Estruturas de Fundações e Contenções - Mini Currículo

ESTRUTURAS DE FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES Mini Currículo PREFEITURA DE NOVA BRÉSCA RS Sejam sempre pontuais nas entregas Todas atividades devem ser entregues VIA ULIFE Não serão aceitas entregas via email Email será respondido em até 3 dias úteis Tudo que é conversado é entendido Tenhamos diálogo para alinhar expectativas O material de apoio encontrase no Ulife Usufrua da Busca ativa EMENTA Tipos de Fundações e Investigação Geotécnica Capacidade de carga de fundações rasas Capacidade de Carga quanto a Ruptura Métodos de Bell Terzaghi Terzaghi Meyerhoff e Skempton Dimensionamento geométrico de fundações rasas Fundações profundas Capacidade de carga de estacas e tubulões Cálculo de recalque de fundações de estacas isoladas e tubulões Projeto de fundações rasas e profundas Dimensionamento de sapatas Métodos da flexão e das Bielas e dos Tirantes Dimensionamento de blocos de fundação Método da BielaTirante e Método da Flexão Recalque Recalques Tipos causas Estimativa de Recalques Solos Granulares Argilas Saturadas Outros Tipos de Solos Compressibilidade e adensamento Rebaixamento do lençol freático e reforço de fundações Compactação Terraplenagem e movimentação de terra Tipos de muros de arrimo Cálculo de muros de arrimo Equilíbrio de taludes Instabilidade de encostas e taludes naturais Substituição do solo jetgrouting caixões Cortina atirantada Soluções Especiais em obras de terra Construção de uma barragem Estudos para avaliação construtiva Especificações do projeto aplicação dos métodos construtivos e de monitoramento observando as normas vigentes de barragem Interação solo estrutura Vantagens para edificações e estruturas de contenção com tirantes Esforços de vento sobre a fundação com a inserção de momentos fletores e esforços horizontais COMPETÊNCIAS Projetar quantificar capacidade do solo e executar diferentes fundações direta e indireta Quantificaravaliar recalques na fase de projetos Acompanhar execução e controle de qualidade em obras de terraplanagem Avaliar estabilidade de talude quantificando segurança Projetar a geometria e executar obras de muros de arrimo e muros à flexão Acompanhar execução e monitoramento em obras de barragens BIBLIOGRAFIA BÁSICA TRÊS TÍTULOS TODOS DAS BIBLIOTECAS VIRTUAIS CINTRA José Carlos A Fundações diretas projeto geotécnico São Paulo Oficina de textos 2011 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao38868epub0 VELLOSO Dirceu de Alencar LOPES Francisco de Rezende Fundações critérios de projeto investigação do subsolo fundações superficiais fundações profundas São Paulo Oficina de textos 2010 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao181502epub0 SCHNAID Fernando Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia de fundações 2 ed São Paulo Oficina de Textos 2012 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao162902pdf0 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR CINCO TÍTULOS TODOS DAS BIBLIOTECAS VIRTUAIS ALONSO Urbano Rodriguez Previsão e controle das fundações São Paulo Edgard Blücher 1998 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao177888pdf0 BOTELHO Manoel Henrique Campos CARVALHO Luís Fernando Meirelles 4 edifícios X 5 locais de implantação 20 soluções de fundações 2 ed São Paulo Brucher 2007 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao177875pdf0 CAPUTO H P Mecânica dos solos e suas aplicações mecânica das rochas fundações obras de terra 7 ed Rio de Janeiro LTC 2015 v 1 Ebook Disponível em httpsintegradaminhabibliotecacombrbooks9788521630050 MASSAD Faiçal Obras de terra curso básico de geotecnia São Paulo Oficina de Textos 2003 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao181520epub0 MOLITERNO Antonio Caderno de muros de arrimo 2 ed São Paulo Edgard Blücher 1994 Ebook Disponível em httpsplataformabvirtualcombrLeitorPublicacao177660pdf0 Biblioteca Referências Bibliográficas Base de Dados de Acesso Livre Periódicos Dicas de Pesquisa Tutoriais Bibliotecas Virtuais EbooksPeriódicos Outros livros Busca Ativa Apresentação Livros INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO E TIPO DE FUNDAÇÕES FUNDAÇÃO DIRETA E RASA FUNDAÇÃO INDIRETA E PROFUNDA CAPACIDADE DE CARGA COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS RECALQUE SOLOS MOLES ESTABILIDADE DE TALUDES OBRAS DE CONTENÇÃO DE SOLOS BARRAGENS INTERAÇÃO SOLO ESTRUTURA Programação das aulas NA AULA DE HOJE VAMOS ESTUDAR Recalque Recalques Tipos causas httpswwwmenticomalzf83sffo8 O que há de diferente Perfis geotécnicos Perfis geotécnicos O solo como material para obras de engenharia Os solos podem apresentar características importantes que devem ser observadas a quando os solos com argilas expansíveis por exemplo são umedecidos acabam se expandindo com pressões suficiente para romper fundações e pavimentações b os solos quando estão saturados de água apresentam determinado comportamento mecânico diferente dos solos não saturados c solos mais arenosos permitem a passagem fluxo de água com maior facilidade enquanto que solos muito argilosos quase impedem a passagem de água d solos argilosos de várzea deformamse permanentemente ao receber sobrecarga mas isso pode levar muitos e muitos anos e ainda apresentam resistências baixíssimas Grãos e Partículas dos Solos O solo é um sistema multifásico constituído de Fase sólida minerais Fase líquida fluido geralmente água Fase gasosa fluido geralmente ar ou vapores Fase dissolvida substâncias geralmente sais ou bases Fase orgânica particulados geralmente de origem vegetal ou animal Grãos e Partículas dos Solos Microcolonies of bacteria The complexity of soil Quartz Air Organic matter Clay particle Quartz Air Clay particle H2O Quartz Grãos e Partículas dos Solos Identificação dos solos por meio de ensaios Para a identificação dos solos a partir das partículas que os constituem são empregados dois tipos de ensaio a análise granulométrica e os índices de consistência Classificação das par4culas cláscas de um solo Granulometria A granulometria na verdade é o reconhecimento da textura do solo A quan8dade rela8va de parculas com tamanhos referências como pedregulhos areias siltes e argilas é mais precisamente determinada por meio de ensaios de laboratório A curva granulométrica é construída por meio do peneiramento do solo seco Granulometria Tabela 1 Exemplo de uma série de peneira com suas aberturas padronizadas Classificação das parculas clás2cas de um solo Granulometria Definição Os solos são compostos por parculas de diferentes tamanhos que intervalos recebem nomes específicos como argila silte e areia A distribuição de diferentes partículas e sua medição é definida como Granulometria Classificação dos solos por granulometria Curva Granulométrica Curva Granulométrica Curva Granulométrica Exemplo de curva Investigação Geotécnica Inves1gação Geotécnica O que são investigações geotécnicas A investigação geotécnica consiste em ensaios que visam conhecer e entender o comportamento do solo e das rochas assim como os perfis que o compõem sua resistência e demais características Essa investigação pode ser visual por meio de ensaios realizados no local da obra ou em laboratório A sondagem é um exemplo e inclusive é um dos métodos mais utilizados Investigação Geotécnica Quantos desses problemas vemos no dia a dia Como elas podem auxiliar a evitar manifestações patológicas na obra A investigação geotécnica minimiza riscos e custos uma vez que os erros construtivos são ainda mais custosos que as fundações superestimadas Ela fornece informações relacionadas ao comportamento do solo indicando qual é a profundidade até a camada resistente as cargas que serão distribuídas qual é a tensão da ruptura componentes e altura do nível dágua entre outras Quais são os principais problemas em fundações decorrentes da falta de investigações geotécnicas eficazes Solos moles As fundações devem transferir as cargas recebidas em solo resistente para tal Quando a investigação não é feita corretamente a profundidade projetada pode ser inferior ao que era necessário realmente Com isso a edificação pode apresentar fissuras rachaduras e desníveis entre outros problemas Os prédios da cidade de Santos no litoral paulista são exemplos desse problema A fundação foi feita em um solo que não era resistente o suficiente e adensou gerando desníveis de até 180 m Quais são os principais problemas em fundações decorrentes da falta de investigações geotécnicas eficazes Dimensões inferiores às necessárias Quando a investigação não é feita corretamente a fundação pode ser subestimada apresentando dimensões inferiores ao que é necessário Dependendo da severidade da situação além de manifestações patológicas pode ocorrer a ruína da edificação ou a necessidade de um reforço estrutural Investigação Geotécnica As características de um solo não podem ser descobertas apenas pelo aspecto da camada superficial Há necessidade de investigar o solo em profundidade O resultado da PROSPECÇÃO de solos fornece informações relevantes para definir as camadas dos perfis dos solos e rochas encontrados no subsolo a serem removidos Investigação Geotécnica PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA Proporciona a confirmação técnica e econômica de um traçado proposto Viabiliza a elaboração do planejamento das técnicas e equipamentos a empregar na terraplenagem Investigação Geotécnica VALOR DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA Pode ser medido pelo custo que seria gasto na construção se a investigação do terreno não tivesse sido feita Todas as sondagens são caras mas as mais caras são aquelas que não foram feitas Investigação do material abaixo da superfície terrestre ao longo de uma determinada profundidade profundidade de estudo Esta profundidade é função do tipo de estudo realizado 1 Jazidas para rodovias 020 a 120 metros 2 Fundações para edifícios 10 a 30 metros 3 Exploração de petróleo pode ser mais de 1000 metros Qualquer material sofrendo tração estiramento ou compressão sofre deformações No caso de tração o comprimento da peça aumenta e no caso de compressão o comprimento diminui O valor da alteração de comprimento é função de valor da força atuante e quanto maior ela for maior a deformação e tipo de material Peças de elástico sendo estiradas puxadas com determinadas forças se deformam bastante Peças de aço para as mesmas forças se deformam muito pouco chegando a ser imperceptíveis visualmente Com o solo também é assim E o solo ao ser comprimido por uma edificação que nele se apoia Com exceção dos terrenos rochosos usados em fundações que não recalcam quase nada todos os solos comprimidos por cargas verticais oriundas de obras que sustentam sofrem alguma deformação ou seja afundam um pouco Duas coisas precisam ser verificadas em obras de edificação o valor dessa deformação do solo afundamento deve ser pequeno e o afundamento deveria ser igual em todos os locais de apoio O recalque diferencial é o mais temido dos recalques pois além de afundar transmite esforços não previstos na estrutura que pode até chegar ao rompimento de partes às vezes inviabilizando seu uso Como se luta para combater os recalques diferenciais Providências estudo bem feito da geologia do local e um bom projeto adoção de um único tipo de fundação não usando em um prédio por exemplo fundação direta chamada de superficial sapatas e fundação profunda como estacas acompanhamento de obra para verificar variações não previstas no solo De um modo geral podemos dizer que o recalque é a resultante da interação solo carregamento A principal reação é a variação volumétrica ou da forma do maciço de solo que está abaixo da fundação pela eliminação de vazios ou seja a expulsão da água ou do ar nos vazios Outro fator é a compressibilidade dos grãos esta por sua vez em alguns tipos de solo pode ser considerada desprezível em relação aos vazios A estimativa de recalques é prática frequente na engenharia geotécnica Podemos citar diversas situações em que se deve estimar os recalques em outras situações a estimativa não é suficiente e você deve intensificar as investigações ou até mesmo criar um campo experimental monitorado no próprio local de modo a conhecer de que maneira se desenvolvem os recalques e qual a sua magnitude em função de um determinado carregamento Em fundações você não deve cogitar a possibilidade da ocorrência de deformações excessivas Existem limites que dependem do tipo de estrutura do tipo de fundação e também do tipo de solo Em geral na área de fundações é preciso dar atenção à relação de distorção angular e ao número de pavimentos das construções No entanto Burland et al 1977 apud Hachich 2009 sugerem recalques diferenciais e totais em estruturas convencionais separando em argilas e areias Para areias recalque diferencial máximo é de 25 mm recalque total máximo em sapatas isoladas é de 40 mm recalque total máximo para radier é de 65 mm Para argilas recalque diferencial máximo é de 40 mm recalque total máximo para sapatas é de 65 mm recalque total máximo para radier é de 65 a 100 mm Tipos de recalque de fundações sob a ótica do Solo Os recalques em solos acontecem pelas deformações tanto verticais quanto horizontais E estes podem ser divididos em 3 categorias principais recalques imediatos ou não drenados recalques primários de adensamento e os secundários Recalque Imediato ou não drenado O recalque imediato ocorre em solos arenosos e em solos não saturados Basicamente acontece quando parte das tensões oriundas de um carregamento são transferidas imediatamente ao arcabouço sólido O solo de modo geral trabalha de maneira elástica ou seja fisicamente ele parte do principio de molas Sendo assim os excessos iniciais de proporção que são oriundos de um carregamento não se igualam a tensão vertical assim a parcela transmitida instantaneamente a mola resulta em uma variação de tensão efetiva Com isso a partir dessa variação o solo varia também de volume que é o chamado recalque imediato ou não drenado Saiba mais Quando a espessura de solos mole ultrapassa uma determinada profundidade algo em torno de 35 m deixa de ser viável a remoção deste material e partese para alternativas que visam aceleração dos recalques para que eles chegem no valor final de projeto ou quando as espessuras são muito grandes ou mesmo quando o impacto ambiental passa a ser importante partese para construções de elevadas viadutos Estruturas deste tipo estão cada vez mais frequentes nas obras de infraestrutura Recalque de Adensamento Primário O recalque primário ocorre basicamente pela redução de vazios do solo o processo pode durar de horas até anos Em geral em solos finos é mais demorado e em solos mais grossos o processo é praticamente imediato isso ocorre pela variação do parâmetro de permeabilidade de cada tipo de solo Assim como nos recalques imediatos o recalque primário ocorre pela variação de tensões efetivas que são observadas de acordo com o princípio de deformação de mola Porém nos recalques primários de adensamento os excessos de poropressão são transferidos pela tensão efetiva através do processo de escape de água ou seja ocorre pelo processo de transferência de esforços entre a água e o arcabouço sólido o que acarreta a variação no valor inicial das tensões efetivas Para a estimativa de recalques primários levase em consideração a variação do índice de vazios utilizando como base os parâmetros de compressibilidade dos solos através da correlação das variações volumétricas com as variações de tensões efetivas Recalque de Adensamento Secundário O recalque de adensamento secundário também chamado de creep tem relação com as deformações que são apresentadas ao final do recalque primário de adensamento ou seja quando as tensões efetivas já se estabilizaram Basicamente o recalque de adensamento secundário parte do princípio onde ocorre uma alteração no posicionamento das partículas do solo que após a dispersão de todo excesso de poropressão buscam um arranjo mais regular A consolidação de recalques de adensamento secundários acontece pela redução do índice de vazios em tensões efetivas constantes Esse fenômeno ocorre em todos os solos mas acontece de forma mais acentuada em solos com grande quantidade de matéria orgânica O recalque por adensamento secundário num tempo infinito tende a zero ou seja se comporta de maneira decrescente em relação ao tempo Estimativa da magnitude dos recalques Os recalques totais devidos a carregamentos superficiais podem ser estimados pela soma de três parcelas o recalque imediato por consolidação primária e por consolidação secundária Assim a equação geral para determinação dos recalques devido ao carregamento externo é a seguinte ρ ρ i ρ c ρ s onde Essa estimativa de recalque total absoluto pode variar de acordo com o tipo de solo Por exemplo em solos arenosos o recalque total corresponde apenas ao recalque inicial devido a alta permeabilidade Os recalques por adensamento ocorrem apenas em solos argilosos sendo os secundários em argilas saturadas muito moles ou solos orgânicos Situação típica de aterro sobre argilas moles compressíveis e saturadas Tipos de recalque Recalque Total Uniforme O recalque total uniforme ocorre quando todos os pontos da fundação recalcam de maneira similar mantendo a estabilidade vertical e horizontal do corpo rígido da estrutura Um grande exemplo de recalque total uniforme é a Catedral Metropolitana do México que recalca cerca de 7 centímetros por ano uniformemente Estruturalmente falando esse tipo de recalque não acarreta nenhum tipo de dano a edificação Por outro lado podem ocorrer problemas relacionados a via publica como por exemplo entrada de água pluvial patologias nas ligações de água e esgoto acesso de veículos dentre outros Basílica de Nossa Senhora de Guadalupe Atualmente a taxa de afundamento anual está em torno de 7 cm Recalque Diferencial Uniforme O recalque diferencial uniforme é caracterizado principalmente pela diferença de nível que ocorre quando uma parte da estrutura recalca mais que a outra Nesse tipo de recalque a estrutura sofre o recalque de maneira a se comportar como um corpo rígido Diferentemente do recalque diferencial por distorção angular tratado no próximo subtém deste artigo Esse tipo de recalque afeta bastante a estrutura e precisa ser tratado O recalque diferencial uniforme acaba por gerar esforços internos nas peças estruturais além de sua principal característica que é o desaprumo da edificação Com isso não são toleráveis como o caso do recalque absoluto uniforme Recalque Diferencial Uniforme Recalque Distorcional Angular Considerado o grande vilão da engenharia de fundações o recalque distorcional angular é onde deve ser voltada a maior atenção se tratando de danos à estrutura de uma edificação Este ocorre geralmente em terrenos onde o solo é mais heterogêneo O recalque distorcional pela diferença de recalques em determinados pontos de uma fundação O parâmetro de recalque distorcional β é obtido pela relação entre o recalque diferencial entre duas fundações δ pela distância entre elas L β δ L Recalque total ou absoluto Danos causados pela movimentação das fundações β δ L A NBR 6122 lista os fatores a se considerar para a definição dos deslocamentos aceitáveis de uma estrutura Recalque diferencial δ também chamado de recalque relativo é o recalque que ocorre entre duas sapatas Recalque absoluto ρ é o que ocorre em cada sapata isoladamente Ou seja se o recalque em duas sapatas vizinhas S1 e S2 for de 20 cm em cada uma das sapatas podemos dizer que o recalque absoluto em cada uma foi correspondente a tal valor 20 cm Porém o recalque diferencial entre as duas é zero visto que as duas sofreram o mesmo deslocamento É correto afirmar que a definição dos valoreslimite de projeto para os deslocamentos e deformações das fundações deve considerar a a velocidade dos recalques e movimentos do terreno de fundação o po de estrutura e o material de construção o po de fundação a natureza do solo a finalidade da obra a influência nas estruturas ulidades e edificações vizinhas b as caracteríscas geomecânicas do subsolo a profundidade da fundação as dimensões e forma dos elementos de fundação a influência do lençol dágua as sobrecargas externas c a perda de estabilidade global a ruptura por esgotamento da capacidade de carga do terreno a ruptura por deslizamento a ruptura estrutural em decorrência de movimentos da fundação o arrancamento ou insuficiência de resistência por tração a ruptura do terreno decorrente de carregamentos transversais a ruptura estrutural por compressão flexão flambagem ou cisalhamento d os resultados do ensaio de prova de carga sobre placa que devem ser interpretados de modo a considerar a relação modeloprotópo efeito de escala bem como as camadas influenciadas de solo e dimensões da seção e comprimento úl desaprumo e desvio de locação caracteríscas e idenficação do equipamento de cravação negas ou repiques no final de cravação e na recravação quando houver especificação dos materiais deslocamento por efeito de cravação de estacas vizinhas observações e anormalidades de execução Sobre recalques de fundações diretas marque V para as afirma9vas verdadeiras e F para as falsas Recalques absolutos elevados mas da mesma ordem de grandeza em todas as partes da fundação de um ediCcio podem ser tolerados na construção O recalque absoluto que dá origem ao recalque diferencial e aos movimentos do ediCcio pode ser decomposto em duas parcelas o recalque imediato e o recalque de adensamento Os recalques imediatos também chamados de recalques elás9cos são totalmente recuperados com a re9rada do carregamento Nas argilas saturadas o adensamento se processa com a dissipação das pressões neutras lentamente no decorrer do tempo Assinale a sequência correta a V V F F b V F V V c F V F V d F F V F Comentários Analisemos cada uma das alternativas 1º item Errado pois os recalques são no mínimo limitados pelo nível de serviço da edificação não importando se ocorrem de forma homogênea na fundação Portanto há sempre um limite para o recalque não importando de que tipo seja 2º item Basta lembrarmos do conceito de recalque que envolve a parcela imediata primária e secundária O item chamou a parcela primária de adensamento o que remete ao fenômeno que ocorre nesse recalque estando portanto correta a menção 3º item é muito forte a afirmação de que os recalques imediatos são totalmente recuperáveis A teoria da elasticidade é uma aproximação porém sabemos que a aplicação de um esforço vai sempre gerar algum nível de deformação permanente também chamada residual em um corpo Se isso não ocorresse não existiria o rompimento por fadiga que é o caso de corpos solicitados por esforços de pequena magnitude mas repetitivamente ao longo de grande período de tempo Assim a afirmação é errada 4º item Esse é o conceito de recalque primário que é diferido distribuído no tempo justamente porque depende da expulsão de água dos vazios do solo para dissipação do excesso de pressão neutra Item correto Gabarito c Com relação a solos fundações e estruturas de contenção dos solos julgue o item subsecutivo Os recalques por escoamento lateral ocorrem de maneira mais acentuada nos solos não coesivos sob fundação rasa CERTO ERRADO Comentários Correto pois materiais não coesivos apresentam pouca ligação entre os grãos sendo o atrito o principal mecanismo de estabilização Caso haja redução do confinamento lateral de uma coluna de areia ou uma determinada vibração sobre ela haverá risco de rolamento e ocorrência de escoamento lateral No item a seguir é apresentada uma situação hipotética seguida de uma assertiva a ser julgada acerca de inspeções em obras de engenharia Considere que em inspeção a uma construção com fundação do tipo radier sobre solo argiloso saturado seja constatado pequeno recalque na fundação Nessa situação esperase que o referido recalque ocorra de forma lenta além disso para o estudo do recalque da argila uma opção seria a realização de ensaios de compressão edométrica CERTO ERRADO Comentários O item está correto Fique atento para o tipo de fundação radier que tem a vantagem de distribuir as cargas incidentes em todo o solo subjacente por isso é lógico esperarmos o desenvolvimento lento do recalque Além disso tratase de argila saturada cujo adensamento é famoso pelo lento progresso