História das Fundações no Brasil

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São Paulo, 15 de março de 2018.
UNIVERSIDADE PAULISTA – ENGENHARIA CIVIL
FUNDAÇÕES
1.0. Introdução 
Fundações o (infraestruturas) são coisas que não subsistem por si sós, são sempre fundações de alguma coisa (superestruturas). Daí o histórico tão condensado precisa, também necessariamente, incluir algo sobre superestruturas, embora de maneira mais singela e mais concisa ainda. Se, a mais, considerar-se que as práticas tanto de super. como de infraestruturas sempre tiveram forte conotação cultural, resulta claro, de tudo isso, que uma história da técnica das fundações deve ser mais conceitual do que factual, no sentido de que, ligada a cultura do homem desde a pré-história, foi formando seus conceitos como sínteses de toda uma vasta e multe milenar experiencia.
1.1. Sobre Fundações 
Mais sensível ao clima que outros animais do paleolítico, o homem procurou abrigar-se primeiro em grutas e cavernas, onde não existiam, tratou de improvisar abrigos imitando-as, pois alguns tinham os seus pisos a mais de 2 m abaixo do nível do terreno adjacente, enquanto outros eram escavações verticais, como poços rasos. Assim é provável que no Neolítico, quando o homem que na idade anterior já aprendera a lascar a pedra e, agora sedentário, construiu suas principais cabanas, já tivesse alguma noção empírica sobre a resistência e a estabilidade dos materiais da crosta terrestre. Tais choupanas eram de madeira eram de madeira, leves, portanto, mas quando construídas à beira dos lagos, sobre estacas elevadas, as palafitas, devem ter proporcionado ideias adicionais sobre a resistência do solo. Cabanas feitas de pedra eram raras, só onde não havia madeira ou em sítios batidos por ventos intensos. 
No neolítico o homem usara principalmente a terra para construir pequenos montes chatos e largos, em geral para jazigos, conhecidos na Europa como tumuli, mas encontrados também nas américas pré-históricas.
No Brasil, coisas semelhantes foram os sambaquis ou casqueiros. Toda via, ainda no inicio da idade do ferro, as construções de madeira eram comuns, mas o fato importante da idade dos metais foi que estes propiciaram as ferramentas para o trato dos materiais e para perfurar o solo (encontradas também entre os Incas), facilitando a introdução das precursoras das estacas de hoje. A proposito das palafitas, acredita-se hoje que não ficavam sobre estacas dentro d’água, mas sobre andas (espécie de perna de pau) às margens dos lagos, pois foram encontradas varias de suas plataformas superpostas, sugerindo a reconstrução após ruptura ou apodrecimento de suas pernas de sustentação 
Nos antigos impérios do Oriente Próximo, os materiais de construção passaram a ser o tijolo cerâmico e a pedra, aquele na Mesopotâmia e está no Egito. Os terrenos que recebiam suas construções maiores e mais pesadas em geral cediam e s construções ruíam ou erma demolidas com posterior aproveitamento dos escombros, uma vez que não havia fundações preparadas, como em épocas mais modernas se passou a fazer.
1.2. HISTÓRIA DE FUNDAÇÃO NO BRASIL 
Durante a época colonial no Brasil, as construções, segundo Katinsky podiam ser classificadas em três tipos de obras: as destinadas a amparar a produção colonial de exportação, as para garantir a comunidade administrativa e social da colônia, e as que tinham em vista a satisfação das suas necessidades internas. Ao primeiro grupo correspondiam, principalmente, as obras relacionadas com a indústria do açúcar e as precárias instalações portuárias de exportação. Essas quase sempre se resumiam a plataformas onde atracavam pequenas embarcações, a remo, que transferiam a cargas aos navios, fundeados ao lago 
No segundo grupo estavam as fortalezas militares, construídas ao longo da costa, e algumas delas, nas fronteiras com as colônias espanholas, os quarteis e os edifícios públicos e as cadeias 
No terceiro grupo reúnem-se as obras civis, casas de moradia, tanto dos ricos como dos pobres, casas de comercio, armazéns e moinhos de farinhas, inclusive igrejas mais pobres que não eram sujeitas à aprovação superior. Nesses edifícios dominavam as técnicas locais de taipas tanto de pau-a-pique, como de pilão, sobre as fundações dessas obras muito pouco se sabe, além da tradição dos alicerces das obras comuns, constituídas por pedras socadas em valas escavadas ao longo das paredes.
1.3. PRIMEIRAS OBRAS GEOTÉNICAS NO BRASIL 
 Com a chegada da família real portuguesa ao Brasil, em 1808, foram fundadas as primeiras escolas de ensino superior, além de bibliotecas, museus e jardins botânicos. A engenharia civil, e com ela as técnicas de construções e fundações começam a serem ensinadas na Academia Militar, vindo a se tornar um curso específico apenas em 1845. Em 1847 é criada a Escola Politécnica do Rio de Janeiro e a Escola de Minas de Ouro Preto, em cujos programas já se contemplavam as técnicas de fundações na disciplina Estudo dos Materiais de Construção e sua Resistência, Tecnologia das Profissões Elementares, Arquitetura Civil. Esta disciplina daria origem às disciplinas de Construção e Grande Estruturas, que posteriormente se transformariam nas atuais Mecânica dos Solos e Fundações. No século XIX foi grande o interesse pelos estudos geológicos no Brasil, principalmente devido aos interesses ligados à mineração do ferro.
 A primeira obra de geologia do Brasil surge em 1874, publicada em Boston por Charles Frederick Hartt e intitulada como “Geologia e Geografia Física do Brasil”. Neste livro são freqüentes as citações às investigações geológicas ao longo dos traçados das estradas de ferro construídas na época, contribuindo assim para o surgimento da Geologia de Engenharia, que só viria a acontecer em 1907, quando Miguel Arrojado Lisboa investigou as formações geológicas ao longo do traçado da Estrada de Ferro Noroeste do Brasil, e em 1909 estudou geologicamente os locais de construção de barragens de obras contra a seca no Nordeste do país. A grande atividade de engenharia durante o império foi a construção de estradas de ferro nas quais o projeto e a construção das fundações de aterros e das obras de arte estavam presentes. Infelizmente referências a tais obras aparecem muito pouco na literatura nacional. 
No início do séc. XX, com o advento do concreto armado foram construídos os primeiros edifícios de grande porte no Rio de Janeiro e em São Paulo, dos quais infelizmente não existem informações a respeito das suas fundações. Informações mais precisas a respeito das fundações dos edifícios construídos datam da década de 1930, quando os edifícios de concreto armado já se apoiavam sobre sapatas de concreto armado ou blocos de concreto simples. As fundações profundas eram de estacas de madeira ou pré-moldadas de concreto armado e capeadas por blocos de concreto. Dentre as primeiras publicações pioneiras na área de Mecânica dos Solos, destaca-se aquela publicada em 1920 por Domingos J. S. Cunha, professor de Materiais de Construção da Politécnica do Rio, na Revista Brasileira de Engenharia, intitulada “Experimentação dos Terrenos para Estudos de Fundação”. Uma série de trabalhos foi publicada entre 1926 e 1927 por Emydio de Moraes Vieira sobre as características de deformabilidade dos solos. Outros pioneiros que se destacaram foram Victor Ribeiro Leuzinger e Mário Whately. Na década de 1920 houve uma verdadeira revolução na engenharia brasileira, com o aparecimento da pesquisa tecnológica. Em 1926 foi criado o Laboratório de Ensaios de Materiais, destinado a resolver principalmente problemas relacionados ao concreto armado, e que se transformaria posteriormente, em 1934, no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Em 1938 foi criada no IPT por Odair Grillo, que teve como assistentes Raimundo de Araújo Costa, Othelo Machado e Milton Vargas, a Seção de Solos e Fundações. Nos anos seguintes, vários Estados da Federação enviaram engenheiros de seus quadros para se especializarem em solos no IPT, entre eles, Mário Brandi, do Rio de Janeiro, que organizou e operou o primeiro laboratóriode solos para barragem de terra, em Curema em 1938; Casimiro 9 Munarski, do Rio Grande do Sul; Pelópidas Silveira, de Pernambuco; Hernani Sávio Sobral, da Bahia e Samuel Chamecki, do Paraná, os quais montaram e puseram em operação a seção de solos nos respectivos Estados. As principais atividades desenvolvidas no IPT visavam atingir dois campos de atuação bem específicos, o de construção de estradas e o estudo das fundações de pontes e edifícios. Na área de estradas, o desafio era desenvolver métodos de dimensionamento de pavimentos baseados nas teorias da Mecânica dos Solos. Na área das fundações de edifícios, o desafio inicial era desenvolver métodos de prospecção de subsolo, ou seja, projetar e construir equipamentos de sondagem, e treinar mão-de-obra para a realização das sondagens. Isto foi feito durante o ano de 1939 nas sondagens para estudos de fundações de pontes rodoviárias do DER de São Paulo. Em 1944, foi fundada a Geotécnica S/A, a primeira firma especializada em estudos e projetos de solos e fundações no Brasil. Em 1948, chega ao Brasil a publicação de Terzaghi e Peck, o “Soil Mechanics in Engineering Practice”, onde é apresentado um novo método de prospecção geotécnica conhecido com SPT (Standard Penetration Test), e com ele um novo parâmetro, o NSPT, largamente utilizado até os dias atuais como ferramenta de prospecção geotécnica. 
A partir deste momento foi crescente o desenvolvimento da engenharia geotécnica no Brasil, com contribuições de autores de diversas partes do país, na área de melhoria dos solos, desenvolvimento de novos métodos de dimensionamento e de novas técnicas construtivas para fundações, barragens, obras de contenção, etc, como também de novas técnicas e equipamentos para investigação geotécnica, seja de campo ou laboratório, etc. Ainda assim, são inúmeras as incertezas existentes em vários métodos de dimensionamento e de avaliação de desempenho de obras geotécnicas, sendo, portanto, necessária a busca contínua de melhores metodologias de projeto e de técnicas construtivas mais eficientes.
1.4. ELEMENTO NECESSÁRIO PARA UM PROJETO DE FUNDAÇÃO
Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de fundações são:
1.4.1. Topografia da Área 
· Levantamento topográfico (planialtimétrico)
· Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam, no caso de acidente, atingir o terreno)
· Dados sobre erosões (ou evolução preocupantes na geomorfologia)
1.4.2. Dados Geológicos-Geotécnicos
· Investigação do subsolo (preferencialmente em 2 etapas: preliminar e complementar)
· Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiencias anteriores na área 
1.4.3. Dados da Estrutura a Construir 
· Tipo e uso que terá a nova obra
· Sistema Estrutural 
· Cargas (ações nas fundações)
1.4.4. Dados sobre Construções Vizinhas 
· Tipo de estrutura e fundações 
· Número de pavimentos, carga média por pavimento 
· Desempenho das fundações 
· Existência de subsolo
· Possíveis consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra
1.4.5. Ações nas fundações 
As solicitações a que uma estrutura está sujeita pode ser classificada de diferentes maneiras. No exterior é comum separá-las em 2 grandes grupos:
a) Cargas vivas, separadas em:
· Cargas operacionais (ocupação, armazenamento, passagem de veículos, frenagem etc.)
· Cargas ambientais (ventos, correntes etc.) e
· Cargas acidentais (colisão, explosão, fogo etc.).
a) Cargas mortas ou permanentes (peso próprio, empuxo de terras e agua etc.)
 Já no Brasil, a norma NBR 8681/84 (“Ações e Segurança nas estruturas) classifica as ações nas 
b) Ações permanentes: as que ocorrem com valores constantes durante praticamente toda a vida da obra (peso próprio da construção e de equipamentos fixos, empuxos, esforços, devidos a recalques de apoios)
c) Ações Variáveis: as que ocorrem com valores que apresentam variações significantes em torno da média (ações devidas ao uso da obra, tipicamente)
d) Ações excepcionais: as que têm 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, incêndios, enchentes, sismo)
1.5. TIPOS DE FUNDAÇÕES 
As fundações diretas ou superficiais são aquelas em que a carga é transmitida ao solo, predominantemente pelas tensões distribuídas sob a base do elemento estrutural de fundação. A NBR 6122 afirma ainda que a profundidade de assentamento de uma fundação superficial em relação ao terreno adjacente deve ser inferior a duas vezes a menor dimensão do elemento estrutural. Enquadram-se nesta definição: 
• Sapatas isoladas: elementos de concreto armado dimensionados de forma que as tensões de tração geradas não sejam resistidas pelo concreto e sim pelo aço; 
• Sapatas associadas: sapata comum a vários pilares cujos centros gravitacionais não estejam situados no mesmo alinhamento. 
• Sapatas corridas: sapata sujeita a ação de uma carga distribuída linearmente. 
• Radies: fundação superficial que abrange todos os pilares de uma determinada obra ao mesmo tempo;
 • Vigas Baldrame: O baldrame é a viga de apoio de construções sobre o solo, sendo uma espécie de “base geral”, que distribui o peso da construção pelo terreno e mantém sua estrutura unida.
• Blocos: elementos de concreto simples, ou ciclópico dimensionados de forma que as tenções de tração geradas sejam resistidas unicamente pelo concreto; 
Fundações profundas são aquelas em que a carga é transmitida ao terreno pela sua base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência lateral) ou por uma combinação destas, estando assente a uma profundidade igual ao dobro da sua menor dimensão em planta, ou de no mínimo a 3 metros.
 
Enquadram-se nesta definição:
 • Tubulões: elemento de fundação em que a carga é transmitida pela base (resistência de ponta) que em qualquer fase de sua execução haja descida de operário.
• Estacas: elementos de fundação executada inteiramente por ferramentas ou equipamentos, não ocorrendo descida de operário em qualquer de suas fases de execução.
• Caixões: elemento de fundação de forma prismática concretado na superfície e inserido no terreno por meio de escavação interna.
1.6. Conclusão 
As Fundações e Obras de Contenção é de grande relevância na formação do engenheiro civil, tendo como objetivo apresentar os principais métodos de investigação geotécnica existentes, as definições, os métodos de dimensionamento e os processos executivos dos vários tipos de fundações e obras de contenção. Sendo assim está pesquisa tem intuito de proporcionar o conhecimento dos conceitos básicos necessários ao ingresso no campo da Geotecnia, habilitando a reconhecer os principais problemas e dificuldades existentes, elaborando soluções que levem em conta os aspectos técnicos e econômicos, para soluções futuras de fácil e rápido modo, com organização e estratégia para um eventual estudo de caso.
1.0. Referências Bibliográficas:
Livro, Manual do Construtor Especial, Ed. 8 – Fundações 
Livro, Fundações Teoria e Praticas – Hachich, W cap,1
Katinsky, J, R – Sistemas Construtivos Coloniais” in “História da Técnica e da Tecnologia no Brasil” UNESP CEETEPS. São Paulo, 1994
Sillva-Nigra, D. Clemente Maria da – “Três Artistas Beneditinos”. Ministério da Educação e Cultura. Tipografia Beneditina Ltda. Salvador, Bahia, 1950
Silva Telles, P, C. da – “História da Engenharia no Brasil (Séculos XVI a XIX)”. Livros Técnicos e Científicos Editoras S/A. Rio de Janeiro, 1984
Santos, S. dos – “André Rebouças e o seu tempo”. Rio de Janeiro, 1985.
Abastecimento de d’água. Reservatório do pedregulho, p.108. Revista do Clube de Engenharia, ano III, n°7. Rio de janeiro, 1880
Joppert Da Silva,M “Francisco de Paula Bicalho. Engenheiro Hidráulico”. Revista do Clube de Engenharia n°137. Janeiro 1948.
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https://www.escolaengenharia.com.br/sapatas-de-fundacao/
http://engenhariaconcreta.com/sapatas-isoladas-processo-executivo-e-dicas-importantes/ 
http://infraestruturaurbana17.pini.com.br/solucoes-tecnicas/20/fundacao-com-tubuloes-perfuracao-profunda-usada-na-construcao-de-271662-1.aspx
https://www.escolaengenharia.com.br/tipos-de-estacas-para-fundacao/
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