trabalho fundaÇÃo rasa (4)

5/27/2018 TRABALHO FUNDA O RASA (4)

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UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE - UNESC

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

MARCOS ROBERTO SOUZA

VANESSA SANTANA DELFINO

DIMENSIONAMENTO DE FUNDAO RASA COM SAPATA

E FUNDAO PROFUNDA COM ESTACA CRAVADA

PR-MOLDADA DE CONCRETO

CRICIUMA, JUNHO DE 2013.


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MARCOS ROBERTO SOUZA

VANESSA SANTANA DELFINO

DIMENSIONAMENTO DE FUNDAO RASA COM SAPATA

E FUNDAO PROFUNDA COM ESTACA CRAVADA

PR-MOLDADA DE CONCRETO

Trabalho sobre Fundaes rasa e profunda,apresentado ao Professor Adailton Antniodos Santos na disciplina de Fundaes eObras do Curso de Engenharia Civil daUniversidade do Extremo Sul Catarinense,UNESC.

CRICIUMA, JUNHO DE 2013.


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SUMRIO

1 INTRODUO ......................................................................................................... 6

1.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................... 6

2 FUNDAMENTAO TERICA ................................................................................ 7

2.1 INVESTIGAO GEOTCNICA (SPT)................................................................. 7

2.2 CLASSIFICAO DAS FUNDAES .................................................................. 8

2.2.1 Tipos de fundaes rasas............................................................................... 9

2.2.1.1 Tipos de ruptura do solo de fundao ........................................................... 11

2.2.1.2 Dimensionamentos de fundaes rasas (Mtodo de Terzaghi - 1943) ......... 12

2.2.3 Tipos de fundaes profundas (Pr-moldada)............................................ 14

2.2.3.1 Estacas Pr-moldadas Metlicas .................................................................. 15

2.2.3.2 Estacas Pr-moldadas de Concreto .............................................................. 16

2.2.4 Dimensionamentos de fundaes profundas (Mtodo de Aoki e Veloso)17

3 METODOLOGIA ..................................................................................................... 20

3.1PROJETO GEOTCNICO DE FUNDAES ..................................................... 20

3.1.1 Localizao da obra....................................................................................... 203.1.2 Investigaes geotcnicas............................................................................ 20

3.1.3 Definio do perfil estratigrfico estimado.................................................. 21

3.1.4 Definio do tipo de fundao...................................................................... 22

3.2 DIMENSIONAMENTO ......................................................................................... 22

3.2.1 Definio dos intervalos de carga................................................................ 22

3.2.2 Dimensionamento da fundao rasa tipo sapata........................................ 25

3.2.3 Dimensionamento de fundao profunda com estaca cravada pr-moldada de concreto .............................................................................................. 29

4 CONCLUSO ......................................................................................................... 32

REFERNCIAS ......................................................................................................... 33


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Fatores de capacidade de carga - Ruptura Geral e Ruptura Local. ......... 13

Tabela 2 - Fatores de capacidade de carga por forma. ............................................. 14

Tabela 3 - Valores dos fatores F1 e F2 em funo dos diferentes tipor de estaca. ... 18

Tabela 4 - Valores dos coeficientes K e ................................................................. 19

Tabela 5 - Determinao dos pilares nas faixas SP .................................................. 23

Tabela 6 - Determinao dos intervalos de carga. .................................................... 24

Tabela 7 - Peso especfico de solos arenosos .......................................................... 26

Tabela 8 - Tamanho B das sapatas para os intervalos de cargas do SP 1. .............. 28

Tabela 9 - Tamanho B das sapatas para os intervalos de cargas do SP 2. .............. 28

Tabela 10 - Tamanho B das sapatas para os intervalos de cargas do SP 3. ............ 29

Tabela 11 - Quantitativo estacas pr-moldadas de concreto. ................................... 31


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Esquema de fundao rasa ........................................................................ 8

Figura 2 - Esquema de fundao profunda ................................................................. 9

Figura 3 - Fundao rasa do tipo bloco. ...................................................................... 9

Figura 4 - Fundao rasa do tipo radier. ................................................................... 10

Figura 5 - Fundao rasa tipo sapata isolada ........................................................... 11

Figura 6 - Esquema de cravao. ............................................................................. 15

Figura 7 - Estaca pr-moldada Metlica. ................................................................... 16

Figura 8 - Estaca pr-Moldada de Concreto.............................................................. 17

Figura 9 - Localizao da obra .................................................................................. 20


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ANEXOS

Anexo ABoletim de Sondagem .............................................................................. 34

Anexo BPlanta de Cargas ..................................................................................... 38

Anexo CPerfil Estratigrfico. .................................................................................. 39

Anexo DPlanilhas de clculo para fundaes profundas ...................................... 40

Anexo EPlanta de Fundao Rasa ....................................................................... 42

Anexo FPlanta de Fundao Profunda. ................................................................ 43

.


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1 INTRODUO

Fundao o elemento estrutural que tem por finalidade transmitir as

cargas de uma edificao para uma camada resistente do solo. Existem vrios tipos

de fundaes e a escolha do tipo mais adequado d-se em funo das cargas da

edificao e da profundidade da camada resistente do solo (RODRIGUES, 2008, p.

35).

As fundaes podem ser classificadas como fundaes rasas e

profundas. As fundaes rasas podem ser do tipo baldrames, radier e sapatas,

segundo Terzaghi (1943) as sapatas podem ser corrida, quadrada, circular,

retangular, mas sabe-se que podem ser projetadas e executadas em outras formas

geomtricas como triangulares ou pentagonais, por exemplo. J as fundaes

profundas so as do tipo estacas com perfurao maior que 5 metros de

profundidade, podem ser as estacas escavadas moldadas in loco ou estacas

cravadas pr-moldadas de concreto ou ao.

Por imposio da disciplina fica este trabalho limitado fundao rasa

quadrada e fundao profunda do tipo cravada pr-moldada de concreto.

1.1 OBJETIVO GERAL

Dimensionar para a planta de cargas (Anexo B) a fundao rasa do tipo

sapata quadrada pelo Mtodo de Terzaghi (1943), e a fundao profunda com

estacas pr-moldadas de concreto pelo Mtodo de Aoki e Velloso (1975), e analisarqual das fundaes ser mais apropriada para o perfil de solo estudado.


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2 FUNDAMENTAO TERICA

2.1 INVESTIGAO GEOTCNICA (SPT)

O SPT (Standard Penetration Test) um mtodo de investigao dos

solos em que o terreno perfurado atravs do golpeamento do fundo do furo com

peas de ao cortantes. O processo de circulao de gua facilita o corte e traz at

a superfcie o material desagregado.

O ensaio consiste em cravar no terreno um amostrador com dimenses e

energia de cravao normalizadas (pilo com 65 kg de massa e altura de queda de

750 mm). O ensaio realizado em trs fases com penetraes de 15 cm,

respectivamente. Devido perturbao do terreno remexido desprezam-se os

resultados obtidos na primeira fase. O nmero de pancadas necessrias para atingir

a penetrao de 30 cm (segunda e terceira fase) define o valor de N (SPT). Se aps

50 golpes, a penetrao no atingir os 30 cm, ou se a penetrao for inferior a 5 cm

aps 10 golpes termina-se o ensaio medindo a penetrao obtida.

O ensaio utilizado principalmente para a determinao das propriedadesmecnicas dos solos. Trata-se de um ensaio expedito e pouco dispendioso e, por

isso, talvez o ensaio mais utilizado na prtica para o reconhecimento das

condies do terreno.

Tendo-se executado as sondagens corretamente, as informaes so

condensadas e apresentadas em um relatrio escrito e outro grfico, que dever

conter as seguintes informaes referentes ao subsolo estudado: locao dos furos

de sondagem, determinao dos tipos de solo at a profundidade de interesse doprojeto; determinao das condies de compacidade, consistncia e capacidade de

carga de cada tipo de solo; determinao da espessura das camadas e avaliao da

orientao dos planos que as separam; informao do nvel do lenol fretico.

Estes dados obtidos atravs de sondagem retratam as caractersticas e

propriedades do subsolo e, depois de avaliadas e minuciosamente estudadas,

servem de base tcnica para a escolha do tipo de fundao da edificao que

melhor se adapte ao terreno.


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2.2 CLASSIFICAO DAS FUNDAES

Segundo Rodrigues (2008, p. 37) as fundaes so classificadas com a

profundidade do solo resistente, onde est implantada a sua base, podem ser do

tipo:

Fundaes rasas (diretas): quando a profundidade do solo de apoio onde

a fundao est implantada no exceda a duas vezes a sua menor dimenso ou se

encontre a menos de 3 metros de profundidade;

Fundaes profundas (indiretas) so aquelas cujas bases esto

implantadas a mais de duas vezes a sua menor dimenso, e a mais de 5 metros de

profundidade.

A fundao rasa ou direta caracterizada pelo fato da distribuio de

carga do pilar para o solo ocorrer pela base do elemento de fundao, sendo que, a

carga aproximadamente pontual que ocorre no pilar, transformada em carga

distribuda, num valor tal, que o solo seja capaz de suport-la. Outra caracterstica

da fundao direta a necessidade da abertura da cava de fundao para a

construo do elemento de fundao no fundo da cava, como mostra a Figura 1.

Figura 1 - Esquema de fundao rasa

Fonte: Rodrigues (2008, p.38)

A fundao profunda possui grande comprimento em relao a sua base,

apresenta capacidade de suporte de carga de ponta e tambm capacidade de carga

devido ao atrito lateral do corpo do elemento de fundao com o solo. A fundao

profunda dispensa abertura da cava de fundao, sendo executada por meio de

trados ou por cravao, como mostra a Figura 2.


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Figura 2 - Esquema de fundao profunda

Fonte: Rodrigues (2008, p.38)

2.2.1 Tipos de fundaes rasas

So elementos de fundao em que a carga transmitida ao terreno,

predominantemente pelas presses distribudas sob a base da fundao, e em que

a profundidade de assentamento em relao ao terreno adjacente inferior a duas

vezes a menor dimenso da fundao (B).

Incluem-se neste tipo de fundao as sapatas isoladas, associadas e

corridas; os blocos e os radiers. O enfoque do presente trabalho ser para

fundaes rasas com sapatas isoladas.

Bloco: elemento de fundao de concreto simples que distribui a carga

do pilar para o solo considerando uma rea maior, dimensionado de maneira que

as tenses de trao nele produzidas possam ser resistidas pelo concreto sem

necessidade de armadura (Figura 3).

Figura 3Fundao rasa do tipo bloco.

Fonte: www.multisolos.com.br


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Radier: elemento de fundao que recebe a carga de todos os pilares da

obra, funcionando como uma laje, como mostra Figura 4.

Figura 4Fundao rasa do tipo radier.


Sapata: elemento de fundao superficial de concreto armado que

distribui a carga do pilar para o solo por meio de uma maior rea, dimensionada de

forma que as tenses de trao sejam resistidas por armadura, por esse motivo as

sapatas tm menor altura que os blocos.

As sapatas so classificadas quanto a sua forma:

Sapata Isolada(Figura 3): transmitem aes de um nico pilar centrado,

com seo no alongada. o mais usual, podendo apresentar bases

quadradas, retangulares e circulares, com a altura constante ou variando

linearmente entre as faces do pilar extremidade da base.

Sapata Associada: transmitem as aes de dois ou mais pilares

adjacentes. So utilizadas quando no possvel a utilizao de

sapatasisoladas para cada pilar, por estarem muito prximas entre si, o

que provocaria a sobreposio de suas bases ou do bulbo de tenses. Sapata Corrida: so empregadas para receber as aes verticais

deparedes, muros ou elementos alongados que transmitem carregamento

uniformemente distribudo em uma direo.


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Figura 5Fundao rasa tipo sapata isolada


2.2.1.1 Tipos de ruptura do solo de fundao

Ao se aplicar uma carga sobre uma fundao, pode-se provocar trs tipos

de ruptura no solo, ruptura geral; ruptura local; ruptura por puncionamento.

Ruptura Geral

Na ruptura geral, ocorre a formao de uma cunha, que tem movimento

vertical para baixo, e que empurra lateralmente duas outras cunhas, que tendem a

levantar o solo adjacente fundao. A ruptura geral ocorre na maioria das

fundaes em solos pouco compressveis de resistncia finita e para certas

dimenses de sapatas. Este tipo de ruptura ocorre nos solos argilosos rijos a duros e

arenosos compactos a muito compactos.

Ruptura local

Neste tipo de ruptura, forma-se uma cunha no solo, mas a superfcie dedeslizamento no bem definida, a menos que o recalque atinja um valor igual

metade da largura da fundao. A ruptura local ocorre em solos mais deformveis,

como areias fofos e argilas mdias e moles.

Ruptura por puncionamento

Quando ocorre este tipo de ruptura nota-se um movimento vertical dafundao, e a ruptura s verificada medindo-se os recalques da fundao. A


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ruptura por puncionamento ocorre em solos muito compressveis, em fundaes

profundas ou em radiers.

2.2.1.2 Dimensionamentos de fundaes rasas (Mtodo de Terzaghi - 1943)

Terzaghi em 1943 apresentou uma metodologia para o clculo da

capacidade de carga de fundaes superficiais. A frmula terica proposta por

Terzaghi, o somatrio de trs parcelas, a primeira referente coeso, a segunda

referente ao solo de embutimento (sobrecarga) e a ltima referente base da

fundao.

A equao geral para determinao da capacidade de carga de um solo

de fundao, pelo mtodo de Terzaghi :

r = c . Nc + .D. Nq + . . B . N (Equao 1)

Onde:

c = coeso do solo;= peso especfico do solo onde se apia a fundao;

B = largura da sapata ;

D = profundidade;

Nc, Ne Nq so os fatores de carga (funes de ngulo de atrito interno

), conforme Tabela 1.

Desta forma a primeira parcela da frmula de Terzaghi, est relacionada coeso do solo que se encontra abaixo da cota de assentamento da fundao. A

segunda parcela que referente ao solo de embutimento, utiliza-se os dados da ou

das camadas superiores base da fundao, como o prprio nome j diz essa

parcela correspondente massa que se encontra em cima da base da fundao, e

para a ltima parcela referente base calculada atravs de dados do solo ou dos

solos abaixo da base da fundao que estejam dentro do bulbo de tenses de

0,10, ou seja, de duas vezes a menor dimenso da fundao.


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Tabela 1 - Fatores de capacidade de carga - Ruptura Geral e Ruptura Local.

RUPTURA GERAL RUPTURA LOCAL

Nc N N Nc Nq N

0 5,7 1,0 0,0 5,7 1,0 0,0

5 7,3 1,6 0,5 6,7 1,4 0,2

10 9,6 2,7 1,2 8,0 1,9 0,5

15 12,9 4,4 2,5 9,7 2,7 0,9

20 17,7 7,4 5,0 11,8 3,9 1,7

25 25,1 12,7 9,7 14,8 5,6 3,2

30 37,2 22,5 19,7 19,0 8,3 5,7

34 52,6 36,5 35,0 23,7 11,7 9,035 57,8 41,4 42,4 25,2 12,6 10,1

40 95,7 81,3 100,4 34,9 20,5 18,8

Fonte: Terzaghi (1943).

Terzaghi desenvolveu seu mtodo pressupondo que o solo de fundao

incompressvel que apresenta o tipo de ruptura geral. Para poder analisar solos

compressveis, Terzaghi props o uso da mesma equao geral com os parmetros

c e reduzidos da seguinte forma:

c = 2/3 . c

= arctg (2/3. Tg )

r= c . Nc + . D . Nq + . . B . N

Para superar os tratamentos matemticos relativamente complexos

destas novas formulaes Terzaghi estabeleceu os fatores de forma, como

demonstra Tabela 2. Estes fatores Sc, Sq e S devem multiplicar cada termo da

equao geral:

r = c. Nc.Sc + .D. Nq.Sq + . . B . N .S

r= c. Nc. Sc + . D .Nq. Sq + .. B .N .S


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Tabela 2 - Fatores de capacidade de carga por forma.

Forma da FundaoFatores de Forma

Sc Sq S

Corrida 1,0 1,0 1,0

Quadrada 1,3 1,0 0,8

Circular 1,3 1,0 0,6

Retangular 1,1 1,0 0,9

Fonte: Terzaghi (1943).

2.2.3 Tipos de fundaes profundas (Pr-moldada)

As estacas pr-moldadas so a opo mais indicada para terrenos com a

presena de gua e com possibilidade de desmoronamento. Sua capacidade de

carga dada pelo atrito lateral gerado pelo esforo de cravao e pela resistncia

de ponta, quando esta alcana solo compacto ou duro.

Neste grupo denominado Estacas de Deslocamento, a estaca cravada

no solo pela fora do impacto de um martelo (peso) em queda-livre e podem ser

verticais ou inclinadas. Os procedimentos de execuo para estacas metlicas ou

pr-moldadas so basicamente os mesmos. Colocao da estaca na posio de

cravao. Cravao da estaca com martelo em queda livre, tendo o cuidado de

manter a verticalidade e o prumo da estaca (estacas verticais).

A emenda dos elementos pode ser feita por luva de encaixe (estaca pr-

moldada submetida apenas compresso) ou por solda (estaca pr-moldada

submetida trao ou estaca metlica). Utiliza-se um prolongamento removveldenominado noiva, quando a cota de arrasamento for abaixo do nvel do terreno.

Corte da cabea das estacas para posterior incorporao ao bloco de fundao. As

estacas pr-moldadas provocam bastante vibrao durante o processo de cravao,

no sendo, recomendvel sua utilizao prxima a prdios vizinhos que j

apresentem problemas construtivos.


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Figura 6 - Esquema de cravao.

Fonte: www.silvageo.com.br

2.2.3.1 Estacas Pr-moldadas Metlicas

Estacas metlicas so constitudas por perfis laminados ou soldados,

simples ou mltiplos, devem resistir corroso pela prpria natureza do ao ou por

tratamento adequado.

Embora relativamente elevado o custo do material das estacas metlicas

quando comparada a outros tipos, a utilizao das mesmas economicamente

vivel em vrios casos, pois, alm de permitir uma cravao fcil e de baixa

vibrao, resiste bem flexo e no tem maiores problemas quanto manipulao,

transporte, emendas ou cortes.

Tambm no caso de existir subsolos que se estendem at as divisas do

terreno, as estacas metlicas podem ser uma soluo vantajosa, pois servem como

elemento de conteno na fase de escavao e como fundao dos pilares junto s

divisas, sem a necessidade de viga de equilbrio, pois podem ser executadas junto

divisa e resistem eventual flexo que estes pilares possam introduzir nelas.

A capacidade de suporte pode variar de 33 a 274t/cm.


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Figura 7Estaca pr-moldada Metlica.

Fonte: www.estacasbrasil.com.br

2.2.3.2 Estacas Pr-moldadas de Concreto

As estacas pr-moldadas de concreto podem ser constitudas de concreto

armado macio ou vazado e se caracterizam por serem cravadas no terreno por

percusso, prensagem ou vibrao e fazem parte do grupo denominado "Estacas de

Deslocamento". Dependendo do tipo de terreno as estacas pr-moldadas podem ser

constitudas por um nico tipo de elemento estrutural ou associao de dois

elementos (concreto e madeira; concreto e metlica; concreto e estaca tipo raiz).

muito utilizada a execuo de estacas pr-moldadas de concreto com

ponta metlica para permitir a cravao em argilas mdias e duras.

Quando temos solo de baixa resistncia apoiado em rocha inclinada, uma

soluo muito aplicada cravar uma estaca pr-moldada de concreto vazada at a

rocha e por dentro da estaca executar uma estaca tipo raiz, engastada na rocha.

[...] nem sempre a caracterstica bsica a ser objetivada aresistncia compresso, ou seja, um concreto que apresenteuma resistncia maior pode apresentar mais problemas que


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outro com resistncia ligeiramente inferior, principalmente nafase de instalao da estaca no subsolo. No caso especificodas estacas pr-fabricadas, mais importante se analisar ascondies ideais do mdulo de elasticidade e resistncia trao do concreto utilizado, do que a resistncia compresso

propriamente dita[...].(GONALVES, BERNARDES, NEVES, 2013).

A capacidade de suporte da estaca pr-moldada de concreto pode variar

de 25 a 230t.

Figura 8 - Estaca pr-Moldada de Concreto.

Fonte: www.jmestaq.com.br

2.2.4 Dimensionamentos de fundaes profundas (Mtodo de Aoki e Veloso)

O mtodo Aoki e Velloso (1975) foi desenvolvido a partir de um estudo

comparativo entre resultados de provas de carga em estacas e de sondagens a

percusso. Com o mtodo possvel usar dados obtidos tanto do ensaio de coneholands (CPT) como o da sondagem a percusso (NSPT).

A capacidade de carga de ruptura do elemento de fundao (QR)

determinada pela equao geral (Aoki e Velloso,1975):

QR= QL+ QP

onde:QR: capacidade de carga de ruptura do elemento de fundao;

QL: carga suportada pelo atrito lateral da estaca com o solo


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QP: carga suportada pela ponta da estaca

Onde:

QP: carga suportada pela ponta da estaca;

K: coeficiente que depende do tipo de solo e que estabelece a correlao

entre o ensaio CPT e SPT;

Np( 50);: NSPT da base da estaca;

AP: rea da base (ponta) da estaca em m;F1: fator que leva em considerao a diferena de comportamento entre a

estaca (prottipo) e o cone (modelo). Seu valor foi determinado por comparao com

resultados de provas de carga, conforme Tabela 3.

Tabela 3 - Valores dos fatores F1 e F2 em funo dos diferentes tipor de estaca.TIPO DE ESTACA F1 F2

Pr-moldada 1,75 3,50Metlica 1,75 3,50

Franki 2,50 5,00

Escavada 3,30 6,60

Fonte: Velloso e Salomani (1978).

QL= [(iki.NmedioLi.U)

F2

Onde:

QL: carga suportada pelo atrito lateral da estaca com o solo;

i: razo de atrito na camada i, conforme Tabela 3.

K: coeficiente que depende do tipo de solo e que estabelece a correlacao

entre o ensaio CPT e SPT, na camada i;

Nmdio ( 50): valor do NSPT mdio na camada i;Li: comprimento da estaca na camada i;


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U: permetro da estaca;

F2: fator que leva em considerao a diferena de comportamento entre a

estaca (prottipo) e o cone (modelo). Seu valor foi determinado por comparao com

resultados de provas de carga, conforme Tabela 4.

Tabela 4 - Valores dos coeficientes K e

SOLO K (kPa) (%)

AREIA

Pura 1000 1,4

Siltosa 800 2.0Silto argilosa 700 2,4

Argilosa 600 3,0Argilosiltosa 500 2,8

SILTE

Puro 400 3,0

Arenoso 550 2,2Areno argiloso 450 2,8

Argiloso 230 3,4Argilo arenoso 250 3,0

ARGILA

Pura 200 6,0Arenosa 350 2,4

Arenosiltosa 300 2,8

Siltosa 220 4,0Silto arenosa 330 3,0Fonte: Joppert (2007).

Todos as formulaes do mtodo e o processo de clculo foram

realizadas atravs do Software Excel(Anexo D), com elaborao de planilhamento

eletrnico.


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3 METODOLOGIA

3.1 PROJETO GEOTCNICO DE FUNDAES

3.1.1 Localizao da obra

De acordo com o boletim de sondagem (Anexo A) a obra se localiza na

Rua Professor Osni Barbato na cidade de Florianpolis, SC. Foi possvel por meio

do Google Mapster acesso virtual no local da obra como mostra a Figura 4.

Figura 9 - Localizao da obra

Fonte: Google Maps (data da imagem: julho 2011).

3.1.2 Investigaes geotcnicas

Os resultados do boletim de sondagem (Anexo-A) apontaram as

diferentes camadas de solo no terreno que foi tomado como base de estudo. Foram

feitos trs furos de sonda SP01, SP02, SP03. Com base nos parmetros obtidos emcada furo se pode obter o perfil estratigrfico do solo de fundao.


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Basicamente esse solo de fundao variou entre camadas iniciais de

areia fofa, camadas intermedirias de argila mole, camadas finais de silte arenoso,

onde foi interrompida a sondagem a percusso.

Os NSPTs variaram de 0 a 45 golpes. E o nvel de gua ficou

aproximadamente um metro de profundidade em cada furo. No anexo A deste

trabalho esto detalhados os boletins de sondagem de cada furo.

3.1.3 Definio do perfil estratigrfico estimado

Com base no boletim de sondagem a percusso (Anexo A) foi possvel

estimar o perfil estratigrfico do solo a ser avaliado. O perfil foi confeccionado com o

auxlio do Software Auto Cad.

Primeiramente reuniram-se os parmetros necessrios para elaborao

do desenho, adotou-se uma referencia de nvel de dez metros, alinhados com o

meio fio da rua, dividiu-se essa referencia de metro em metro e com base nela

traou-se o perfil do terreno, de forma a reproduzir um corte longitudinal ao longo doterreno. Para traar esse perfil foi considerada a cota de cada furo e visualizando o

boletim de sondagem e a profundidade da camada de solo, ou seja, subtraindo-se a

profundidade cota do furo obtinha-se a cota da camada de solo. Da mesma forma

foi obtida a cota do nvel dagua.

Logo aps a diviso por camadas de solo, foram reproduzidos no perfil os

valores de NSPTs referentes a cada camada de solo e a cada furo, conforme o

boletim de sondagem, ou seja, a cada metro de profundidade. Como resultado finalde pode-se obter o detalhamento do solo de fundao, como se fosse um corte

longitudinal realizado no mesmo.

No anexo C pode ser verificado o perfil estratigrfico dos boletins de

sondagem, juntamente com a planta de locao dos furos e a planta de cargas nos

pilares, na escala 1:125.


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3.1.4 Definio do tipo de fundao

Com o estudo do perfil estratigrfico (Anexo C) do terreno, descartou-se

inicialmente a utilizao de fundao rasa, pois de acordo com o Mtodo de

Terzaghi (1943) somente poder ser aplicado se o solo de apoio da fundao tiver

Nspt 5, o que s seria possvel no mnimo a 6 metros de profundidade, o que o

deixaria de ser classificada como fundao superficial. Mas por imposio da

disciplina de Fundaes e Obras de Terra teve-se que adotar o dimensionamento

para fundao rasa com sapata quadrada.

Em seguida cogitou-se a hiptese de se utilizar fundao profunda do tipo

cravada pr-moldada de ao ou de concreto, pois o perfil mostra uma camada de

argila mole a muito mole com espessura variando de 3 a 7 metros, portanto, outro

tipo de fundao profunda que no fosse do tipo cravada provocaria nessa camada

de argila uma desestabilizao do fuste da estaca dificultando a execuo da

fundao. Desta forma por imposio da disciplina utilizou-se a estaca cravada pr-

moldada de concreto circular.

3.2 DIMENSIONAMENTO

3.2.1 Definio dos intervalos de carga

O dimensionamento da fundao rasa com sapatas e da fundao

profunda com estacas cravadas pr-moldadas de concreto teve como premissas a

anlise do boletim de sondagem (Anexo A) para a confeco do perfil estratigrfico

do terreno, e a anlise da planta de cargas da edificao com a locao dos pilares

e suas respectivas cargas atuantes (Anexo B).

Com o auxlio da planta de cargas e com a localizao dos furos de

sondagem foi possvel dividir o terreno em trs faixas que correspondem ao SP 1,

SP 2 e SP 3, com isso identificou-se os pilares correspondentes para cada faixa,

como mostra a Tabela 1.


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Tabela 5 - Determinao dos pilares nas faixas SP

SP PILAR SP PILAR SP PILAR

1 P40 2 E3 3 E1

1 E6 2 E2 3 P4

1 E5 2 P15 3 P3

1 E4 2 P20 3 P6

1 P41 2 P16 3 P1

1 P30 2 P8 3 P5

1 P35 2 P18 3 P2

1 P24 2 P10

1 P34 2 P22

1 P38 2 P23

1 P37 2 P131 P32 2 P11

1 P42 2 P21

1 P46 2 P17

1 P36 2 P9

1 P45 2 P12

1 P44

1 P31

1 P43

Fonte: Marcos Roberto, Vanessa Delfino (2013).

Distribudos os pilares nas faixas correspondentes ordenou-se em uma

planilha as cargas atuantes somadas e majoradas (cargas permanentes e cargas

acidentais) listadas em ordem crescente e por SP, como mostra a Tabela 2. Com as

cargas devidamente ordenadas fez-se os intervalos de cargas variando em 5, 10 e

20% do valor da maior carga (185,75 tf). O primeiro intervalo de cargas foi de 5% do

valor de 185,75 tf, ou seja, o intervalo ficou estabelecido em 9,29 tf, para o segundo

intervalo utilizou-se tambm 5% somando-se para a carga mais alta do intervalo 1

9,29 tf, ficando assim o intervalo 2 estabelecido de 9,29 tf 15,87 tf. Para o terceiro

intervalo houve a necessidade de somar 20% da maior carga para poder cobrir

melhor o intervalo das cargas dos pilares, e desta forma estabeleceu-se 10

intervalos de cargas com o acrscimo, em percentagem, mais pertinente para cada

intervalo, como mostra a Tabela 2.


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Tabela 6 - Determinao dos intervalos de carga.

SP PILARQperm. Qacid. Qtotal Qtrab. Qmax

Tf Tf tf tf tf

3 E1 3,47 0,49 3,96 5,54

6,581 P40 4,40 0,04 4,44 6,22

1 E6 4,31 0,39 4,70 6,58

1 E5 6,01 0,98 6,99 9,79

15,04

1 E4 7,43 1,29 8,72 12,21

1 P41 8,91 0,07 8,98 12,57

2 E3 8,05 1,17 9,22 12,91

2 E2 9,31 1,43 10,74 15,04

1 P30 23,12 1,77 24,89 34,85

51,143 P4 25,22 3,71 28,93 40,50

3 P3 27,31 3,86 31,17 43,642 P15 31,33 5,20 36,53 51,14

2 P20 36,67 5,64 42,31 59,23

64,991 P35 38,32 5,81 44,13 61,78

1 P24 40,94 5,48 46,42 64,99

3 P6 44,13 7,82 51,95 72,73

82,66

2 P16 44,34 8,06 52,40 73,36

3 P1 46,71 6,96 53,67 75,14

1 P34 46,91 7,62 54,53 76,34

1 P38 46,63 8,28 54,91 76,87

1 P37 44,52 10,51 55,03 77,04

1 P32 48,99 8,62 57,61 80,65

2 P8 50,66 8,38 59,04 82,66

1 P42 52,00 8,57 60,57 84,80

100,662 P18 55,75 10,86 66,61 93,25

2 P10 62,71 6,08 68,79 96,31

2 P22 65,51 6,39 71,90 100,66

1 P46 65,06 11,44 76,50 107,10

111,5

2 P23 70,71 6,86 77,57 108,60

1 P36 66,98 10,69 77,67 108,74

2 P13 65,62 12,26 77,88 109,03

2 P11 72,15 7,49 79,64 111,50

2 P21 72,42 15,46 87,88 123,03

129,723 P5 76,77 13,64 90,41 126,57

2 P17 75,84 16,82 92,66 129,72

2 P9 82,84 16,20 99,04 138,66

165,473 P2 88,49 14,88 103,37 144,72

2 P12 88,46 18,56 107,02 149,83

1 P45 94,48 23,71 118,19 165,47

1 P44 108,13 18,58 126,71 177,39

185,751 P31 103,62 23,18 126,80 177,52

1 P43 108,41 24,27 132,68 185,75



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25

Esses intervalos de cargas sero utilizados para o dimensionamento da

fundao rasa e profunda.

3.2.2 Dimensionamento da fundao rasa tipo sapata

Conforme o boletim de sondagem observou-se que o lenol fretico

localiza-se entre 0,80 e 1 metro de profundidade em relao cota da boca do furo

de sondagem, portanto optou-se por apoiar a sapata a uma profundidade de

embutimento de 1 metro, j que o solo estando saturado dificultaria a escavao dasapata.

A fundao rasa ficou ento apoiada sobre um solo com Nspt igual a 2

golpes, portanto tem-se neste caso a ruptura local. O solo de apoio areia argilosa

fofa.

Foi utilizado o Mtodo de Terzaghi (1943) para o clculo da fundao

rasa. Para a estimativa do ngulo de atrito interno da areia (), na condio no

drenada, tem-se duas correlaes empricas com o ndice de resistncia penetrao (Nspt):

Godoy (1983):

Teixeira (1996):

Adota-se o menor dos ngulos de atrito, portanto o adotado .

Encontrado o ngulo de atrito em funo do Nspt de apoio da fundao,

encontraram-se os fatores de capacidade de carga por ruptura local interpolandoentre os ngulos 20 e 25, conforme Tabela 1 do item 2.2.1.2.


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Terzaghi props tambm fatores quanto forma da sapata, como

apresentado na Tabela 2 do item 2.2.1.2, neste trabalho foram adotados os fatores

para sapata quadrada (Quadrada : L = B; Sc = 1,3; Sq = 1,0; S= 0,8)

Utilizando a Tabela 5 tem-se os pesos especficos do solo em funo de

seu estado de umidade e sua compacidade, como segue:

Tabela 7 - Peso especfico de solos arenosos

Desta forma tem-se para areia fofa com Nspt


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Observao: para efeito do clculo do polinmio, na parcela referente ao solo de

embutimento da sapata no foi levado em considerao o nvel do

lenol fretico, pois em dois dos furos de sondagem o nvel dgua est a

aproximadamente 0,80 metros abaixo da cota do furo, e no SP 3 est a

aproximadamente 1 metro, ou seja, na profundidade em que a sapata ficar

apoiada. Portanto estabeleceu-se que para o solo de embutimento seria utilizado

apenas o peso especfico mido com D igual a 1 metro, no considerando a parcelade solo saturada.

Em seguida encontrou-se os tamanhos das sapatas para cada intervalo

de carga dos pilares referente a cada furo de sondagem, conforme Tabela 6, 7 e 8.

Essas tabelas tambm apresentam os bulbos de tenses ( ) e os Nspts mdios

de cada intervalo referente aos bulbos.


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Tabela 8 - Tamanho B das sapatas para os intervalos de cargas do SP 1.

PILAR SPQtrab. Qmax B Bulbo Nspt mdio

Tf tf m M

P40 1 6,22 6,58 1,49 2,982,33E6 1 6,58 6,58 1,49 2,98

E5 1 9,79 15,04 2,18 4,362,60E4 1 12,21 15,04 2,18 4,36

P41 1 12,57 15,04 2,18 4,36

P30 1 34,85 51,14 3,79 7,58 2,38

P35 1 61,78 64,99 4,21 8,424,44

P24 1 64,99 64,99 4,21 8,42

P34 1 76,34 82,66 4,67 9,34

7,70P38 1 76,87 82,66 4,67 9,34

P37 1 77,04 82,66 4,67 9,34P32 1 80,65 82,66 4,67 9,34

P42 1 84,80 100,66 5,09 10,18 12,45

P46 1 107,10 111,5 5,31 10,6212,45

P36 1 108,74 111,5 5,31 10,62

P45 1 165,47 165,47 6,28 12,56 17,62

P44 1 177,39 185,75 6,59 13,18

19,57P31 1 177,52 185,75 6,59 13,18

P43 1 185,75 185,75 6,59 13,18Fonte: Marcos Roberto, Vanessa Delfino (2013).



tf tf m M

E3 2 12,91 15,04 2,18 4,362,60

E2 2 15,04 15,04 2,18 4,36

P15 2 51,14 51,14 3,79 7,58 2,88

P20 2 59,23 64,99 4,21 8,42 2,67

P16 2 73,36 82,66 4,67 9,34 2,60P8 2 82,66 82,66 4,67 9,34

P18 2 93,25 100,66 5,09 10,182,55P10 2 96,31 100,66 5,09 10,18

P22 2 100,66 100,66 5,09 10,18

P23 2 108,60 111,5 5,31 10,62

2,55P13 2 109,03 111,5 5,31 10,62

P11 2 111,50 111,5 5,31 10,62

P21 2 123,03 129,72 5,67 11,342,50

P17 2 129,72 129,72 5,67 11,34

P9 2 138,66 165,47 6,28 12,56 2,92P12 2 149,83 165,47 6,28 12,56



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tf tf m ME1 3 5,54 6,58 1,48 2,96 3,00

P4 3 40,50 51,14 3,79 7,582,00

P3 3 43,64 51,14 3,79 7,58

P6 3 72,73 82,66 4,67 9,3411,20

P1 3 75,14 82,66 4,67 9,34

P5 3 126,57 129,72 5,67 11,34 23,67

P2 3 144,72 165,47 6,28 12,56 23,67


Com os Nspts mdios calculados pde-se observar que o polinmio

inicial pode ser utilizado, pois o Nspt de apoio menor que o Nspt mdio, o que

significa que a resistncia mdia do perfil do solo abaixo da sapata ser maior do

que a resistncia do solo de apoio, suportando assim a carga aplicada.

3.2.3 Dimensionamento de fundao profunda com estaca cravada pr-

moldada de concreto

Para o dimensionamento de fundao profunda foi adotado o Mtodo de

Aoki e Velloso (1975). O tipo fundao profunda a ser utilizada foi estabelecida em

funo dos parmetros geotcnicos do solo. Consultando o perfil estratigrfico

observou-se uma camada espessa de argila muito mole e saturada, o que faz as

estacas do tipo escavadas tornarem-se inviveis em virtude do processo executivo,

optou-se ento por uso de estacas cravadas pr-moldadas, em primeira anlise

essas estacas poderiam ser do tipo metlica ou de concreto, mas por imposio da

disciplina ficou estabelecido que o clculo de fundaes profundas seria para

estacas do tipo cravadas pr-moldadas de concreto.

O clculo para o dimensionamento foi feito em funo dos furos de

sondagem, como tem-se trs furos, para cada furo foi feita uma planilha, a planilha

para o SP 1 encontra-se na Tabela 9, as demais esto no Anexo D.


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As profundidades foram limitadas de metro em metro ou conforme

mudana de tipo de solo, at a profundidade de limite de sondagem. Os valores de

Nspt L so em relao ao fuste da estaca e os valores de Nspt so em relao a

ponta da estaca para cada profundidade estabelecida, e K representa a capacidade

de carga na ruptura para cada tipo de solo encontrado.

Com todos os parmetros do solo e parmetros do tipo de estaca

estabelecidos foi possvel encontrar a carga admissvel (Qadm) do solo mediante

aplicao do fator de segurana que conforme a NBR 6122/ 96 o FS assume valor

de 2,0.

Pela razo de cada intervalo de carga pela carga admissvel conforme

profundidade e tipo de solo, encontrou-se o nmero de estacas mnimos para que o

solo no venha a romper. Da mesma forma, foi possvel encontrar o nmero de

estacas com base em sua capacidade de carga, foram utilizadas estacas cravadas

pr-moldadas de concreto com dimetros de 22 cm e 29 cm, com capacidade de

suporte de carga de 300 KN e 500 KN, respectivamente.

As estacas foram apoiadas em uma profundidade que equivalesse

aproximadamente quantidade de estacas calculadas para o suporte de carga do

solo e para a quantidade de estacas em relao ao suporte da estaca. Como as

estacas cravadas podem gerar esforos horizontais nas estacas vizinhas no

momento da cravao bem como no espraiamento das tenses, teve-se o cuidado

para que a diferena de profundidade entre todas as estacas do terreno tivesse no

mximo 3 metros.

Como no SP3 a profundidade mxima de sondagem de 12,30,

chegando ao impenetrvel, todas as estacas desse furo ficaram apoiadas nessa

profundidade, tendo de uma a quatro estacas por intervalo de carga. Para o SP1 e

SP2 todas as estacas ficaram apoiadas na profundidade entre 13 e 16 metros,

respeitando o limite entre profundidade de apoio de estacas, utilizou-se para SP1 e

SP2 o nmero de estacas entre uma e quatro por intervalo de carga.


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Desta forma obteve-se o quantitativo de estacas cravadas pr-moldadas

de concreto:

Estacas cravadas pr-moldadas de concreto:

Tabela 11 - Quantitativo estacas pr-moldadas de concreto.

Estacas cravadas pr-moldadas de concreto

Dimetro(mm)

Quantidade

22 271,50

29 1222,30

Total 1493,80Fonte: Marcos Roberto, Vanessa Delfino (2013).


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4 CONCLUSO

Na anlise feita para a fundao rasa composta por sapatas calculada

pelo Mtodo de Terzagui, pde-se concluir que a mesma no poder ser aplicada

para o perfil estratigrfico analisado, pois o mtodo recomenda que o solo de apoio

tenha Nspt 5, o que no caso deste perfil s encontra-se Nspt 5 a uma

profundidade de 9 a 13 metros, desta forma no poder ser considerada como

fundao rasa. Outra anlise feita foi aps a determinao das dimenses B e

concluiu-se que a fundao rasa tambm no poder ser aplicada visto que as

mesmas possuem grandes dimenses, inviabilizando a execuo, pois se observou

vrias sobreposies entre as sapatas.


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REFERNCIAS

(________), Tipos de Fundaes: Disponvel em:http://www.multisolos.com.br/fundacoes/fundacoes_inicial.php?id_fun=fundacoes_new&cd_titulo=3&cd_texto=4&mcd_sub_texto=1. Acesso em Maio de 2013.

(________), Fundaes: estacas pr-moldadas em concreto e metlicas.Disponvel em: http://www.silvageo.com.br/Servicos/1,1,estacas-pre-moldadas-em-concreto-e-metalicas. Acesso em Maio de 2013.

(________), Estacas pr-moldada: Disponvel em: http://estacasbrasil.com.br.Acesso em Junho de 2013.

(________), Estacas pr-fabricadas de concreto. Disponvel em:http://www.estacasprefabricadas.eng.br/. Acesso em Junho de 2013.

(________), Estaqueamento e fundaes. Disponvel em:http://www.jmestaq.com.br/. Acesso em Junho de 2013.

Hachich, Waldemar; Falconi, Frederico; Saes, Jos; Frota, Rgis; Carvalho, Celso;NiyamaSussumu. Fundaes: Teoria e Prtica. So Paulo: Editora PiniLtda, 1998.

MECANICA DOS SOLOS 3, Nota de aula: Capacidade De Suporte Das

Fundaes. Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, 2011.

MECANICA DOS SOLOS 3, Nota de aula: Capacidade De Cargas de estacasisoladas. Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, 2011.


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ANEXO A


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ANEXO B

trabalho fundaÇÃo rasa (4)

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