, Fig. 6.7, Recalque diferencial por rebaixamento do lençol freático, Fig. 6.8.

28

FIGURA 6.4 – Recalque Diferenciado, por consolidação distintas do aterro carregado


FIGURA 6.5 – Fundações assentadas sobre seções de corte e aterro; trincas de cisalhamento nas alvenarias


FIGURA 6.6 – Recalque diferenciado pela interferência no seu bulbo de tensões


29

FIGURA 6.7 – Recalque diferenciado, por falta de homogeneidade do solo


FIGURA 6.8 – Recalque diferenciado, por rebaixamento do lençol freático; foi cortado o terreno à esquerda do edifício


• Em construções de edifícios dotados de um corpo principal (mais carregado) e um

corpo secundário (menos carregado), com um mesmo sistema de fundação, conduz a

recalques diferenciados entre as duas partes, surgindo fissuras verticais entre elas. A

adoção de sistemas diferentes de fundações numa mesma obra provoca o mesmo

problema, Fig. 6.9.

30

FIGURA 6.9 – Trincas de cisalhamento no corpo da obra, devido a diferentes sistemas de fundações.


• Em edifícios com estrutura reticulada os recalques diferenciados da fundação induzem

a fissuração por tração diagonal das paredes de vedação; as trincas inclinam-se na

direção do pilar que sofreu maior recalque , Fig. 6.10.

FIGURA 6.10 – Recalques diferenciados entre pilares: surgem trincas na direção do pilar que sofreu maior recalque


• Fissuras causadas devido à saturação do solo pela penetração de água de chuva nas

vizinhanças da fundação, podem também ocorrer pela absorção de água por vegetação

localizada próxima à obra, Fig. 6.11.

31

FIGURA 6.11 – Trinca provocada por recalque advindo da contração do solo, devida à retirada de água por vegetação próxima


• Recalques diferenciados poderão provocar fissuras com outras configurações, em

função de diversas variáveis: geometria das edificações e do componente, tamanho e

localização das aberturas, grau de enrijecimento da construção, eventual presença de

juntas no edifício, Fig. 6.12. (THOMAZ, 1989).

32

FIGURA 6.12 – Fissura de recalque vertical: as partes seccionadas da construção

comportam-se individualmente como corpos rígidos


33

7 METODOLOGIA DE PESQUISA

Foi elaborado um questionário, Fig. 7.1, para se obter os seguintes dados:

• Tipo de edificação;

• Se foi realizada sondagem;

• Tipo de fundação escolhida;

• Se teve projeto estrutural;

• Se teve acompanhamento de um Profissional Habilitado;

• Patologia apresentada,

Local : Bragança Paulista - SP

Edifício Número: 1

Tipo de Construção: RESIDENCIAL / COMERCIAL / INDUSTRIAL

Executou sondagem: SIM / NÃO

Projeto estrutural: SIM / NÃO

Acompanhamento profissional: SIM / NÃO

Fundação Utilizada:

Patologias Apresentadas:

FIGURA 7.1 – Modelo Questionário de Pesquisa

A partir da elaboração do questionário foi realizada uma pesquisa visitando aleatoriamente

alguns imóveis na cidade de Bragança Paulista – SP, abrangendo obras Comerciais,

Industriais e residenciais preenchendo o questionário para uma análise dos dados.

As obras residenciais ainda tiveram classificação como Residenciais de Alto-Padrão e

Residenciais de Médio-Padrão levando em consideração o local em que se encontram.

Do total a pesquisa abrangeu vinte imóveis, sendo:

• Quatro Residências de Alto-Padrão;

• Dois Edifícios Comerciais;

• Dois Edifícios Residenciais,

• Três Galpões Industriais e

• Nove Residências de Médio-Padrão.

34

8 RESULTADOS E ANÁLISE DOS DADOS

Obteve-se uma relação entre os tipos de edifícios a realização de sondagem e a presença de

patologias, Graf. 8.1 e 8.2, verificando que as patologias ocorreram em Residências de

Médio-Padrão

2 2

0

3 3

00

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Comerciais Industriais

Total

Realizaram Sondagem

Ocorreram Patologias

GRÁFICO 8.1 – Relação Edificações x Sondagem x Patologias

2 2

0

4 4

0

9

0

3

0

2

4

6

8

10

Ed. Res. RAP RMP

Total Realizaram Sondagem Ocorreram Patologias

GRÁFICO 8.2 – Relação Edificações x Sondagem x Patologias

Pode-se elaborar também uma relação entre os tipos de fundações e a presença de patologias

,Graf. 8.3.

35

5

0

4

0

2

0

1

0

7

3

1

00

1

2

3

4

5

6

7

Strauss Escavada Franki/Raiz Pré Broca Tubulão

Total Patologia

GRAFICO 8.3 – Fundação x Patologias

Obteve-se também a relação entre execução de sondagem e a presença de patologias, Graf.

8.4.

0

11

3

6

0

2

4

6

8

10

12

Sim Não

Sondagem

Patologia

NãoApresentouPatologia

36

GRAFICO 8.4 – Sondagem x Patologia

Além da relação entre Patologias e acompanhamento de um profissional habilitado, Graf. 8.5.

1

14

23

02468

101214

SIM NÃOAcompanhamento

Profissional

Com Patologia

Sem Patologia

GRAFICO 8.5 – Relação Patologia x Acompanhamento Profissional

37

9 CONCLUSÃO

Verificou-se com a pesquisa realizada que normalmente em obras de grande porte as

condições de execuções das construções são rigorosas, exigindo a realização de um

reconhecimento do solo, execução de projeto estrutural, escolha da melhor solução de

fundação tecnicamente e economicamente, evitando assim um possível problema com

patologias inesperadas e o acompanhamento de um profissional responsável. Observou-se

também que nestes tipos de construções em Bragança Paulista –SP, nas obras analisadas se

referem aos edifícios comerciais e galpões industriais, e as soluções de fundação mais

utilizadas são as estacas Franki e Raiz nos edifícios, e estacas Strauss nos Galpões Industriais.

As obras residências se dividem em duas partes para análise. A primeira se refere às

residências de alto padrão que também realizam sondagens para verificar o solo em que se vai

trabalhar e poder optar pela melhor solução de fundação e sua cota de apoio, execução de

projetos estruturais e acompanhamento profissional. A segunda se refere às residências de

médio e baixo padrão, onde por uma errônea economia deixam de realizar uma verificação do

solo, muitas vezes também deixando de realizar o projeto estrutural e dispensando

acompanhamento de um profissional, aumentando as chances da ocorrência de patologia. Mas

por estas construções normalmente se tratarem de estruturas leves, foram verificadas

patologias em virtude de recalque em apenas três residências. Na maioria das residências

pesquisadas a fundação adotada era a broca manual, e nas que tiveram um projeto estrutural e

acompanhamento profissional foram realizadas estacas escavadas.

Contudo concluiu-se que independente do tamanho da obra a ser executada sempre é

aconselhável o reconhecimento do solo e um acompanhamento profissional para evitar

possíveis transtornos.

38

10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS –ABNT (6484:2001). Sondagens de simples reconhecimento com SPT. NBR 6484, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 2001

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS –ABNT (NBR 8036:1983). Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. NBR 8036, Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1983

CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações. 2 v. 3 ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1973.

HACHICH, Waldemar et al, Fundações: Teoria e Prática, 2 ed. São Paulo.Pini, 1998.

MILITO, José Antonio. Apostila de Fundações da Faculdade de Engenharia de Sorocaba. Disponível em <http://www.facens.br/alunos/material/MilitoC013/Fundacoes.pdf> acessado em 23/09/2006 as 14:00 hrs.

THOMAZ, Ercio. Trincas em Edifícios. São Paulo, Pini, 1989.

TOURRUCO, Juliana et al. Investigação prévia de solos. Revista Téchne. São Paulo, 83 ed. 12 ano.p. 32-50. 2004

39

ANEXO A

Relatório dos questionários Preenchidos.

Local : Bragança Paulista – SP


Tipo de Construção: Residência Alto Padrão

Executou sondagem: SIM

Projeto estrutural: SIM

Acompanhamento profissional: SIM

Fundação Utilizada: Strauss

Patologias Apresentadas: Não foram verificadas Patologias





Projeto estrutural: SIM Acompanhamento profissional: SIM

Fundação Utilizada: Estaca Escavada

















40



Tipo de Construção: Edifício Residencial




Fundação Utilizada: Franki / Raiz




Tipo de Construção: Edifício Comercial



Fundação Utilizada: Tubulão




Tipo de Construção: Edifício Residencial




Fundação Utilizada: Franki / Raiz




Tipo de Construção: Edifício Comercial



Fundação Utilizada: Pré Moldada - Concreto


41



Tipo de Construção: Galpão Industrial























Tipo de Construção: Residência Médio Padrão

Executou sondagem: NÃO

Projeto estrutural: NÃO Acompanhamento profissional: NÃO

Fundação Utilizada: Broca Manual

Patologias Apresentadas: Recalque no pilar (Fig A.1) e trinca no piso (Fig A.2)

42

FIGURA A.1 – Recalque pilar da estrutura de cobertura

FIGURA A.2 – Fissura no piso

43





Projeto estrutural: NÃO

Acompanhamento profissional: NÃO







Projeto estrutural: NÃO Acompanhamento profissional: SIM









Fundação Utilizada: Estaca escavada








Patologias Apresentadas: Fissuras diagonais na parede (Fig. A.3 e A.4)

44

FIGURA A.3 – Fissura Diagonal

FIGURA A.4 – Fissura Diagonal

45








Patologias Apresentadas: Fissuras verticais ( Fig. A.5 e A.6)

FIGURA A.5 – Fissura Vertical

46

FIGURA A.6 – Fissuras Verticais







Patologias Apresentadas: Não foram verificas Patologias

47





Projeto estrutural: NÃO

Acompanhamento profissional: NÃO










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