AULA 10

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Pontes
Aula 10: Pilares e Cargas nas Fundações
Apresentação
Nesta aula, aprenderemos que a Infraestrutura das Pontes pode ser de�nida como Fundação Rasa ou Fundação Profunda.
Os Pilares das Pontes são executados sobre as Fundações, possuindo assim a responsabilidade de transmitir as Cargas
da Superestrutura até a Infraestrutura.
Em Pontes construídas em um corpo hídrico com uma pequena lâmina d’água, a infraestrutura deve ser construída com
fundações diretas, sendo assim executadas dentro de ensecadeiras.
Veremos também que quando as Pontes são construídas em corpos hídricos com lâmina d’água grande, a fundação
utilizada deve ser a Profunda, pois a pressão da água é excessiva devido à altura da sua lâmina d’água, sendo assim
executadas com o auxílio de barcaças.
Objetivos
Identi�car a infraestrutura;
Analisar os pilares e tubulões;
Listar os tipos de fundações.
Noções introdutórias
A Infraestrutura é a Fundação Rasa e/ou a Fundação Profunda dos Viadutos e Pontes. Quando é realizada a construção de
viadutos, ou seja, havendo a necessidade de elaborar fundações localizadas em ambiente seco, são usados os métodos
construtivos convencionais. Mas, por outro lado, quando as fundações estão dentro de um corpo hídrico, a construção de
Pontes deve utilizar métodos mais avançados.
Atenção
As Fundações são importantes, pois recebem as cargas verticais e horizontais atuantes na Mesoestrutura, que são
provenientes do Tabuleiro, sendo estas as Cargas Móveis e o peso dos elementos da própria Mesoestrutura. Estas cargas são
transmitidas à infraestrutura através dos Pilares das Pontes.
O dimensionamento dos Pilares deve seguir os parâmetros da NBR 6118 (2003), dimensionamento de Estruturas de Concreto
Armado, onde a combinação de cargas para �ns de dimensionamento é expressa pela seguinte equação:
F = 1,4 + 1,68F
Onde:
gk – É a Carga Permanente Total em kN, sendo a soma de elementos permanentes da estrutura como Guarda-corpo, Estrutura
de Concreto, Guarda-Rodas de Concreto e Pavimentação.
g1k – São as Cargas Variáveis.
d gk q1k
Essas cargas, provenientes da Superestrutura das Pontes, são transmitidas
pelos Pilares até a infraestrutura.
Em Pontes construídas em um corpo hídrico com uma lâmina
d’água pequena, deve-se construir a infraestrutura com
fundações diretas, devendo assim ser executadas dentro de
ensecadeiras. As fundações rasas ou fundações diretas são
as que estão assentadas em profundidades não menores que
1,50 metros e não superiores a duas vezes a menor
dimensão da fundação.
(DNER, 1996)
Segundo o DNER (1996), para a utilização de fundações diretas super�ciais, em sapatas de concreto armado ou em blocos de
concreto simples, deve-se analisar a resistência e possível deformidade na camada de assentamento da fundação, sempre em
terreno natural, e no solo subjacente, inclusive pela pressão admissível sobre o terreno da fundação.
A profundidade do assentamento de uma fundação direta deve estar su�cientemente próximo da superfície para que a
implantação das sapatas não gere grandes escavações ou possam interferir negativamente nas estruturas próximas. O cálculo
da fundação direta ou rasa, neste caso a Sapata, é expresso pela seguinte equação:
S= N /σ
O nível de assentamento da fundação deverá respeitar, sempre que possível, a localização em uma mesma camada de solo, de
modo a reduzir os recalques localizados. Quando as fundações estão situadas em camadas não uniformes, sempre deve-se
levar em consideração a possibilidade da ocorrência destes recalques localizados.
As fundações diretas podem ser construídas dentro de estacas prancha ou até mesmo barragens de terra formadas com a
movimentação de terra. Nas duas técnicas, são formadas valas a céu aberto que permitem suportar os empuxos de água.
A construção da Infraestrutura, utilizando fundação direta e ensecadeiras em estaca prancha dentro de um corpo hídrico com
uma lâmina d’água pequena, pode ser vista nos esquemas a seguir:
máx. adm.
Figura 01 – Corpo Hídrico Com Lamina D’Água Pequena
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 02 – Corpo Hídrico Com Vala Escorada
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 03 – Detalhe do Uso das Estroncas
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 04 – Montagem da Infraestrutura com o Uso das Estroncas
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 05 – Lâmina D’Água Pequena a Receber a Intervenção
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 06 – Corpo Hídrico Com Ensecadeiras de Terra
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 07 – Detalhe da Ensecadeiras de Terra no Centro do Corpo Hídrico
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 08 – Montagem da Infraestrutura com o Uso da Ensecadeiras de Terra
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Segundo Stucchi (2006), para a construção de fundações profundas, quando a lâmina d’água é pequena deve ser montada uma
plataforma estaqueada provisória, onde são executadas as fundações de�nitivas que, por serem profundas, podem ser pré-
moldadas, escavadas, tubulões e caixões.
Os esquemas a seguir apresentam a montagem da plataforma estaqueada provisória e o seu futuro desmonte já com a
fundação profunda instalada:
Figura 09 – Montagem da Infraestrutura com Plataforma Estaqueada Provisória
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 10 – Montagem do Tubulão
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 11 – Concretagem e conclusão do Tubulão
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Figura 12 – Desmonte da Plataforma Estaqueada Provisória
Fonte: Ponte Projetada por Roberto Lucas Junior através do software Sketch Up (2017)
Atenção
Segundo Stucchi (2006), no caso de corpos hídricos com Lâmina d’água grande, as duas soluções anteriores não podem ser
utilizadas, pois a pressão da água é excessiva devido à altura da sua lâmina d’água. Desse modo, opta-se pelas fundações
profundas com o auxílio de barcaças.
As barcaças devem ser su�cientemente grandes para
suportar os equipamentos para a perfuração, os guindastes,
as betoneiras e todos os materiais usados na construção
das fundações. Para que haja precisão na locação das
fundações, estas barcaças são �xadas às margens dos
corpos hídricos por cabos e em corpos hídricos mais largos,
como baías e mares, elas podem ser ancoradas no fundo.
Sua escolha depende da análise técnica do responsável pela
construção e do escopo técnico/�nanceiro da obra, que está
diretamente relacionado à resistência da fundação,
contendo a capacidade de carga a níveis diferentes, tanto do
solo como dos elementos da fundação. Outro fator que
interfere diretamente na escolha são as condições de
acesso ao local, com sua necessidade de deslocamento dos
equipamentos e as características do subsolo, como
problemas para o alargamento da base dos tubulões, a
posição do lençol freático e profundidade necessária para a
fundação.
 Figura 13 – Barcaça para Construção de Pontes
 Figura 14 – Fundações profundas em lâmina d’água pequena
As fundações profundas também devem ser executadas
quando a camada resistente está situada muito abaixo da
superfície, mesmo quando a lamina d’água for pequena,
quando camadas subjacentes estão sujeitas a recalques
incompatíveis com as cargas provenientes da Ponte que se
deseja construir. A �gura a seguir apresenta a locação de
fundações profundas em um corpo hídrico com lâmina
d’água pequena devido à carga excessiva que uma Ponte
transmite para a terra.
Principalmente as Fundações Profundas instaladas em lâmina d’águas
profundas devem ser calculadas prevendoa ocorrência de Ações
Excepcionais.
Saiba mais
Como já visto anteriormente, as Ações Excepcionais são aquelas que possuem uma curta duração em sua ocorrência e
ocorrem raramente durante toda a vida útil da construção, mas devem ser previstas no projeto das Pontes. No caso das
fundações, a pior Ação Excepcional que pode ocorrer é o choque de embarcações. Esses choques são mitigados em Pontes
com a Inclusão de dispositivos chamados Defensa, que são capazes de proteger a estrutura contra esse tipo de acidente, o que
torna desprezível a veri�cação sobre a estrutura principal.
 Figura 15 – Defensas da Ponte Rio-Niterói
Fundações em Estaca
Segundo o DNER (1996), as Fundações em Estaca podem ser classi�cadas de acordo com diversos critérios, sendo mais
comuns as classi�cações de acordo com:
1
O material;
2
O processo de fabricação;
3
A execução;
4
A função.
De acordo com o material utilizado podem ser classi�cadas como:
Clique nos botões para ver as informações.
As estacas de madeira possuem restrições que tornam desaconselhável a sua utilização na fundação de Pontes devido a
sua pouca resistência a variações excessivas no nível dos corpos hídricos. Por esse motivo, a resistência e a estabilidade
das estacas de madeira devem ser veri�cadas periodicamente, pois as mudanças aceleram a sua degradação.
Por esse motivo, estas Pontes buscam vencer o vão sem possuir qualquer contato com o corpo hídrico, como visto na
Figura apresentada abaixo.
Estacas de Madeira 
 Figura 16 – Estacas de Madeira
 Figura 17 – Ponte de Madeira
Segundo o DNER (1996), as estacas de concreto são divididas em pré-moldadas e moldadas in loco, sendo que as
estacas pré-moldadas possuem boa capacidade de carga e podem ser empregadas em todo tipo de solo, estando acima
ou abaixo do nível da lâmina d’água. Estas estacas atravessam terrenos rígidos e compactos sem romper, mas não é
aconselhável que sejam usadas em solos arenosos com pedras ou pedregulhos.
Por outro lado, as estacas de concreto moldadas in loco são alocadas em posições planejadas nos projetos, enchendo
assim as perfurações executadas no terreno que podem ser produzidas por escavações ou por cravações de tubos de
ponta fechada, com a estabilidade das perfurações garantidas antes e durante o lançamento do concreto.
Estacas de Concreto 
 Figura 18 – Ponte com Estacas de Concreto
 Figura 19 – Ponte Construída sobre Estacas de Concreto
As estacas de aço são consideradas boas fundações pela sua fácil cravação e pela sua grande capacidade de carga, além
da resistência à �exão. Devido ao pequeno deslocamento que estacas de aço provocam no solo durante a sua cravação,
elas podem ser cravadas junto a fundações existentes. Em solos muito densos e com possíveis movimentações, as
estacas de aço oferecem, pela sua grande resistência à �exão, a melhor solução em fundação para Pontes.
Estacas de Aço 
 Figura 20 – Ponte em Estaca de Aço
 Figura 21 – Ponte em Estaca de Aço
Leia mais sobre as modelos de pontes com Estacas.
 Estacas 
 Clique no botão acima.
Estacas Pré-moldadas de Concreto
As Estacas Pré-moldadas de Concreto possuem vantagens, como formas diversi�cadas, variação na capacidade de
carga, e a sua qualidade está diretamente compatível com a durabilidade que se deseja alcançar. As Estacas Pré-
moldadas também apresentam desvantagens como os reduzidos comprimentos das peças pré-moldadas que são
limitadas pelo peso, e a sua di�culdade no transporte e em seu manuseio, além dos cuidados excessivos em suas
emendas e na sua locação, devido às vibrações e ao adensamento provocado pela cravação.
Estacas Moldadas in loco
As estacas moldadas in loco são consideradas armadas devido às solicitações provocadas pela sua utilização na
Ponte ou por razões da sua forma de execução, considerando sempre as condições de concretagem das estacas.
Como desvantagem, as estacas moldadas in loco di�cultam o controle da qualidade do concreto e a continuidade do
fuste, além disso, a concretagem deve ser feita com o máximo de cuidado para evitar a quebra da continuidade.
Estacas Cravadas, que são divididas em Estacas Cravadas por Percussão; Estacas Cravadas por Vibração e
Estacas Cravadas por Prensagem;
Estacas Perfuradas, que são divididas em Estacas Perfuradas Brocas; Estacas Perfuradas Tipo Strauss e
Estacas Perfuradas Escavadas.
De acordo com a função, elas podem ser classi�cadas como:
- Estacas de Fundação;
- Estacas de Contenção;
- Estacas de Defensas.
Tubulões
Os Tubulões são estruturas metálicas, em formato de tubos, que são usados como “camisas metálicas" na concretagem das
fundações profundas de Pontes.
Segundo o DNER (1996), os tubulões são usados quando o nível d’água está
abaixo da cota de assentamento da base, ou quando é possível rebaixá-lo,
ou esgotar com facilidade a água contida na escavação, sem comprometer a
estabilidade das paredes.
O tubulão é executado a céu aberto, com escavação manual até a cota inferior da base. A sua concretagem a céu aberto é feita
com funil, cujo comprimento não deve ser inferior a cinco vezes o diâmetro. Mas quando não é possível retirar a água, recorre-
se à execução de tubulão com revestimento de concreto ou de aço, a ar comprimido ou, quando não haja necessidade de
alargamento da base, a escavação mecânica.
Quando há o revestimento em concreto do tubulão, há a
execução na superfície do terreno ou na própria escavação
através de segmentos que são introduzidos de acordo com
o avanço da escavação interna. No caso de ser atingido o
lençol freático, deve-se adaptar o equipamento pneumático
até se atingir a profundidade desejada, escavando-se
posteriormente a sua base.
Segundo DNER (1996), a camisa de aço é utilizada com o
concreto, ou seja, possui a função de manter aberto o furo e
garantir a integridade do concreto ao longo do fuste do
tubulão. Neste processo, em solos normais, a camisa
poderá ser recuperada durante o processo de concretagem,
considerando uma diminuição de 1/16” na espessura da
chapa devido a possíveis oxidações, mas em terrenos
agressivos é desaconselhável contar com a resistência da
camisa de aço.
 Figura 22 – Pilar com Camisa de Aço
Segundo o DNER (1996), a carga admissível de um tubulão depende da sensibilidade da construção projetada aos recalques,
especialmente aos recalques diferenciais, que prejudicam a estabilidade.
 Figura 23 – Tubulões sobre o Píer
Em Pontes, o diâmetro mínimo externo dos tubulões de
concreto armado não é inferior a 1,20m e o seu diâmetro
interno é, em média, de 80 centímetros. Em tubulões de
Pontes com diâmetros externos entre 1,40 e 1,60 metros é
aconselhável manter o diâmetro interno em 80 centímetros
para que, com estas paredes mais grossas, o tubulão �que
mais pesado e desça mais rápido e facilmente até a posição
desejada. (DNER, 1996)
Saiba mais
Uma famosa Ponte cuja Infraestrutura foi construída com tubulões em camisa de aço é a Ponte Rio-Niterói. Ao todo, abaixo de
cada pilar, posicionados abaixo da lâmina d’água, há pelo menos 10 tubulões instalados.
 Figura 24 – Ponte Construída com Tubulão
Caixões
Em casos especiais, quando há cargas elevadas e a lâmina d’água possui altura considerável, deve-se empregar a fundação
tipo Caixão. Pois, podem ser executadas através de dois processos, a “céu aberto” ou a “ar comprimido”, onde o problema da
�utuação do Caixão até a sua alocação sobre o terreno deve ser previsto, para que este atinja com perfeição a profundidade
desejada.
Segundo o DNER (1996), a profundidade que os caixões alcançam depende
das tensões aplicadas ao solo e a sua previsão quanto à erosão.
Saiba mais
A Ponte JK em Brasília, construída no Lago Paranoá e vista na Figura abaixo, foi construída usando a tecnologia Caixão. Nesta
Ponte, os blocos de fundações com dimensões laterais que ultrapassam 20 metros foram executados fora da água e
posteriormente submersos até alcançar a cota desejada abaixo do Lago.
 Figura 25 – Caixão
Atividades
1. Qual as diferenças fundamentais entre as Fundações Rasas e as FundaçõesProfundas para Pontes?
2. Além do uso das Fundações Profundas em locais onde há a incidência de lamina d'água grande, em qual outro caso
especí�co este tipo de fundação deve ser usado? Apresente um exemplo.
3. Quais as restrições encontradas em Estacas de Madeira?
4. Quais as vantagens das Estacas de Aço?
5. Quando há grandes cargas e uma lâmina d'água grande, qual tipo de Fundação deve ser usado?
NotasReferências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: Dimensionamento de Estruturas de Concreto Armado. Rio de
Janeiro, 2003.
l d d d d l d d b d d
BRASIL. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. DNER. Manual de Projeto de Obras-de-Arte Especiais. Rio de
Janeiro, 1996.
STUCCHI, F. R. Pontes e Grandes Estruturas. Departamento de Estruturas e Fundações, Escola Politécnica, Universidade de
São Paulo, São Paulo, 2006.
Explore mais
Assista aos vídeos a seguir e aprenda mais um pouco:
• Bridge construction in sea, complete Video of Gulf Bridges <https://www.youtube.com/watch?v=Ue5ght7izjc>
• Alconetar Bridge - Construction Process <https://www.youtube.com/watch?v=o4eM0qoUhaE>
• Ponte sobre o Rio Pericumã - MA <https://www.youtube.com/watch?v=2_vvUiRLcJQ>
https://www.youtube.com/watch?v=Ue5ght7izjc
https://www.youtube.com/watch?v=o4eM0qoUhaE
https://www.youtube.com/watch?v=2_vvUiRLcJQ