Projeto de Fundaçoes

Projeto de Fundaçoes

(Parte 1 de 4)

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE ENGENHARIA

CURSO DE ENGUENHARIA CIVIL

FELIPE DANNEBROCK

FELIPE DE MATTOS VIEIRA

MARIANE DE PIERI

TAIARA APARECIDA ZAPARTE

VALDEMAR MARTINS

PROJETO DE FUNDAÇÕES

TRABALHO ACADÊMICO

PATO BRANCO

2010

FELIPE DANNEBROCK

FELIPE DE MATTOS VIEIRA

MARIANE DE PIERI

TAIARA APARECIDA ZAPARTE

VALDEMAR MARTINS

Trabalho acadêmico apresentado ao

PROJETO DE FUNDAÇÕES

curso de Engenharia Civil da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, como requisito parcial para conclusão da disciplina de Introdução a Engenharia.

Orientador: Prof. Dr. Rogério Carrazedo

PATO BRANCO

2010

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Estrutura de uma edificação.............................................................

6

Quadro 1 – Peso específico dos materiais empregados em uma construção.

10

Quadro 2 – Sobrecarga ou cargas úteis em lajes de piso e forro.....................

11

Quadro 3 – Tensão admissível recomendada pela ABNT................................

12

Figura 2 – Posicionamento do equipamento e abertura do pré-furo em SPT...

14

Figura 3 – Avanço do furo até a subseqüente cota inteira................................

15

Figura 4 – Planta de localização dos furos de sondagem bloco UTFPR..........

16

Figura 5 – Relatório de sondagem....................................................................

17

Quadro 4 – Apresenta uma classificação com os vários tipos de fundação.....

17

Figura 6 – Bloco em alvenaria de tijolos............................................................

19

Figura 7 – Tipos de alicerces.............................................................................

19

Figura 8 – Sapatas isoladas..............................................................................

20

Figura 9 – Sapata corrida..................................................................................

21

Figura 10 – Sapata corrida – Forma de fundação.............................................

21

Figura 11 – Sapata corrida – Corte longitudinal................................................

22

Figura 12 – Sapatas associadas.......................................................................

22

Figura 13 – Sapatas Alavancadas.....................................................................

23

Figura 14 – Radier – Forma de fundação .........................................................

24

Figura 15 – Radier – Corte longitudinal.............................................................

24

Figura 16 – Estacas de madeira........................................................................

28

Figura 17 – Estacas metálicas...........................................................................

29

Figura 18 – Estaca pré-moldada sendo cravada...............................................

30

Figura 19 – Ferramentas para perfuração.........................................................

34

Figura 20 – Execução de estaca-raiz................................................................

34

Quadro 5 – Características das fundações superficiais....................................

35

Quadro 6 – Características das estacas pré-fabricadas....................................

35

36

Quadro 7 – Características das estacas escavadas.........................................

36

37

Quadro 8 – Características dos tubulões.........................................................

37

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO..................................................................................................

5

2 CONCEITOS.....................................................................................................

6

2.1 DEFINIÇÃO...................................................................................................

6

2.2 ELEMENTOS NECESSÁRIOS AO PROJETO..............................................

7

2.3 AS CARGAS DA FUNDAÇÃO.......................................................................

9

2.4 RESISTÊNCIA OU CAPACIDADE DA CARGA DO SOLO...........................

11

3 INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO.....................................................................

12

3.1 PROCESSOS DE INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO.....................................

14

3.1.1 Soços e Sondagens a Trado......................................................................

14

3.1.2 Sondagem a Percussão..............................................................................

14

4 TIPOS DE FUNDAÇÕES.................................................................................

17

4.1 FUNDAÇÕES DIRETAS RASAS...................................................................

18

4.1.1 Blocos e Alicerces.......................................................................................

19

4.1.2 Sapatas.......................................................................................................

20

4.1.2.1 Sapatas Isoladas.....................................................................................

20

4.1.2.2 Sapatas Corridas.....................................................................................

20

4.1.2.3 Sapatas Associadas................................................................................

22

4.1.2.4 Sapatas Alavancadas..............................................................................

22

4.1.2.5 Radiers.....................................................................................................

23

4.2 FUNDAÇÕES DIRETAS PROFUNDAS........................................................

24

4.2.1 Tubulões.....................................................................................................

24

4.2.1.1 Tubulão a Céu Aberto..............................................................................

25

4.2.1.2 Tubulão a Ar Comprimido........................................................................

25

4.3 FUNDAÇÕES INDIRETAS............................................................................

26

4.3.1 Brocas.........................................................................................................

26

4.3.2 Estacas.......................................................................................................

27

4.3.2.1 Estacas de Madeira.................................................................................

27

4.3.2.2 Estacas Metálicas....................................................................................

28

4.3.2.3 Estacas de Concreto................................................................................

29

4.3.2.4 Estacas de Concreto Moldada in loco.....................................................

30

4.3.2.4.1 Estaca Tipo Franki................................................................................

30

4.3.2.4.2 Estaca Tipo Strauss..............................................................................

32

4.3.2.4.3 Estacas Escavadas e Barretes.............................................................

31

4.3.2.4.4 Estacas-Raiz.........................................................................................

31

5 CARACTERÍSTICAS DAS PRINCIPAIS FUNDAÇÕES..................................

35

5.1 FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS......................................................................

35

5.2 ESTACAS PRÉ-FABRICADAS......................................................................

35

5.3 ESTACAS ESCAVADAS...............................................................................

36

5.4 TUBULÃO......................................................................................................

37

6 CONCLUSÃO...................................................................................................

38

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................

39

  1. INTRODUÇÃO

Fundações são elementos estruturais cuja função é transmitir as cargas da estrutura para o terreno onde ela se apóia. Assim as fundações devem ter resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes.

Existem vários tipos de fundações e a escolha do tipo mais adequado é função das cargas da edificação e da profundidade da camada resistente do solo. Com base na combinação destas duas análises optar-se-á pelo tipo que tiver o menor custo e o menor prazo de execução, analisando-se juntamente os mais variados elementos para o desenvolvimento como presença de ruídos, vibrações, tipos de solos, profundidade, cargas, etc. das quais serão abordadas neste trabalho.

É importante que a pessoa responsável pela contratação tenha o conhecimento dos tipos de fundação disponíveis no mercado e de suas características, sendo, somente assim, possível escolher a solução que atenda às características técnicas e ao mesmo tempo se adéqüe à realidade da obra.

  1. CONCEITOS

    1. DEFINIÇÃO

A estrutura de uma obra é constituída pelo esqueleto (figura 1) formado pelos elementos estruturais, tais como: lajes (1), vigas (2), pilares (3) e fundações (4), etc.

Figura 1 – Estrutura de uma edificação

Fonte: Rodrigues (P. 35)

O sistema de fundações é formado pelo elemento estrutural do edifício que fica abaixo do solo (podendo ser constituído por bloco, estaca ou tubulão, por exemplo) e o Maciço de bloco envolvente sob a base e ao longo do fuste.

Sua função é suportar com segurança as cargas provenientes do edifício, ou seja, é o elemento estrutural que transmite a carga de uma edificação para uma camada mais resistente do solo. 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.

Convencionalmente, o projetista estrutural repassa ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas aos elementos de fundação. Confrontando essas informações com as características do solo onde será edificado, conhecidas através de testes de sondagens, o projetista de fundações calcula o deslocamento desses elementos de compara com os recalques admissíveis da estrutura, ou seja, primeiro elabora-se o projeto estrutural e depois o projeto de fundação.

Quando o projeto estrutural é elaborado em separado do projeto de fundação, considera-se, durante o dimensionamento das estruturas, que a fundação terá um comportamento rígido, indeslocável. Essas fundações, quando carregadas, se deformam e resultam deslocamentos verticais (recalques), horizontais e rotações, prejudicando a hipótese usual de apoios indeslocáveis, contribuindo para uma redistribuição de esforços nos elementos da estrutura.

Essa redistribuição ou nova configuração de esforços nos elementos estruturais, em especial nos pilares, provoca uma transferência das cargas dos pilares mais carregados para os menos carregados sendo, geralmente, os pilares centrais mais carregados que os da periferia.

Ao se considerar a interação solo-estrutura no dimensionamento da fundação, os pilares que estão mais próximos do centro terão uma carga menor do que a calculada, havendo uma redistribuição das tensões.

Dessa forma, é possível estimar os efeitos da redistribuição dos esforços na estrutura do edifício, bem como a intensidade e a forma dos recalques diferenciais tendo, conseqüentemente, um projeto otimizado. 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 a ele transferidos, pois nestas situações, elementos de fundação mais complexos são exigidos, podendo-se ter, inclusive, a necessidade de troca de solo, com reaterro e compactação, levando a custos muitas vezes não previstos inicialmente.

Torna-se clara a importância da união entre o projeto estrutural e o projeto de fundação em um único grande projeto, uma vez que os dois estão totalmente interligados e mudanças em um provocam reações imediatas no outro.

    1. ELEMENTOS NECESSÁRIOS AO PROJETO

Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de fundações são:

  1. Topografia da área

  • Levantamento topográfico (planialtimétrico);

  • Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam atingir o terreno);

  • Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na geomorfologia).

  1. Dados geológico-geotécnicos

  • Investigação do subsolo (às vezes em duas etapas: preliminar e complementar);

  • Variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas;

  • Existência de camadas resistentes ou adensáveis;

  • Compressibilidade e resistência dos solos;

  • Posição do nível d’água;

  • Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências na área, publicações da CPRM, etc.).

  1. Dados da estrutura a construir

  • Tipo e uso que terá a nova obra;

  • Sistema estrutural (hiperestaticidade, flexibilidade, etc.);

  • Sistema construtivo (convencional ou pré-moldado);

  • Cargas (Ações nas fundações).

  1. Dados sobre construções vizinhas

  • Número de pavimentos, carga média por pavimento;

  • Tipo de estrutura e fundações;

  • Desempenho das fundações;

  • Existência de subsolo;

  • Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra.

  1. Aspectos econômicos

  • Além do custo direto para a execução do serviço, deve-se considerar o prazo de execução. Há situações em que uma solução mais custosa oferece um prazo de execução menor, tornando-se mais atrativa.

Pode-se perceber que, para realizar a escolha adequada do tipo de fundação , é importante que a pessoa responsável pela contratação tenha o conhecimento dos tipos de fundação disponíveis no mercado e suas características.

Somente com esse conhecimento é que será possível escolher a solução que atenda às características técnicas e ao mesmo tempo que se adéqüe à realidade da obra.

    1. AS CARGAS DA FUNDAÇÃO

As cargas da edificação são obtidas por meio do projeto arquitetônico e estrutural, onde são considerados os pesos próprios dos elementos constituintes e a sobrecarga ou carga útil a ser considerada nas lajes que são normalizadas em função de sua finalidade.

As solicitações a que uma estrutura está sujeita podem ser classificadas de diferentes maneiras e em outros países é comum separá-las em dois grandes grupos: Cargas vivas e cargas mortas, que se subdividem em:

  1. Cargas vivas:

  • Operacionais:

- Ocupação por pessoas e móveis;

- Passagem de veículos e pessoas;

- Operação de equipamentos móveis (guindastes, etc.);

- Armazenamento;

- Atracação de navios, pouso de helicópteros;

- Frenagem, Aceleração de veículos (pontes);

  • Ambientais:

- Ventos;

(Parte 1 de 4)

Comentários