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1.0 - INTRODUÇÃO

Fundação é o elemento estrutural, base natural ou preparada, destinada a suportar estruturas de qualquer tipo, ou sejam: edifícios, barragens, pontes, tanques de armazenamento de líquidos, etc..

É evidente a importância de uma fundação, indispensável à própria existência de qualquer tipo de obra de engenharia, como também responsável pela garantia de suas condições de estabilidade, da conservação de sua estética, como até da manutenção de sua funcionalidade.

São quatro os requisitos básicos a serem satisfeitos por uma fundação:

- apresentar segurança à ruptura suficiente, seja do terreno sobre o qual se apoia a superestrutura, como também do material que constitui o elemento de fundação.

- conduzir a valores de deformações (recalques ou mesmo deslocamentos horizontais) compatíveis à superestrutura projetada.

- não oferecer riscos de segurança às fundações de estruturas vizinhas.

- atender aos aspectos econômicos.

A segurança à ruptura do elemento de fundação como peça estrutural é perfeitamente compreensível, devendo suportar ainda os eventuais esforços executivos, como também a possível agressividade do meio em que se encontra.

No que se refere ao terreno de fundação, o segundo requisito de limitação das deformações, tem influência preponderante. Como todos os materiais se deformam sob ação de cargas quaisquer, todas as fundações também apresentarão deformações, cujos valores dependerão da grandeza e forma de aplicação dos esforços, como da constituição e características dos terrenos localizados abaixo da cota de fundação.

Envolvendo a execução de uma fundação a realização de trabalhos e/ou operações especiais, tais como: escavações, esgotamento e rebaixamento de lençol d'água, além de cravação de estacas, injeções de produtos químicos, etc., perturbações sensíveis poderão ser transmitidas ao terreno vizinho, modificando suas características iniciais de suporte das cargas das estruturas sobre ele assentes, que poderiam assim ter suas condições de fundações alteradas, chegando mesmo a prejudicar sua segurança, em casos extremos. Deverá ser verificada ainda a influência da nova construção sobre as adjacentes mais antigas, de forma a evitar que o campo de distribuição das pressões da fundação a construir venha a se somar ao da existente, conduzindo forçosamente a maiores deformações (recalques em particular) do terreno de suporte de tais estruturas.

A escolha, detalhamento e execução de uma fundação exigirá o conhecimento, em cada caso, de um certo número de informações como as a seguir relacionadas:

a) Características gerais da construção a executar, envolvendo não somente os valores e forma de atuação das cargas, como ainda sua finalidade e limites máximos das deformações compatíveis em cada caso.

b) Características gerais do terreno local, cuja constituição básica e condições de limites de resistência, deformabilidade, permeabilidade e trabalhabilidade, serão obtidas através de estudos geológicos e geomecânicos.

c) Levantamento topográfico, plani-altimétrico e cadastral.

d) Estudos hidrológicos, em particular se tratando de fundações de pontes, barragens e obras hidráulicas em geral.

e) Características gerais das construções vizinhas, compreendendo estado de conservação, estimativa das cargas aplicadas e solução da fundação empregada.

f) Disponibilidade de mão-de-obra, materiais e equipamentos, inclusive suas condições de acesso ao local da obra.

De posse de tais elementos será possível definir, de forma então a atender aos requisitos relacionados, o tipo, cota de assentamento e processo executivo da fundação a adotar.

Os problemas que governam o estudo de uma fundação podem ser classificados em dois grupos distintos, que inclusive definem as diferentes situações críticas inerentes ao comportamento da mesma:

a) problemas de deformações em geral. b) problemas de ruptura ou de estabilidade.

Limitando as considerações a seguir ao campo da Geomecânica, ao primeiro grupo pertenceriam os problemas dos recalques, enquanto no segundo estariam incluídos aqueles referentes à capacidade dos terrenos, isto é, a carga limite capaz de ser suportada pelo terreno, sem ruptura (afundamento repentino e catastrófico da fundação).

As teorias e métodos disponíveis para o estudo de tais problemas baseiam-se fundamentalmente, conforme será visto adiante, em critérios básicos pertencentes aos campos da matemática aplicada e da mecânica dos meios contínuos, devidamente simplificados e adaptados de forma a permitir sua extensão ao estudo do comportamento do terreno, em particular do solo de fundação, que se caracteriza como um sistema de partículas, por excelência.

No estudo das fundações, as deformações verticais (recalques) têm especial importância, conforme observado, principalmente se for considerado o fato de que são poucos os acidentes de obras envolvendo a ruptura do terreno de suporte (falta de capacidade de carga), o que entretanto não ocorre em se tratando de recalques, causadores de inúmeros acidentes em construções dos mais variados tipos. Além disso, por observações constantes da evolução de suas conseqüências diretas (desnivelamentos, desaprumos e fissuras), poderão os recalques servirem como indicadores de futuros acidentes.

Por sua influência sobre as condições de estabilidade estrutural das construções, são os recalques diferenciais considerados como os mais críticos na maioria dos casos, ao contrário dos absolutos, causadores de problemas de ordem estética e funcional, mas sem atentar contra a estabilidade da construção. Por tais razões é que se costuma afirmar ser o dimensionamento da fundação de qualquer estrutura, governado por critérios de recalques (deformações) admissíveis, a serem fixados em cada caso em estudo.

O quadro a seguir fornece uma idéia geral a respeito de limites de recalques totais e diferenciais para os casos específicos :

Tipo de movimento

Limitação de recalques para

Assegurar Recalque máximo

Recalque total

- Drenagem - Facilidade acesso

- Alvenarias

- Estruturas aporticadas com vigamento

- Silos, chaminés, Radiers

2,5 a5 cm
5a 10 cm

Recalque diferencial

Segurança quanto a fissuração : - Grandes alvenarias de tijolos

- Estruturas de edifícios em concreto armado - Estruturas contínuas em aço

* sendo “L” o comprimento do vão.

2.0 - CLASSIFICAÇÃO GERAL DAS FUNDAÇÕES As fundações, de um modo geral, são classificadas em três grandes grupos

- Superficiais, ou Diretas, ou Rasas - Profundas

- Especiais

Fundação superficial ou rasa ou direta:

Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se neste tipo de fundação os blocos, as sapatas, os radiers, as sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas.

A classificação acima tem caráter puramente didático porque muitas vezes não representa o conceito que deveria exprimir. Assim temos freqüentemente construções em fundação superficial, digamos a 7 m da superfície, como é o caso de edifícios com dois subsolos em sapatas, e, outros em fundação profunda a 5 m , como é o caso de vários edifícios construídos sobre estacas de 4 a 5 m de comprimento e que não possuem subsolos.

3.0 - FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS Os tipos de fundações superficiais mais usuais são as seguintes: 3.1 - BLOCO

Elemento de fundação superficial construído em concreto simples, ou ciclópico, ou em alvenaria de pedras, e, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas sem necessidade de armadura. Pode ter suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar normalmente em planta seção quadrada ou retangular.

A sua utilização , por questões econômicas , fica restrita para cargas inferiores a 500KN. Podem ser isolados ou corridos :

Figura 4

A principal característica desses tipos de fundação é que os materiais que os constituem devem trabalhar unicamente à compressão (cerca de 5 Mpa para blocos de concreto simples e 2 Mpa para os de alvenaria de pedras).

Os blocos de fundação podem ser dimensionados de tal maneira que o ângulo β, expresso em radianos e mostrado na Figura 5, satisfaça à equação:

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