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FUNDAÇÕES TIPOS DE FUNDAÇÕES TIPOS DE FUNDAÇÕES • Fundações são elementos que transmitem cargas de uma construção para as camadas resistentes do solo (subsolo) sem provocar ruptura do terreno de fundação ou recalques excessivos. • 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 apoia. • Fundações diretas são aquelas que transferem as cargas para camadas de solo capazes de suportá-las, 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 superficiais e profundas. • Fundação Superficial: “elemento em que a carga é transmitida ao terreno pela base, e a profundidade é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação” (NBR 6122/2010). • Por outro lado, a fundação é considerada profunda se suas dimensões ultrapassam todos os limites acima mencionados. TIPOS DE FUNDAÇÕES TIPOS DE FUNDAÇÕES • Fundação indireta: “elemento que transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas. (NBR 6122/2010). • As fundações indiretas são todas profundas, devido às dimensões das peças estruturais (BRITO, 1987). FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Bloco: “elemento de fundação superficial de concreto simples, dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura” (NBR 6122/2010). • É importante ressaltar que bloco é diferente de bloco de coroamento. • Este último é utilizado como elemento intermediário para transferir cargas dos pilares para outros elementos de fundação, como estacas ou tubulões. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Bloco corrido: “bloco sujeito à ação de uma carga distribuída linearmente”. Apesar de não descrito pela NBR 6122/2010, é muito utilizado sob paredes de edificações de um ou dois andares. É também conhecido como “viga baldrame” ou apenas “baldrame”. O mesmo se diferencia da sapata corrida pois não é necessariamente armado. Portanto as tensões de tração são resistidas pelo próprio concreto ou bloco de alvenaria. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Sapata: “elemento de fundação superficial, de concreto armado, dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo emprego de armadura especialmente disposta para esse fim” (NBR 6122/2010). FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Sapata associada: “sapata comum a mais de um pilar” (NBR 6122/2010). Este tipo de fundação é muito comum quando há pilares muito próximos com cargas atuantes muito altas. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Sapata corrida: “sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares ao longo de um mesmo alinhamento” (NBR 6122/2010). Usual em edificações de baixa altura ou alvenaria estrutural. A viga que une os dois pilares é conhecida como viga de rigidez. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Radier: “elemento de fundação superficial que abrange parte ou todos os pilares de uma estrutura, distribuindo os carregamentos” (NBR 6122/2010). • O radier é caracterizado como elemento de placa, onde duas dimensões são maiores que a terceira. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Grelha: “elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares” (Velloso e Lopes, 2012). • Não é citado na norma NBR 6122/2010. FUNDAÇÕES PROFUNDAS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Tubulão: “elemento de fundação profunda, executado por escavação manual ou mecanizada (trado mecânico), podendo ser a céu aberto, quando situado acima do nível do lençol freático ou a ar comprimido, quando abaixo. • Na etapa final da escavação, há necessidade da descida de pessoas no seu interior para executar o alargamento da base, verificar a qualidade do solo e/ou pelo menos, para remover material solto e limpar o fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são transmitidas preponderantemente pela base” (NBR 6122/2010). • É importante ressaltar que a altura da base é limitada a 200 cm para evitar desmoronamento durante a execução. FUNDAÇÕES PROFUNDAS – TIPOS E CARACTERÍSTICAS • Estaca: “elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos e ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja descida de pessoas” no seu interior (NBR 6122/2010). No Brasil, para edificações com mais de 6 pavimentos, este tipo de fundação é o mais utilizado. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Hélice Contínua: estaca moldada in loco, cujo fuste se forma através da escavação por trado helicoidal e do bombeamento de concreto para o interior do furo. Os processos de injeção de concreto e retirada da hélice, sem rotação desta, são simultâneos, formando a estaca. Este tipo de fundação pode ser feito na presença de água. 1- Terreno natural; 2- Posicionamento e introdução do trado; 3- Perfuração até a profundidade necessária; 4- Injeção do concreto pela haste central do trado com retirada contínua do mesmo, mantendo-se pressão positiva até o final da concretagem; 5- Instalação da armadura imediatamente após o término da concretagem. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Raiz: estaca moldada in loco executada por perfuratriz que introduz no solo, através de rotação ou roto-percução e circulação de água ou ar comprimido, tubos de aço com uma coroa de perfuração acoplada à sua extremidade, seguida do preenchimento do tubo com “grout” (no sentido de baixo para cima) e retirada do tubo. 1- Terreno natural; 2- Posicionamento do equipamento e escavação por perfuratriz; 3- Inserção de armadura no interior do revestimento e posterior concretagem sob pressão; 4- Retirada do revestimento/estaca acabada. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca a Trado: Pode ser perfurada manual ou mecanicamente por trado de forma helicoidal, sem revestimento. • Este tipo de fundação não pode ser feito na presença de água. 1- Terreno natural; 2- Perfuração à trado; 3- Concretagem. 4- Inserção de armadura. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Franki: estaca moldada in loco, executada mediante introdução no terreno de um tubo robusto de aço (denominado camisa), dotado de uma mistura de areia e brita (denominada bucha) na ponta, através de golpes com um pilão. • Após expulsão da bucha que penetra no solo, executam-se a base da estaca e a concretagem do fuste, com concreto seco apiloado e retirada simultânea do tubo de revestimento. • Este tipo de estaca, ao contrário das demais, possui grande resistência de ponta. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Franki: Fases de execução: 1- Terreno natural; 2- Preparação da bucha; 3- Cravação da camisa por golpes do pilão sobre a bucha e execução da base alargada; 4- Inserção de armadura; 5- Concretagem do fuste e retirada do revestimento. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Strauss: estaca moldada in loco, escavada mecanicamente por piteira (também chamada de sonda). Utiliza bate-estaca Strauss, ferramenta formada basicamente por tripé, guincho (responsável por movimentar a sonda), roldana, tubos guia e pilão.• Este tipo de fundação apresenta custo baixo quando comparado ao das demais estacas, porém, para uso abaixo do nível do lençol freático exige-se: camisa de revestimento e controle rigoroso da execução para evitar penetração de lama no concreto, durante a extração da camisa metálica. • O aspecto da obra deixa a desejar quando não se cuida adequadamente da contenção (estabilidade das paredes do furo) e do destino final do material escavado. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Strauss: Fases de execução: 1- Posicionamento da piteira; 2- Execução de furo guia para introdução da coroa (tubo com extremidade dentada); 3- Introdução da coroa ao solo; 4- Retirada do solo interior ao tubo; 5- Concretagem e eventual inserção de armação; 6- Retirada do tubo guia. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Estaca Escavada com uso de lama: de seção transversal circular ou retangular (nesse caso conhecida como barrete ou diafragma), a estaca escavada é formada pelo preenchimento com concreto, de uma cava aberta no solo, cuja estabilidade das paredes é assegurada pela presença de uma lama especial (bentonítica), que tem propriedades tixotrópicas, ou seja, se comporta como fluido quando agitada e como gel quando em repouso, exercendo sobre as paredes da cava pressão que equilibra a pressão externa do solo circundante à cava, até que a estaca seja preenchida com concreto/argamassa. • Atualmente é muito comum a utilização de polímeros sintéticos como material alternativo para a lama bentonítica. Estes polímeros, ao contrário da lama, não são danosos ao meio ambiente. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Para evitar contaminação do concreto pela lama, a concretagem, submersa, é executada por mangote introduzido até à extremidade inferior da cava, por onde se inicia o lançamento do concreto, enquanto a lama é aspirada por outro tubo, para fora da cava. • O equipamento de escavação das estacas barrete é denominado “clamshell”. 1- Terreno natural; 2- Início da escavação, introdução de lama bentonítica e retirada da terra escavada; 3- Inserção de armadura; 4- Concretagem e retirada da lama bentonítica; 5- Estaca Finalizada. PROCESSO EXECUTIVO DAS FUNDAÇÕES • Tubulão: é a fundação profunda de mais simples execução e se diferencia das estacas por ocorrer descida de operário em algum instante de sua execução. • É recomendado que o tempo entre a fase de alargamento da base e concretagem não ultrapasse 24 horas. 1- Escavação e alargamento da base com descida de operário; 2- Inserção de armadura; 3- Concretagem; 4- Fundação finalizada. • Nota: A ferragem da estaca pode ser instalada antes ou após o preenchimento do furo com concreto. ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO • Para determinação do tipo de fundação a ser utilizada, deve-se atentar a parâmetros como carga a ser suportada, características do solo e premissas executivas, temporais e econômicas. • As características do meio em que a construção será inserida, assim como de obras já implantadas também devem ser analisadas, pois podem impor condições ou requisitos que definem ou impedem o uso de determinados tipos de fundação. • Cuidados deverão ser tomados para que as novas fundações não interfiram, não transmitam vibrações e pressões a obras existentes, que possam prejudicar o desempenho dessas últimas. • O quadro a seguir apresenta as principais vantagens e desvantagens das fundações mais comumente utilizadas: PROJETO DE FUNDAÇÕES • Um projeto de fundações pode ser dividido em 3 etapas: • Projeto Geotécnico: “conjunto de documentos que encerram análises, interpretações e conclusões de investigações de campo e laboratório, estudos, cálculos, desenhos, especificações e relatórios conclusivos necessários para enfocar e caracterizar, quantitativamente, os aspectos geotécnicos envolvidos nas obras previstas, bem como os necessários para permitir o dimensionamento das mesmas obras, no grau de detalhamento exigido nas várias fases do projeto geotécnico. PROJETO DE FUNDAÇÕES • Para reconhecimento do subsolo, devem ser feitas uma ou mais investigações geotécnicas: (a) levantamento de dados gerais existentes sobre cartografia; geologia, pedologia e geomorfologia; hidrologia e hidrografia; geotecnia; (b) reconhecimento topográfico; (c) reconhecimento geotécnico; (d) prospecção geofísica; (e) sondagens mecânicas; (f) ensaios “in situ”; (g) ensaios de laboratório” (NBR 8044/1983). • Projeto Geométrico: É a definição da geometria dos elementos de fundação. Pode ser considerada uma etapa intermediária entre o projeto geotécnico e o estrutural. PROJETO DE FUNDAÇÕES • Projeto Estrutural: O projeto estrutural deve respeitar a geometria definida e garantir a estabilidade global da estrutura, além de ser economicamente viável (para que isto aconteça, é imprescindível que não ocorra superdimensionamento). • Trata-se do dimensionamento completo da estrutura de fundação, englobando tanto o concreto como a armadura nela presentes, quando necessária. • Fases de Projeto: PROJETO DE FUNDAÇÕES • Projeto Conceitual: também conhecido como anteprojeto ou estudo preliminar, deve apresentar informações suficientes para permitir a análise de viabilidade, custos e prazos do projeto. Usualmente a margem de erro nesta fase de projeto é na ordem de 50%. • Projeto Básico: “conjunto de elementos necessários e suficientes, com nível de precisão adequado, para caracterizar a obra ou serviço, ou complexo de obras ou serviços objeto da licitação, elaborado com base nas indicações dos estudos técnicos preliminares, que assegurem a viabilidade técnica e o adequado tratamento do impacto ambiental do empreendimento, e que possibilite a avaliação do custo da obra e a definição dos métodos e do prazo de execução” Lei 8.666, Licitações e Contratos. PROJETO DE FUNDAÇÕES • A definição técnica da Lei 8.666 para projeto básico também pode ser aplicada para obras privadas. Apresenta margem de erro na ordem de 20%. • Projeto Detalhado: “conjunto dos elementos necessários e suficientes à execução completa da obra” Lei 8.666, Licitações e Contratos. Assim como no projeto básico, a definição de projeto detalhado também pode ser estendida para projetos de iniciativa privada. A margem de erro de um projeto detalhado é em torno de 5%. PROJETO DE FUNDAÇÕES Um projeto de fundações deve conter: • (a) locação das fundações da construção; • (b) cargas e momentos nas fundações; • (c) nomenclatura, detalhamento e dimensionamento das estruturas (estacas, sapatas, tubulões, blocos corridos e de coroamento); • d) resistência característica do concreto à compressão (fck); • (e) em tubulões: indicação tipo de escavação; • (f) em estacas: quantitativo, dimensões, tipo de estaca e sua capacidade de carga; • (g) cotas de nivelamento (cota de arrasamento de estacas; cota de face superior de blocos e baldrames, dentre outros).
