3UNIVERSIDADE PAULISTA

LILIAN GLAUCIA DE MELO CARDIA SOUZA RA: A68HHI-3 TURMA: EC8P01MARIANE PIERSANTI DE ALVARENGA RA: T280DE3 TURMA: EC8P01TALITHA C. BENITEZ ALBUQUERQUE - RA: A6178B-4 - TURMA: EC9R01

ESTUDO DE FUNDAES E ALTERNATIVAS

Trabalho da disciplina de Fundaes apresentado Universidade Paulista para obteno do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof Me. Angela Martins Azevedo

SO PAULO2014

SUMRIO

1. INTRODUO032. APRESENTAO DO SOLO052.1Caractersticas do solo mole063. ESCOLHA DA FUNDAO063.1Fundaes em sapata073.2Processo executivo da sapata isolada083.3Vantagens e desvantagens da sapata isolada114. ALTERNATIVA DE FUNDAO114.1Estacas pr-moldadas114.2Processo executivo da estaca pr-moldada124.3Vantagens e desvantagens de estacas pr-moldadas155. ANEXOS176. BIBLIOGRAFIA18

1. INTRODUO

A fundao de uma obra tem como funo a transmisso das cargas da superestrutura para o subsolo.A escolha do tipo de fundao para uma determinada construo feita aps estudo que considere as condies tcnicas e econmicas da obra. Por meio do conhecimento dos parmetros do solo, da intensidade das aes, dos edifcios limtrofes e dos tipos de fundaes disponveis no mercado, o engenheiro pode escolher qual a melhor a alternativa para satisfazer tecnicamente e economicamente o caso em questo.Com auxlios de informaes tcnicas sobre geotecnia, o engenheiro de fundaes projeta e dimensiona os elementos de fundaes. Acontece que estas fundaes, quaisquer que sejam, quando em servio, solicitaro o terreno, que se deforma, e estas deformaes resultam deslocamentos verticais (recalques), horizontais e rotaes. Com isto, a hiptese usual de apoios indeslocveis fica prejudicada, e nas estruturas hiperestticas, que so a grande maioria, os esforos solicitantes inicialmente calculados so modificados. Chega-se assim, ao conhecido problema de interao solo-estrutura. Portanto, o projeto de estrutura deve estar integrado ao projeto de fundaes.Neste trabalho vamos abordar o projeto de uma casa construda no bairro Jardim Europa, em So Paulo. Esta casa tem sua superfcie toda revestida em pedra, e por isto tem sua estrutura muito mais pesada que uma casa trrea convencional. Desta forma, foi preciso calcular o peso da estrutura para posteriormente dimensionar a fundao mais apropriada. Temos a seguir algumas imagens da casa em questo:

Figura 1 - Fachada da Residncia

Figura 2 - Fachada Lateral

2. APRESENTAO DO SOLOA construo de uma edificao comea pela sondagem do terreno sobre o qual ela ser erguida. A sondagem, uma espcie de radiografia do terreno, identifica as camadas do solo e sua resistncia, alm de detectar a presena do lenol fretico (gua), informaes fundamentais para que o calculista projete adequadamente as fundaes.Numa primeira etapa, preciso analisar os critrios tcnicos que condicionam a escolha por um tipo ou outro de fundao. Os principais itens a serem considerados so:Topografia da rea: Dados sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam atingir o terreno; Necessidade de efetuar cortes e aterros; Dados sobre eroses, ocorrncia de solos moles na superfcie; Presena de obstculos, como aterros com lixo ou mataces.Caractersticas do macio de solo: Variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas; Existncia de camadas resistentes ou adensveis; Compressibilidade e resistncia dos solos; A posio do nvel dgua.Dados da estrutura: A arquitetura, o tipo e o uso da estrutura, como por exemplo, se consiste em um edifcio, torre ou ponte, se h subsolo e ainda as cargas atuantes.No caso que estamos abordando, encontramos um solo com variabilidade de camadas, sendo a primeira muito mole, porm pouco profunda. Logo abaixo desta, encontramos uma camada mais resistente, onde foi possvel apoiar a fundao. Alm disso, temos que levar em conta o peso da estrutura, o que dificulta ainda mais a escolha de uma fundao segura para este projeto.

2.1 Caractersticas do solo mole de extrema importncia saber a origem do solo, para podermos compreender suas propriedades e condies de adensamento.Solos moles apresentam baixa resistncia SPT, no superior a quatro golpes. Porm, o SPT no a melhor forma de se estudar a resistncia de solos moles em campo. Devemos saber tambm a frao de argila, se o solo coesivo e compressvel, se h presena de argilas moles ou areias argilosas fofas, de deposio recente, com matria orgnica onde ir apresentar cor escura e cheiro caracterstico.Um dos principais problemas de trabalhar em solos moles que estes apresentam baixa resistncia penetrao, no superando quatro golpes, baixa capacidade de carga, devido quantidade de gua, e pequena resistncia ao cisalhamento alm de alta deformabilidade ecompressibilidade.

3. ESCOLHA DA FUNDAOA Fundao o alicerce, o que segura a casa no lugar. Fundao a obra, geralmente enterrada, que serve para suportar a casa. A fundao pode ser feita de diversos tipos demateriais e dependendo do tipo de terreno encontrado no local das obras, adota-se tipos diferentes de fundaes, utilizando vigas baldrames, sapatas, brocas. Veja os tipos mais comuns:Tabela 1 - Escolha do tipo de fundao

As fundaes devem alcanar a camada de solo de resistncia mdia. Se essa camada surgir at 1,5m de profundidade, possvel utilizar fundao direta, cujos principais tipos so as sapatas.Existem diversos sistemas de fundao, cuja utilizao depende do tipo e resistncia do terreno sobre o qual as cargas da construo sero distribudas. Neste caso, foram adotadas fundaes em sapatas Isoladas. As sapatas so a parte da fundao que firma-se diretamente no solo, que, por sua vez, devem apoiar-se em camada resistente. Assim, devem ser evitadas cargas em terrenos instveis ou orgnicos, argilas midas, ou aquelescom drenagem deficiente.Tendo em vista que a umidade do solo pode penetrar no alicerce e alvenaria, danificando a construo, de fundamental importncia que a fundao seja corretamente impermeabilizada.

3.1 Fundaes em sapataFundao em Sapata um elemento de fundao de concreto armado, de altura menor que o bloco, utilizando armadura para resistir a esforos de trao. Tambm chamada de fundao rasa ou direta, transmite a carga do edifcio ao terreno atravs das presses distribudas sob a base da fundao. As fundaes superficiais esto assentadas a uma profundidade de at duas vezes a sua menor dimenso em planta.Sua funo suportar com segurana as cargas provenientes do edifcio. Convencionalmente, o projetista estrutural repassa ao projetista de fundao as cargas que sero transmitidas aos elementos de fundao. Confrontando essas informaes com as caractersticas do solo onde ser edificado, o projetista de fundaes calcula o deslocamento desses elementos e compara com os recalques admissveis da estrutura, ou seja, primeiro elabora-se o projeto estrutural e depois o projeto de fundao.Quando o projeto estrutural elaborado em separado do projeto de fundao, considera-se, durante o dimensionamento das estruturas, que a fundao ter um comportamento rgido, indeslocvel. Na realidade, tais apoios so deslocveis e esse fator tem uma grande contribuio para uma redistribuio de esforos nos elementos da estrutura. Essa redistribuio ou nova configurao de esforos nos elementos estruturais, em especial nos pilares, provoca uma transferncia das cargas dos pilares mais carregados para os pilares menos carregados.3.2 Processo executivo da sapata isoladaAo contrrio dos blocos, as sapatas no trabalham apenas compresso simples, mas tambm flexo, devendo, neste caso, serem executadas incluindo material resistente trao.Sapatas isoladas so aquelas que transmitem para o solo, atravs de sua base, a carga de uma coluna (pilar) ou um conjunto de colunas.Para construo de uma sapata isolada, so executadas as seguintes etapas:1. Frma para o rodap, com folga de cinco cm para execuo do concreto magro;2. Posicionamento das frmas, de acordo com a marcao executada no gabarito de locao;3. Preparo da superfcie de apoio;4. Colocao da armadura;5. Posicionamento do pilar em relao caixa com as armaes;6. Colocao das guias de arame, para acompanhamento da declividade das superfcies do concreto;7. Concretagem: a base poder ser vibrada normalmente, porm para o concreto inclinado dever ser feita uma vibrao manual, isto , sem o uso do vibrador.Obs.: A etapa 3 compreende a limpeza do fundo da vala de materiais soltos, lama, o apiloamento com soquete ou sapo mecnico e a execuo do concreto magro, que um lastro de concreto com pouco cimento, com funo de regularizar a superfcie de apoio e no permitir a sada da gua do concreto da sapata, alm de isolar a armadura do solo. A vala deve ser executada com pelo menos 10 cm de folga a mais da largura da sapata para permitir o trabalho dos operrios dentro dela.Temos a seguir algumas imagens das sapatas isoladas utilizadas na fundao da casa:

Figura 3 - Forma da Base da Sapata

Figura 4 - Sapata concretada

Figura 5 - Sapata concretada aps cura

3.3Vantagens e desvantagens da sapata isoladaAs vantagens so: No necessita de equipamento especial; Tem flexibilidade de formas; Baixo custo; Trabalha em solo pouco firme; Proporciona maior resistncia em casos de residncias com mais de um pavimentoAs desvantagens so: Necessita de vigas e pilares para fazer a distribuio e a concentrao do peso da parede e do telhado; Exige cuidados especiais com a escavao; Ao contrario da sapata corrida que ela necessita de baldrames, vigas e pilares para fazer a distribuio e a concentrao do peso das paredes, laje e telhado;

4.ALTERNATIVA DE FUNDAOUma alternativa de fundao para esta residncia, compatvel com o solo e a carga estrutural que ela apresenta a estaca pr-moldada de concreto. Foi escolhida esta alternativa, pois este tipo de estaca apresenta segurana em solos pouco firmes e com presena de gua, alm de suportarem valores elevados de carga estrutural, como o caso deste projeto.

4.1 Estacas pr-moldadas de concretoAs Estacas Pr-Moldadas caracterizam-se por serem cravadas no terreno por percusso. Podem ser constitudas por diversos elementos estruturais, como concreto armado ou protendido, madeira, ao, etc.As estacas de concreto podem ser confeccionadas com concreto adensado por centrifugao, ou vibrao. Os perfis se apresentam nas mais variadas configuraes, e podem ter as dimenses desde 1616 cm at 3535 cm, de 3 a 12 metros de comprimento.

4.2 Processo executivo da estaca pr-moldada de concretoAs estacas pr-moldadas podem ser de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado, e concretadas em formas horizontais ou verticais. Devem ser executadas com concreto adequado e submetidas cura necessria para que possua resistncia compatvel com os esforos decorrentes do transporte, manuseio e da instalao, bem como resistncia a eventuais solos agressivos, atendendo s normas NBR 6118 e NBR 9062. Em cada estaca deve constar a identificao da data de sua moldagem.Devemos seguir a seguinte sequncia para execuo de estacas pr-moldadas:1. Posicionamento - A estaca deve ser levantada e posicionada no piquete correspondente o seu dimetro. Nesse momento inserido o capacete metlico na extremidade superior da pea;2. Prumo - Procedimento obedece seguinte ordem: primeiro, a torre do bate-estaca aprumada, em seguida, apruma-se a estaca. Os prumos das faces frontais e laterais devem ser verificados;3. Marcas - Antes da cravao, realizar marcaes distanciadas de 1 m em todo o comprimento da pea. Dessa forma, pode-se acompanhar o nmero de golpes dado pelo martelo a cada metro cravado. Essas informaes so utilizadas para avaliao do desempenho do elemento de fundao e para a comparao com os dados obtidos nas sondagens;4. Cravao - A energia de cravao depende do peso do martelo, do peso da estaca e da altura de queda do martelo. No processo de cravao de uma estaca, os dois primeiros fatores so constantes. A nica varivel, a altura de queda do martelo, no deve ser inferior a 40 cm nem superior a 1,20 m;5. Nega - Quando o elemento atinge a profundidade para a qual foi projetado, verifica-se a nega da estaca. Trata-se da medio do deslocamento da pea durante trs sries de dez golpes de martelo. Com base nesses dados, o tcnico responsvel poder avaliar rapidamente se a estaca est atendendo capacidade de carga de trabalho necessria para o atendimento do projeto.A seguir temos algumas fotos ilustrativas de estacas pr-moldadas para melhor visualizao e compreenso de seu funcionamento:

Figura 6 - Equipamento de Cravao de Estacas Pr-moldadas de concreto

Figura 7 Estacas pr-moldadas de concreto executadas

Figura 8 - Emenda de estacas de concreto pre-moldada

Figura 9 - Fabricao e Armazenamento de Estacas

4.3 Vantagens e desvantagens de estacas pr-moldadasAs vantagens so: Podem ser cravadas com um nega predeterminada; estvel em solos compressveis, por exemplo, argilas moles, siltes e turfas; O material da estaca pode ser inspecionado antes da cravao; Pode ser recravada se for afetada por inchamento do solo; O procedimento de construo no afetado pelo lenol fretico; Pode ser cravada com granes comprimentos; Pode ser transportada acima do nvel do terreno, por exemplo, dentro dgua para estruturas martimas; pode aumentar a densidade relativa de uma camada de fundao granular.As desvantagens so: O inchamento e a alterao do solo circundante podem causar dificuldades, como as discutidas acima para as estacas cravadas e moldadas no local; No se pode modificar o comprimento com rapidez; Pode sofrer danos durante a cravao; A armadura pode ser determinada pelas exigncias de levantamento e transportes, e no pelas cargas estruturais; No pode ser cravada com dimetros muito grandes ou em locais onde haja onde haja limitaes de altura para equipamento; Barulho, vibrao e deslocamentos do solo podem causar dificuldades.

5.ANEXOS

Projetos da casa utilizada com estudo de caso.C01 - Locao dos Pilares e Forma da Fundao ExistenteC02 - Formas da EstruturaC03 - Armao das SapatasASD EX-11 PLANTA PISOS TERREO_REV1ASD_EX-01_PLANTATERREOTENIS_PAVILHAO_REV8ASD_EX-03_ELEVACOES_1_2_3_E_4_CORTES_TENIS_PAVIL_REV6

6. BIBLIOGRAFIA

www.fau.usp.brhttp://www.ebanataw.com.br/roberto/fundacoes/sapata.htmwww.unestaca.com.brhttp://www.npc.ufsc.br/gda/humberto/I02.pdfwww.tecgeo.com.brhttp://www.ebah.com.br/content/ABAAAAmmEAI/apostila-fundacoeswwwp.feb.unesp.brhttp://www.fkct.com.br/dicas_de_fundacao.htmlwww.estacasipr.com.br