Apostila fundações

Apostila fundações

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE CONSTRUÇÃO CIVIL PCC-2435: Tecnologia da Construção de Edifícios I

Fundações _

ABRIL / 1996 Revisão: Profa. Mercia Barros – fevereiro de 2003

1. INTRODUÇÃO1
2. INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO1
3. TIPOS DE FUNDAÇÕES3
3.1 BLOCOS E ALICERCES4
3.2 SAPATAS6
3.2.1 Sapatas isoladas6
3.2.2 Sapatas corridas7
3.2.3 Sapatas associadas8
3.2.4 Sapatas alavancadas8
3.3 RADIERS9
3.4 TUBULÕES10
3.4.1 Tubulões a céu aberto10
3.4.2 Tubulões com ar comprimido12
3.5 ESTACAS DE MADEIRA14
3.6 ESTACAS METÁLICAS14
3.7 ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO15
3.7.1 Estacas Mega17
3.8 BROCAS18
3.9 ESTACAS STRAUSS19
3.10 ESTACAS FRANKI20
3.1 ESTACAS RAIZ2
3.12 ESTACAS ESCAVADAS E BARRETES24
4. ARRASAMENTO DE ESTACA28

SUMÁRIO BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................... ................... 30

1. INTRODUÇÃO

Fundações são os elementos estruturais cuja função é transmitir as cargas da estrutura ao terreno onde ela se apóia (AZEREDO, 1988). Assim, as fundações devem ter resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. Além disso, o solo necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer ruptura e não apresentar deformações exageradas ou diferenciais.

Para se escolher a fundação mais adequada, deve-se conhecer os esforços atuantes sobre a edificação, as características do solo e dos elementos estruturais que formam as fundações. Assim, analisa-se a possibilidade de utilizar os vários tipos de fundação, em ordem crescente de complexidade e custos (WOLLE, 1993). Fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% do custo total do edifício; porém, se forem mal concebidas e mal projetadas, podem atingir 5 a 10 vezes o custo da fundação mais apropriada para o caso. O custo da fundação aumenta também em casos em que as características de resistência do solo são incompatíveis com os esforços que serão a ele transferido, pois nestas situações, elementos de fundação mais complexos são exigidos, podendo-se ter, inclusive, a necessidade de troca de solo, com reaterro e compactação. Tudo isto levando a custos, muitas vezes, não previstos inicialmente.

2. INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO

Na grande maioria dos casos, a avaliação e o estudo das características do subsolo do terreno sobre o qual será executada a edificação se resume em sondagens de simples reconhecimento (sondagem à percussão); mas, dependendo do porte da obra, ou se as informações obtidas não forem satisfatórias, outros tipos de pesquisas poderão ser executados (por exemplo, poços exploratórios, ensaio de penetração contínua, ensaio de palheta).

Características como: número de pontos de sondagem, seu posicionamento no terreno (levandose em conta a posição relativa do edifício) e a profundidade a ser atingida são determinadas por profissional capacitado, baseado em normas brasileiras e na sua experiência (BRITO,1987).

Tendo-se executado as sondagens corretamente, as informações são condensadas e apresentadas em um relatório escrito e outro gráfico, que deverá conter as seguintes informações referentes ao subsolo estudado:

– locação dos furos de sondagem;

– determinação dos tipos de solo até à profundidade de interesse do projeto;

– determinação das condições de compacidade, consistência e capacidade de carga de cada tipo de solo;

– determinação da espessura das camadas e avaliação da orientação dos planos que as separam;

– informação do nível do lençol freático.

Estes dados, obtidos através de sondagem, retratam as características e propriedades do subsolo e, depois de avaliados e minuciosamente estudadas, servem de base técnica para a escolha do tipo de fundação da edificação que melhor se adapte ao terreno.

A figura 2.1 ilustra o posicionamento dos furos de sondagem no terreno; enquanto a figura 2.2 ilustra um perfil de solo com as informações anteriormente destacadas.

Figura 2.1 - Posicionamento dos furos de sondagem no terreno

3. TIPOS DE FUNDAÇÕES

As fundações se classificam em diretas e indiretas, de acordo com a forma de transferência de cargas da estrutura para o solo onde ela se apóia.

Fundações diretas são aquelas que transferem as cargas para camadas de solo capazes de suportálas (FABIANI, s.d.), sem deformar-se exageradamente. Esta transmissão é feita através da base do elemento estrutural da fundação, considerando apenas o apoio da peça sobre a camada do solo, sendo desprezada qualquer outra forma de transferência das cargas (BRITO, 1987). As fundações diretas podem ser subdivididas em rasas e profundas.

A fundação rasa se caracteriza quando a camada de suporte está próxima à superfície do solo (profundidade até 2,0 m) (FABIANI, s.d.), ou quando a cota de apoio é inferior à largura do elemento da fundação (BRITO, 1987). Por outro lado, a fundação é considerada profunda se suas dimensões ultrapassam todos os limites acima mencionados.

Figura 2.2 – Perfil do terreno, a partir da avaliação por sondagem à percussão.

Fundações indiretas são aquelas que transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento com o solo e por efeito de ponta (FABIANI, s.d.).

As fundações indiretas são sempre profundas, em função da forma de transmissão de carga para o solo (atrito lateral) que exige grandes dimensões dos elementos de fundação.

A Tabela 3.1 apresenta uma classificação com os vários tipos de fundação.

Fundações diretas rasas blocos e alicerces sapatas corrida isolada associada alavancada radiers

Fundações diretas profundas tubulões céu aberto ar comprimido

Fundações indiretas brocas estacas de madeira estacas de aço estacas de concreto pré-moldadas estacas de concreto moldadas in loco Strauss

Franki Raiz Barrete/Estacão

Tabela 3.1: Tipos de fundação

3.1 Blocos e Alicerces

Este tipo de fundação é utilizado quando há atuação de pequenas cargas, como, por exemplo, um sobrado. Os blocos são elementos estruturais de grande rigidez, ligados por vigas denominadas “baldrames”. Suportam predominantemente esforços de compressão simples provenientes das cargas dos pilares. Os eventuais esforços de tração são absorvidos pelo próprio material do bloco. Podem ser de concreto simples (não armado), alvenarias de tijolos comuns (Figura 3.1) ou mesmo de pedra de mão (argamassada ou não). Geralmente, usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade (BRITO,1987).

Figura 3.1: Bloco em alvenaria de tijolos

Os alicerces, também denominados de blocos corridos, são utilizados na construção de pequenas residências e suportam as cargas provenientes das paredes resistentes, podendo ser de concreto, alvenaria ou de pedra (Figura 3.2).

Figura 3.2: Tipos de alicerce O processo de execução de um alicerce consiste em:

1. escavação: executar a abertura da vala; 2. promover a compactação da camada do solo resistente, apiloando o fundo; 3. colocação de um lastro de concreto magro (90 kgf/cm2) de 5 a 10 cm de espessura; 4. execução do embasamento, que pode ser de concreto, alvenaria ou pedra;

5. construir uma cinta de amarração que tem a finalidade de absorver esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais. A cinta de amarração pode ser de concreto armado, mas muitas vezes, utiliza-se a própria alvenaria como fôrma lateral;

6. camada impermeabilizante: sua função é evitar a subida da umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação; sua execução deve evitar descontinuidades que poderão comprometer seu funcionamento. São diversos os sistemas de impermeabilização empregados, sendo hoje muito comum o emprego de argamassas poliméricas ou mesmo emulsões asfáticas ou acrílicas. A impermeabilização deverá se estender pelo menos 10 cm para baixo do topo da alvenaria de embasamento.

Deve-se, ainda, observar com cuidado:

– se há ocorrência de formigueiros e raízes de árvore no momento da escavação da vala;

– compatibilização da carga da parede x largura do alicerce, observando: eventual distinção da largura dos alicerces para as diferentes paredes, e o uso adicional de brocas em pontos isolados, como reforço de fundação;

– se o terreno está em declive, deve-se fazer o alicerce em escada (Figura 3.3).

. Figura 3.3: Execução do alicerce em declive

CONTROLE DE EXECUÇÃO – locação do centro dos blocos e das linhas das paredes;

– cota do fundo da vala;

– limpeza da vala.

3.2 Sapatas

Ao contrário dos blocos, as sapatas não trabalham apenas à compressão simples, mas também à flexão, devendo, neste caso, serem executadas incluindo material resistente à tração (BRITO, 1987).

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