FUNDAÇÕES
Prof. (a) Engª Civil Angela H. S. Mendes Stival
Unirg 2/2015
A ESTRUTURA DE UMA OBRA É CONSTITUÍDA PELO ESQUELETO
(FIGURA 1) FORMADO PELOS
ELEMENTOS ESTRUTURAIS, TAIS COMO: LAJES (CINZA), VIGAS
(VERMELHO), PILARES (VERDE) E FUNDAÇÕES
(AZUL), ETC. FUNDAÇÃO É O ELEMENTO ESTRUTURAL QUE TEM POR
FINALIDADE TRANSMITIR AS CARGAS DE
UMA EDIFICAÇÃO PARA UMA CAMADA RESISTENTE DO SOLO.
FUNDAÇÕES:
Existem vários tipos de fundações e a escolha do
tipo mais adequado é função das cargas da
edificação e da profundidade da camada resistente
do solo. Com base na combinação destas duas
análises optar-se-á pelo tipo que tiver o menor
custo e o menor prazo de execução.
As cargas da edificação são obtidas por meio das
plantas de arquitetura e estrutura, onde são
considerados:
Pesos próprios da edificação;
Sobrecarga e
Ação do vento em função da altura da edificação.
COMO ESCOLHER A FUNDAÇÃO:
Quando a camada ideal for encontrada à
profundidade de 5,0 à 6,0m, podemos adotar
brocas, se as cargas forem na ordem de 4 a 5
toneladas.
•Em terrenos firmes a mais de 6,0m, devemos
utilizar estacas ou tubulões.
ESCOLHA DAS FUNDAÇÕES
Quando Df < B Fundações superficiais ou
diretas;
Quando Df > B Fundações profundas ou
indiretas;
(sendo “B” a menor dimensão da sapata).
FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS OU DIRETAS
O fato da distribuição de carga do pilar para o solo
ocorrer pela base do elemento de fundação, sendo que,
a carga aproximadamente pontual que ocorre no pilar,
é transformada em carga distribuída, num valor tal,
que o solo seja capaz de suportá-la.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS OU INDIRETAS
A fundação profunda, a qual possui grande
comprimento em relação a sua base, apresenta
pouca capacidade de suporte pela base, porém
grande capacidade de carga devido ao atrito lateral
do corpo do elemento de fundação com o solo.
TIPOS DE FUNDAÇÃO
BALDRAME
A fundação em baldrame apresenta uma distribuição de
carga para o terreno tipicamente linear, por exemplo, uma
parede que se apoia no baldrame, sendo este o elemento
que transmite a carga para o solo ao longo de todo o seu
comprimento.
BLOCO
É o elemento de fundação de concreto simples,
dimensionado de maneira que as tensões de tração nele
produzidas possam ser resistidas pelo concreto, sem
necessidade de armadura, por este motivo resistem melhor
a compressão.
Geralmente usa-se bloco quando a camada de resistência
do solo esta na profundidade entre 0,5 a 1,0 m (BRITO,
1987).
RADIER
É constituída por um único elemento de fundação que
distribui toda a carga da edificação para o terreno,
constituindo-se em uma distribuição de carga tipicamente
superficial.
Usa-se quando as cargas são pequenas e a resistência do
terreno é baixa.
SAPATAS
As fundações diretas são empregadas onde as
camadas do subsolo, logo abaixo da estrutura, são
capazes de suportar as cargas.
É um elemento de fundação de concreto armado,
de altura menor que o bloco, utilizando armadura
para resistir a esforços de tração.
São estruturas "semiflexíveis" e, ao contrário dos
alicerces que trabalham a compressão simples, as
sapatas trabalham a flexão.
SAPATAS CORRIDAS
São utilizadas em obras de pequena área e carga,
(edícula sem laje, barraco de obras, abrigo de gás;
água etc.).
É importante conhecer esse tipo de alicerce pois
foram muito utilizados nas construções antigas e
se faz necessário esse conhecimento no momento
das reformas e reforços dos mesmos.
SAPATAS CORRIDAS
Recebem as cargas direto das paredes. A
transferência de carga é feita linearmente. As
sapatas corridas são sucedâneas dos alicerces,
para paredes mais carregadas ou solos menos
resistentes.
SAPATAS CORRIDAS OU CONTÍNUA
As etapas de execução:
a) Abertura de vala ;
b) Lastro de concreto magro;
c) Assentamento de tijolos;
d) Coroamento da fundação;
e) Impermeabilização perfeita.
Profundidade nunca inferiores a 40cm.
SAPATAS ISOLADAS
Recebem as cargas de apenas um pilar. É a solução preferencial por ser, em geral, mais econômica porque consome menos concreto. As sapatas podem ter vários formatos, mas o mais comum é o cônico retangular, pois consome menos concreto e exige trabalho mais simples com a fôrma. No caso de pilares de formato não retangular, a sapata deve ter seu centro de gravidade coincidindo com o centro de cargas.
SAPATAS ALAVANCADAS
Caso o projeto preveja uma sapata em divisa de
terreno ou com algum obstáculo, a peça não
consegue ter o centro de gravidade e o centro de
cargas coincidentes. Para compensar a
excentricidade das cargas, é necessário transferir
parte dos esforços para uma sapata próxima por
meio de uma viga alavancada.
SAPATAS ASSOCIADAS
Utilizadas quando há pilares muito próximos e as sapatas
isoladas se sobreporiam. Além disso, podem ser necessárias
quando as cargas estruturais forem grandes. Como nas
sapatas isoladas, o posicionamento da peça de fundação
deve respeitar o centro de cargas dos pilares.
CLASSIFICAÇÃO DAS
ESTACAS
ESTACAS DE DESLOCAMENTO E
ESTACAS ESCAVADAS.
ESTACAS
São elementos alongados, cilíndricos ou prismáticos que se cravam, com um equipamento, chamado bate-estaca, ou se confeccionam no solo de modo a transmitir às cargas da edificação a camadas profundas do terreno.
Estas cargas são transmitidas ao terreno através do atrito das paredes laterais da estaca contra o terreno e/ou pela ponta.
PRÉ MOLDADA
ESTACAS DE DESLOCAMENTO
As estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no
terreno através de algum processo que não promova a
retirada do solo. Sendo as estacas tipo: pré-moldadas de
concreto armado, as estacas de madeira, as estacas
metálicas sendo as estacas tipo Franki o exemplo mais
característico.
PRÈ-MOLDADA
ETAPAS DE EXECUÇÃO DA ESTACA TIPO
FRANKI
1º etapa
2º etapa
3º etapa
4º etapa
VANTAGENS:
Suporta cargas elevadas;
Pode ser executada abaixo do N. A.
DESVANTAGENS:
Alto custo;
Provoca muita vibração;
Dificuldade de transporte de equipamentos;
Espaço da obra deve ser grande para permitir o
manuseio no canteiro, do equipamento FRANKI.
ESTACAS ESCAVADAS
As estacas escavadas são aquelas executadas “in situ”
através da perfuração do terreno por um processo qualquer,
com remoção de material. Nessa categoria se enquadram
entre outras as estacas tipo broca, executada manual ou
mecanicamente e as do tipo “Strauss”.
MOLDADA IN SITU
ETAPAS DE EXECUÇÃO DA ESTACA TIPO
STRAUSS
Perfuração até a profundidade de 1,00 a 2,00 metros, furo esse que servirá de guia para a introdução do primeiro tubo;
Golpes sucessivos vai retirando o solo do interior e abaixo da coroa, e a mesma vai se introduzindo no terreno;
É lançado concreto no tubo em quantidade suficiente para se ter uma coluna de aproximadamente 1 metro;
A concretagem é feita até um pouco acima da cota de arrasamento da estaca, deixando-se um excesso para o corte da cabeça da estaca.
PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA
A concretagem da estaca deve terminar no mínimo 20cm acima da cota de arrasamento.
A operação final será a colocação da espera para amarração aos blocos e baldrames, sendo colocados 4 ferros isolados, com 2 metros de comprimento. Os ferros servirão apenas para ligação das estacas com o bloco ou baldrame, não constituindo uma armação propriamente dita.
VANTAGENS:
Simples Execução;
Baixo Custo e
Capacidade de carga e diâmetros diversos.
DESVANTAGENS:
Não pode ser executada abaixo do N.A.;
Concreto de baixa qualidade (feito à mão);
Muita lama proveniente escavação e
Execução lenta.
BLOCO DE CAPEAMENTO PARA
ESTACAS
As estacas devem ser dispostas de modo a
conduzir a um bloco de dimensões mínimas as
cargas estruturais.
As dimensões são definidas em função do número
de estacas e o diâmetro.
São consideradas dimensões mínimas.
TIPOS FORMAS DE BLOCOS PARA
ESTACAS
1 ESTACA
2 ESTACAS
3 ESTACAS
TUBULÕES:
Elementos de fundação profunda,
cilíndricos, em que, pelo menos na
sua etapa final, há descida de operário.
Podem ser feitos a céu aberto ou com ar
comprimido (pneumático) e ter ou não base
alargada. Podem ser executados com ou
sem revestimento, podendo este ser de aço
ou de concreto. No caso de revestimento de
aço (camisa metálica), este poderá ser
perdido ou recuperado
TUBULÕES A CÉU ABERTO
Este tipo de fundação é executado acima do nível
da água natural ou rebaixado, ou, em casos
especiais, em terrenos saturados onde seja
possível bombear a água sem risco de
desmoronamentos. No caso de existir apenas
carga vertical, este tipo de tubulões não é
armado, colocando-se apenas uma ferragem de
topo para ligação com o bloco de coroamento ou
de capeamento.
O fuste, normalmente, é de seção circular ,
adotando-se 70 cm como diâmetro mínimo.
EXECUÇÃO DO TUBULÃO A CÉU ABERTO
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
Pretendendo-se executar tubulões em solo onde
haja água e não seja possível esgota-la devido ao
perigo de desmoronamento das paredes, utilizam-
se tubulões pneumáticos com camisa de concreto
ou de aço.
EXECUÇÃO TUBULÃOS A AR COMPRIMIDO
VANTAGENS:
Os custos de mobilização e de desmobilização são menores que os de bate-estacas e outro equipamentos;
As vibrações e ruídos provenientes do processo construtivo são de muito baixa intensidade;
Pode-se observar e classificar o solo retirado durante a escavação e compará-lo às condições do subsolo previstas no projeto;
O diâmetro e o comprimento do tubulão pode ser modificado durante a escavação para compensar condições do subsolo diferentes das previstas;
As escavações podem atravessar solos com pedras e matacões, sendo possível penetrar em vários tipos de rocha;
Possível apoiar cada pilar em um único fuste, em lugar de diversas estacas, eliminando a necessidade de bloco de coroamento.