Introdução às Fundações: Conceitos Iniciais e Tipos de Fundações

Fundações Aula 1 Introdução e conceitos iniciais Faculdade de Engenharia Engenharia civil Datas de avaliação Prova 1 0504 Prova 2 1805 Entrega do trabalho 2505 Sub 0706 Exame 1406 Ementa Prova 1 Tipos de fundação Investigação do subsolo Capacidade de carga Sapatas Prova 2 Blocos sobre 2 estacas Blocos sobre 3 estacas Blocos sobre 4 estacas Tubulões Introdução Geotecnia Geologia Mecânica dos solos Mecânica das rochas Cálculo estrutural Análise estrutural Dimensionamento de estruturas em concreto armado protendido aço e madeira Em geral supõese os apoios indeslocáveis resultando um conjunto de cargas que é passado ao projetista de fundações Com auxílio de uma série de elementos e informações que serão detalhados adiante são projetadas as fundações da obra Tipos de fundações e terminologia Um dos primeiros cuidados de um projetista de fundações deve ser o emprego da terminologia correta As fundações são convencionalmente separadas em dois grupos Fundações superficiais diretas ou rasa Fundações superficiais são elementos estruturais que recebem as tensões distribuídas que equilibram a carga aplicada Sua base está apoiada em uma profundidade H inferior a duas vezes seu menor lado B em planta Fundações profundas Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base resistência de ponta ou por sua superfície lateral resistência de fuste ou por uma combinação das duas sendo sua ponta ou base apoiada em uma profundidade superior a oito vezes a sua menor dimensão em planta e no mínimo 30 m Fundações superficiais Sapata elemento de fundação superficial de concreto armado dimensionado de tal modo que as tensões de tração sejam resistidas por armadura Sapata associada sapata comum a dois pilares a denominação se aplica também a sapata comum a mais do que dois pilares quando não alinhados e desde que representem menos de 70 das cargas da estrutura Sapata corrida sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de três ou mais pilares ao longo de um mesmo alinhamento desde que representem menos de 70 das cargas da estrutura Fundações superficiais Bloco elemento de fundação rasa de concreto ou outros materiais tais como alvenaria ou pedras dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo material sem necessidade de armadura Viga de fundação elemento de fundação superficial comum a vários pilares cujos centros em planta estão situados num mesmo alinhamento Grelha elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares Radier elemento de fundação que recebe todos os pilares da obra Fundações superficiais Fundações superficiais Dimensão mínima em planta as sapatas isoladas ou os blocos não podem ter dimensões inferiores a 60 cm Profundidade mínima nas divisas com terrenos vizinhos salvo quando a fundação for assente sobre rocha a profundidade de apoio não pode ser inferior a 15 m Em casos de obras cujas sapatas ou blocos tenham em sua maioria dimensões inferiores a 10 m essa profundidade mínima pode ser reduzida A cota de apoio de uma fundação deve ser tal que assegure que a capacidade de suporte do solo de apoio não seja influenciada pelas variações sazonais de clima ou por alterações de umidade Fundações superficiais Lastro todas as partes da fundação superficial em contado com solo devem ser executadas sobre um lastro de concreto não estrutural com no mínimo 5 cm de espessura a ser lançado sobre toda a superfície de contato solofundação No caso de rocha esse lastro deve servir para regularização da superfície e portanto pode ter espessura variável observado no entanto o mínimo de 5 cm Fundações em cotas diferentes no caso de fundações próximas em cotas diferentes a reta de maior declive que passa pelos seus bordos deve fazer com a vertical um ângulo α com os seguintes valores a Solos pouco resistentes α 60 b Solos resistentes α 45 c Rochas α 30 Fundações profundas Estaca Franki estaca moldada in loco executada pela cravação de um tubo de ponta fechada por uma bucha seca constituída de pedra e areia previamente firmada na extremidade inferior do tubo por atrito Possui base alargada e é integralmente armada Estacas elemento de fundação profunda executado inteiramente por processo mecanizado que pode ser por cravação à percussão ou prensagem por escavação ou ainda mista Os elementos podem ser moldados in loco ou prémoldados Fundações profundas Estaca hélice contínua estaca de concreto moldada in loco executada mediante a introdução por rotação de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria haste central do trado simultaneamente à sua retirada sendo a armadura introduzida após a concretagem da estaca Fundações profundas Estaca raiz estaca armada e preenchida com argamassa de cimento e areia moldada in loco executada por perfuração rotativa ou rotopercussiva revestida integralmente no trecho em solo por um conjunto de tubos metálicos recuperáveis Fundações profundas Estaca Strauss estaca executada por perfuração do solo com uma sonda ou piteira e revestimento total com camisa metálica realizandose gradativamente o lançamento e apiloamento do concreto com retirada simultânea do revestimento Tubulão Elemento de fundação profunda em que pelo menos na etapa final da escavação do terreno fazse necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou pelo menos para a limpeza do fundo da escavação uma vez que neste tipo de fundação as cargas são resistidas preponderantemente pela ponta Tubulão Elementos necessários ao projeto 1 Topografia da área levantamento planialtimétrico dados sobre taludes e encostas no terreno dados sobre erosões 2 Dados geológicogeotécnicos investigação do subsolo outros dados geológicos e geotécnicos mapas fotos aéreas e levantamentos aerofotogramétricos artigos sobre experiências anteriores na área publicações da CPRM etc 3 Dados da estrutura a construir tipo e uso que terá a nova obra sistema estrutural sistema construtivo cargas 4 Dados sobre construções vizinhas número de pavimentos e carga média por pavimento tipo de estrutura e fundações desempenho das fundações existência de subsolo possíveis consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra Interação entre solo e elemento estrutural De maneira geral uma fundação pode trabalhar por resistência lateral e de ponta ou base A direção e o sentido das forças atuantes em uma estaca podem variar caso a caso Interação entre solo e elemento estrutural Fundação superficial neste caso a resistência lateral é desprezada principalmente em razão da incerteza de sua mobilização bem como das possíveis infiltrações de água que podem influenciar na interface de aderência entre o solo e o elemento estrutural A resistência de ponta é mais apropriadamente denominada de resistência de base uma vez que existe considerável área de contato Fundação profunda o comportamento das fundações profundas pode ser dividido em três casos de ponta de atrito e misto Interação entre solo e elemento estrutural Caso 1 os elementos estruturais de fundação que trabalham preponderantemente por ponta são caracterizados por aqueles que atravessam as camadas de solo não resistente insuficientes para gerar atrito lateral positivo e se apoiam em um horizonte resistente Interação entre solo e elemento estrutural Interação entre solo e elemento estrutural Caso 2 há situações em que o elemento estrutural trabalha em sua maior parte por atrito lateral Neste caso a resistência de ponta é desprezada Interação entre solo e elemento estrutural Caso 3 os casos mais comuns são aqueles em que há a contribuição da resistência de ponta e atrito lateral no comportamento da fundação Referências bibliográficas ALBUQUERQUE P J R GARCIA J R Engenharia de Fundações 1º ed Rio de Janeiro LTC 2020 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6118 Projeto de estruturas de concreto Procedimento Rio de Janeiro ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6122 Projeto e execução de fundações Rio de Janeiro CINTRA J C A AOKI N ALBIERTO J H Fundações diretas Projeto geotécnico 1 ed São Paulo Oficina de Textos 2016 VELLOSO D A LOPES F R Fundações Critérios de projeto investigação do subsolo e fundações superficiais 2 ed São Paulo Oficina de Textos 2015 VELLOSO D A LOPES F R Fundações profundas 1 ed São Paulo Oficina de Textos 2014