Investigação Geotécnica e Projetos de Fundações

ENGENHARIA DE CIVIL ESTRUTURAS DE FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES Prof Caroline Christ INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS Data 2208 Conhecendo a professora Caroline Ester Christ 39 anos engenheira civil doutora em infraestrutura na área de geotecnia professora do curso de Engenharia Civil da UNISUL desde abril de 2022 Conhecendo a turma Todos são alunos de engenharia civil Já fizeram a disciplina de Solos Nome e fase falar um por um AVALIAÇÃO A3 Serão 2 trabalhos sendo 1 Projeto e dimensionamento de fundações rasas planta de cargas planta de fundações tipo sapata e planta de fundações tipo estacas 60 da nota 2 Análise de estabilidade e prédimensionamento de um muro de contenção à gravidade concreto ciclópico ou dimensionamento de um muro de gabião 40 da nota será um trabalho menor que o de fundações Trabalho 1 Em grupo de até 4 alunos na próxima aula serão passados mais detalhes sobre este trabalho que terá como base uma planta de cargas e um laudo de ensaio de SPT é um trabalho mais amplo que o trabalho 2 e deverá ser entregue na semana após a A1 Trabalho 2 Individual logo após a A1 irei passar mais detalhes será o prédimensionamento de um muro de contenção ou dimensionamento de um muro de gabião tendo como base um terreno de inclinação natural e parâmetros do solo Presença Irei fazer chamada toda a aula pra controle do número de alunos Chamase fundação a parte de uma estrutura que transmite ao terreno subjacente a carga da obra caputo 1987 CONCEITOS QUE ENVOLVEM FUNDAÇÕES Os solos são constituídos de um conjunto de partículas com água e ar nos espaços intermediários As partículas de maneira geral se encontram livres para deslocarem Conceitos relacionados aos solos PARTÍCULAS SÓLIDAS PARTÍCULAS DE AR PARTÍCULAS DE ÁGUA IMPORTANTE EM UM SOLO CONVIVEM PARTÍCULAS DE TAMANHOS DIVERSOS Limites das frações de solo pelo tamanho dos grãos Pedregulho 48 mm Areias 006 mm a 48 mm Silte 0005 mm a 006 mm Argila 0005 mm Subdivisão das areias grossa média e fina Solos argilosos Bastante plástico quando misturados com água Se secos transformam em torrões duros Solos siltosos São suaves no manuseio quando no manuseio em presença de água Se seco se esfarelam Origem dos solos Solos residuais Originários da decomposição das rochas que se encontram no mesmo local Solo saprolítico Mantém a estrutura original da rocha mãe veios fissuras xistosidade mas perdeu a consistência da rocha Chamado também de alteração de rocha Rocha alterada Alteração progrediu ao longo de fraturas ficando intacto grandes blocos de rocha Solos coluvionares Fora transportados de outro local pela ação da gravidade Solos aluvionares Foram transportados de outro local pela ação da água Solos eólicos Foram transportados de outro local pela ação do vento ESTRUTURA A estrutura composta por vigas pilares lajes normalmente apoiados sobre vigas baldrame arranque e fundação VIGA PILARES OU COLUNAS LAJES VIGAS BALDRAME TOCO OU PILARETE FUNDAÇÃO VIGAS BALDRAME Por estar em contato com o solo exigem cuidados diferentes na execução como o uso de impermeabilizante maior cobrimento das armaduras e serem apoiados sobre um lastro de brita ao invés de terem uma caixaria com três faces Não necessariamente serão iguais as vigas dos demais andares Em radier poderá se dispensado Também é chamada de cinta São vigas apoiadas diretamente no solo Não tem função de transmitir os esforçoscargas ao solo sua função é a de absorver esforços e unir os pilares similar as demais vigas PILAR DE ARRANQUE Também é chamado de toco de pilar ou pilarete Tratamse dos pilares que transferem os esforços da estrutura para as fundações Por estar em contato com o solo exigem cuidados na execução como o uso de impermeabilizante e maior cobrimento das armaduras Não necessariamente estarão locados nos mesmos locais dos pilares acima Em geral desnecessário para fundações do tipo estaca e tubulões FUNDAÇÕES Geralmente estão ligadas ao toco exceto no caso da sapata corrida que fica diretamente abaixo do baldrame Podem ser Superficiais ou rasas sapata bloco ou radier Profundas estacas e tubulões DEFINIÇÕES Em pontes usase a seguinte nomenclatura superestrutura mesoestrutura e infraestrutura SUPERESTRUTURA TABULEIRO OU TABLADO E VIGAS MESOESTRUTURA PILARES INFRAESTRUTURA FUNDAÇÕES Em edificações maiores como prédios ou obras mais complexas convém ao projetista estrutural repassar ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas aos elementos de fundação planta da cargas Em seguida estas informações são comparadas com as características do solo onde será edificado o projetista de fundações calcula o recalque desses elementos e compara com os recalques admissíveis da estrutura ou seja primeiro elabora se o projeto estrutural e depois o projeto de fundação Alguns softwares necessitam de um prélançamento das tensões admissíveis resistência do solo como é o caso do eberick que pode ser utilizado para pequenas edificações e diversos tipos de fundações PROJETO E DIMENSIONAMENTO Tipos de Fundações SUPERFICIAIS OU RASAS PROFUNDAS Tipos de Fundações SUPERFICIAIS OU RASAS As cargas são absorvidas pelo contato da área aplicada sobre o solo Sapatas e Blocos Radier Sapata Elemento de fundação em concreto cuja forma pode ser quadrada retangular ou trapezoidal É dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas sejam resistidas com auxílio de uma armadura Sapata Associada é a sapata comum a mais de um pilar Bloco Elemento de fundação em concreto cuja forma pode ser quadrada ou retangular Suas faces verticais podem ser inclinadas ou escalonadas É dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas sejam resistidas pelo concreto sem necessidade de armadura Radier Estrutura semelhante a sapata onde são apoiados todos os pilares e demais carregamentos distribuídos da obra Tipos de Fundações As cargas são absorvidas pelo atrito lateral e também pela base resistência de ponta depende do tipo de fundação PROFUNDAS Estacas Tubulões TUBULÃO ESTACAS ESTACA CRAVADA POR VIBRAÇÃO ESTACA CRAVADA POR PRENSAGEM ESTACA CRAVADA POR PERCUSSÃO ESTACA BROCA ESTACA ESCAVADA ESTACA TIPO FRANKI ESTACA INJETADA ESTACA MISTA ESTACA PRANCHA ESTACA DE MADEIRA ESTACA DE AÇO ESTACA DE PRÉ MOLDADA ESTACA INJETÁVEL DE PEQUENO DIÂMETRO ESTACA RAIZ JET GROUTING HÉLICE CONTÍNUA ESTACA DE LAMA ESTACA STRAUSS FUNDAÇÕES PROFUNDAS Atrito lateral Capacidade de Carga ATRITO LATERAL X RESISTÊNCIA DE PONTA Braja Das Porém na prática poderá ser viável assentar uma sapata há uma profundidade maior que 2X a menor dimensão da fundação isso dependerá do tipo do solo segundo Velloso e Lopes 2004 os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de fundações são Topografia da área Dados geológicosgeotécnicos Dados da estrutura a ser construída tipo de uso sistema estrutural sistema construtivo cargas Dados sobre construção vizinhas número de pavimentos tipo de estrutura e fundação existência de subsolo etc ACRESCENTO AQUI A NECESSIDADE DE INFORMAÇÕES RELATIVAS AS NORMAS MUNICIPAIS VERIFICAR PLANO DIRETOR JUNTO A PREFEITURA OU UMA INCOMUM PASSAGEM DE REDE DE INFRAESTRUTURA Plantas de carga Planta com a projeção dos pilares no terreno indicando a carga que cada fundação deverá suportar Deve conter a indicação dos alinhamentos frontais a laterais bem como as cotas necessárias Exemplo Mostrar em PDF uma planta de cargas Ensaios SPT Vantagens Custo relativamente baixo Facilidade de execução e trabalho em locais de difícil acesso Permite a descrição do solo através da coleta de amostras Fornece o índice de resistência correlacionável com a resistência dos solos Determinação da profundidade do lençol freático AMOSTRADOR PADRÃO MOTOR BOMBA PARA CIRCULAÇÃO DE ÁGUA CORDA CABO DE AÇO PESO 65kg TRIPÉ ROLDANA HASTE MANIVELA HASTE GUIA MANGOTE DE SUCÇÃO MANGUEIRA DE RECALQUE TRÉPANO Altura de queda 75cm Avanço por percussão trépano PesoMartelo de 65kg Limpeza do local Avanço com tradotrépano até 1m Posicionamento e cravação de um amostrador padrão no solo por meio de golpes Cravação dinâmica com martelo de 65kg caindo a uma altura de 75cm Anotação do número de golpes Avanço com trépano e circulação dágua ao encontrar o nível do lençol freático Leitura do nível do lençol freático 24h após a realização do ensaio Procedimentos NBR 64842001 AMOSTRADOR PADRÃO Interpretação do número de golpes 15cm 15cm 15cm 55cm 1m o Nspt o 2 3 45cm o Nspt o 1 2 1 2 3 Cravação do amostrador Avanço à trado Em qualquer dos três segmentos de 15 cm Nspt 30 Quando em 3m sucessivos se obtiver 30 golpes para penetração dos 15cm iniciais do amostradorpadrão Quando em 4m sucessivos se obtiver 50 golpes para penetração dos 30cm iniciais do amostradorpadrão e Quando em 5m sucessivos se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45 cm do amostradorpadrão Critérios de Paralização Quando no avanço da perfuração por circulação de água forem obtidos avanços inferiores a 50 mm em cada período de 10 min ou quando após a realização de quatro ensaios consecutivos não for alcançada a profundidade de execução do SPT Não se observar avanço do amostradorpadrão durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo Nota Quando a penetração for incompleta o resultado da cravação do amostrador é expresso pelas relações entre o número de golpes e a penetração para cada 15 cm de penetração EXEMPLO 1216 3011 a 1415 2115 157 e 100 A NBR cita granulometria plasticidade cor e origem solos residuais transportados coluvionares aluvionares fluviais e marinhos aterros Normalmente apresentase granulometria e cor obtidas por análise tátil visual Quando é aterro ou solo mole também é citado Caracterização das amostras Solo Número de golpes Designação Areia e Siltes arenosos 4 Fofao 5 a 8 Pouco compacta 9 a 18 Medianamente compactao 19 a 40 Compactao 40 Muito compactao Argilas e siltes argilosos 2 Muito mole 3 a 5 Mole 6 a 10 Média 11 a 19 Rijao 19 Durao ÍNDICE DE RESISTÊNCIA NBR64842001 SONDAGEM À PERCUSSÃO Nº da sondagem 001 SONDAGEM À PERCUSSÃO Nº da sondagem 002 ENSAIO DE PENETRAÇÃO GRÁFICO CLASSIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS Prof m Solo argiloarenoso Argila arenosa marrom clara rija à muito mole Areia fina argilosa marrom clara fofa Areia grossa marrom clara mole Areia média cinza clara medianamente compacta Silt e arenoso cinza escuro fofo Argila cinza escura muito mole à rija Argila fina cinza escura medianamente compacta Argila cinza escura mole à rija Areia fina com fragmentos de conchas calcárias e matéria orgânica cinza escura mole à muito mole IMPENETRÁVEL À PERCUSSÃO SONDAGEM À PERCUSSÃO Nº da sondagem 003 ENSAIO DE PENETRAÇÃO GRÁFICO CLASSIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS Prof m Solo arenoso argiloso cor marrom rijo Argila marrom muito mole à mole Argila arenosa com calcário cor verde mole Argila verde com seixo rija Argila marrom com seixo muito rija IMPENETRÁVEL À PERCUSSÃO SONDAGEM À PERCUSSÃO Nº da sondagem 001 ENSAIO DE PENETRAÇÃO GRÁFICO CLASSIFICAÇÃO DAS AMOSTRAS Prof m Solo siltoargiloso marrom Argila silteica marrom média Argila silteica cinza escuro mole Argila verde mole Areia média com concha pouco compacta Silt e arenoso variado em tom verde com níveis argilosos verdes fofo à pouco compacta Areia silitosa média com pedregulho medianamente compacta à compacta IMPENETRÁVEL À PERCUSSÃO Material de aterro saibro argiloso cor marrom avermelhado At erro Cinza de carvão mineral pouco compacta QUANDO EXECUTAR FUNDAÇÕES SUPERFICIAS COMO DEFINIR A COTA DE ASSENTAMENTO QUAL SPT MÍNIMO POSSO ASSENTAR ABAIXO DO NÍVEL DÁGUA BULBO DE TENSÕES Fazse uma média das camadas que estejam a uma profundidade 15 vezes a menor medida da sapata B menor dimensão Área de granulação fina cor amarelada de medianamente compacta pouco compacta Furo SP02 Cota 200 Inicial 160 m 24 horas 195 m Classificação dos materiais Granulometria Cor Compacidade e consistência Área de granulometria fina cor amarelo variado de medianamente compacta pouco compacta Tufa carbonosa correta de consistência média Área de granulometria fina cor cinza variado de foto a medianamente compacta Área de granulometria fina cor verde acinzentado compacta Área de granulometria fina cor cinza variado muito compacta Limite de sondagem impenetrável à perfuração Furo SP03 Cota 300 Inicial 220 m 24 horas 250 m Classificação dos materiais Granulometria Cor Compacidade e consistência Área de granulometria fina cor cinza variado fofa Área de granulometria fina cor amarelo variado fofa Área de granulometria fina cor cinza variado de foto a medianamente compacta Área de granulometria fina cor verde acinzentado medianamente compacta Área de granulometria fina cor cinza variado de compacta a muito compacta Limite de sondagem impenetrável à perfuração Furo SP04 Cota 200 Inicial 160 m 24 horas 180 m Classificação dos materiais Granulometria Cor Compacidade e consistência Área de granulometria fina cor cinza claro medianamente compacta Área de granulometria fina cor marrom variado de fofa a pouco compacta Área de granulometria fina cor cinza escura de pouco compacta a medianamente compacta Área de granulometria fina cor cinza variado de medianamente compacta a compacta Limite de sondagem impenetrável à perfuração NÚMERO DE GOLPES PARA PENETRAÇÃO DE 30 cm DO AMOSTRADOR RESTOS DE DILUIÇÕES Número de furos NBR 8036 Tendo como base a projeção da obraedificação Até 200 m² Mínimo de 2 furos Entre 200 e 400 m² 3 furos Até 1200 m² 1 furo a cada 200m² Acima de 1200 m² o excendente a cada 400 m² 1 furo Distância máxima entre os furos 30m Quando não se tem uma noção de uma futura edificação e pretende se apenas realizar um estudo de viabilidade os furos devem ter distância máxima de 100m Profundidade considerar a propagação das tensões e a geologia do local COMPLEMENTO Banco de dados SPT da Ilha de Santa Catarina abordar nível dágua Nspt das camadas mais superficiais Minha tese foi mais a título de conhecimento