grupo de materiais de construção

Disciplina: Construção Civil 2 Universidade Federal do Paraná

Departamento de Construção Civil

Grupo de Materiais de Construção 1 Prof. Dr. Marcelo Medeiros




Fundações: O que são?

• São elementos estruturais cuja função é a

transferência de cargas da estrutura para a

camada resistente de solo

IMPORTÂNCIA

ESTRUTURAL!!!




Fundações

• 4 a 10% do custo global da edificação

• Podem chegar a 20%.

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA!!!

Podem inviabilizar o

empreendimento.




Fundações: Classificação

Quanto à transmissão das cargas:

• Fundações Diretas

• Fundações Indiretas

As fundações se classificam em diretas e indiretas, de

acordo com a forma de transferência de cargas da

estrutura para o solo onde ela se apóia.




Fundações: Classificação Quanto à transmissão das cargas: • Fundações Diretas

– Aquelas em que a transmissão da carga para o

solo é feita preponderantemente pela base.

Ferragem Alvenaria

Concreto

Lastro de

concreto magro






• Fundações Diretas A transmissão das cargas é feita através da base do

elemento estrutural da fundação, considerando apenas o

apoio da peça sobre a camada do solo, sendo desprezada

qualquer outra forma de transferência das cargas.

(BRITO, 1987).







– Aquelas em que a transmissão da

carga para o solo é feita

preponderantemente pela superfície

lateral. Atrito lateral







– São aquelas que transmitem as cargas por

efeito de atrito lateral do elemento

estrutural com o solo e por efeito de ponta.







– As fundações indiretas são sempre

profundas, devido a forma de transmissão

de cargas ao solo (atrito lateral) que exige

grandes dimensões dos elementos de

fundação.





Quanto à profundidade da cota de apoio

• Rasas

• Profundas





Quanto à profundidade da cota de apoio

• Fundações Rasas

Exemplo:

• Saparas

• Laje Radier

• Blocos de fundação

Aquelas em que a cota de apoio

está até 2 m de profundidade




Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio

• Fundações Profundas

– Aquelas em que a cota de apoio está a mais

de 2 m de profundidade

Exemplo:

• Estacas




Fundações: Classificação Quanto à profundidade da cota de apoio

• Fundações Profundas: Quando usar?

– Solos superficiais pouco resistentes e/ou cargas

estruturais elevadas

– Solos superficiais sujeitos a erosão

– Fundações em locais alagados ou abaixo do nível do

lençol freático

– Possibilidade de escavações futuras próximas ao

local




Fundações: Classificação RESUMINDO: As fundações podem ser:

Diretas

Indiretas

Rasas

Profundas




Quadro resumo

Fundações diretas

rasas

Blocos e alicerces

Sapatas

Corrida

Isolada

Associada

Alavancada

Radiers

Fundações diretas

profundas Tubulões

Céu aberto

Ar comprimido

Fundações indiretas

Brocas

Estacas de madeira

Estacas de aço

Estacas de concreto pré-moldadas

Estacas de concreto

moldadas in loco

Strauss

Franki

Hélice contínua

Barrete/Estacão

Abordaremos




http://sites.google.com/site/felipemartinifm/Home/obra-2/9a-visita/CIMG0325.JPG?attredirects=0

6º

semestre

TC035 -

Mecânica

dos Solos

7º

semestre

TC066 –

Obras

geotécnicas

8º

semestre

TC066 –

Geotecnia de

fundações

5º

semestre

TC033 –

Laboratório

de mecânica

dos solos

10º

semestre

Optativas

http://www.civil.ufpr.br/disciplinas2011.pdf

Em construção damos apenas uma noção geral:




Fundações diretas rasas





• Blocos e alicerces

– Este tipos de fundações são utilizados

quando há atuação de pequenas cargas,

ligados por vigas denominadas baldrames.




Fundações diretas rasas • Blocos:

– São elementos estruturais de grande

rigidez, ligados por vigas baldrames.

Bloco de alvenaria

de tijolos




Fundações diretas rasas • Blocos:

– Suportam predominantemente esforços de

compressão simples provenientes das

cargas dos pilares.

Exemplo:

Bloco de alvenaria

de tijolos





• O que isso significa?

Sem a necessidade de armação.





• Blocos:

– Eventuais esforços de tração (pequenos) são

absorvidos pelo próprio material do bloco.

– Geralmente, usa-se blocos quando a

profundidade da camada resistente do solo

está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade.

(BRITO, 1987).





Bloco de alvenaria

de tijolos

• Blocos:

– Concreto simples

– Alvenaria de tijolos comuns

– Pedra de mão (argamassadas ou não)





– Faces: verticais, inclinadas ou escalonadas

– Altura: relativamente grande (necessário para que trabalhem essencialmente à compressão).

– Planta: seção quadrada, retangular, triangular ou mesmo poligonal.





• Alicerces:

– São também denominado de blocos

corridos

– Utilizados em construções de pequenas

cargas provenientes de paredes estruturais.





• Alicerces:

– Podem ser de:

• Concreto

• Alvenaria

• Pedra






– Escavação

• Cuidado: verificar se há formigueiros e raízes

de árvores no momento desta atividade.

– Compactação da camada do solo resistente

(apiloamento do fundo)

Seqüência executiva




Fundações diretas rasas Seqüência executiva






– Colocação de um lastro de concreto magro

• > 9 MPa • 5 a 10 cm





Fundações diretas rasas • Blocos e alicerces

– Execução do embasamento

• Concreto

• Alvenaria

• Pedra

– Construção de cinta de amarração (concreto

armado)

• Finalidade: absorver esforços não previstos,

suportar pequenos recalques, distribuir o

carregamento e combater esforços horizontais.





Fundações diretas rasas • Blocos e alicerces


Cinta de amarração

Embasamento






– Camada de impermeabilização

• Finalidade: Evitar a subida de umidade por

capilaridade para a alvenaria de elevação.

• Deve-se evitar descontinuidades que poderão

comprometer seu funcionamento.







– Camada de impermeabilização

• São comuns:

– Argamassa polimérica

– Emulsão asfáltica

– Emulsão acrílica





Fundações diretas rasas • Sapatas

– Ao contrário dos blocos e alicerces, as

sapatas não trabalham apenas à

compressão simples.

– Trabalham também à flexão Isso significa que precisam ser feitas

de algum material que suporte tração.

Concreto armado





• Sapatas





• Sapatas

Sapata de edifício

de grande porte

PCC-USP




Fundações diretas rasas • Sapatas - tipos

– Sapatas isoladas

• São aquelas que transmitem ao solo

(através da sua base) a carga de um

pilar.

Sapatas isoladas





– Podem ser pré-moldadas





– Sapatas isoladas

Quanto à forma:




Fundações diretas rasas • Sapatas corridas

– São elementos contínuos que acompanham a linha

das paredes, as quais lhes transmitem a carga por

metro linear.





• Sapata associada – Usada quando a proximidade de dois ou mais

pilares é tanta que as suas sapatas isoladas se

superpõem.





• Sapata associada – Neste caso usa-se uma sapata única onde se

apóiam 2 ou mais pilares (sapata associada)




Fundações diretas rasas • Sapata alavancada

– Caso de pilares de divisa ou próximos a

obstáculos onde não é possível fazer com que o

centro de gravidade da sapata coincida com o

do pilar.




Fundações diretas rasas • Sapata alavancada

– Nestes casos usa-se uma viga alavanca ligada

entre duas sapatas de modo que um pilar absorva o

momento resultante da excentricidade da posição

do outro pilar.





– Escavação da vala

• Pelo menos 10 cm de folga para permitir o

trabalho de operários dentro dela

– Fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm

para o concreto magro

– Posicionamento das fôrmas






– Preparo da superfície de apoio

• Limpeza do fundo da vala (materiais soltos

e lama)

• Apiloamento com soquete ou sapo

mecânico

• Execução do concreto magro ou lastro de

concreto

– Função: regularizar a superfície de apoio

– Isolar a armadura do solo






– Isolar a armadura do solo






• Sapatas

– Posicionamento da armação






• Sapatas – Posicionamento do pilar em relação à caixa

com as armações





– Concretagem

• A base pode ser vibrada normalmente mas

para a parte inclinada é necessário compactar

manualmente






• Vibrar?





• Sapatas






• Sapatas

– Controle de execução

• Locação do centro da sapata e do eixo do pilar

• Cota do fundo da vala

• Limpeza do fundo da vala

• Nivelamento do fundo da vala

• Dimensões da forma da sapata

• Armadura da sapata e do arranque do pilar






• Arranque?





Fundações diretas rasas • Radier

– A utilização de sapatas corridas é adequada

economicamente enquanto sua área em

relação à da edificação não ultrapassa 50%.

– Caso contrário, é mais vantajoso reunir todas

as sapatas num só elemento de fundação

denominado radier.

(BRITO, 1987).





• Radier. O que é?




• Radier.

O que é?






• Radier. O que é?

PCC-USP





– Executado em concreto

armado

• Devido a atuação de

esforços de compressão e

tração.

– O radier é uma peça inteiriça, o

que pode lhe conferir uma alta

rigidez (muitas vezes evita

grandes recalques). (BRITO, 1987).





– Desvantagem: impõe a necessidade de execução

precoce de todos os serviços enterrados

(instalações sanitárias, etc).





Preparo da base

com lastro de

brita

Aparelho

de nível

Régua

graduada


PCC-USP





• Radier

• Posicionamento das

armaduras

• Sistemas de instalação

• Caminhos para a

concretagem


PCC-USP






Posicionamento

de espaçadores PCC-USP





• Radier

Concretagem






• Radier

Acabamento


PCC-USP





• Radier


• Locação dos eixos dos pilares

• Cota do fundo da escavação

• Nivelamento do fundo da vala

• Posicionamento dos componentes das

instalações enterrados





profundas

1. Pré-moldadas 2. Moldadas in loco




Estacas Pré-moldadas • Concreto

– Armado

– Protendido

• Aço

– Perfil

– Trilho

• Madeira (está em desuso)





profundas

1. Pré-moldadas 2. Moldadas in loco




Estacas moldadas in loco • Broca

• Trado mecânico

• Strauss

• Franki

• Hélice contínua

• Escavada ou estacão

• Barrete

=

Abordaremos

apenas esta




Fundações indiretas profundas

• Brocas

– São executadas “in loco” sem molde.

– Casos com baixa intensidade de cargas

– Terrenos com menor capacidade superficial




Fundações indiretas profundas • Brocas

– Limitações

• Só pode ser executada acima do lençois freático

• Não tem garantia de verticalidade

• Há perigo de mistura solo-concreto

• Baixa capacidade de carga (geralmente 4 a 5 tf)

• Comprimento máximo ≈ 6 m (comum: 3,0 a 4,0 m)

• Trabalha apenas à compressão (as vezes utiliza-se

uma armadura para fazer a ligação com outros elementos)





• Brocas – Escavada com trado e

preenchida com concreto

– Φ da broca – entre 15 e

30 cm (usual – 20 cm)






• Brocas

– Broca do trado é

composta de 4 facas

– Acoplado a tubos de

aço galvanizado






• Brocas – Tubos são modulados em

1,2 m de comprimento

Trado manual


PCC-USP





– Perfuração é feita por

rotação/compressão

Trado manual


PCC-USP





• Brocas

Furo

preparado com

trado manual

Armação da

cabeça da

broca para

ligação com o

bloco

Broca concretada


PCC-USP

PCC-USP





• Brocas

Bloco de coroamento

das brocas


PCC-USP





• Brocas






• Brocas


• Locação do centro das estacas

• Profundidade de escavação

• Tipo de solo retirado como amostra




Referências: • Apostila de fundações da disciplina: Tecnologia da

construção de edifícios 1. Escola Politécnica da

Universidade de São Paulo.

• Material de aula da disciplina Tecnologia da construção de

edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São

Paulo.

• Leal, U. Fundações Rasas. Revista Téchne. N. 83, 2004.

• HACHICH, W. et al. Fundações Teoria e Prática. Editora

Pini. 2. ed. 1998.

• JOPPERT Jr., I. Fundações e Contenções de Edifícios.

Editora Pini. 1. ed. 2007.

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