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NIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CAIO MAGALHAES PERFETTI
EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES NA BAIXADA SANTISTA
CAMPO MOURÃO
2019
I
CAIO MAGALHAES PERFETTI
EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES NA BAIXADA SANTISTA
Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apresentado à Disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso 2, do Curso Superior em Engenharia Civil do Departamento Acadêmico de Construção Civil – DACOC - da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR. . Orientador: Prof. Dr. Douglas Fukunaga Surco
CAMPO MOURÃO
2019
II
TERMO DE APROVAÇÃO
Trabalho de Conclusão de Curso
EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES NA BAIXADA SANTISTA
por
Caio Magalhães Perfetti
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi apresentado às 11h do dia 28 de novembro de 2019
como requisito parcial para a obtenção do título de ENGENHEIRO CIVIL, pela Universidade
Tecnológica Federal do Paraná. Após deliberação, a Banca Examinadora considerou o
trabalho aprovado.
Prof. Dr. Adalberto Luiz Rodrigues de Oliveira
Profª. Drª Fabiana Goia Rosa de Oliveira
( UTFPR ) ( UTFPR )
Prof. Dr. Douglas Fukunaga Surco
(UTFPR) Orientador
Responsável pelo TCC: Prof. Me. Valdomiro Lubachevski Kurta
Coordenador do Curso de Engenharia Civil:
Prof. Dr(a). Paula Cristina de Souza
A Folha de Aprovação assinada encontra-se na Coordenação do Curso.
Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus Campo Mourão Diretoria de Graduação e Educação Profissional Departamento Acadêmico de Construção Civil
Coordenação de Engenharia Civil
III
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por toda proteção e por me guiar nessa jornada.
Aos meus pais, Luciano e Gisele, pela motivação, cuidado, paciência e esforço
para que eu chegasse no fim dessa jornada.
A toda minha família, pelas orações e por nunca desacreditarem do meu
potencial.
A todos professores, em especial ao professor Dr. Douglas Fukunaga e ao
professor Dr. Jeferson Rafael, que me orientararam no trabalho de conclusão de
curso.
Aos amigos de Santos, que mesmo de longe estavam sempre presentes.
Aos amigos da UFSJ, que foram fundamentais na adaptação para a vida
universitária, aprendi muito com vocês.
Aos amigos que conheci no Canadá, durante o Ciências sem Fronteiras, foi
com vocês que dividi uma das melhores fases da minha vida.
Aos amigos da UTFPR, pela parceria no dia a dia, festas e estudos.
Aos amigos que conheci no Japão, certamente essa experiência não seria a
mesma sem vocês.
A dona Laura e família, por deixarem eu fazer parte da família e me acolherem
tão bem.
IV
RESUMO
Este trabalho visa esclarecer métodos de execução das fundações na baixada
santista, região que apresenta um solo de baixa resistência e requer atenção dobrada
por projetistas e engenheiros de execução. Tem por objetivo mostrar métodos
convencionais de fundações no Brasil, e também apresentar métodos de investigação
do solo. Com isso, realizar uma análise de parâmetros utilizados em construções na
região, levando em consideração o solo e o tipo de fundação escolhida pelo
engenheiro responsável. A metodologia utilizada foi de pesquisas bibliográficas e o
estudo de caso foi o acompanhamento de duas obras localizadas na região de São
Vicente, desde o projeto estrutural até o fim da execução da fundação. Foi realizado
uma simulação de cálculo para determinação das dimensões das fundações, a fim de
comparar com o projeto real. Após o término das duas obras, foi observado a utilização
de duas fundações distintas, sendo que o solo era bem similar. Isto se deve
principalmente pela preferência do engenheiro responsável e também por cálculos de
viabilidade feitos por ele. Conclui-se que é muito importante o conhecimento do solo
para a realização de projetos estruturais e além disso, conhecimento do engenheiro
na escolha da fundação para que o custo benefício seja o melhor possível.
Palavras-chave: Investigação do solo; fundações; SPT; projeto estrutural.
V
ABSTRACT
This paper aims to clarify the methods for executing foundations in “Baixada Santista”,
where it has a low resistance soil and requires double attention by designers and
execution engineers. The goal is to show conventional methods of foundations in
Brazil, as well as to present investigation methods of soil. After that, realize an analysis
of parameters used in real constructions, considering the soil and the foundation chose
by the engineer. The methodology used was research on specific bibliographies and
the case study was followed the process of execution of two different constructions in
São Vicente, from the structural design until the end of the foundation. Simulations of
calculus were made to determine the foundation’s dimensions and compare it with the
designed project. It was observed that two different types of foundations were used
and soil was very similar. This is because each engineer chose to use different
foundation structures by financial viability. It was concluded that it is very important to
have knowledge of the soil to make structural designs. Also, the knowledge of the
engineer is important to choose the foundation so the cost benefit can be the best
possible.
Keywords: Soil investigation; foundations; SPT; structural design.
VI
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Sapatas isoladas em planta. ............................................................................................... 16 Figura 2: Sapata associada sem viga de rigidez. .............................................................................. 17 Figura 3: Sapata associada com viga de rigidez. ............................................................................. 18 Figura 4: Planta e corte de uma sapata corrida. ............................................................................... 18 Figura 5: Radier classificado como liso de concreto armado. ........................................................ 19 Figura 6: Radier protentido. ................................................................................................................ 20 Figura 7: Cravação da estaca utilizando pilões em queda livre. ..................................................... 21 Figura 8: Execução de estaca tipo hélice contínua. ......................................................................... 25 Figura 9: Exemplo de dados coletados em um ensaio SPT. ........................................................... 31 Figura 10: Localização da obra no mapa. .......................................................................................... 35 Figura 11: Laudo da sondagem SPT. ................................................................................................. 36 Figura 12: Sobrado que estava no terreno antes da demolição. .................................................... 37 Figura 13: Demolição do sobrado localizado no terreno. ................................................................ 37 Figura 14: Parte do projeto estrutural. ............................................................................................... 38 Figura 15: Posicionamento das formas. ............................................................................................ 39 Figura 16: Lastro de concreto magro. ................................................................................................ 39 Figura 17: Armação das sapatas corridas. ........................................................................................ 40 Figura 18: Localização da obra. .......................................................................................................... 41 Figura 19: Laudo do primeiro furo...................................................................................................... 43 Figura 20: Laudo do segundo furo. .................................................................................................... 44 Figura 21: Terreno comprado pela construtora. ............................................................................... 45 Figura 22: Parte do projeto estrutural. ............................................................................................... 46 Figura 23: Marcação do gabarito da obra. ......................................................................................... 46 Figura 24: Execução de estacas do tipo Strauss. ............................................................................. 47 Figura 25: Detalhe dos tubos camisa. ................................................................................................ 47 Figura 26: Caminhão betoneira. .......................................................................................................... 48
VII
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Classificação granulométrica do solo. ............................................................................ 26 Tabela 2 – Comparação de resultado entre os ensaios SPT e DPL. ............................................... 32 Tabela 3 – Valores de K e α em função do tipo de solo. .................................................................. 34 Tabela 4 – Valores de F1 e F2 em função do tipo de estaca. ............................................................. 34 Tabela 5 – Plano de carga. .................................................................................................................. 48 Tabela 6. Resultados do cálculo da capacidade de carga por atrito e ponta da estaca............... 49 Tabela 7. Resultados do cálculo da capacidade de carga por ponta da estaca utilizando Equação (1) ........................................................................................................................................................... 49
VIII
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................11
1.1 Justificativa ......................................................................................................12
2 OBJETIVOS .........................................................................................................13
2.1 Objetivo geral ..................................................................................................13
2.2 Objetivos específicos......................................................................................13
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ...........................................................................14
3.1 Investigação dos tipos de fundações comuns no Brasil .............................14
3.1.1 Fundações superficiais ................................................................................15
3.1.1.1 Sapata isolada ...........................................................................................15
3.1.1.2 Sapata associada ......................................................................................17
3.1.1.3 Sapata corrida ...........................................................................................18
3.1.1.4 Radier .........................................................................................................19
3.1.2 Fundações profundas ..................................................................................20
3.1.2.1 Estacas pré-moldadas de concreto .........................................................20
3.1.2.2 Estacas Franki ...........................................................................................22
3.1.2.3 Estacas Strauss .........................................................................................22
3.1.2.3 Estacas hélice-contínua ............................................................................24
3.2 Análise da importância do solo na construção civil ....................................25
3.2.1 Métodos de investigação do solo ...............................................................27
3.2.1.1 Sondagem a trado .....................................................................................27
3.2.1.2 Sondagem SPT ..........................................................................................29
3.2.1.3 Sondagem DPL ..........................................................................................31
3.3 Determinação dos parâmetros do solo de acordo com o ensaio SPT .......32
4 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................35
4.1 Construção na rua Camaioré em São Vicente/SP ........................................35
4.1.1 Execução da fundação .................................................................................38
4.1.1.1 Determinação da área da sapata ..............................................................40
4.2 Construção na rua Montese em São Vicente/SP ..........................................41
4.2.1 Execução da fundação .................................................................................45
4.2.1.1 Determinação da capacidade de carga da estaca ..................................48
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES ..............................................50
IX
REFERÊNCIAS .......................................................................................................52
ANEXO A – PROJETO ESTRUTURAL DOS SOBRADOS DA RUA CAMAIORÉ 54
ANEXO B – PROJETO ESTRUTURAL DOS SOBRADOS DA RUA MONTESE ..56
11
1 INTRODUÇÃO
A região metropolitana da Baixada Santista, popularmente conhecida como
Baixada Santista, é composta pelos municípios de Santos, São Vicente, Praia Grande,
Peruíbe, Mongaguá, Itanhaém, Guarujá, Cubatão e Bertioga. Além de ser famosa
pelas praias do litoral sul, essa região também é conhecida pelos prédios tortos e por
apresentar um dos piores solos do Brasil para se construir.
Os prédios inclinados da região, mais especificamente na orla da praia de
Santos, são resultados de um recalque de fundação. O terreno, que apresenta uma
faixa superficial de areia, levou engenheiros a projetarem edifícios altos com
fundações rasas. No início, os prédios estavam em prumo, mas com o aumento das
edificações vizinhas, passaram a se inclinar. A inclinação se deve ao fato de que, com
o aumento do número das edificações, tensões nas camadas inferiores a de areia
surgiram. Pela região apresentar um solo com baixa resistência, as camadas
inferiores eram de baixa resistência, ocasionando os recalques.
A fundação é parte de uma estrutura que tem um papel extremamente
importante. Os esforços provenientes de ações permanentes, como peso próprio do
edifício, e ações variáveis, como fluxo de pessoas, são transmitidos através de um
sistema estrutural para a fundação, e da fundação são transmitidos ao solo.
Manifestações patológicas provenientes de recalques de fundação colocam em
risco toda a estrutura. Além disso, é motivo para proprietários entrarem na justiça
contra a construtora responsável, envolvendo também a vizinhança (SANTOS, 2014).
O solo, por sua vez, necessita de um estudo para se entender as camadas que
o compõe. Depois do conhecimento dessas camadas, é possível calcular a carga que
esse solo suportará de acordo com o tipo de fundação escolhida. Solos mais
compactos e rígidos são melhores para se construir, pois a fundação estará apoiada
em um material cuja propriedade de resistência é alta.
Um projeto de fundação bem sucedido é aquele que satisfaz 3 requisitos:
• Oferece segurança estrutural;
• Oferece segurança satisfatória em relação a ruptura ou escoamento do
solo;
• Evita recalques excessivos (SOUZA e SANTOS, 2014).
12
1.1 Justificativa
Pela região apresentar um dos piores solos do Brasil, este trabalho pretende
mostrar parâmetros utilizados em diversos projetos estruturais, relacionando as
tensões admissíveis do solo com os tipos de fundações escolhidas por engenheiros
estruturais. Com isso, é possível alertar proprietários de construtoras sobre a
importância do projeto estrutural e da sondagem do solo, levando em consideração
diversos fatores que interferem na escolha e dimensionamento da infraestrutura.
13
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Analisar a execução de fundações na baixada santista.
2.2 Objetivos específicos
• Investigar tipos de fundações;
• Analisar a importância do solo na construção civil;
• Apresentar projetos estruturais e acompanhar a execução dos mesmos.
14
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste capítulo se encontram as revisões bibliográficas encontradas em artigos
científicos e literaturas específicas sobre o tema.
3.1 Investigação dos tipos de fundações comuns no Brasil
Neste capítulo serão apresentados diversos tipos de fundações utilizados em
território brasileiro, bem como suas particularidades, benefícios e dificuldades
encontradas em cada um.
As fundações se dividem basicamente em dois tipos: superficiais e profundas.
As fundações superficiais são estruturas projetadas em camadas de solos próximas à
superfície, em média de até 3 m de profundidade. Já as fundações profundas, são
estruturas que vão até grandes profundidades, como por exemplo até 100 m ou mais.
As fundações superficiais são escolhidas quando o solo da camada superficial
possui certa resistência. É importante ressaltar que as camadas inferiores a camada
superficial são levadas em consideração para a escolha do tipo de fundação, como
por exemplo o nível do lençol freático. A partir do conhecimento da resistência do solo,
é possível escolher e dimensionar os seguintes tipos de fundações superficiais:
• Sapata Isolada;
• Sapata Associada;
• Sapata Corrida;
• Radier.
A NBR 6122 (2010) recomenda a consideração de alguns fatores para a
determinação da pressão admissível, tais como profundidade da fundação, dimensões
e forma dos elementos de fundação, lençol d’água, entre outros.
Além do uso de fundações superficiais, é comum a utilização de fundações
profundas. Esse tipo de estrutura pode alcançar elevadas profundidades, até mais de
100m. As fundações profundas mais comuns são estacas, de diversos tipos de
execução, como Strauss, Hélice Contínua, Franki, Pré-Moldada, e tubulões.
Segundo a NBR 6122 (2010), métodos estáticos, provas de carga e métodos
dinâmicos são utilizados para a determinação da capacidade de carga da fundação.
15
Com a carga prevista, é aplicado um coeficiente de segurança, não inferior a 2,
para determinar a capacidade de carga admissível. Outro método para a
determinação da carga admissível é resultado de um estudo feito a partir do recalque
da fundação. É importante ressaltar que o atrito lateral é considerado positivo quando
o recalque da fundação é maior do que o recalque do solo, e negativo quando o
recalque do solo é maior que o recalque da fundação.
3.1.1 Fundações superficiais
São aquelas que todo carregamento é transmitido ao solo através da base da
fundação. A NBR 6122 (2010) recomenda que este tipo de fundação, quando
executada próxima a divisa, seja assentada em solo a uma profundidade maior que
1,5 m, ou inferior a 1,5 m caso seja assentada em rocha.
3.1.1.1 Sapata isolada
É um elemento de fundação composto de concreto armado, possui dimensões
variadas, e tem a base normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal (NBR 6122,
ABNT 2010).
De acordo com a NBR 6118 (2004), sapata é o elemento estrutural definido
como estrutura de volume, com função de transmitir ao solo as cargas de fundação.
Este tipo de fundação foi o mais utilizado nos prédios tortos da orla de Santos.
No edifício Núncio Malzoni, um prédio de 17 andares, foram utilizadas sapatas de 1,5
m a 2 m de profundidade. Anos após a construção, este prédio começou a inclinar-se
devido ao recalque das sapatas (DIAS, 2010).
Esta sapata transmite a ação de um para o solo adjacente. É o tipo de sapata
mais utilizado, geralmente com base quadrada ou retangular. A sapata isolada
retangular tem como fator limitante a maior dimensão da base, que não deve ser maior
que cinco vezes a largura (BASTOS, 2019).
A figura a seguir mostra as sapatas isoladas com as geometrias mais famosas
em planta.
16
Figura 1: Sapatas isoladas em planta.
Fonte: VIEIRA, 2014.
A execução de uma sapata de concreto armado, deve seguir o seguinte
procedimento:
• Preparação do terreno: é fundamental para a execução de fundações
superficiais. Se for utilizado equipamentos mecânicos, recomenda-se
que pelo menos os 30 cm finais sejam escavados manualmente (NBR
6122, 2010);
• Limpeza do fundo da vala e apiloamento da base: O apiloamento
geralmente é feito utilizando um soquete, compactando o solo,
transformando-o em uma superfície homogênea;
• Lastro de concreto: uma camada com no mínimo 5 cm de espessura de
lastro de concreto magro deve ser aplicada, após isso fazer o
nivelamento da base;
• A etapa seguinte pode ser a preparação da lateral da vala ou execução
das formas, geralmente de madeira. A marcação de onde sairá o pilar
deve ser feito com um gabarito e posicionada exatamente no local
adequado;
• Armação e concretagem: por último, é feito o posicionamento das
armaduras e a sapata é concretada (MOURA, sd.)
Além da sapata de concreto armado, existe a possibilidade de ser executado
um bloco de fundação direta, definido pela NBR 6122 (2010). O bloco de fundação
direta deve ter altura suficiente de modo que a tração seja resistida apenas pelo
concreto, não necessitando de armadura.
17
3.1.1.2 Sapata associada
A sapata associada é utilizada quando a proximidade entre dois ou mais pilares
impossibilitam a execução da sapata isolada. Nesse caso, é possível fazer uma
fundação única para os pilares. É também conhecida como sapata combinada ou
sapata conjunta (NBR 6122, 2010).
Geralmente, este tipo de sapata é projetada com uma viga de rigidez, que
passa entre os pilares. A viga de rigidez tem a função de fazer com que sapata
trabalhe com tensão constante (LUCHI, 2013).
As figuras a seguir diferenciam sapatas associadas com e sem vigas de rigidez.
Figura 2: Sapata associada sem viga de rigidez.
Fonte: BASTOS, 2019.
18
Figura 3: Sapata associada com viga de rigidez.
Fonte: BASTOS, 2019.
3.1.1.3 Sapata corrida
As sapatas corridas são projetadas para receberem cargas uniformemente
distribuídas, como paredes, muros e outros elementos alongados. O
dimensionamento é feito de forma idêntica ao de lajes unidirecionais.
A figura a seguir mostra a sapata corrida em planta e em corte.
Fonte: ALVA, 2017.
Figura 4: Planta e corte de uma sapata corrida.
19
3.1.1.4 Radier
Radier, também conhecido como laje radier, é definido pela NBR 6122 (2010)
como “elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou
carregamentos distribuídos”. Na prática, é utilizado quando a tentativa do uso de
sapatas leva a uma área de fundação maior que metade da área de construção
(SANTOS et al., s.d.).
Este tipo de fundação também é utilizado quando o recalque de fundação for
um possível problema. Através dessa estrutura, o recalque é uniformizado e
minimizado.
Algumas recomendações para o uso são:
• Altura superior a 10 cm: a fim de evitar infiltrações;
• 5% de inclinação: de modo que permita o escoamento ao redor da
construção;
• Camada de 7 cm de brita niveladora;
• Resistência do concreto superior a 25 MPa para Radiers Armado e 30
MPa para Radiers Protendidos;
• Impermeabilização com manta asfáltica (SCHMIDTKE et al., 2017).
São classificados quanto à rigidez a flexão (rígidos e elásticos), quanto à
geometria (nervurados, lisos e caixão) e quanto à tecnologia utilizada (concreto
armado ou protendido). As figuras a seguir mostram exemplos de radiers.
Figura 5: Radier classificado como liso de concreto armado.
Fonte: FARIA, 2015, p. 60.
20
Figura 6: Radier protentido.
Fonte: CAUDURO, 2000.
3.1.2 Fundações profundas
São aquelas em que o carregamento da estrutura é transmitido ao solo por
meio da resistência do fuste, resistência de ponta ou pela associação delas. Além
disso, é recomendada que este tipo de fundação seja assentada em um profundidade
maior que o dobro da menor dimensão em planta, com profundidade mínimo de 3 m
(NBR 6122, 2010).
Geralmente são mais custosas em relação as fundações superficiais, porém
são bastante utilizadas quando o carregamento é muito elevado ou caso o solo da
região tenha baixa resistência.
3.1.2.1 Estacas pré-moldadas de concreto
São elementos estruturais cravados no terrenos por meio de percussão,
prensagem ou vibração. A escolha do método a ser utilizado deve ser resultado de
um estudo que leva em consideração a característica do solo, condições das
edificações vizinhas e restrições locais.
A percussão é o método mais utilizado de cravação, onde são utilizados pilões
em queda livre ou automáticos. Este método requer bastante cuidado, pois as
vibrações no solo podem danificar edificações vizinhas, causando brigas judiciais
21
entre a vizinhança e o construtor. Vale ressaltar que fazer uma vistoria nas edificações
vizinhas, apontando patologias já existentes e registrando em um documento, com
assinatura do responsável do imóvel, serve como provas.
Além de serem moldadas em fábricas, aumentando a qualidade da execução,
possuem boa resistência quando submetidas a flexão e cisalhamento. Apesar disso,
estacas pré-moldadas de concreto tem certas desvantagens, como a necessidade de
um material elástico para cravação, de modo que não danifique à estaca, e também o
deslocamento da fábrica até o canteiro de obra.
É um tipo de estaca bastante utilizado quando o lençol freático está próximo da
superfície, dificultando métodos que utilizam moldagem in loco. Na região da baixada
santista, é possível encontrar a utilização de estacas pré-moldadas de concreto devido
a este fator relacionado ao lençol freático.
A figura a seguir mostra a cravação de uma estaca pré-moldada de concreto,
com aproximadamente 15 metros de profundidade.
Figura 7: Cravação da estaca utilizando pilões em queda livre.
Fonte: FERREIRA e GONÇALVES, 2014.
22
3.1.2.2 Estacas Franki
É um método desenvolvido por um engenheiro belga chamado Edgard
Frankignoul, patenteado como estaca Franki devido ao seu sobrenome. É um tipo de
estrutura de fundação que apresenta bons resultados diante de elevado
carregamento.
Este método tem como característica a cravação de um tubo com sua
extremidade fechada por uma “bucha” de areia e brita. Este tubo é socado por um
pilão em queda livre até atingir a profundidade estabelecida em projeto. Feito isso, a
“bucha” é desprendida do tubo através de golpes de pilão. Logo após, concreto seco
é inserido no tubo sob golpes do pilão, formando a base alargada. Por fim, a armação
é executada e a concretagem é realizada simultaneamente com a retirada do tubo.
Devido a base alargada, este método apresenta uma maior resistência de
ponta em relação aos outros métodos. Com o alargamento da base, solos arenosos
são compactados, aumentando sua resistência. Em caso de solos argilosos, o
concreto seco sob golpes de pilão expulsa a água, deixando mais rígido (HACHICH,
1998).
Esse método requer cuidados específicos nas estacas vizinhas. Com o
deslocamentos de solo lateral, pode ser que estacas previamente cravadas inclinem-
se. Qualquer movimentação não esperada pode prejudicar o desempenho da
estrutura (RESENDE e MARTINS, 2014).
Assim como as estacas pré-moldadas de concreto, a cravação desta estaca
resulta em vibrações excessivas, colocando em risco estruturas ao redor. Além disso,
não é recomendada em caso de lençol freático próximo a superfície, o que dificulta a
execução da mesma (RESENDE e MARTINS, 2014).
3.1.2.3 Estacas Strauss
Assim como a estaca tipo Franki, a estaca Strauss é um elemento estrutural de
fundação moldado in loco. É um tipo de fundação bastante comum em construções
de pequeno e médio porte.
Atrai diversos construtores devido a facilidade de locomoção dos
equipamentos, e também por ter um custo relativamente baixo. Além disso, este
23
método apresenta baixas vibrações do solo, deixando construções vizinhas menos
suscetíveis a danos.
Apesar de muito utilizado, a estaca Strauss possui diversas desvantagens,
como por exemplo:
• Não recomendada em caso de lençol freático presente em pequena
profundidade;
• Solos como areia saturada, rochas e outros com resistência alta;
• Não é aconselhada em caso de carregamento elevado;
• Baixa produtividade, em média é possível perfurar 50 m de solo por dia.
Este método é executado da seguinte maneira:
• Posiciona-se um tripé e o soquete centralizado;
• Através da queda livre, perfura-se até atingir a profundidade de 1 m a 2
m;
• Substitui-se o soquete por uma sonda de percussão;
• A cada queda livre da sonda, molha-se o solo para facilitar a entrada da
sonda;
• Em seguida, o primeiro tubo rosqueável é introduzido no solo;
• Por causa do seu dispositivo em válvula, quando a sonda é içada, a
válvula é fechada, mantendo o solo perfurado dentro da sonda;
• Quando a sonda é preenchida e içada, o solo é retirado manualmente
por funcionários;
• Colocam-se mais tubos rosqueáveis até atingir a cota pretendida da
estaca;
• O fundo da perfuração é limpo a fim de eliminar lama e água acumulada;
• As sondas são trocadas por soquetes e uma certa quantidade de
concreto é lançada no interior dos tubos a fim de atingir a cota de cerca
de 1m de altura;
• Este concreto é apiloado, reforçando a ponta da estaca;
• Com a concretagem, o tubo de revestimento é retirado gradualmente;
• O lançamento de concreto é seguido pelo adensamento do mesmo;
• Se forem estacas armadas, a armadura é colocada antes da
concretagem, caso contrário, barras de aço são inseridas após a
24
concretagem para ligação com os blocos e baldrames na extremidade
da estaca (GEHLEN, 2016).
3.1.2.3 Estacas hélice-contínua
A estaca do tipo hélice contínua é um método utilizado para execução de estaca
de concreto moldada in loco. Surgiu na década de 1950 nos Estados Unidos, ganhou
espaço na Europa e Japão em 1970 e foi introduzida no Brasil em 1987 (FILHO, 2016).
Sensores instados na máquina de execução permitem obter alguns dados,
como comprimento da estaca, inclinação, velocidade de rotação do trado, volume de
concreto (GEHLEN, 2016).
É recomendado não realizar a perfuração de estacas muito próximas das
outras, devido ao deslocamento de solo resultante da rotação do trado. Além disso,
estacas distanciadas por cinco diâmetros não devem ser executadas com um intervalo
de tempo inferior a doze horas (FILHO, 2016).
A metodologia de execução é feita da seguinte maneira:
• Posicionamento do trado;
• Perfuração até a profundidade desejada pelo trado;
• Concretagem através de uma haste centrada no trado;
• Posicionamento da armadura enquanto o concreto ainda estiver bem
mole.
Possui diversas vantagens em relação a outros métodos construtivos de
fundações profundas, como por exemplo:
• Tem alta produtividade, é possível executar até mais de 200 metros de
fundação em um dia;
• Não gera em vibrações do solo e ruídos;
• É possível ser utilizado em diversos tipos de terreno (GEHLEN, 2016).
A figura a seguir mostra a execução de uma estaca tipo hélice contínua.
25
Figura 8: Execução de estaca tipo hélice contínua.
Fonte: FILHO, 2016.
3.2 Análise da importância do solo na construção civil
A superfície terrestre sólida, conhecida como solo, é formado pela
decomposição de rochas, materiais orgânicos e água. Exerce papéis importantes na
natureza, como fornecer água, nutrientes e ar para as plantas, escoamento da água
pluvial e habitat de várias espécies de animais (HUAMAN, s.d.).
O solo é formado por partículas sólidas agrupadas de diversos tamanhos. Pela
diferença de tamanho e de forma, essas partículas não se encaixam perfeitamente,
resultando em espaços entre elas, chamados de vazios.
A porosidade do solo depende da relação de volume de vazios e volume total
do solo. Solos arenosos apresentam menor porosidade, enquanto solos argilosos
apresentam maior porosidade (REINERT e REICHERT, 2006).
A quantidade de água, ar e partículas sólidas alteram o comportamento do solo.
Solos que apresentam bastante quantidade de água são chamados de saturados.
Através da compactação do solo e da evaporação, é possível reduzir a quantidade de
água do mesmo, aumentando sua resistência (SANTOS, 2014).
26
Uma das classificações do solo é realizada perante a análise granulométrica
de suas partículas. No Brasil, utilizam-se duas escalas para classificação (COOPER,
2015):
• Escala de Atterberg;
• Escala do Departamento de Agricultura dos EUA.
A avaliação das partículas é feita em laboratório, porém as vezes é realizada
em campo. Quando realizada em campo, é feita uma classificação visual e por tato, o
que requer experiência. Em laboratório, é feita por peneiramento das partículas e
sedimentação (REINERT e REICHERT, 2006).
A tabela a seguir mostra a classificação de partículas determinada por
Atterberg.
Tabela 1 – Classificação granulométrica do solo.
Fração de solo Diâmetro do grão (mm)
Areia 4,8 a 0,05
Silte 0,05 a 0,002
Argila < 0,002
Fonte: Adaptado de DAMIN, 2012.
O solo arenoso é composto predominantemente por areia. Este solo apresenta
baixo índice de coesão, por isso se movimenta bastante e é muito permeável. Para
construtores, solos arenosos são sinais de que é necessário ter atenção e cuidado.
Em Santos, a camada superficial é de solo arenoso, devido a este fato, as
edificações que foram construídas com fundações superficiais, com o aumento das
construções vizinhas abaixando o lençol freático e mudando a resistência do solo,
passaram a apresentar recalques de fundação.
O solo argiloso é o mais comum no Brasil. Tem grande importância na
construção civil, pois há milhares de anos, era usado como argamassa. Além disso, é
utilizado na fabricação de tijolos, pisos cerâmicos e etc. Ao contrário do solo arenoso,
este solo possui grande capacidade de coesão, assim tornando-se lama com a
presença de água. Outra característica desse solo é sua baixa permeabilidade.
Para solos argilosos, geralmente é recomendado a utilização de fundações
superficiais, como sapatas e radiers. Estacas também são opções de fundação para
27
este solo, porém não é muito usual caso a construção apresente baixos
carregamentos.
O solo siltoso é bastante peculiar, com partículas pequenas e baixo índice de
coesão, apresenta diversos casos de erosão e desagregação natural. É um solo que
requer cuidado extremo dos engenheiros.
Na construção civil, engenheiros tendem a buscar camadas de solos mais
resistentes para apoiar a fundação. Quanto mais resistência tem o solo, mais a
fundação poderá suportar.
3.2.1 Métodos de investigação do solo
A construção de uma edificação requer diversos cuidados, a investigação do
subsolo é o primeiro a ser tomado, porém a ausência de estudo dos solos, em obras
de pequeno e médio porte, é frequente por motivos econômicos e pela falta de hábito
dos construtores e auto construtores.
Ao quebrar este paradigma o construtor consegue planejar melhor sua
fundação e evitar problemas futuros. A investigação do subsolo, como primeira etapa
da obra, tem como objetivo obter de forma preliminar o conhecimento de solos com
comportamento especial e a ocorrência de casos especiais como: vegetação,
materiais cársticos, ocorrência de matacões e regiões de mineração (FILHO, 2017).
Existe alguns métodos para realizar a sondagem do solo. Alguns desses
métodos são:
• Sondagem a trado;
• Sondagem SPT;
• Sondagem DPL.
3.2.1.1 Sondagem a trado
É o tipo mais simples de sondagem executada em nosso país e que pode ser
feita de forma mecânica ou manual. O objetivo é recolher amostras de solo para
realização de ensaio de laboratório.
28
Os equipamentos simples fazem com que este seja um método barato e
prático. Os equipamentos necessários para a realização da sondagem a trado são
(FILHO, 2017):
• Trado Concha e Trado Espiral com diâmetro mínimo de 63,5 mm;
• Cruzetas, hastes e luvas de aço;
• Chaves de grifo;
• Medidor de nível de água;
• Metro ou trena;
• Recipientes para amostras;
• Etiquetas para amostras;
• Ponteira de aço com ponta em bisel de largura de 63 mm.
A execução é feita após a limpeza do local para que não se tenha qualquer tipo
de obstáculo. Deve ser providenciada a abertura de um sulco aonde irá ser feito o furo
para desviar águas de chuva.
O grande objetivo é a coleta de amostras, portanto a cada metro perfurado com
os trados é coletada uma amostra que deve ser acondicionada como preconiza a
norma NBR 9603,1986 e as boas práticas da engenharia, caso isso não seja feito
corretamente, o resultado pode não ser confiável.
O método manual de ensaio está restrito a pequenas profundidades, podendo
chegar a quinze metros, enquanto quando feito mecanicamente, pode chegar a mais
de trinta metros
São adotados critérios de parada para este tipo de sondagem (FILHO, 2017):
• Quando atingir a profundidade programada para a investigação;
• Em caso de desmoronamentos da parede do furo de forma sucessiva;
• Quando o avanço do trado ou ponteira for inferior a 5 cm em 10 minutos;
• Quando for impossibilitada a penetração do trado por rochas, matacões
ou cascalho.
Caso o trado atinja o impenetrável, é recomendado que outro furo seja
realizado num raio de três metros, para verificar a presença de rocha, matacões ou
cascalho naquele local (NBR 9603, 1986).
29
Pode-se observar que este método é de grande simplicidade, porém a coleta
das amostras é parte essencial e não pode ser descuidado, porque pode comprometer
todo o trabalho.
3.2.1.2 Sondagem SPT
Devido a sua simplicidade, robustez e facilidade de aplicação dos dados, o
método de sondagem SPT é o mais utilizado no Brasil e no mundo para investigação
do solo. Este ensaio tem a finalidade de determinar a profundidade do lençol freático,
os tipos de solo e suas respectivas profundidades e os índices de resistência a
penetração por golpes de percussão a cada metro. Os dados coletados são usados
em correlações empíricas ou semiempíricas na determinação da resistência e
recalque das fundações (CÂMARA e PEREIRA, 2015).
É recomendado que este ensaio seja realizado nas seguintes ocasiões:
• Uma perfuração a cada 200 m² da área em projeção da planta, quando
a área total for de até 1200 m²;
• Se a área total for de 1200 m² a 2400 m², uma perfuração a cada 400
m²;
• Até 200 m² da área em projeção da planta, duas perfurações;
• De 200 m² a 400 m² da área em projeção da planta, três perfurações
(FILHO, 2016).
O procedimento para execução desse método é recomendado pela norma NBR
6484 (2001):
• Locação do furo: No local estabelecido para realizar a perfuração, deve
ser cravado piquetes de madeira ou de outro material apropriado;
• Início da perfuração: A sondagem deve ser iniciada utilizando o trado-
concha ou manualmente até a profundidade de um metro;
• Continuação da perfuração: Utiliza-se o trado helicoidal até atingir o nível
do lençol freático. Em caso do avanço com trado helicoidal for inferior a
50 mm após 10 minutos de tentativa, deve-se utilizar o método de
perfuração por circulação de água, conhecido como lavagem.
30
• Na haste do tubo, um segmento de 45 cm é dividido e marcado com giz
a cada 15 cm para melhor obtenção dos dados.
• Na prática dificilmente se atinge exatamente os 15 cm, principalmente
quando o solo é de baixa resistência, então é aconselhado anotar o
número de golpes quando a cota ultrapassar a medida dos 15 cm.
Recomenda-se a interrupção da cravação do amostrador-padrão antes dos 45
cm quando ocorrer um dos seguintes fatos a seguir (NBR 6484, 2001):
• Em profundidade inferior a 15 cm a quantidade de golpes ultrapassar 30;
• Ultrapassar a quantidade de 50 golpes;
• Após 5 golpes consecutivos, não apresentar avanço do amostrador-
padrão.
As amostras coletadas devem ser estudadas a fim de identificar no mínimo
(NBR 6484, 2001):
• Granulometria;
• Plasticidade;
• Cor;
• Origem (solos residuais, transportados e aterros).
A figura a seguir mostra um exemplo de dados coletados através de um ensaio
SPT.
31
Figura 9: Exemplo de dados coletados em um ensaio SPT.
Fonte: PEIXOTO, 2001.
A sondagem a percussão com medida de torque tem o mesmo procedimento
do ensaio padrão SPT, porém com medição do torque necessário para girar a haste
que penetra no solo. A medição de torque é realizada a cada metro, com a utilização
de um torquímetro.
3.2.1.3 Sondagem DPL
Este método de sondagem se baseia na cravação dinâmica de um cone
metálico no solo. DPL significa Dynamic Probe Light, porém também conhecido como
DCP, que significa Dynamic Cone Penetration.
O ensaio consiste na contagem de golpes de uma massa de 10 kg, que cai em
queda livre a uma distância de 50 cm, para que a ponteira do cone metálico de área
de 10 cm² penetre 10 cm no solo. Assim, um gráfico é obtido relacionando a
quantidade de golpes por profundidade (NAVEIRA, 2019).
O cone do ensaio DPL tem uma área inferior a área do amostrador padrão do
ensaio SPT, ou seja, utiliza regiões bem menores para realização da sondagem.
32
Devido a isto, o ensaio DPL informa pequenas variações que ensaios mais robustos,
como ensaio de sondagem SPT, não mostrariam (SOUZA et al., 2008).
Apesar de divergir na execução em relação ao método mais tradicional, SPT,
o ensaio DPL pode apresentar resultados bem similares, como mostra a tabela 2.
Tabela 2 – Comparação de resultado entre os ensaios SPT e DPL.
Correlação Tipo de solo e Observações
N10 = 2,5 NSPT Argila siltosa e silte argiloso com areia de Campinas/SP
N10 = 1,02 – 2,11 NSPT Solo residual de rochas graníticas e arenitos de Linha de Transmissão entre Vilhena e
Jauru/RO
NSPT = 1,03 N10 ou NSPT = 1,01 N10 + 0,44
Areia argilosa da Tanzânia em pequenas profundidades
NSPT = 0,6243 N10 + 1,9644 Solos arenosos e siltosos de Gana para N10
< 40 golpes Fonte: Adaptada de NAVEIRA, 2019
3.3 Determinação dos parâmetros do solo de acordo com o ensaio SPT
De acordo com ALONSO (1983), para fundações rasas, é possível obter a
tensão admissível do solo (𝜎𝑎) através do ensaio SPT do solo. A Equação (1) é válida
quando o NSPT médio da camada de solo for inferior ou igual a 20 golpes.
𝜎𝑎(𝐾𝑔𝑓
𝑐𝑚2) =
𝑁𝑆𝑃𝑇
5 (1)
Onde:
• NSPT = Número de golpes médio da camada de solo (na profundidade de
duas vezes a largura estimada para a fundação, contando a partir da
cota de apoio).
Segundo Aoki e Velloso (1975), o método para cálculo para a carga de ruptura
(PR) de uma estaca isolada é dado pela Equação (2):
𝑃𝑅 = 𝑃𝐿 + 𝑃𝑃 (2)
.
Onde:
33
• PR = Carga de ruptura;
• PL = Parcela de atrito lateral ao longo do fuste;
• PP = Parcela de ponta.
As parcelas correspondentes ao atrito lateral, do fuste, e ao atrito de ponta da
estaca podem ser obtidas por equações que utilizam o ensaio SPT do solo (ALONSO,
1983).
De acordo com AOKI e CINTRA (2010), a resistência lateral da estaca
pode ser obtida pela Equação (3):
ℚ𝑎 = 𝐴𝑙 ∑𝛼 × 𝐾 × 𝑁𝐿
𝐹2 (3)
Onde:
• ℚ𝑎 = Resistência lateral;
• α = Coeficiente que varia em função do solo;
• K = Coeficiente tabelado em função do tipo de solo;
• NL = Nspt da camada de solo avaliada;
• F2 = Fator de correção tabelado em função do tipo de estaca adotado;
• Al = Área de contato lateral entre a estaca e a camada de solo;
De acordo com AOKI e CINTRA (2010), a resistência de ponta da estaca pode
ser obtida pela equação a seguir:
ℚ𝑝 = (𝐾 × 𝑁𝑝
𝐹1) × 𝐴𝑝 (4)
Onde:
• Qp = Resistência de ponta;
• K = Coeficiente tabelado em função do tipo de solo;
• Np = NSPT da camada correspondente na cota da ponta da estaca;
• F1= Fator de correção tabelado em função do tipo de estaca adotado;
• Ap = Área de ponta da estaca.
34
Tabela 3 – Valores de K e α em função do tipo de solo.
Solo K (MPa) α (%)
Areia 1,00 1,4
Areia siltosa 0,80 2,0
Areia siltoargilosa 0,70 2,4
Areia argilosa 0,60 3,0
Areia argilossiltosa 0,50 2,8
Silte 0,40 3,0
Silte arenoso 0,55 2,2
Silte arenoargiloso 0,45 2,8
Silte argiloso 0,23 3,4
Silte argiloarenoso 0,25 3,0
Argila 0,20 6,0
Argila arenosa 0,35 2,4
Argila arenossiltosa 0,30 2,8
Argila siltosa 0,22 4,0
Argila siltoarenosa 0,33 3,0
Fonte: AOKI; VELLOSO (1975).
Tabela 4 – Valores de F1 e F2 em função do tipo de estaca.
Tipo de estaca F1 F2
Franki 2,5 2 F1
Metálica 1,75 2 F1
Pré-moldada 1 + D/0,80 2 F1
Escavada 3,0 2 F1
Raiz, Hélice contínua e Ômega 2,0 2 F1
Fonte: AOKI; VELLOSO (1975).
35
4 MATERIAIS E MÉTODOS
A fim de realizar o objetivo do trabalho, a metodologia adotada foi dividida em
algumas etapas. A primeira etapa foi de pesquisa em bibliografias e normas
específicas sobre fundações rasas e profundas. Na segunda etapa foram realizadas
visitas no canteiro de obras para acompanhamento da execução da fundação e
reuniões com engenheiros de execução e projetista responsáveis pelas obras.
Também foi realizado contato com as empresas responsáveis pelas sondagens nos
terrenos onde as obras foram executadas.
As obras foram acompanhadas desde o momento da preparação do terreno,
anotando todos procedimentos adotados, até a viga baldrame. Os materiais e
equipamentos utilizados também foram fotografados.
4.1 Construção na rua Camaioré em São Vicente/SP
Esta obra consiste na construção de sete sobrados em um terreno de 350 m²
na rua Camaioré, número 170, em São Vicente, São Paulo. A figura a seguir mostra
o local no mapa.
Figura 10: Localização da obra no mapa.
Fonte: Google Maps (acesso em 04. nov. 2019).
36
Logo após a compra do terreno, a construtora optou por realizar a sondagem
SPT para conhecimento do solo da região. A figura a seguir mostra o resultado da
sondagem SPT.
Figura 11: Laudo da sondagem SPT.
Fonte: Retirado do laudo de sondagem.
No local da obra havia um sobrado antigo (Figura 12). A demolição foi feita em
duas etapas, manual e com maquinário específico. No início, foram retiradas
esquadrias metálicas que foram vendidas posteriormente. Em seguida, algumas vigas
foram rompidas manualmente para diminuir o risco de possíveis danos nas casas
vizinhas.
37
Figura 12: Sobrado que estava no terreno antes da demolição.
Fonte: Autoria própria.
Por fim, foi contratado o serviço de uma retroescavadeira para a demolição total
da edificação. A figura a seguir mostra a etapa de demolição do sobrado.
Figura 13: Demolição do sobrado localizado no terreno.
Fonte: Autoria própria.
38
Após a demolição e retirada do entulho, com o uso da retroescavadeira, a
fundação antiga foi retirada e o terreno foi entregue limpo para o construtor.
4.1.1 Execução da fundação
Tendo em mãos o resultado da sondagem SPT e o projeto arquitetônico, o
engenheiro estrutural contratado fez uma reunião com a construtora e juntos
decidiram a tentativa do uso de sapatas como fundação. Após analisar o
carregamento previsto, o engenheiro fez o projeto estrutural com o uso de sapatas
corridas. A figura a seguir mostra parte do projeto estrutural entregue pelo engenheiro
a construtora.
Figura 14: Parte do projeto estrutural.
Fonte: Retirado do projeto estrutural.
Em seguida, deram início a escavação do terreno. Por ser a primeira vez que
essa construtora realiza uma obra com sapatas, esta etapa foi bastante trabalhosa.
Primeiro, tentaram a escavação manual e viram que demoraria mais do que o previsto
para realizar a escavação completa. Logo após isto, alugaram uma retroescavadeira
39
que facilitou o serviço de corte do terreno, deixando o terreno na cota do fim da sapata.
corrida. Com o nível do terreno baixo, foi possível posicionar as formas com facilidade
(Figura 15). Feito isto, a empresa Cortesia Concreto foi contratada para realizar a
concretagem de uma camada de 5 cm concreto magro (Figura 16)
Figura 15: Posicionamento das formas.
Fonte: Autoria própria.
Figura 16: Lastro de concreto magro.
Fonte: Autoria própria.
40
O aço utilizado foi comprado cortado e dobrado. A armadura foi colocada nas
formas adequadamente como mostra a Figura 17.
Figura 17: Armação das sapatas corridas.
Fonte: Autoria própria.
Com a armadura nas formas, a construtora contratou novamente a empresa
Cortesia Concreto para realizar a concretagem. Após a concretagem, a construtora
realizou o aterro do terreno para voltar a cota zero.
4.1.1.1 Determinação da área da sapata
Para a determinação da área da sapata foi realizado os seguintes cálculos:
• Foi determinado a média do número de golpes obtido pelo ensaio SPT
no bulbo de tensão gerado pela sapata (3 primeiros metros), onde foi
obtido o valor de 7,3 que corresponde à média dos valores de N;
(∑ 𝑁) ÷ 3 = (7+9+6) ÷ 3 = 7,3
• De acordo com a Equação 1:
σ = 7,3 (média do Nspt) ÷ 5 = 1,46 kgf/cm²
• Foi adotado em projeto o valor de σ = 1,4 kgf/cm² como tensão
admissível do solo;
41
• Para cálculo da sapata que suporta o pilar P16, a carga de projeto é de
30 tf neste pilar;
• O coeficiente de segurança adotado foi de 1,1;
30 tf ×1,1 = 33 tf
• Divide-se este valor do carregamento com o coeficiente de segurança
pela tensão admissível do solo para calcular a área necessária da base
da sapata;
33000 kgf÷1,4 kgf/cm² = 23571,43 cm²
• Com a geometria escolhida, neste caso quadrada, extrai-se a raiz e as
dimensões mínimas da sapata são estabelecidas;
√23571,43 = 153,53 cm
• Foi adotada uma sapata com as dimensões de 160 cm x 160 cm. É a
dimensão da sapata adotado em obra.
4.2 Construção na rua Montese em São Vicente/SP
Esta obra, consiste na construção de seis casas residenciais sobrepostas, em
um terreno de 300 m² (10 m x 30 m) na rua Montese, número 354, em São Vicente,
São Paulo. A figura a seguir mostra o local no mapa.
Figura 18: Localização da obra.
Fonte: Google Maps (acesso em 06. nov. 2019).
42
Após a compra do terreno, a construtora contratou o serviço de sondagem de
uma empresa especializada em sondagens para ter maior conhecimento do solo da
região. De acordo com o laudo entregue a construtora, foram executados 03 furos de
simples reconhecimento, com tubo de 2 ½” de diâmetro, sendo o seguinte:
• Durante a execução das sondagens em operação repetida a cada
metro, foram assinaladas as resistências oferecidas pelo terreno à
cravação de um amostrador padrão, de diâmetro interno e externo de
1 3/8” e 2” respectivamente, do tipo TERZAGHI & PECK,
correspondentes ao número de golpes de um peso de 65 kg, caindo de
uma altura constante de 75 cm. Estes números representam os golpes
necessários à penetração em centímetros, indicada pelo denominador;
• Na seção apresentada pelo desenho estão assinaladas indicações da
natureza do subsolo. Vale salientar que os perfis geológicos
representam apenas a sequência provável das camadas entre os
pontos investigados (Figura 19 e 20);
43
Figura 19: Laudo do primeiro furo.
Fonte: Retirado do laudo de sondagem.
No segundo furo, foi observado semelhanças em relação ao primeiro furo, com
poucos metros de diferença nas camadas de solo. A maior diferença foi observada na
cama de solo correspondente a argila marinha arenosa, que no primeiro furo atingia a
cota de 13,87 m e no segundo furo atingiu apenas 10,84 m (Figura 20).
44
Figura 20: Laudo do segundo furo.
Fonte: Retirado do laudo de sondagem.
O terreno estava sem construção, aparentemente sem uso há algum tempo,
com vegetação superficial e algumas madeiras utilizadas na construção. (Figura 21).
45
Figura 21: Terreno comprado pela construtora.
Fonte: Autoria própria.
4.2.1 Execução da fundação
Após diálogos com o arquiteto e a construtora, conseguiram chegar no
consenso de alocar 6 sobrados neste terreno. Com o projeto arquitetônico e o laudo
da sondagem SPT, um engenheiro estrutural foi contatado e contratado para realizar
o projeto. Desta vez, mesmo com o laudo da sondagem similar ao da obra anterior,
optou pelo uso de estacas Strauss como fundação. Observa-se o uso de diversos
blocos com 2 estacas (Figura 22).
46
Figura 22: Parte do projeto estrutural.
Fonte: Retirado do projeto estrutural.
A preparação do terreno foi realizada com a utilização de retroescavadeira
hidráulica, deixando o terreno plano e pronto para a marcação do gabarito (Figura 23).
Figura 23: Marcação do gabarito da obra.
Fonte: Autoria própria.
47
Com o gabarito pronto, uma empresa terceirizada foi contratada para a
execução das estacas Strauss. Este procedimento demorou cerca de 15 dias, com
uma média de aproximadamente 3 estacas concretadas por dia.
Figura 24: Execução de estacas do tipo Strauss.
Fonte: Autoria própria.
Figura 25: Detalhe dos tubos camisa.
Fonte: Autoria própria.
48
Depois do término da concretagem das estacas, utilizando concreto preparado
in loco, as formas foram montadas e a armadura posicionada. O aço utilizado para
armadura dos blocos sobre as estacas foi comprado cortado e dobrado.
Após a colocação das armaduras nas formas dos blocos, foi realizada a
concretagem.
Figura 26: Caminhão betoneira.
Fonte: Autoria própria.
4.2.1.1 Determinação da capacidade de carga da estaca
Para a determinação da capacidade de carga foi utilizado o método
desenvolvido por Aoki e Velloso. Os dados foram retirados da sondagem SPT, além
do cálculo da área lateral de contato lateral, área de ponta, fatores de correção
retirados em bibliografias específicas, como F1 e F2 para determinado tipo de estaca,
coeficiente K e α.
Segue exemplo de cálculo para determinação da profundidade da estaca 1:
• O carregamento previsto é de 12,9 tf (Tabela 5);
Tabela 5 – Plano de carga.
Pilar Fx (tf) Fy (tf) Fz (tf) Mx (tfm) My (tfm) Mz (tfm)
P1 -0,1 0,0 12.9 0,1 1,0 0,0 Fonte: Adaptado do projeto estrutural.
• Coeficiente de segurança adotado é o valor 2,0;
49
• A profundidade da estaca é de 18 m
• Calculo da capacidade de carga com estaca de 30 cm de diâmetro, igual
de projeto (D). Com D = 30 cm tem-se Ap = 706,86 cm2 e p (perímetro)
= 94,248 cm. Os resultados são mostradas na Tabela 6.
Tabela 6. Resultados do cálculo da capacidade de carga por atrito e ponta da estaca
Camada
profundidade
(m) L (m)
Al
(cm2)
K
(kgf/cm2)
% N RL (tf) RL (tf)
1 3 2 18849,6 5 2,8 10 4,40 4,40
2 11 8 75398,2 2,2 4 2 2,21 6,61
3 18 7 65973,4 8 2 8 14,07 20,68
Por ponta
Camada
profundidade
(m)
Ap
(cm2) F1
K
(kgf/cm2)
RP (tf)
18 706,86 3 5 11 12,96
Total RL+RP 33,64
A capacidade da estaca é de aproximadamente 33,64 tf. A capacidade de
carga, aplicando o coeficiente de segurança, é maior do que a prevista em projeto
(12,9 tf).
Se utilizarmos a Equação (1) para o cálculo da capacidade por ponta o
resultado seria 22,24 tf. Desta forma os resultados são maiores a 12,9 tf.
Tabela 7. Resultados do cálculo da capacidade de carga por ponta da estaca utilizando
Equação (1)
Camada
profundidade
(m) N
σ (kgf/cm2)
Ap
(cm2) RP (tf)
18 11 2,20 706,86 1,56
Total RL+RP 22,24
50
5 ANÁLISE DOS RESULTADOS E CONCLUSÕES
Este trabalho mostrou o acompanhamento realizado in loco de algumas etapas
da construção de sobrados na baixada santista. O objetivo foi de ressaltar a
importância do estudo do solo para a execução de um projeto estrutural com duas
opções de tipo de fundação (estaca e sapata). O acompanhamento das obras foi
realizado diariamente, observando o cuidado das tarefas propostas pelo engenheiro
e mestre de obra. Assim, foi possível observar como o engenheiro responsável pela
parte estrutural da obra optou por um específico tipo de fundação, de acordo com a
solicitação da obra e o conhecimento do solo na região.
Os laudos de sondagem SPT apresentaram semelhança nas 2 obras, em que
inicialmente apresenta uma camada compacta até 3 m e na sequencia apresenta um
solo argiloso condição mole onde o número de golpes médio foi de 1 golpe para os 30
cm finais até a profundidade de 11 m, que podem provocar patologias nas fundações
típicas da região por falta de conhecimento das camadas de solo por parte do
calculista.
Apesar do projeto arquitetônico e do tipo de solo serem muito parecidos, os
engenheiros estruturais escolheram dois tipos de fundação diferentes. O engenheiro
responsável pela primeira obra, optou pelo uso de fundação rasa, como sugestão de
tentativa da construtora. Já o engenheiro responsável pela segunda obra, decidiu
utilizar uma fundação profunda para suportar os carregamentos provenientes das
sobrepostas.
Para o cálculo da resistência por ponta da estaca, foram utilizadas dois tipos
de equações empíricas dando resultados diferentes.
Deste modo, foi verificado que a escolha das fundações está diretamente
relacionada com a resistência do solo. Por isso, o estudo do solo é imprescindível em
cada obra. Além disso, parâmetros utilizados por cada engenheiro também resultam
em divergências na escolha da fundação, como mostrado nas duas obras visitadas.
51
Para trabalhos futuros sugere-se a escolha de equações empíricas para
correlacionar a tensão admissível do solo com os ensaios de SPT é conferir através
de ensaios reais e práticos.
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REFERÊNCIAS
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ANEXO A – PROJETO ESTRUTURAL DOS SOBRADOS DA RUA CAMAIORÉ
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ANEXO B – PROJETO ESTRUTURAL DOS SOBRADOS DA RUA MONTESE