Modulo 1 - Introducao

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12/09/2016 
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 Engª. de Estruturas – OF1 – CorEu. 
 
 Disciplina: FUNDAÇÕES – Módulo 1 
 
Professor: M.Sc. Sérgio Paulino Mourthé de Araujo. 
Módulo 1 - Introdução, Conceituação e Classificação 
Módulo 1 - Introdução, Conceituação e Classificação 
Engº. Sérgio Paulino Mourthé de Araujo - M.Sc em Geotecnia 
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Índice 
1) Introdução ao estudo das Fundações 
2) Definições e funções das Fundações 
3) Tipos de cargas nas estruturas 
4) Principais tipos de fundações 
5) Elementos necessários para um projeto de fundações 
6) Requisitos a serem atendidos nos projetos de fundações 
 
 
 
 
 
 
 
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A estrutura de uma obra é 
constituída pelo esqueleto 
formado pelos elementos 
estruturais, tais como: 
 
Lajes (1), 
 
Vigas (2), 
 
 Pilares (3) 
 
e Fundações (4) 
2) Definições e Funções 
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• Conjunto de elementos estruturais destinados a transmitir ao solo as cargas da edificação 
sem provocar a ruptura do mesmo, sem apresentar deformações excessivas ou diferenciais. 
 
 
• São elementos estruturais cuja função é a transferência de cargas da estrutura para as 
camada(s) resistente(s) de solo(s) e ou rocha. 
 
 
• Os elementos de fundação devem ter resistência adequada para suportar as tensões 
causadas pelos esforços solicitantes (resistência estrutural do elemento de fundação). 
 
 
• As fundações devem ter resistência adequada para suportar às tensões causadas pelos 
esforços solicitantes, deformações compatíveis, não promover riscos às fundações vizinhas e 
corresponder ao aspecto econômico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2) Definições e Funções das Fundações 
• 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. 
 
 
• Analisa-se a possibilidade de utilizar um dos vários tipos de fundação possíveis, em ordem 
crescente de complexidade e custos. 
• Fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% do custo total do empreendimento, 
porém, se forem mal concebidas e mal projetadas, podem atingir 5 a 10 vezes o custo da 
fundação mais apropriada para o caso. 
 
 
• Torna-se clara a importância da união entre o projeto estrutural e o projeto de fundação, 
uma vez que os dois estão totalmente interligados, e que caso sejam realizadas mudanças 
em um desses, provocam reações imediatas no outro. 
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2) Definições e Funções das Fundações 
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3) Tipos de Cargas nas Estruturas 
• As estruturas de fundações podem estar submetidas a 
diversos tipos de esforços: 
 
 
• P = Esforço normal (axial ou vertical); 
 
• Vx e Vy = Esforços horizontais (no eixo x e y). 
respectivamente; 
 
• Mx = Momento em torno do eixo x; 
 
• My = Momento em torno do eixo y; 
 
• T= Torção no eixo z. 
 
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Cargas Vivas 
Operacionais 
Ocupação por pessoas e móveis 
Passagem de veículos e pessoas 
Operação de equipamentos móveis 
Armazenamento 
Atracação de navios, pouso de 
helicópteros; 
Frenagem, Aceleração de veículos 
(pontes) 
Ambientais 
Ventos 
Ondas, correntes 
Sismos 
Acidentais 
Solicitações especiais de construção e 
instalação 
Colisão de veículos (navios, aviões, 
locomotivas, etc.) 
Explosão, fogo. 
Cargas Mortas 
Peso próprio da 
estrutura e 
equipamentos 
permanentes 
Empuxo de água 
Empuxo de terra 
Em outros países: 
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Já no Brasil, a norma NBR-8681/84 (Ações e Segurança nas Estruturas) classifica as ações 
nas estruturas em: 
 
• Ações permanentes: 
 
• As que ocorrem com valores constantes durante praticamente toda a vida da obra (peso próprio da 
construção e de equipamentos fixos, empuxos, etc.). 
 
• Ações variáveis: 
 
• As que ocorrem com valores que apresentam variações significativas em torno da média (ações 
devidas ao uso da obra, tipicamente). 
 
• Ações excepcionais: 
 
• As que tem duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida 
da obra, mas que precisam ser consideradas no projeto de determinadas estruturas (explosões, 
colisões, enchentes, sismos, etc.). 
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Exemplo de Mapa de Cargas de estrutura pré-fabricada de concreto 
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Exemplo de esforços de dois pilares de uma estrutura metálica com ponte rolante 
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É fundamental a indicação das direções dos esforços atuantes! 
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4) Principais tipos de fundações 
Fundação Superficial (rasa ou direta) 
 
• Elemento de fundação em que a carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas 
sob a base da fundação, e a profundidade de assentamento em relação ao terreno 
adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação; (NBR-6122/10) 
 
• Incluem-se nesse tipo de fundação as sapatas, os blocos, o “radier”, as sapatas associadas, 
as vigas de fundação e as sapatas corridas, etc. 
 
lastro
Solo resistente
Alvenaria
de pedras
impermeabilização
Alicerce em alvenaria de pedras
esperas
Bloco de concreto ciclópico
pedras de mão
Tronco piramidal Retangular
Nervurada Sapata Baumgart
Radier flexível Radier rígido
lastro
impermeabilização
Alicerce de tijolos maciços
tijolos maciços
Solo resistente
c onc reto
ferragem
a lvena ria
Sapata corrida
4) Principais tipos de fundações 
Fundação profunda 
 
• Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta), 
ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas; 
devendo sua ponta (ou base) estar assente em profundidade superior ao dobro de sua 
menor dimensão em planta; e no mínimo a 3,0 metros. (NBR-6122/10) 
 
• Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e os tubulões. 
 
 
P
a) b) c) d)
P P P
Terreno resistente
Terreno em
c urso de
c onsolidaç ão
fuste
bulbo
base
esperas
cabeça
Estaca moldada in-loco
ponta
Estaca pré-moldada
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4) Principais tipos de fundações 
NA
tirante
a terro
NT
Estaca de
compressão
Estaca de
tração
Solo resistente
Cortina de estacas-pranchas
trabalhando a flexão
Terreno
natural
Situação de estacas trabalhando a diferentes tipos de esforços 
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4) Principais tipos de fundações 
Estacas tipo Mega utilizadas como reforço de fundações 
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4) Principais tipos de fundações 
Execução de tubulões a ar comprimido 
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4) Principais tipos de fundações / contenções 
3ª etapa : c oloc aç ão
da a rmadura
4ª etapa : iníc io da
c onc retagem
5ª etapa : c onc retagem e
retirada da lama 
5ª etapa : retirada dos tubos 
Equipamento e procedimento executivo de paredes diafragma. 
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4) Principais tipos de fundações 
1ª fase
escavação
e cravação
2ª fase
confecção
do bulbo
3ª fase
concretagem,
adensamento
e retirada do tubo
4ª fase
colocação
das esperas
NA
1ª fase
preparação
2ª fase
cravação
3ª fase
desprender
a ponteira
4ª fase
armadura
concretagem
e retirada do tubo
NA
1ª fase
preparação
da ponteira
(bucha seca)
2ª fase
cravação
3ª fase
confecção
do bulbo
4ª fase
armaduraNA
5ª fase
concretagem
e retirada
do tubo
Execução de estaca tipo raiz
Perfuração com 
revestimento e 
retirada da água e 
do material
Colocação da 
armadura dentro do 
tubo de 
revestimento
Preenchimento do 
tubo de 
revestimento com 
argamassa sob 
pressão
Retirada do tubo e 
preenchimento do 
fuste alargado com 
argamassa sob 
pressão
Algumas técnicas de execução de estacas 
moldadas “in loco” 
4) Principais tipos de fundações 
Ponta é opcional
Seção quadrada
20 x 20
25 x 25
30 x 30
35 x 35
Octogonal
Estribo
helicoidal
Esquema de equipamento para cravação de 
estacas e tipos de estacas cravadas (premoldadas 
em concreto e metálicas) 
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4) Principais tipos de fundações 
4) Principais tipos de fundações 
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4) Principais tipos de fundações 
4) Principais tipos de fundações 
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Maiores detalhes e definições dos diversos tipos de fundações rasas e profundas apresentados anteriormente serão realizados nos 
capítulos seguintes, onde serão estudadas as metodologias de cálculo e projeto para os diferentes tipos de fundações, abordando 
técnicas executivas, custos, tipos de equipamentos, etc. 
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5) Elementos necessários para um projeto de fundações 
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• Dados referentes a Topografia do Terreno e Implantação da Obra 
 
• Levantamento Planialtimétrico e Cadastral do Local (curvas de nível, cortes, etc.). 
 
• Importância da compatibilização dos dados entre projeto arquitetônico / estrutural / levantamento 
topográfico e investigações. 
 
• Local com obstrução na altura (Obras industriais) 
 
• Dados geológico-geotécnicos do terreno 
 
• Investigações geotécnicas (resultados de sondagens SPT, mistas, etc.) 
 
• Ocorrência de argilas muito moles, blocos de rocha, matacões, aterros “recentes”, solos muito 
resistentes (compactos ou com pedregulhos), nível do lençol d’água elevado, artesianismo, etc. 
 
• Confiabilidade e Representatividade das Investigações 
 
 
 
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Topografia do terreno 
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Topografia do terreno 
COMPENSAÇÃO X ATERRO MAL COMPACTADO X FUNDAÇÃO INADEQUADA 
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Dados geológico-geotécnicos 
• Conhecimento básico da geologia local 
 
 
• Reconhecimento do local 
 
Visita ao local observando-se: 
 
• As feições topográficas, 
• Eventuais indícios de instabilidade de taludes, 
• Presença de aterros (bota-fora), 
• Prática local de projeto e execução de fundações, 
• Estado das construções vizinhas, 
• Peculiaridades tais como presença de matacões, afloramentos rochosos, áreas brejosas, minas 
de água, etc.. 
 
 
 
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Conhecimento da geologia local 
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5) Elementos necessários para um projeto de fundações 
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• Dados e informações da estrutura a construir 
 
• Grandeza das cargas a serem transmitidas à fundação – Mapa de Cargas 
• Ocorrência de esforços de tração, flexão, cargas dinâmicas, etc. 
 
 
• Dados complementares sobre as construções vizinhas 
 
– Tipos e condições da estrutura 
– Tipos das fundações 
– Danos já existentes na estrutura e ou nas fundações (Perícia Cautelar) 
– Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela obra. 
 
 
 
• Limitações dos tipos de fundações existentes no mercado 
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Construções vizinhas 
Recalques gerados na casa vizinha devido ao rebaixamento de N.A. 
 
Casa apoiada em fundações rasas e ocorrência de solo 
compressível. 
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• Aspectos econômicos 
 
• Além do custo direto para a execução dos serviços (cravação ou escavação), deve-se considerar o 
prazo de execução das fundações. Há situações em que uma solução mais onerosa a princípio, 
oferece um prazo de execução bem menor, tornando-se mais atrativa, podendo até mesmo gerar 
reduções de custos indiretos; 
 
• Deverão ser levados em consideração custos de “bota fora” de solos escavados, equipamentos 
para remoção dos mesmos, além de mão de obra para confecção de armações de estacas, 
arrasamento das estacas, etc.. 
 
 
Escolha da melhor solução de fundação para o empreendimento 
A escolha de uma fundação só deve ser feita após a constatação que a mesma 
satisfaz as condições técnicas e econômicas da obra em apreço. 
PROJETO 
ARQUITETÔNICO 
PROJETO 
ESTRUTURAL 
(Cálculo das cargas) 
INVESTIGAÇÃO 
DO TERRENO 
(SUBSOLO) 
Definição do tipo 
de fundação 
Em alguns casos o resultado das 
investigações geotécnicas induz a 
alterações estruturais (Projeto 
Estrutural) 
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PROJETO 
ARQUITETÔNICO 
PROJETO 
ESTRUTURAL 
(Mapa de cargas) 
INVESTIGAÇÃO 
GEOTÉCNICA 
(SONDAGENS) 
Definição do tipo 
de fundação 
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PRÉ-PROJETO 
DA EDIFICAÇÃO 
(Arquitetura) 
A realização de sondagens antes 
da efetivação dos projetos 
arquitetônico e estrutural em muitas 
situações otimiza custos executivos 
ou define novos rumos dos projetos 
6) Requisitos a serem atendidos nos projetos de fundações 
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• As cargas devem ser transmitidas a camadas de solos capazes de suportá-las sem ruptura 
(segurança adequada ao colapso do solo); 
 
 
• Os recalques das fundações devem ser compatíveis com os recalques da estrutura a construir; 
 
 
• Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais; 
 
 
• A execução das fundações não deve causar danos às estruturas vizinhas; 
 
 
• Além dos aspectos técnicos, deve atender ao aspecto econômico; 
 
 
• Finalmente: Prazo de execução; 
 
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7) ANEXO: Colapso de edifício de 13 andares na China. 
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• O imóvel tal como foi construído. 
 
• Foi escavada uma "trincheira" de 4,60 metros de profundidade para a construção de uma garagem 
subterrânea no lado sul, lançando-se o material escavado no lado norte numa altura de 10 m. 
 
• Isso resultou numa diferença de carga de 3.000 toneladas entre o lado sul e o lado norte. 
 
• Essa diferença foi além do que a fundação poderia suportar. 
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• Uma seção mostrando a "trincheira" para entrada da garagem e o material escavado no lado oposto. 
 
• Fortes chuvas provocaram infiltrações no solo. 
 
• O edifício começou a movimentar horizontalmente e a fundação não suportou (cisalhamento). 
 
• O edifício começou a se inclinar e tombou. 
 
• Assim nasceu a oitava maravilha do mundo! 
7) ANEXO: Colapso de edifício de 13 andares na China. 
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Engº. Sérgio P M de Araujo - M.Sc em Geotecnia 
7) ANEXO: Colapso de edifício de 13 andares na China. 
7) ANEXO: Colapso de edifício de 13 andares na China. 
Engº. Sérgio P M de Araujo - M.Sc em Geotecnia 
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7) ANEXO: Colapso de edifício de 13 andares na China. 
Engº. Sérgio Paulino Mourthé de Araujo - M.Sc em Geotecnia