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SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM E , Notas de estudo de Estruturas e Materiais

tipos de fundações

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 15/12/2012

joao-vitor-8hn
joao-vitor-8hn 🇧🇷

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Baixe SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM E e outras Notas de estudo em PDF para Estruturas e Materiais, somente na Docsity! SENAI – SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM E INDÚSTRIA JOÃO VITOR DA SILVA SOUZA MATEUS DUARTE FELIX VANIELLY FIDELES DA SILVA AXEL FALCÃO STEFANE DAIANE FUNDAÇÕES Porto velho 2012. JOÃO VITOR DA SILVA SOUZA MATEUS DUARTE FELIX VANIELLY FIDELES DA SILVA AXEL FALCÃO STEFANE DAIANE 1 FUNDAÇÕES Projeto de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), apresentado ao serviço Nacional de Aprendizagem Indústria SENAI como requisito para elaboração do trabalho de conclusão do curso Técnico em Edificações. Orientador Profª. Sara Godinho Porto velho 2012. FUNDAÇÕES Trabalho de conclusão do curso aprovado, apresentado ao Serviço nacional de aprendizagem indústria – SENAI, na sala de aula como requisito parcial para a obtenção do certificado de técnico na área da construção civil, com nota final igual a _09_, conferida pela banca examinadora formada pelos colegas de sala: 2 FUNDAÇÕES. Trabalho de conclusão do curso (Técnico em edificação) Serviço Nacional da Indústria Aprendizagem – SENAI. RESUMO Esse trabalho teve como objetivo expressar o conhecimento adquirido durante os dois anos de curso técnico, a fim de mostrar habilidades e competências na área da construção civil. Através do tema “Fundações” mostramos o principio e a base de uma obra, além é claro de reforçar as nossas ideias, quanto ao tema. Fundação é a obra, geralmente enterrada, que serve para suportar a casa, prédio, ponte ou viaduto. Podendo ser feita de diversos tipos de materiais e dependendo do tipo de terreno encontrado no local das obras, adotam-se tipos diferentes de fundações, entre elas estão: baldrame, sapata, estacas e tubulão. Cada um com a sua especificação, levando em conta tipo de solo e o custo da obra. Palavra-chave: Fundações ABSTRACT This study aimed to express the knowledge gained during the two-year technical course in order to show skills and competencies in the area of construction. Through the theme "Foundations" show the beginning and the foundation of a work, in addition of course to strengthen our ideas on the subject. Foundation work is usually buried, which serves to support the house, building, bridge or overpass. It can be made of many different materials and depending on the type of terrain found at the construction site, they take up different types of foundations, among them are: 5 baldrame, shoe, and caisson piles. Each with its specification, taking into account soil type and cost of the work. LISTA DE FIGURAS Figura 1: blocos.......................................................................................................... 12 Figura 2: baldrames.................................................................................................... 13 Figura 3: radier...........................................................................................................13 Figura 4: estaca metálica...........................................................................................15 Figura 5 e 6: emendas constituídas por anéis metálicos (figura 5), luvas de encaixe tipo ”macho e fêmea” (figura 6)..................................................................................16 Figura 7: capacete dotado de “cepo” e “coxim”..........................................................16 Figura 8: Fases de execução da estaca tipo Franki...................................................18 Figura 9: demonstração da estaca Strauss................................................................19 Figura 10: Geometria de um tubulão de fundação.....................................................20 Figura 11: construção de um tubulão de ar comprimido............................................21 Figura 12: preparação de saída de pilar.....................................................................22 6 LISTA DE TABELAS Tabela1: tensão admissível do solo...........................................................................11 Tabela1: tensão admissível do solo...........................................................................12 Tabela 2: Cargas admissíveis usualmente adotadas em estacas de madeira..........14 Tabela 3: Dados básicos para projeto das estacas tipo Franki..................................17 7 IMPORTÂNCIA DAS FUNDAÇÕES Fundação é a obra, geralmente enterrada, que serve para suportar a casa, prédio, ponte ou viaduto. Fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% do custo total da edificação, porém se forem mal concebidas e mal projetadas, podem atingir 5 a 10 vezes o custo da fundação mais apropriada para o caso. Tipos de solos O solo é camada superficial da crosta terrestre, sendo formado basicamente por aglomerados de minerais e materiais orgânicos oriundos das decomposições de animais e plantas. Solo arenoso: se constituem basicamente de substancias de areia com consistência granulosa em que se unem e muitas vezes se formam em cristais de quartzo uo também denominados materiais primários, essa formação tem sua estrutura considerada de ótima infiltração, ou seja, a agua se infiltra facilmente pelos espaços entre os grãos o que dificulta a sobrevivência de plantas ou organismos. Solo argiloso: são aqueles que possuem consistência fina e são formados por grãos finos e compactos, sendo impermeável e apresenta grande quantidade de nutrientes. Compõem-se como o próprio nome informa, ou seja de pequenas quantidades de argila em que se unem e conseguem abrigar grande quantidade de agua, é formado basicamente de alumínio e ferro. Solo calcário: os solos calcários são assim chamados, pois possuem mais de 30% de calcário na sua composição. Possuem poucos nutrientes e grandes quantidades de partículas rochosas são inadequadas para o cultivo. Portanto as características do solo influenciam diretamente na pratica da agricultura ou na escolha da fundação adequada para cada tipo de edificação. Para obtermos uma boa construção começaremos pela sondagem do subsolo. A determinação da tensão admissível, resistência ou capacidade de carga do solo (fs) consiste no limite de carga que o solo pode suportar sem se romper ou sofrer deformação exagerada. Veja o exemplo na tabela recomendada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) abaixo: Tabela1: tensão admissível do solo. Tipo de Solo Tensão admissível (kgf/cm2) a. Rocha viva, maciça sem laminação, fissuras ou sinal de decomposição, tais como: gnaisse, granito, diábase e basalto. 100 b. Rochas laminadas com pequenas fissuras estratificadas, tais como: xistos e ardósias. 35 c) Depósitos compactos e contínuos de matacões e pedras de várias rochas. 10 d) Solo concrecionado. 8 e) Pedregulhos compactos e mistura de areia e pedregulho. 5 f) Pedregulhos soltos e mistura de areia e pedregulho. Areia grossa compacta. 3 g) Areia grossa fofa e areia fina compacta. 2 h) Areia fina fofa. 1 i) Argila dura. 3 10 j) Argila rija. 2 Tabela1: tensão admissível do solo. k) Argila média. 1 l) Argila mole, argila muito mole, aterros. * * são exigidos estudos especiais ou experiência local TIPOS DE FUNDAÇÕES As fundações se classificam em: Fundações superficiais (diretas): quando a camada resistente à carga da edificação, ou seja, onde a base da fundação está implantada, não excede a duas vezes a sua menor dimensão ou se encontre a menos de 3 m de profundidade; Fundações profundas (indiretas): É aquelas cujas bases estão implantadas a mais de duas vezes as suas menores dimensões, e a mais de 3 m de profundidade. Fundações superficiais diretas ou rasas As fundações diretas classificam-se em: • blocos de fundações; • baldrames; • radier. A seguir são apresentados os diferentes tipos de fundação direta para uma obra simples. Blocos: São elementos de fundação superficial que tem faces verticais, inclinadas ou escalonadas e a forma quadrada ou retangular. O bloco é um tipo de fundação que apresenta a altura maior em relação às dimensões de sua base. Os blocos são calculados para resistir à compressão. São executados muitas vezes sem o emprego da armadura. O que caracteriza a fundação em blocos é o fato da distribuição de carga para o terreno ser aproximadamente pontual, ou seja, onde houver pilar existirá um bloco de fundação distribuindo a carga do pilar para o solo (figura 1). Os blocos podem ser construídos de pedra, tijolos maciços, concreto simples ou de concreto armado. Quando um bloco é construído de concreto armado ele recebe o nome de sapata de fundação. Figura 1: blocos Baldrame: A fundação em baldrame apresenta uma distribuição de carga para o terreno tipicamente linear, por exemplo, uma parede que se apoia no baldrame, sendo este o elemento que transmite a carga para o solo ao longo de todo o seu comprimento (figura 2). Um baldrame pode ser construído de pedra, tijolos maciços, 11 B123 concreto simples ou de concreto armado. Quando o baldrame é construído de concreto armado ele recebe o nome de sapata corrida. Figura 2: baldrame Radier: A fundação em radier é constituída por um único elemento de fundação que distribui toda a carga da edificação para o terreno, constituindo-se em uma distribuição de carga tipicamente superficial (figura3). O radier é uma laje de concreto armado, que distribui a carga total da edificação uniformemente pela área de contato. É usado de forma econômica quando as cargas são pequenas e a resistência do terreno é baixa, sendo uma boa opção para que não seja usada a solução de fundação profunda. Figura 3: radier Fundações profundas indiretas Quando o solo compatível com a carga da edificação se encontra a mais de 3m de profundidade é necessário recorrer às fundações profundas, sendo três os tipos principais: • estacas; • tubulões; • caixões. Estacas de fundação: São elementos alongados, cilíndricos ou prismáticos que se cravam, com um equipamento, chamado bate-estaca, ou se confeccionam no solo de modo a transmitir às cargas da edificação a camadas profundas do terreno. Estas cargas são transmitidas ao terreno através do atrito das paredes laterais da estaca contra o terreno e/ou pela ponta. Entre os principais materiais empregados na confecção das estacas se podem citar: • madeira; • aço; • concreto (pré-moldadas e moldadas). As estacas também são classificadas em estacas de deslocamento e estacas escavadas. As estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no terreno através de algum processo que não promova a retirada do solo. As estacas escavadas são aquelas executadas “in situ” através da perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material. Nessa categoria se enquadram entre outras as estacas tipo broca, executada manual ou mecanicamente e as do tipo “Strauss”. Estaca de madeira: As estacas de madeira são empregadas nas edificações desde a antiguidade. Atualmente, diante das dificuldades de se obter madeiras de boa qualidade, sua utilização é bem mais reduzida. A duração da madeira é praticamente ilimitada, quando mantida permanentemente submersa. No entanto, se estiverem sujeitas à variação do nível d’água apodrecem rapidamente pela ação de fungos aeróbicos, o que deve ser evitado aplicando-se substâncias protetoras como sais tóxicos à base de zinco, cobre ou mercúrio ou ainda pela aplicação do creosoto. Durante a cravação a cabeça da estaca deve ser munida de um anel de aço de modo a evitar o seu rompimento sob os golpes do pilão, a carga admissível das 12 modo a permitir o forte apiloamento previsto no método executivo. O concreto com estas características deve atingir fcc28 ≥ 20 MPa e o controle tecnológico do concreto durante a execução da estaca deve prever retirada regular de corpos-de-prova, para serem ensaiados a 3, 7 e 28 dias, iniciando-se ao se executar as primeiras estacas, e continuar para cada grupo de 15 ou 20 estacas executadas. Mais abaixo veremos como é feita a tabela para concretagem da estaca Franki. Tabela 3: Dados básicos para projeto das estacas tipo Franki. φ 30 35 40 52 60 L 15 18 22 30 35 Qc (kN) 450 550 800 1300 1700 Qt (kN) 85 100 130 240 270 L – profundidade máxima recomendável Qc – carga admissível de compressão Qt – carga admissível de tração A seguir são relacionados alguns aspectos da estaca tipo Franki, que fazem parte do método de execução. • A cravação com ponta fechada isola o tubo de revestimento da água do subsolo, o que não acontece com outros tipos de estaca executada com ponta aberta; • A base alargada dá maior resistência de ponta que todos os outros tipos de estaca; • O apiloamento da base compacta solos arenosos, bem como, aumenta o diâmetro da estaca em todas as direções, aumentando sua a resistência de ponta. Em solos argilosos o apiloamento da base expele a água da argila, que é absorvida pelo concreto seco da mesma, consolidando e reforçando seu contorno; • O apiloamento do concreto contra o solo para formar o fuste da estaca compacta o solo e aumenta o atrito lateral; • O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação. 15 Figura 8: Fases de execução da estaca tipo Franki. As estacas tipo Strauss foram projetadas, inicialmente, como alternativa às estacas pré-moldadas cravadas por percussão devido ao desconforto causado pelo processo de cravação, quer quanto à vibração ou quanto ao ruído. Por utilizar equipamento leve e econômico a estaca tipo Strauss possui as seguintes vantagens: • Ausência de vibrações e trepidações em prédios vizinhos; • Possibilidade de execução da estaca com o comprimento projetado; • Possibilidade de verificar durante a perfuração, a presença de corpos estranhos no solo, matacões, etc., permitindo a mudança de locação antes da concretagem; • Possibilidade da constatação das diversas camadas e natureza do solo, pois a retirada de amostras permite comparação com a sondagem à percussão; • Possibilidade de montar o equipamento em terrenos de pequenas dimensões; • Autonomia, importante em regiões ou locais distantes. Como principais desvantagens das estacas tipo Strauss pode citar: • Quando a pressão da água for tal que impeça o esgotamento da água no furo com a sonda, a adoção desse tipo de estaca não é recomendável; • Em argilas muito moles saturadas e em areias submersas, o risco de seccionamento do fuste pela entrada de solo é muito grande, e nesses casos esta solução não é indicada; • É indispensável um controle rigoroso da concretagem da estaca de modo a não ocorrer falhas, pois a maior ocorrência de acidentes com estas estacas devem-se a deficiências de concretagem durante a retirada do tubo. Figura 9: demonstração da estaca Strauss. 16 Tubulões de fundação: São elementos estruturais de fundação profunda, geralmente, dotados de uma base alargada, construídos concretando-se um poço revestido ou não, aberto no terreno com um tubo de aço de diâmetro mínimo de 70 cm de modo a permitir a entrada e o trabalho de um homem, pelo menos na sua etapa final, para completar a geometria da escavação e fazer a limpeza do solo. Divide-se em dois tipos básicos: os tubulões a céu aberto, normalmente, sem revestimento e não armados no caso de existir somente carga vertical e os a ar comprimido ou pneumático. Os tubulões a ar comprimido são sempre revestidos, podendo esse revestimento ser constituído de uma camisa de concreto armado ou por uma camisa metálica. Neste caso a camisa metálica pode ser recuperada ou não. São utilizados em solos onde haja a presença de água e que não seja possível esgotá-la. O fuste do tubulão é sempre cilíndrico enquanto a base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse. Figura 10: Geometria de um tubulão de fundação. Em tubulões ar comprimido (figura 11), seja de camisa de aço ou de camisa de concreto, a pressão máxima de ar comprimido empregada é de 3,4 atm (340 kPa), razão pela qual esses tubulões têm sua profundidade limitada a 34m abaixo do nível do mar. Em qualquer etapa da execução deve-se observar que o equipamento deve permitir que se atenda, rigorosamente, os tempos de compressão e descompressão previstos pela boa técnica e pela legislação em vigor, só se admitindo trabalhos sob pressões superiores a 150 kPa quando as seguintes providências forem tomadas: • Estar à disposição da obra equipe permanente de socorro médico; • Estar disponível na obra câmara de descompressão equipada; • Existir nas obras compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva; • Que seja garantida a renovação do ar, sendo o ar injetado em condições satisfatórias para o trabalho humano. 17 REFERÊNCIAS http://www.multisolos.com.br/userfiles/image/multisolos/ tipos_fundacoes_prodfundas.JPG http://www.google.com.br/url? sa=t&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=web&cd=9&ved=0CF0QFjAI&ur l=http%3A%2F%2Fwww.ufrrj.br%2Finstitutos%2Fit%2Fdau%2Fprofs%2Fedmundo% 2FCap%25EDtulo2-%2 520Funda%25E7%25F5es.pdf&ei=yofFUKWGJoao9gSbr4G4BQ&usg=AFQjCNHyT YoRiKcPiHHiJ1w4FT_uFqcfSQ 20 21
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