TIPOS DE FUNDAÇÕES EXISTENTES     IMPORTÂNCIA DOS CUIDADOS NA EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES  

Introdução As fundações existentes, de uma forma geral em execuções de projetos de engenharia Civil, são elementos estruturais que tem o objetivo de transferir as cargas da estrutura ao terreno onde ela se apoia .No entanto as fundações devem ter resistência adequada para suportar os esforços solicitantes. O solo também necessita de resistência e rigidez, para não sofrer nenhuma ruptura e nem apresentar deformações exageradas ou diferenciais. Na escolha de uma fundação mais adequada para o projeto e execução, é necessário conhecer os esforços atuantes sobre a edificação, como características dos solos e elementos estruturais que formam as fundações. Sendo assim será feita a análise de qual tipo de fundação será utilizada, Limitações dos tipos de fundações disponíveis e restrições impostas (impacto, barulho, movimentação de terra). Fundações e condições técnicas dos edifícios vizinhos. Orçamento completo (material, mão de obra, transporte, etc.) das soluções e tipologias possíveis levando em conta a ordem crescente de complexidade e custos. O custo de uma fundação pode aumentar em casos em que a característica de resistência do solo são incompatíveis com os esforços que serão a ele transferido, nestas situações, elementos de fundação mais complexos são exigidos, podendo-se ter, inclusive, a necessidade de troca de solo, com reaterro e compactação. Muitas vezes trabalhos que geram custos não previstos inicialmente.

  TIPOS DE FUNDAÇÕES

TIPOS DE FUNDAÇÕES

BLOCOS E ALICERCES Blocos :

BLOCOS E ALICERCES Alicerces:

S A P A T A S CLASSIFICAÇÃO Segundo a NBR 6122:1996, em função da profundidade da cota de apoio, as fundações classificam-se em: Fundação superficial Fundação profunda

S A P A T A S Fundação superficial: Elemento de fundação em que a ação é transmitida predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Este tipo de fundação também é chamada de direta ou rasa.

S A P A T A S Fundação profunda: Elemento de fundação que transmite as ações ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas e que está assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e no mínimo 3m. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, os tubulões e os caixões

S A P A T A S Definição : As sapatas são elementos tridimensionais e têm a finalidade de transferir para o terreno as ações oriundas de pilares ou paredes. A área da base das sapatas é projetada em função da tensão de compressão admissível do solo – determinada através de investigação geotécnica (sondagens).

S A P A T A S

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Quanto à rigidez A NBR 6118:2003 classifica as sapatas quanto à rigidez de acordo com as seguintes expressões: Sapatas flexíveis Sapatas rígidas

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapatas flexíveis: São de uso mais raro, sendo mais utilizadas em fundações sujeitas a pequenas cargas. Outro fator que determina a escolha por sapatas flexíveis é a resistência do solo. ANDRADE (1989) sugere a utilização de sapatas flexíveis para solos com pressão admissível abaixo de 150kN/m2 (0,15MPa). As sapatas flexíveis apresentam o comportamento estrutural de uma peça fletida, trabalhando à flexão nas duas direções ortogonais. Portanto, as sapatas são dimensionadas ao momento fletor e à força cortante, da mesma forma vista para as lajes maciças. A verificação da punção em sapatas flexíveis é necessária, pois são mais críticas a esse fenômeno quando comparadas às sapatas rígidas

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapatas rígidas: São comumente adotadas como elementos de fundações em terrenos que possuem boa resistência em camadas próximas da superfície. Para o dimensionamento das armaduras longitudinais de flexão, utiliza-se o método geral de bielas e tirantes. Alternativamente, as sapatas rígidas podem ser dimensionadas à flexão da mesma forma que as sapatas flexíveis, obtendo-se razoável precisão. As tensões de cisalhamento devem ser verificadas, em particular a ruptura por compressão diagonal do concreto na ligação laje (sapata) – pilar.

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Quanto à posição Sapatas isoladas Sapatas corridas Sapatas associadas ou combinadas Sapatas com vigas de equilíbrio

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapatas isoladas Transmitem ações de um único pilar centrado, com seção não alongada. É o tipo de sapata mais freqüentemente utilizado. Tais sapatas podem apresentar bases quadradas, retangulares ou circulares, com a altura constante ou variando linearmente entre as faces do pilar à extremidade da base

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapatas isoladas

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapata Corrida Conforme a NBR 6122 (3.6), sapata corrida é aquela “sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares ao longo de um mesmo alinhamento.” As sapatas corridas são comuns em construções de pequeno porte, como casas e edificações de baixa altura, galpões, muros de divisa e de arrimo, em paredes de reservatórios e piscinas, etc. Constituem uma solução economicamente muito viável quando o solo apresenta a necessária capacidade de suporte em baixa profundidade.

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapata corrida sob carregamento linear distribuído

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapata Associada Conforme a NBR 6122 (3.5), sapata associada é aquela “comum a mais de um pilar”. Também é chamada sapata combinada ou conjunta Geralmente ocorre quando, devido à proximidade entre os pilares, não é possível projetar uma sapata isolada para cada pilar. Neste caso, uma única sapata pode ser projetada como a fundação para os pilares. A sapata associada pode ser projetada com ou sem uma viga de rigidez

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapata associada retangular

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS Sapatas com vigas de equilíbrio No caso de pilares posicionados junto à divisa do terreno (figura 2.5), o momento produzido pelo não alinhamento da ação com a reação deve ser absorvido por uma viga, conhecida como viga de equilíbrio ou viga alavanca, apoiada na sapata junto à divisa e na sapata construída para pilar interno. Portanto, a viga de equilíbrio tem a função de transmitir a carga vertical do pilar para o centro de gravidade da sapata de divisa e, ao mesmo tempo, resistir aos momentos fletores produzidos pela excentricidade da carga do pilar em relação ao centro dessa sapata.

CLASSIFICAÇÃO DAS SAPATAS

S A P A T A S Podemos perceber que, para realizar a escolha adequada do tipo de fundação, é importante que a pessoa responsável pela contratação tenha o conhecimento dos tipos de fundação disponíveis no mercado e de suas características. Somente com esse conhecimento é que será possível escolher a solução que atenda às características técnicas e ao mesmo tempo se adeque à realidade da obra. Há situações em que uma solução mais custosa oferece um prazo menor.

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Estacas de madeira

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Vantagens: As estacas de madeira podem ser facilmente emendadas e tem duração prolongada quando utilizadas abaixo do nível d’água. Desvantagens: Este tipo de estaca, por ser de madeira, é mais difícil de encontrar e não podem ser utilizadas acima do NA por sofrerem ataque de microrganismos.

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS   Estacas metálicas

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Vantagens: As estacas metálicas são facilmente emendadas, têm elevada resistência à tração e compressão, não fissuram, não trincam e não quebram e possui pouca vibração durante sua cravação. Desvantagens: Alto custo se comparadas as estacas pré moldadas, estacas Franki e estacas Strauss e poucos fornecedores.

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Estacas pré-moldadas de concreto

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS O processo executivo de cravação emprega como equipamentos um dos três tipos de bate-estacas: – bate-estacas por gravidade: consta, basicamente, de um peso que é levantado através de um guincho e que cai orientado por guias laterais. A frequência das pancadas é da ordem de 10 por minuto e o peso do martelo varia entre 1,0 a 3,5 ton. – bate-estacas a vapor: o levantamento do peso é feito através da pressão de vapor obtido por uma caldeira e a queda é por gravidade. São muito mais rápidos que os de gravidade, com cerca de 40 pancadas por minuto e o peso do martelo de 4,0 ton. Como variante deste tipo, temos o chamado bate-estacas de duplo efeito, onde a pressão do vapor acelera a descida do macaco, aumentando assim o número de pancadas para cerca de 250 por minuto. – bate-estacas a explosão: o levantamento do peso é feito através da explosão de gases (tipo diesel). Este tipo de bate- estacas está hoje sofrendo grande evolução. 

ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Controle de execução – profundidade de cravação; – ocorrência de fissuras; – verticalidade; – nega; – altura de queda do pilão; – execução da emenda; – cota de arrasamento da cabeça da estaca; – proteção da cabeça da estaca;

Fundações em Estacas NBR12131 - Estacas - Prova de carga estática - Método de ensaio NBR 13208 - Estacas - Ensaio de carregamento dinâmico - Método de ensaio “NBR VISA CALCULOS APLICADOS A ESFORÇOS ESTÁTICOS CRESCENTES A ESTACAS E VERIFICAR O DESLOCAMENTO CORRESPONDENTE. ESFORÇOS AXIAIS PODEM SER TRAÇAO OU COMPRESSAO OU TRANSVERSAIS” “O uso de estacas” se justifica quando as camadas superficiais do solos não são resistentes sendo necessário buscá-las em camadas mais profundas para que sirvam de apoio a fundação. Contenção de empuxo da terra ou agua. Tipos: Brocas do tipo Strauss, Franki, apiloadas, tipo mega, raiz e as escavadas.

Estacas de broca De um modo geral; Pequeno porte; Suporta em torno de 50 kN a 100 kN; Tem que estar acima do nível da água, com seu diâmetro entre 15cm a 25cm e comprimento em torno de 3m.

Estacas de strauss faixa de ação compreendida entre 200kN a 800kN. Não provocam vibração durante a sua execução; evitando, assim, danos às construções vizinhas principalmente àquelas que estejam em situação relativamente precária. Não se recomendo a execução abaixo do nível do lençol freático, principalmente se o solo for arenoso tornando inviável , impedi a concretagem que deve ser sempre realizada a seco. Também não se recomenda este tipo de estaca para terrenos de argila mole saturada por causa do risco de estrangulamento do fuste durante a concretagem. A estaca Strauss pode ser utilizada como cortina de contenção de subsolo quando executadas uma ao lado da outra (estacas justapostas) e desde que estejam devidamente armadas. diâmetros (25, 32,38, 45, 55 e 70 cm),

Execução da strauss

RADIERS Quando as áreas das bases das sapatas totalizam mais de 70% da área do terreno, é recomendado o emprego de radier. Trata-se de uma sapata associada, formando uma laje espessa, que abrange todos os pilares da obra ou ações distribuídas. O radier pode ser executado sem vigas ou com vigas inferiores ou superiores .

RADIERS

Tipo mega A estaca tipo mega, geralmente de concreto, são cravadas com auxílio de um macaco hidráulico que pode reagir contra uma carga ou contra a própria estrutura. Embora sua origem esteja relacionada com o emprego em reforços de fundação, podem, também, ser usadas como fundação inicial nos casos em que há necessidade de reduzir ao máximo a vibração e quando, também, nenhum outro tipo de estaca pode ser feita. Por essa razão poucas são, pelo menos no Estado de São Paulo, as obras com esse tipo de estaca. Sua faixa de carga situa-se em torno de 700 kN.

Tipo mega

Escavada É executada, geralmente, com o uso de lama betonítica e adotada para ações elevadas, acima de 1500 kN, competindo em custo com os tubulões a ar comprimido. Não causam vibrações, porém necessitam de área relativamente grande para a instalação dos equipamentos inerentes a sua execução.  

Escavada

Estaca raiz A execução desta estaca consiste, basicamente, em fazer a perfuração e em seguida injetar, sobre pressão, calda de cimento. O diâmetro varia entre 8 cm e 40 cm, para ações compreendidas entre 100 kN a 1000 kN. As vantagens da estaca raiz são: apresenta a menor relação custo/carga; equipamentos de pequenas dimensões facilitando a instalação em locais de difícil acesso; os equipamentos de instalação da estaca não produzem vibrações, portanto, não causando danos as construções vizinhas; podem ser instalados perto de locais onde há certas restrições de barulho como escolas e hospitais; necessita de equipamentos mais simples, de fácil montagem e controle propiciando rapidez na instalação.

Estaca raiz

Apiloadas A estaca apiloada é uma estaca moldada “in loco”, como a Strauss, só que sem a utilização de tubo metálico no processo construtivo, sendo sua execução possível apenas em terreno com solo poroso até uma profundidade de 9m. É considerada melhor do que a broca, pois compacta bem o solo. Este tipo de estaca é muito utilizada no interior de São Paulo onde a camada superficial do solo nessa região é comprovadamente porosa e colapsível. .

Apiloadas

TUBULÕES Tubulões a céu aberto:

TUBULÕES Tubulões com ar comprimido:

TABELA AUXILIAR Tipos de Fundação Cargas(peso do prédio, ponte, etc Resistência (tipo de solo, capacidade de carga, etc) SAPATA Casas Térreas Solo pouco firme Sobrados Solo firme e seco ESTACA BROCA Sobrados e Prédios baixos Solo firme STRAUSS Prédios Baixos PRÈ-MOLDADA Prédios Altos, Pontes e Viadutos Solo pouco firme ou com presença de água TUBULÂO A Céu Aberto Prédios Altos, Pontes e Grandes Viadutos Quando lençol freático é profundo A Ar Comprimido Prédios Altos, Pontes e Grandes Viadutos Quando lençol freático é raso ou quando a obra é dentro de rio, lagoa ou mar.

CONCLUSÃO   O melhor tipo de fundação é aquela que suporta as cargas da estrutura com segurança e se adéqua aos fatores topográficos, maciço de solos, aspectos técnicos e econômicos, sem afetar a integridade das construções vizinhas. É importante a união entre os projetos estrutural e o projeto de fundações num grande e único projeto, uma vez que mudanças em um provocam reações imediatas no outro, resultando obras mais seguras.