Concepo de Obras de Fundaes
Prof Neusa Maria Bezerra Mota
FUNDAES
1. Elementos Necessrios para o Projeto
Topografia da rea:
Levantamento topogrfico (planialtimtrico);
Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam, no caso de acidente, atingir o terreno);
Dados sobre eroses (ou evolues preocupantes na geomorfologia).
Dados Geolgicos-Geotcnicos:
Investigao do subsolo (preferencialmente em 2 etapas: preliminar e complementar);
Outros dados geolgicos e geotcnicos - mapas, fotos areas e levantamentos aerofotogram-tricos, artigos sobre experincias anteriores na rea etc.
1. Elementos Necessrios para o Projeto
Dados da Estrutura a Construir:
Tipo e uso que ter a nova obra;
Sistema estrutural;
Cargas (aes nas fundaes).
1. Elementos Necessrios para o Projeto
Dados sobre Construes Vizinhas:
Tipo de estrutura e fundaes;
Nmero de pavimentos, carga mdia por pavimento;
Desempenho das fundaes;
Existncia de subsolo;
Possveis conseqncias de escavaes e vibraes provocadas pela nova obra.
1. Elementos Necessrios para o Projeto
No caso de fundaes de pontes, dados sobre o
regime do rio so importantes para avaliao de
possveis eroses e escolha do mtodo executivo.
No caso de construes urbanas, as condies dos
vizinhos constituem, freqentemente, o fator
decisivo na deciso da soluo de fundao.
1. Elementos Necessrios para o Projeto
2. Aes nas Fundaes
Segundo a NBR 8681/84 as aes nas
estruturas classificam-se em:
Aes permanentes
Aes variveis
Aes excepcionais
2.1. Aes Permanentes
Que ocorrem com valores constantes durante
praticamente toda a vida da obra.
peso prprio da construo e de equipamentos
fixos;
empuxos;
esforos devidos a recalques de apoios.
2.2. Aes Variveis
Que ocorrem com valores que apresentam
variaes significativas em torno da mdia.
Aes devidas ao uso da obra, tipicamente.
2.3. Aes Excepcionais
Que tem durao extremamente curta e muito baixa
probabilidade de ocorrncia durante a vida da obra,
mas que precisam ser consideradas no projeto de
determinadas estruturas.
exploses;
colises;
incndios;
enchentes;
sismos.
3. Requisitos de um Projeto de Fundaes
Os requisitos bsicos que um projeto dever
atender so:
a) Deformaes aceitveis sob as condies de
trabalho
3. Requisitos de um Projeto de Fundaes
b) Segurana adequada ao colapso do solo de
fundao (estabilidade externa)
3. Requisitos de um Projeto de Fundaes
c) Segurana adequada ao colapso dos elementos
estruturais (estabilidade interna)
Superficial
4. Alternativas de Fundao
Fundao
Profunda
Bloco
Sapata
Radier
Estacas
Tubules
Isolada
Associada
Corrida
Pr-
moldadas
Moldadas
in loco
Cu
aberto
Ar
comprimido
Madeira
Concreto
Metlica
Franki
Raiz
Hlice
Fundaes Superficiais
Apoiam-se sobre o solo a uma pequena
profundidade.
Fundao superficial D/B 1
B
D
Superficial
4. Alternativas de Fundao
Fundao
Profunda
Bloco
Sapata
Radier
Estacas
Tubules
Isolada
Associada
Corrida
Pr-
moldadas
Moldadas
in loco
Cu
aberto
Ar
comprimido
Madeira
Concreto
Metlica
Franki
Raiz
Hlice
Bloco
Elemento de fundao dimensionado
para que as tenses sejam resistidas,
sem necessidade de armadura.
Podem ser executados em concreto
ou pedra argamassada.
Altura constante Escalonado
Superficial
4. Alternativas de Fundao
Fundao
Profunda
Bloco
Sapata
Radier
Estacas
Tubules
Isolada
Associada
Corrida
Pr-
moldadas
Moldadas
in loco
Cu
aberto
Ar
comprimido
Madeira
Concreto
Metlica
Franki
Raiz
Hlice
Sapata
Elemento de fundao de concreto
armado, de altura menor que o
bloco, utilizando armadura para
resistir aos esforos de trao.
Dividem-se em:
Sapatas Isoladas
Sapatas Associadas
Sapatas Corridas
Superficial
4. Alternativas de Fundao
Fundao
Profunda
Bloco
Sapata
Radier
Estacas
Tubules
Isolada
Associada
Corrida
Pr-
moldadas
Moldadas
in loco
Cu
aberto
Ar
comprimido
Madeira
Concreto
Metlica
Franki
Raiz
Hlice
Radier
Elemento de fundao que recebe
todos os pilares de uma obra.
Radier
Superficial
4. Alternativas de Fundao
Fundao
Profunda
Bloco
Sapata
Radier
Estacas
Tubules
Isolada
Associada
Corrida
Pr-
moldadas
Moldadas
in loco
Cu
aberto
Ar
comprimido
Madeira
Concreto
Metlica
Franki
Raiz
Hlice
Estacas
Elemento de fundao profunda, podendo ser
executada por cravao a percusso, prensagem,
vibrao ou por escavao, ou ainda de forma mista.
As estacas podem ser pr-moldadas ou moldadas in loco.
Estacas Pr-moldadas
Metlicas Concreto
Vibrado
Concreto
Centrifugado
Estacas Pr-moldadas
Nome Tcnica de
Implantao no
Solo
Limitaes
Concreto Cravao (percusso ou esttica)
Vibrao
Mataces
Acesso
Ao Cravao (percusso ou esttica)
Mataces
Acesso
Madeira Cravao (percusso) Vibrao
Mataces
Apodrecimento
Joppert Jr., I (2007)
Estacas Moldadas in loco
Tipo Franki Hlice
Contnua
Estacas Moldadas in loco
Estaca
Raiz
Nome Tcnica de
Implantao no
Solo
Limitaes
Broca
Mecnica
Escavada sem
revestimento
Desbarrancamento
Lenol fretico
Mataco
Acesso
Profundidade mxima
de 25 metros
Strauss Escavada com revestimento
Lenol fretico e areia c/
gua na ponta
Camada espessa de
solo mole
Solo de difcil corte
(SPT > 20)
Mataces
Profundidade mxima
de 18 metros
Joppert Jr., I (2007)
Es
tac
as
Mo
lda
das
in
loco
Nome Tcnica de
Implantao no
Solo
Limitaes
Franki Cravada com revestimento
Vibrao
Camada espessa de
solo mole
Mataces
Profundidade mxima
de 18 metros
Acesso
Hlice
Contnua
Escavada sem
revestimento
Camada espessa de
solo mole
Profundidade mxima
de 24 metros
Mataces
Acesso
Joppert Jr., I (2007)
Es
tac
as
Mo
lda
das
in
loco
Nome Tcnica de
Implantao no
Solo
Limitaes
Barrete e
Estaco
Escavadas com
auxlio de lama
bentontica
Mataces
Acesso
Raiz Escavadas com revestimento
Camada espessa de
solo mole
Joppert Jr., I (2007)
Es
tac
as
Mo
lda
das
in
loco
Tubules
Elemento de fundao profunda de forma cilndrica, dotado de uma base alargada, em que, pelo menos na sua fase final de execuo, h a descida de operrio.
Dividem-se em dois tipos:
a cu aberto
a ar comprimido
Tubules a cu aberto
Tambm so chamados de pocinhos, tem seu fuste aberto por escavao manual ou mecnica, sendo a base, em geral escavada manualmente.
Podem ser executados com ou sem conteno lateral, a depender do solo a ser escavado.
Tubules a cu aberto
Base
Fuste
Tubules a ar comprimido
Utilizam ar comprimido para permitir a escavao abaixo do lenol fretico.
Devido aos riscos e aos custos envolvidos, observa-se uma tendncia de reduo de sua utilizao.
Tubules a ar comprimido
Fundaes Profundas
Principais Tipos de Estacas Mtodo Executivo
grande
deslocamento
(cravadas)
de madeira
de concreto
de ao
cravadas por percusso
cravadas por prensagem pr- moldadas
moldadas in situ tipo Franki
tubos de ponta fechada
pequeno
deslocamento
perfis de ao
concreto
moldada in situ com
pr-furo
premoldada com pre-
furo
tipo Strauss
tipo raiz
ferramentas rotativas
diafragmadora
sem suporte
com uso de lama
com revestimento
com uso de lama
sem
deslocamento
(escavadas) concreto
Escolha do Tipo de Estaca
Na escolha do tipo de estaca preciso levar
em conta:
1) esforos nas fundaes, procurando distinguir:
nvel das cargas nos pilares;
ocorrncia de outros esforos alm dos de compresso
(trao e flexo).
Escolha do Tipo de Estaca
2) caractersticas do subsolo, em particular quanto
ocorrncia de:
argilas muito moles, dificultado a execuo de estacas de concreto moldadas in situ;
solos muito resistentes (compactados ou com pedregulhos),
dificultando a cravao de estacas de concreto pr-moldadas;
solos com mataces, dificultando ou mesmo impedindo a
cravao de estacas cravadas de qualquer tipo;
nvel do lenol dgua elevado, dificultando a execuo de
estacas moldadas in situ sem revestimento ou uso de lama;
aterros recentes (em processo de adensamento) sobre camadas
moles, indicando a possibilidade de atrito negativo.
Escolha do Tipo de Estaca
3) caractersticas do local da obra, em
particular:
terrenos acidentados, dificultando o acesso de
equipamentos pesados (bate estacas etc);
local com obstruo na altura, como telhados e
lajes, dificultando o acesso de equipamentos altos;
obra muito distante de um grande centro,
encarecendo o transporte de equipamento pesado;
ocorrncia de lmina dgua.
Escolha do Tipo de Estaca
4) caractersticas das construes vizinhas, em
particular :
tipo e profundidade das fundaes;
existncia de subsolos;
sensibilidade a vibraes;
danos j existentes.
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
Edifcios sem subsolo e afastados das divisas:
div
isa
div
isa
obra
Edifcios sem subsolo com pilares na divisa:
obra
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo:
prever um sistema de escoramento vertical (paredes):
contnuo: paredes diafragmas, estacas-pranchas
(invivel se vizinho j construdo) e estacas
justapostas (ou tangentes);
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Escoramento vertical
contnuo descontnuo
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo:
prever um sistema de escoramento vertical (paredes):
contnuo: paredes diafragmas, estacas-pranchas
(invivel se vizinho j construdo) e estacas
justapostas (ou tangentes);
descontnuo: parede de perfis e pranches, estacas
escavadas (estaes) com concreto projetado ou
colunas de jet-grout entre eles.
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Escoramento vertical
contnuo descontnuo
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo:
prever um sistema de escoramento horizontal
tirantes ou ancoragens;
estroncas (em ao ou madeira);
lajes da estrutura.
Escoramento horizontal
tirante
desativado
tirante estronca
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
5. Concepo de Projeto e
Condicionantes Especiais
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo:
mtodo executivo:
mtodo direto ou convencional;
mtodo invertido.
Mtodo executivo direto ou convencional
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
tirante
desativado
tirante estronca
Exemplo de mtodo executivo direto ou convencional
Exemplo de mtodo executivo direto ou convencional
Mtodo executivo indireto
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
No h necessidade de escoramentos horizontais provisrios (estroncas ou tirantes);
H necessidade de apoios provisrios para as lajes (estacas metlicas, raz e escavadas).
1 laje 1 laje
2 laje
Situaes Especiais
Quando o subsolo se estende at as divisas do
terreno:
i) o prdio tem sua parte acima do terreno
afastada das divisas (lmina)
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
lmina
paredes de
contenes
Paredes de conteno podem servir de fundao p/ os pilares das lajes dos subsolos e
trreo, sem excentricidades maiores e portanto, sem vigas de equilbrio.
Exemplo
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
ii) os vizinhos tem fundaes junto s divisas,
superficiais e extremamente sensveis
viga de transio
div
isa
paredes do
subsolo
Paredes do subsolos afastadas das divisas: execuo segura;
No NT corrigi-se a excentricidade dos pilares da divisa atravs de vigas de transio.
Sistemas de escoramentos combinados a
fundaes:
perfis metlicos de fundao de pilares, que
servem para conteno da escavao pelo
sistema de perfis e pranches;
paredes diafragmas que servem de fundao e
conteno;
paredes de estacas justapostas que servem de
fundao e conteno.
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Escavadora Clamshell
Paredes
Diafragma Pr-
moldadas
Cortinas de estacas justapostas
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Laje de Fundo de Subsolo
prdios que ultrapassam o nvel de gua devem
ter sua laje de fundo dimensionada para a
subpresso ou manter um sistema permanente
de alvio de presses de gua
h
u = hgw Filtro
Bomba
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Fundaes Compensadas
so aquelas que tiram proveito do alvio de
presses decorrentes da escavao de
subsolos.
Ex: Mtodo de clculo de recalques em areias (Burland e Burbidge
1985) o alvio a considerar de 2/3 da presso de terra escavada
discutvel se esse alvio pode ser considerado integral.
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Edifcios em Encostas
o grande problema neste caso a estabilidade
da encosta
a
45< a
Se a encosta for estvel:
considerar a superfcie
inclinada no clculo da
capacidade de carga;
no implantar sapatas
vizinhas em nveis muito
diferentes.
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Edifcios em Encostas
Algumas medidas para estabilizar encostas:
Edifcios em Zona Urbana e com subsolo
Fluxograma das Atividades
Cargas Projetos Estruturais
Ensaios de Campo
Sondagens / P C
Ensaios de labor Experincia - Situaes similares, sucessos e
insucessos
Correlaes
Banco Dados
Estatstica
Parmetros Geotcnicos
Capacidade de Carga
e Recalque
Sazonalidade
comportamento das Fundaes
Previses