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Alfran Sampaio Moura
Fundações Superficiais: Avaliação da Adoção da
Alternativa em
Solos Arenosos Fofos de Fortaleza
Universidade Federal do Ceará - UFC
Estrutura da Apresentação
• A escolha do tipo de fundação
• Requisitos de um projeto de fundações
• Obras analisadas
• Apresentação dos dados
• Avaliação da Adoção de Fundações Superficiais
• Considerações finais
A Escolha do Tipo de Fundação
Fatores intervenientes
na escolha do tipo de
fundação
- técnicos
- econômicos
- limitadores pelo
mercado
Dados geológicos-geotécnicos
Topografia da área
Dados sobre construções vizinhas
Dados da estrutura a construir
Equipamentos disponíveis
Quando é possível a utilização de blocos e sapatas, são os mais
econômicos (Velloso e Lopes, 1996)
Deve-se considerar o sistema SOLO-FUNDAÇÃO-ESTRUTURA : Visão abrangente que envolve a peça estrutural, o solo e sua interação com
outras variáveis (Gusmão Filho, 1998)
O solo é mandatório na escolha do tipo de fundação
Há casos em que algumas características podem impor um certo
tipo de fundação
Alternativa adotada: Fundação profunda
Seria possível adotar uma fundação superficial
em um subsolo desses?
Requisitos de um Projeto de Fundações
Deve-se verificar: - Segurança quanto a ruptura do elemento estrutural - Segurança quanto a ruptura do solo de fundação - Recalques compatíveis com os movimentos permitidos pela estrutura
Quanto à ruptura:
Como verifica-se os requisitos?
admtrab
Quanto aos recalques:
admww
tensão de ruptura tensão de trabalho
recalque admissível absoluto
adm
distorção admissível )( Lw
)( FSrup
Como pode-se determinar ult e w?
- Métodos empíricos
- Métodos teóricos
- Métodos semi-empíricos
- Provas de carga direta
tabelas de normas : informações limitados
necessitam parâmetros de ensaios especiais de laboratório:
problemas de amostragem (amolgamento e obtenção na profundidade)
adaptações dos teóricos
requerem índices de ensaios de campo: SPT, CPT
placa metática (D = 80 cm)
carga em estágios até 2 x trab
Terzaghi e Peck (1948, 1967)
Métodos Semi-empíricos – f(NSPT)
23 1'
4,4. .10 2.
spt
adm
N B
B
0,7
1,4
1,71. . . . .a s l t
spt
s q B f f fN
w Burland e Burbidge (1985)
rup Meyerhof (1956) )
Décourt (1992)
Prova de Carga Direta
Cargueira
Extensômetros
Macaco
Placa
Sistema de reação c/ viga metálica e estacas/tirantes
Sistema de reação: Pórtico + placas de concreto
Sistema de reação: Caminhão carregado c/ brita
Obras Avaliadas
4 obras
Localização:
- Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu)
- Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Cocó)
- Rua Senador Pompeu (Bairro Centro)
- Rua Almirante Rufino (Bairro Montese)
Metrô de Fortaleza
Edifícios residenciais/comercial
Dados utilizados: Sondagens à Percussão (SPT) e Provas de carga direta
Resultados das Sondagens à Percussão (SPT)
Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu) – Obra 1
NSPTmédio = 2
Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais
Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Papicu) – Obra 2
NSPTmédio = 4
Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais?
Rua Senador Pompeu (Bairro Centro) – Obra 3
NSPTmédio = 2
Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais
Avenida Pontes Vieira (Bairro Dionísio Torres)
NSPTmédio = 3
Avaliação preliminar: descartar o uso de fundações superficiais
Utilização de métodos
semi-empíricos
Levaria a estimativas
de adm () e w () desfavoráveis
Indicando que a adoção de fundações superficiais seria inadequada
Resultados das Provas de Carga Direta
Rua Joaquim Lima (Bairro Papicu);
Carga em estágio até a estabilização dos recalques (Ensaio Lento, ) Diâmetro da placa = 80 cm
Carga máxima: 300 kPa wmax = 25 mm
Av. Padre Antônio Tomás (Bairro Papicu);
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0
Rec
alq
ue
(mm
)
Tensão (kPa)
Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm
Carga máxima: 700 kPa wmax = 25 mm
Rua Senador Pompeu (Bairro Centro)
240kPa
Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm
Carga máxima: 280 kPa wmax = 45 mm
Avenida Pontes Vieira (Bairro Dionísio Torres)
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
40,0
0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0
Rec
alq
ue
(mm
)
Tensão (kPa)
Ensaio Lento Diâmetro da placa = 80 cm
Carga máxima: 250 kPa wmax = 15 mm
Avaliação da Adoção de Fundações Superficiais
Considerações para a avaliação:
- Sapatas quadradas: B = 1,5 a 2,5m (dimensões frequentes em
pequenas edificações)
- wadm = 25 mm (sapata) - (Velloso e Lopes, 1996)
- Estabelecimento da adm: a partir das Provas de Carga, limitando do recalque na fundação
Expressão proveniente da T da elasticidade
Válida p/ meios homogêneos
Considerando-se wadm = 25 mm (sapata), determinou-se o recalque que placa (PC) deveria apresentar (wb) para a sapata recalcar 25 mm adm será dado pela tensão (na PC) correspondente ao recalque wb
Para B = 1,5 m
PC no adm (kPa)
1 200
2 420
3 160
4 200
wb = 10,6 mm
N (kN)
450
945
360
450
Para B = 2,0 m
wb = 8,0 mm
PC no adm (kPa)
1 175
2 350
3 110
4 180
N (kN)
700
1400
440
720
carga que a sapata suporta (adm x A)
recalque na placa que produziria na fundação wadm = 25 mm
P/ sapata quadrada de lado B
entrando na curva carga x recalque do local de ensaio no 1 c/ wb = 10,6 mm
Para B = 2,5 m
wb = 6,4 mm
PC no adm (kPa)
1 100
2 310
3 70
4 130
N (kN)
625
1938
438
813
A partir das estimativas realizadas observa-se que:
Ao contrário do que indicava as sondagens à percussão
(SPT) É possível a utilização de fundações superficiais
(sapatas) assentes nos subsolos avaliados
Outros locais com subsolos semelhantes:
Local de ensaio Nº 01
Rua Professor Carlos Lobo, 15. Bairro Parque Manibura, em Fortaleza, CE
Local de ensaio nº02
Rua 24 de Maio, 1330. Bairro Cearense em Fortaleza, CE.
Local de ensaio Nº 03
Rua Luiza Miranda Coelho, 800. Bairro Engenheiro Luciano Cavalcante em
Fortaleza, CE.
Esses locais foram avaliados por Medeiros (2013) :
Ensaios realizados:
- Prova de carga direta: placas com 3 diâmetros (30, 50 e 60 cm)
- Ensaios de caracterização
- Umidade e Massa específica in situ
- Sondagens à percussão (SPT)
Estudo mais abrangente
Housel (1929) Ensaios em 3 placas de diâmetros diferentes Obtêm-se valores da tensão (q1, q2 e q3) que produziu determinado wadm
q1 q2 q3
B1
B2
B3
Cada qi estará associada a relação pi/Ai da placa (p=perímetro e A=área) Por extrapolação, determina-se para as dimensões da fundação real a tensão q que produzirá o recalque admissível
q2
q1
q3
(p/A)1 (p/A)2 (p/A)3
+
Conclusões do estudo de Medeiros (2013):
Com excessão do local nº03, é possível a adoção de fundações superficiais;
Entretanto, a sondagem à percussão não fornece informações que indicam essa comprovação.
Considerações Finais
- Investigações geotécnicas realizadas apenas a partir de sondagens à percussão (SPT) nos solos fofos de Fortaleza são insuficientes para a definição do tipo de fundação de pequenas edificações;
- A partir das provas de carga realizadas observa-se que, ao contrário do que indicava as sondagens à percussão (SPT), é possível a utilização de fundações superficiais (sapatas) assentes nos subsolos avaliados;
- A utilização de métodos de investigação mais modernos (CPT, PMT) podem possibilitar análises muito mais realistas em subsolos de solos arenosos de baixa compacidade
AGRADECIMENTOS
Obrigado!