Fundações - Tipos, Escolha e Parametros NBR 6122

FUNDAÇÕES CP 01 Projeto de fundações 2 OBJETIVOS Apresentar os parâmetros a serem considerados para a escolha do tipo de fundação Apresentar os tipos de fundações mais empregadas CONTEUDO 1 Parâmetros para escolha da fundação 2 Tipos de fundações e terminologia FUNDAÇÃO Fundação é o elemento estrutural que tem por finalidade transmitir as cargas de uma edificação para uma camada resistente do solo NORMA NBR 6122 Esta norma trata dos critérios gerais que regem o projeto e a execução de fundações de todas as estruturas convencionais da engenharia civil compreendendo Residências e edifícios de uso geral Pontes e viadutos Obras especiais tais como plataformas offshore e linhas de transmissão PARÂMETROS PARA ESCOLHA DA FUNDAÇÃO Critérios técnicos Ø Topografia da área dados sobre taludes e encostas no terreno ou que possam atingir o terreno necessidade de efetuar cortes e aterros dados sobre erosões ocorrência de solos moles na superfície presença de obstáculos como aterros com lixo ou matacões Topografia da área ØDados geológicogeotécnicos características do solo variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas existência de camadas resistentes ou adensáveis compressibilidade e resistência do solos a posição do nível dágua Ø Dados sobre construções vizinhas Número de pavimentos carga média por pavimento Tipo de estrutura e fundações Existência de subsolo Possíveis consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra Ø Dados da estrutura a construir Que tipo e uso que terá a nova obra Sistema estrutural hiperestaticidade flexibilidade etc Sistema construtivo convencional prémoldado etc Cargas ações nas fundações PARÂMETROS PARA ESCOLHA DA FUNDAÇÃO Critérios econômicos Ø Além do custo direto para a execução do serviço devese considerar o prazo de execução Ø Para realizar a escolha adequada do tipo de fundação é importante que se tenha o conhecimento dos tipos de fundação mais usuais e de suas características TIPOS DE FUNDAÇÕES E TERMINOLOGIA As fundações são convencionalmente separadas em dois grandes grupos 1 fundações superficiais ou diretas ou rasas TIPOS DE FUNDAÇÕES E TERMINOLOGIA 1 fundações superficiais ou diretas ou rasas Em princípio este tipo de fundação só é vantajoso quando a área ocupada pela fundação abranger no máximo de 50 a 70 da área disponível De uma maneira geral este tipo de fundação não deve ser usado nos seguintes casos Aterro compactado Argila mole Areia fofa e muito fofa Existência de água onde o rebaixamento do lençol freático não se justifica economicamente Tipos de fundações superficiais Bloco dimensionado de maneira que as tensões de tração possam ser resistidas pelo concreto sem necessidade de armadura Tipos de fundações superficiais Sapata dimensionada de modo que as tensões de traçao sejam resistidas por armadura especialmente disposta para este fim por isso as sapatas têm menor altura que os blocos Tipos de fundações superficiais Sapata corrida e sapata associada sapata sujeita a ação de uma carga distribulda linearmente ou de pilares em um mesmo alinhamento as vezes chamada de baidrame ou de viga de fundação Tipos de fundações superficiais Sapata de divisa sapata localizada em divisa de terrenos Centro de gravidade do pilar não coincide com o do pilar Necessidade de viga alavanca ou de equilíbrio Tipos de fundações superficiais Radier elemento de fundação superficial que recebe parte ou todos os pilares de uma estrutura TIPOS DE FUNDAÇÕES E TERMINOLOGIA 2 fundações profundas aquelas cujas bases estão implantadas a uma profundidade superior a duas vezes sua menor dimensão e a pelo menos 3 m de profundidade Tipos de fundações profundas Estaca elemento de fundação profunda executado por ferramentas ou equipamentos execução esta que pode ser por escavação ou por cravação percussão prensagem ou vibração Os principais tipos de estaca são I Prémoldadas II moldadas in loco com tubo de revestimento III moldadas in loco escavadas mecanicamente I Estacas prémoldadas Concreto são comercializadas com diferentes formatos geométricos A capacidade de carga é bastante abrangente podendo ser simplesmente armadas protendidas produzidas por vibração ou centrifugação Metálica São encontradas na forma de trilhos ou perfis Não há possibilidade de quebra e caso seja necessário realizar emendas essas devem ser soldadas não devendo permitir o uso de luvas ou anéis Recomendações de não utilização das estacas pré moldadas de concreto Terrenos com presença de matacões ou camadas de pedregulhos Terrenos em que a previsão da cota de ponta da estaca seja muito variável de modo que não seja possível selecionar regiões de comprimento constantes Situações em que as construções vizinhas se encontrem em estado precário quando as vibrações causadas pela cravação dessas estacas possam criar danos Recomendações de uso das estacas prémoldadas metálica É o tipo de estaca mais cara por unidade de carga A mesma pode ser uma solução vantajosa nos seguintes casos Quando não se deseja vibração durante a cravação principalmente se forem perfis simples Quando servem de apoio a pilares de divisa pois eliminam o uso de vigas de equilíbrio e ajudam no escoramento caso de subsolos II Estacas moldadas in loco com tubo de revestimento Estacas Tipo Franki Estaca de concreto armado moldada in loco que emprega um tubo de revestimento com ponta fechada de modo que não há limitação de profundidade devido à presença de água do subsolo Fontehttpscdnescolaengenhariacombrwp contentuploads201711processoexecutivo estacasfrankijpg Recomendações de uso da estaca Franki Causam muita vibração Não é recomendada sua utilização nos seguintes casos Terrenos com matacões Construções vizinhas em estado precário Terrenos com camadas de argila mole saturada Fontehttpscdnescolaengenhariacombrwp contentuploads201711processoexecutivo estacasfrankijpg II Estacas moldadas in loco com tubo de revestimento Estacas Tipo Strauss Elemento de fundação escavado mecanicamente com o emprego de uma camisa metálica recuperável que define o diâmetro das estacas A perfuração é feita através da queda livre da piteira com a utilização de água O furo geralmente é revestido Atingida a profundidade de projeto o furo é limpo e concretado Fontehttpsencrypted tbn0gstaticcomimagesqtbn3AANd9GcS0jLSQ 5HUn7ntljpTVG8ixejDIP3iFQHrbxwusqpCAU Recomendações de uso da estaca Strauss Não provocam vibrações Quando executadas uma ao lado da outra podem servir de cortina de contenção para execução de subsolos Não é recomendável sua utilização abaixo do nível da água principalmente se o solo for arenoso deve ser feita a seco Não recomendável para solos de argilas moles saturadas Fontehttpsencrypted tbn0gstaticcomimagesqtbn3AANd9GcS0jLSQ 5HUn7ntljpTVG8ixejDIP3iFQHrbxwusqpCAU IIIEstacas moldadas in loco escavadas mecanicamente Hélice Contínua Estaca de concreto moldada in loco executada através de um equipamento que possui um trado helicoidal contínuo que retira o solo conforme se realiza a escavação e injeta o concreto simultaneamente utilizando a haste central desse mesmo trado Fontehttpslh3googleusercontentcomproxyyh9rrtWl86QZ c2qg7gdqyH8xxs3rUctbHyXGLaBlq716Ih88U3l7NhHGeyERc 7l8nGNPgsWY7CY4zEFk8BqVJrAEqjRqVFcZd5i6 Recomendações de uso de estacas escavada com hélice contínua São utilizadas em situações de forças elevadas competindo em custo com tubulões a ar comprimido Não provocam vibrações porém necessitam de área relativamente grande para a instalação dos equipamentos necessário para a sua execução Fontehttpslh3googleusercontentcomproxyyh9rrtWl86QZ c2qg7gdqyH8xxs3rUctbHyXGLaBlq716Ih88U3l7NhHGeyERc 7l8nGNPgsWY7CY4zEFk8BqVJrAEqjRqVFcZd5i6 IIIEstacas moldadas in loco escavadas mecanicamente Estaca Raiz Estacas escavadas com perfuratriz executadas com equipamento de rotação ou rotopercussão com circulação de água lama bentonítica ou arcomprimido É recomendado para obras com dificuldade de acesso para o equipamento de cravação Tubulões Elemento de fundação profunda de forma cilíndrica que pelo menos na sua fase final de execução requer a descida de operário ou técnico o tubulão não difere da estaca por suas dimensões mas pelo processo executivo que envolve a descida de pessoas Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido pneumático Tubulão a céu aberto Escavada manualmente não pode ser executado abaixo do nível dágua Dispensa escoramento em terreno coesivo mostrandose uma alternativa econômica para altas cargas solicitadas superior a 250 Tf Tubulão a ar comprimido Utilizado em terrenos que apresentam dificuldade de empregar escavação mecânica ou cravação de estacas como em áreas com alta densidade de matacões lençóis dágua elevados ou cotas insuficiente entre o terreno e o apoio da fundação Resumo fundações superficiais Tipos Quando utilizar Custo Características Executivas Bloco Utilizados quando o solo apresenta alta resistência não havendo restrição ao emprego em cargas elevadas Baixo Simples execução Sapata Baixo porém maior que o bloco para cargas reduzidas Simples execução Pode assumir diversas formas geométricas para facilitar o apoio de pilares com formatos excêntricos Radier Quando as sapatas se aproximam umas das outras ou se sobrepõem Quando se deseja uniformizar os recalques Custo alto Prazo alto devido a necessidade de deixar toda a área a ser executada desimpedida antes de iniciar o serviço Resumo fundações profundas Produtividade Capacidade de carga Profundidade máxima Vibrações causadas Estacas préfabricadas Metálica 50 m diários ocorrendo variações em função das características do solo profundidade da fundação condições do terreno e distância entre estacas 20 a 200 tf Não possui limitação de profundidade A estaca possui aproximadamente 12 m podendo ser emendadas Apresenta problemas de barulho durante a cravação Podem ser cravadas sem causar grandes vibrações Concreto 50 m diários ocorrendo variações em função das características do solo profundidade da fundação condições do terreno e distância entre estacas 25 a 170 tf Depende do tipo de estaca variando de 8 a 12 m Podem ser emendadas Apresenta problemas de barulho e vibrações durante a cravação Resumo fundações profundas Produtividade Capacidade de carga Profundidade máxima Vibrações causadas Estacas escavadas Strauss 30m diários 20 a 100 tf 20 a 25 m Ausência de trepidações e vibrações em prédios vizinhos Franki 40 m diários 60 a 400 tf Até 36 m Provoca vibração e ruídos intensos durante a execução Resumo fundações profundas Produtividade Capacidade de carga Profundidade máxima Vibrações causadas Raiz 30 m diários 10 a 180 tf Ausência de vibrações Hélice contínua 150 a 400 m por dia dependendo da profundidade da estaca do diâmetro da hélice do tipo e resistência do terreno e do torque do equipamento 25 a 390 tf 20 a 24m existindo alguns equipamentos que chegam a 30 m Não produz distúrbios vibrações e descompressão do terreno Resumo fundações profundas Produtividade Capacidade de carga Profundidade máxima Vibrações causadas Tubulão Tubulão a céu aberto 40 m³ de escavação manual para tubulões até 10 m de produndidade 80 m³ de escavação mecânica para tubulões até 15 m de profundidade 150 a 1000 tf Limitada pelo Nível de Água Ausência de trepidações e vibrações em prédios vizinhos Tubulão a ar comprimido Variável pois depende muito do tipo de solo 800 a 1000 tf 34 m abaixo do nível dágua Ausência de trepidações e vibrações em prédios vizinhos Análise de custos de fundações profundas A estaca prémoldada é uma das soluções mais econômicas A estaca tipo hélice devido a sua alta produtividade e ao aumento da demanda houve uma progressiva redução de custos ao longo dos anos A estaca Franki é considerada mais custosa que as estacas anteriores porém de custo inferior a estaca raiz A estaca do tipo raiz apresenta alto custo O tubulão é uma solução viável quando utilizado acima do nível dágua e com pequenas profundidades de 4 a 6 m