Fundações_Geotecnia_II

Prévia do material em texto

02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
Fundações ‐ Geotecnia
• Carga horária 20 hs
• Professor:• Professor:
Francisco Chagas  da Silva Filho, DSc
Doutor  em Geotecnia
OBJETIVO
Geotecnia é o ramo da Engenharia que se ocupa da 
caracterização e do comportamento dos materiais e terrenos da 
crosta terrestre para fins de engenharia, com várias aplicações 
como fundações de edificações, escavações, aterros e 
contenções
OBJETIVO
Definir fundação, escavações e contenções, apresentando os 
vários tipos. Estudar os métodos de dimensionamento de 
fundações diretas e profundas. Escolher o tipo de fundação e 
estimar o recalque
02/05/2013
2
PROGRAMA
• Introdução
• Solos especiais: Caso dos Parecis
• Sistema solo x fundação
• Tipos de fundações
• Investigação geotécnica
• Escolha do tipo de fundação
• Fundação Superficial• Fundação Superficial
• Capacidade de carga
• Estimativa de Recalques
• Fundação profunda
• Capacidade de carga de fundações profundas
• Escavações
PROGRAMA
Solos Especiais: Caso dos Parecis
Problemas especiais em solos expansivos e solos 
colapsiveis:Estudo do caso de Campo dos Parecis ‐MTp p
PROGRAMA
Sistema Solo x Fundação:
Elementos de uma obra para fins de fundação. 
Conceituação de Fundação. Variáveis do Sistema 
Solo‐Fundação.  .
02/05/2013
3
PROGRAMA
Tipos de Fundações:
Fundações Diretas, blocos, sapatas, vigas de fundação. 
Fundações profundas, estacas tubulões
PROGRAMA
Investigações Geotécnicas:
Normas aplicadas às sondagens. Tipos de Sondagens: 
Percussão, Rotativa, Cone. Ensaios de laboratório. , ,
Interpretação dos dados de sondagens
PROGRAMA
Escolha do tipo de fundação:
Critérios básicos para escolha. Fluxograma para projeto 
de fundações de edificações.ç ç
02/05/2013
4
PROGRAMA
Capacidade de carga:
Tipos de ruptura, generalizada, localizada e por punção. 
Teoria de Terzaghi. Proposta de Meyerhof. Área Efetiva. g p y
Proposta de Brinch Hansen
PROGRAMA
Estimativa de Recalques e tensão admissível:
Recalques em Meio Elástico. Método de Schmentman
PROGRAMA
Fundação Profunda:
Tipos e características de fundações profundas
02/05/2013
5
PROGRAMA
Capacidade de carga de fundações profundas:
Métodos para determinação da capacidade de carga de 
fundações profundas (determinação do comprimento 
d ) é d ó é dde estacas). Métodos teóricos e métodos semi‐
empíricos (Aoki‐Velloso e Decourt‐Quaresma)
PROGRAMA
Escavações:
Escavação e Estruturas de Contenção. 
METODOLOGIA
Apresentações em “PowerPoint”
Foram preparadas  apresentações em “PowerPoint” 
com uso intensivo de entrada dinâmica de textos paracom uso intensivo de entrada dinâmica de textos para 
reduzir a monotonia das aulas, procurando‐se prender 
atenção dos participantes aos textos que serão 
apresentados.
02/05/2013
6
AVALIAÇÃO
A avaliação será fracionada e aplicada ao 
final de cada turno e cobrindo o conteúdo 
trabalhado em sala de aulatrabalhado em sala de aula
Bibliografia
• Caderno de Encargos: Fundações e Contenções
• Curso Básico de Mecânica dos Solos – 2000 – Carlos de Sousa Pinto
• An Introduction to Geotechnical Enginering. ‐1981‐ Robert D. Holtz 
e William D. Kovacs 
• Advanced Soil Mechanics – 1983 – Braja M. Das
• Fundamentos de Engenharia Geotécnica ‐ 2006 ‐ Braja M. Das
• Fundações Diretas – Projeto Geotécnico – J. C. Cintra, Nelson Aoki e 
J. H. Albiero
• Fundações por Estacas – Projeto Geotécnico – J. C. Cintra, Nelson 
Aoki .
• Exercícios de Fundações – 1988 – Urbano Alonso 
• Fundações – 2004 – Dirceu Velloso e Francisco de Rezende Lopes 
• Ensaios de Campo e suas Aplicações a Engenharia de Fundações –
2000 – Fernando Schnaid
• Desempenho de Obras Geotécnicas – 2006 – Jaime Gusmão Filho
• Patologia das Fundações – 2009 – Jarbas Milititsky
O que devemos saber para fazer 
um projeto geotécnico?p j g
02/05/2013
7
Elementos necessários e critérios 
de projeto
• Topografia da área
– Levantamento topográfico, dados sobre taludes e 
encostas e dados sobre erosões
• Dados geológicos‐geotécnicos
– Investigação do sub‐solo e outros dados (mapas, fotosInvestigação do sub solo e outros dados (mapas, fotos 
aéreas etc.)
• Dados da estrutura a construir
– Tipo, sistema estrutural e Cargas
• Dados sobre construções vizinhas
– Tipo (estrutura e fundações), número de pavimentos, 
subsolo, escavações, vibrações
Ações nas fundações
• Cargas vivas
• Cargas mortas ou permanentes
• Ações permanentes
• Ações variáveis
• Ações excepcionais
Requisitos de um projeto de Requisitos de um projeto de 
fundaçãofundação
a. Deformações aceitáveis sob as 
condições de trabalho
b. Segurança adequada quanto 
l d l d f d ãao colapso do solo de fundação
c. Segurança adequada quanto 
ao colapso dos elementos 
estruturais
02/05/2013
8
Alternativas de fundações
• Fundações superficiais (ou diretas)
• Fundações profundas
Fundações superficiais
• Bloco
• Sapata
• Viga de 
fundaçãoç
• Grelha
• Sapata 
associada
• Radier
Fundações profundas
• Estaca
• Tubulão• Tubulão
• Caixão
02/05/2013
9
Escolha da alternativa de 
fundação
• Menor custo
• Menor prazo de 
execução
– Escavações
– Reaterros
– Rebaixamento de 
lençol
– Volume de 
concreto
Escolha da alternativa de 
fundação (Fundações superficiais)
• Sapatas e blocos
– Mais simples e de menor custo
– Bloco não tem armação
F d ã i d• Fundação associada
– Áreas das fundações muito próximas
– Uniformizar recalques
• Utilização de radiers
– Lisos, com pedetais (ou cogumelos), nervurados e em 
caixão
Principais tipos de Radier
a. Liso
b. Com pedestais ou cogumelos
c. Com vigamento
d. Em caixão
02/05/2013
10
• Grande deslocamento
– Madeira
– Concreto
• Pré‐moldades e moldas in situ
A
Escolha da alternativa de 
fundação (Fundações profundas)
– Aço
• Pequena deslocamento
– Perfis de aço
– Concreto
• Sem deslocamento (escavadas)
– concreto
• Esforços nas fundações
• Características do subsolo
• Características do local da obra
Aspectos importantes na escolha de 
fundações profundas
Características do local da obra
• Características das construções vizinhas
• Nível das cargas nos pilares
• Ocorrência de outros esforços (além de 
Esforços na fundação
compressão e tração)
02/05/2013
11
Características do subsolo
• Argilas muito moles
• Solos muito resistentes
• Solos com matacões
• Nível do lençol d’água elevado
• Aterros recentes
Características do local da obra
• Terrenos acidentados
• Local com obstrução na altura
• Obra muito distante
• Ocorrência de lâmina d’água
Tipo e profundidade das 
construções vizinhas
• Tipo e profundidade das fundações
• Existência de subsolos
• Sensibilidade a vibraçõesSe s b dade a b ações
• Danos já existentes
02/05/2013
12
Condicionantes especiais
• Edifícios sem subsolos e afastados das divisas
• Edifícios com pilares na divisa
• Edifícios em zona urbana e com subsolos
– Sistema de escoramento
Métodos executivos– Métodos executivos
– Situações especiais
• Edifícios em encostas
• Edifícios industriais
• Pontes e viadutos
Edifícios sem subsolo e afastados das 
divisas e sem subsolo
Fundações superficiais isoladas
Fundação superficial combinada
Fundações profundas
Edifícios com pilares na divisa e 
sem subsolo
Fundações superficiais isoladas
Fundação combinada
Fundações profundas com
vigas de equilíbrio
02/05/2013
13
Sistemas de escoramento vertical 
(paredes) de subsolos
Tipo contínuo Tipo descontínuop
Métodos executivos de subsolos
Método convencional Método invertido
Situações especiais de subsolos
Lamina afastada das divisas
Subsolo com afastamento das
divisas
02/05/2013
14
Laje de fundo do subsolo
Laje dimensionada
para suportar sub-pressão
Sistema permanente de
alívio de pressões de água
Problemas com fundações em 
encostas
Medidas estabilizantes para 
encostas
Corte para alívio do topo berma no 
pé do talude
Drenagem profunda
Suavização da encosta
02/05/2013
15
Problemas típicos em edifícios 
industriais
• Grandes vãos
• Pilaresaltos
• Máquinas queMáquinas que 
provocam vibração
• Máquinas para 
trabalho de precisão
Pontes e viadutos
Problemas com fundações próximas dos aterros de acesso de pontes
Pontes e viadutos
Soluções para execução de fundações de Pontes
• Pilares próximos a 
margem
a. Bate‐estacas sobre 
plataforma
b B t tb. Bate‐estacas suspensos 
por guindaste
• Pilares distantes da 
margem
a. Flutuantes
b. Plataforma auto‐
elevatória
02/05/2013
16
Solos Especiais
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
SISTEMA SOLOSISTEMA SOLO--FUNDAÇÃOFUNDAÇÃO
“Entende‐se em geral por fundação de uma 
obra de engenharia, o elemento transmissor 
dos esforços de uma estrutura ao terreno. Por 
este conceito, as fundações são as peças 
enterradas como as sapatas as estacas etcenterradas, como as sapatas, as estacas, etc., 
que intermedeiam entre a estrutura e o 
terreno”
Gusmão Filho, 1998
Outras obras de engenharia...
• Estruturas que se apoiam diretamente no 
terreno:
– Aterros
– Barragens
P i– Pavimentos
– Galerias subterrâneas
• Obs.: costuma‐se chamar de fundação o próprio 
terreno
02/05/2013
2
No caso das edificações
• O carregamento altera o estado de tensões do 
maciço
• Ocorrência de deformações ‐> movimentos 
normais dos solos
• A diminuição ou praticamente a eliminação dos 
movimentos pode elevar o custo da obra a 
valores inaceitáveis
• Lembrar do binômio, segurança e economia
Segurança de uma obra...
• Estabilidade 
• Funcionabilidade
• Aparência 
O que um projetista de fundações deve 
saber?
• Entender as propriedades físicas e mecânicas dos 
solos
• Determinar os carregamentos que não são 
permanentesp
• Conhecer a resposta da estrutura às solicitações 
dos deslocamentos
• As alternativas viáveis de fundações
• Os custos e as consequências dos deslocamentos 
na determinação e aparência da final obra
02/05/2013
3
Variáveis do sistema solo‐fundação
• Super‐estrutura
• Infra‐estrutura 
• Solo de fundação• Solo de fundação
• Espaço ambiental
Elementos de uma obra para fins 
de fundação das edificações
Elementos de uma obra para fins 
de fundação das edificações
• super-estrutura constituída 
de lajes, vigas e pilares, 
acima da cota 0,0
• Ambiente ou vizinhança, no 
entorno do local da 
construção
• Infra-estrutura constituída de 
cintas e peças estruturais de 
fundações, como sapatas, 
blocos, estacas placas etc.
• Solo de fundação ou rocha
Super‐estrutura
• O aço é um material não seletivo – uma inversão 
de esforço (como momento fletor) provocada 
por recalque diferencial entre pilares pode ser 
absorvida pela peça
• O mesmo não ocorre com concreto armado e 
protendidoprotendido
• Pontes constituídas de vigas pre‐moldadas entre 
pilares não sofrem danos estruturais por 
recalque de apoio
• A alvenaria é a estrutura mais sensível a 
recalques diferenciais ( deixar para fazer no final 
da construção)
02/05/2013
4
Infra‐estrutura
• As estacas cravadas compactam o terreno 
arenoso, ao contrário das escavadas
• O desempenho das peças estão associadas com:
– Dimensões da peçap ç
– Profundidade das estacas
– Cota de embutimento
– Tamanho das sapatas que controla a taxa do 
terreno
Solo de fundação
• Perfil do terreno onde será construída a obra
• Níveis de incertezas que envolvem prospecção e 
ensaios geotécnicos
Id ifi ã d l i l í i• Identificação de solos expansivos e colapsíveis
• Conhecimento de tipo de rocha na ponta da 
estaca ou tubulão
• Possibilidade de melhoramento do solo
Espaço ambiental
• Influência das vizinhanças nas obras urbanas
• Erosão de leito e margem nas pontes
• Estabilidade de taludes
• Movimentos de depósitos
– Dunas
– Tálus
• Atividade biológica das formigas
• Cupins e micro‐organismos em estacas de 
madeira não submersas
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
TIPOS DE FUNDAÇÕESTIPOS DE FUNDAÇÕES
TIPOS DE FUNDAÇÕES
 Classificação
 Fundação Direta
 Dimensionamento das Fundações Diretas
 Fundação ProfundaFundação Profunda
 Dimensionamento das Fundações 
Profundas
 Tubulões
02/05/2013
2
Classificação
Superficial: (rasa ou direta)
Se apóia sobre o solo situado logo abaixo da 
estrutura.
Profunda: 
As cargas são  transmitidas a camadas mais 
profundas (em relação à estrutura) do 
subsolo. 
Fundação Direta
Bloco:
Fundações de grande rigidez (de alvenaria, 
concreto simples ou ciclópico) que 
trabalham somente à compressão.p
Sapata:
Fundações de pequena altura em concreto 
armado que trabalham à flexão.
Fundação Direta
Isolada –suporta um único pilar
Corrida –suporta um grupo de pilares em linha ou uma 
parede
Associada –suporta dois ou mais pilares, cujas sapatas 
calculadas isoladamente iriam se superpor
Radier – todos os pilares apoiados em uma laje contínua que 
se apóia sobre o terreno e ocupa em planta a área de 
projeção da obra
02/05/2013
3
Dimensionamento das 
Fundações Diretas
1. Determinação da tensão de ruptura do 
terreno na profundidade da fundação (bloco, 
sapata ou radier).
2. Determinação da tensão admissível, dividindo 
a tensão de ruptura pelo coeficiente de 
segurança (igual a 3,0).
3. Pré‐dimensionamento das sapatas (bloco ou 
radier).
Dimensionamento das 
Fundações Diretas (cont.)
4. Verificação se os recalques são compatíveis 
com a estrutura. Em caso negativo:
a) Volte para o item 3 e adote uma tensão de trabalho 
menor.
b) Aprofunde a sapata (bloco ou radier).
c) Adote fundação profunda.
5. Dimensionamento geométrico.
6. Cálculo estrutural.
Fundação Profunda
São adotadas quando o uso de fundações 
diretas não for possível ou se demonstrar 
demasiadamente caro, em razão de:
– Camadas pouco resistentes ou muito 
í i l b i d t tcompressíveis logo abaixo da estrutura
– Fundações sujeitas a forças horizontais ou de 
arrancamento
– Presença do nível d’água
– Risco de erosão
02/05/2013
4
Fundação Profunda
• Estacas – são peças longas cilíndricas ou 
prismáticas cravadas ou confeccionadas no solo. 
As estacas podem ser de aço ou concreto.
• Tubulões – são estruturas de fundação obtidas 
pela concretagem de um poço escavado no solo. 
Diferencia‐se das estacas escavadas de grande 
diâmetro pela ocorrência de trabalho humano 
no interior do poço.
Dimensionamento das 
Fundações Profundas
1. Determinação da carga de ruptura das estacas para 
diversas profundidades.
2. Determinação da carga admissível nestas 
profundidades, dividindo a carga de ruptura por um 
coeficiente de segurança a 2,0.
3. Escolha do comprimento das estacas, que devem 
atingir a profundidade na qual a carga admissível é 
igual carga de trabalho.
4. Distribuição das estacas nos blocos de coroamento de 
acordo com a carga dos pilares.
02/05/2013
5
Dimensionamento das Fundações 
Profundas(cont.)
5. Verificação se os recalques são compatíveis com a estrutura. Em 
caso negativo:
a) Refaça o cálculo adotando uma maior profundidade para as estacas.
b) Volte para o item 4 e adote uma menor carga de trabalho e (ou) um 
maior espaçamento entre as estacas.
c) Adote um outro tipo de estaca que permita atingir camadas maisc) Adote um outro tipo de estaca que permita atingir camadas mais 
resistentes do terreno. 
6. Dimensionamento estrutural dos blocos de coroamento das 
estacas.
7. Cálculo da nega de cravação, no caso de estacas metálicas, pré‐
moldadas de concreto ou Franki, que irá orientar o controle da 
execução na obra.
Fundação Profunda
Tubulões:
• Preenchimento com concreto de um poço escavado 
manualmente, com ou sem revestimento. 
• Base alargada para maior capacidade de carga• Base alargada para maior capacidade de carga. 
• Capacidade de suportar cargas elevadas e de resistir à 
forças horizontais. 
• Estruturas com cargas concentradas em um pequeno 
número de pilares, por exemplo: pontes
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICAINVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
 Generalidades
 Sondagem à Percussão
 Ensaio de Cone
02/05/2013
2
Generalidades
A investigaçãogeotécnica consiste 
basicamente na caracterização do subsolo 
através de sondagens, programadas de 
acordo com a NBR – 08036 Programaçãoacordo com a NBR  08036 Programação 
de Sondagens de Simples Reconhecimento 
dos Solos para Fundações de Edifícios. 
Generalidades (cont.)
A investigação visa obter as seguintes informações:
• A profundidade, a espessura, a classificação e a 
compacidade ou consistência das camadas do subsolo.
• A profundidade da superfície da rocha, bem como o estado 
do maciço rochoso quanto a alteração e fraturamento até 
profundidades que interessem ao bom funcionamento da 
obra a ser projetada.
• Profundidade e comportamento do lençol freático.
• Comportamento “in situ” dos solos e rochas no que diz 
respeito a resistência ao cisalhamento, compressibilidade e 
permeabilidade.
Generalidades (cont.)
Normas de investigação geotécnica:
– NBR – 08036 Programação de Sondagens de Simples 
Reconhecimento dos Solos para Fundações de 
Edifícios
– NBR – 06484 Execução de Sondagens de Simples ç g p
Reconhecimento dos Solos
– NBR – 07250 Identificação e Descrição  de Amostras 
de Solos em Sondagens de Simples Reconhecimento 
dos Solos
– MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração De Cone in 
situ (CPT)
02/05/2013
3
Generalidades (cont.)
A NBR – 08036 recomenda:
• As sondagens devem ser, no mínimo de uma, para cada 
200 m2 de área da projeção em planta do edifício, até 1200 
m2 de área.
• Entre 1200 m2 e 2400 m2 deve‐se fazer uma sondagem 
para cada 400 m2, além de 1200 m2.
A i d 2400 2 ú d d d fi d• Acima de 2400 m2 o número de sondagens deve ser fixado 
de acordo com o plano particular da construção.
• Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de 
sondagens deve ser:
– duas para área da projeção em planta do edifício até 
200 m2;
– três para área entre 200 m2 e 400 m2.
Área construída (m2) Número mínimo de 
sondagens
<200 2
200 – 400 3
400 – 600 3
600 – 800 4
Numero mínimo de sondagens
800 – 1000 5
1000 – 1200 6
1200 – 1600 7
1600 – 2000 8
2000 – 2400 9
> 2400 A critério
Distribuição dos furos de 
sondagens
02/05/2013
4
Espaçamento entre sondagens
Tipo de obra Estratificação horizontal Número mínimo de 
sondagens’Uniforme Média Errática
Edifícios altos 45 30 15 4
Edifícios baixos 60 30 15 3
Pilares de pontes, torres etc. ‐ 30 7 ½ (por cada fundação 
isolada)
Estradas 300 150 30 ‐
Zonas de empréstimo (p/ 
aterros compactados)
300 – 150  150 –
60
30 – 15 ‐
Generalidades (cont.)
• As sondagens devem ser levadas até uma profundidade
em que as tensões introduzidas no terreno pelas cargas
estruturais sejam inferiores a 10% da pressão devido ao
peso de terra preexistente nesta profundidade.
• Em todo o caso, as sondagens devem atravessar todas as
camadas impróprias ou questionáveis como apoio de
fundaçõesfundações.
• Em capitais do Nordeste, em se tratando de fundações
profundas, procura‐se conhecer o subsolo pelo menos 6
metros abaixo da profundidade onde se espera que irão
ficar as pontas das estacas de fundação.
Estimativa de profundidades
02/05/2013
5
Generalidades (cont.)
Principais problemas:
• Sondagens inventadas por firmas 
desonestas.
S d i t d f i á i• Sondagens inventadas por funcionários 
desonestos de firmas idôneas.
• Sondagens mal executadas utilizando‐se 
equipamentos e procedimentos em 
desacordo com as normas.
Generalidades (cont.)
Principais tipos de sondagens:
• Sondagens à Percussão
• Ensaio de Cone
Sondagem à Percussão
 Cravação de um amostrador padrão com diâmetro 
interno de 1 3/8” e externo 2”, a cada metro de 
profundidade de um furo executado a trado, lavagem ou 
rotativa.
 A cravação é feita por meio de golpes de um peso de 65 
k i d d li d 75 d lt dkg, caindo em queda livre de 75 cm de altura, sendo 
anotado o número de golpes necessário para cravar cada 
15 cm do amostrador, até a penetração total de 45 cm do 
mesmo.
 Na execução da sondagem deve ser obedecido a NBR –
06484 Execução de Sondagens de Simples 
Reconhecimento dos Solos 
02/05/2013
6
Sondagem à Percussão (cont.)
Sondagem à Percussão (cont.)
Trados Manuais : 
(a) Concha
(b) Espiral.
02/05/2013
7
OUTROS CUIDADOS
• Os revestimentos e hastes, que são cortados em 
pedaços múltiplos de 1,0 metro e desta forma usados 
para medida da profundidade, não podem divergir de 
sua dimensão nominal em mais de 1 0 cm
Sondagem à Percussão (cont.)
sua dimensão nominal em mais de 1,0 cm.
• Os revestimentos e hastes devem ser retilíneos 
(individualmente) e devem quando acoplados formar 
composições também retilíneas.
• O bico do amostrador deve estar em bom estado, sem 
desgaste excessivo ou amassados.
Sondagem à Percussão (cont.)
OUTROS CUIDADOS
• A marca na guia do peso deve indicar corretamente a 
medida de 75 cm, correspondente a altura de queda.
• Na cravação do amostrador o peso deve ser solto na 
altura correta para garantir a queda de 75 cm.
• Os boletins de campo das sondagens devem ser 
preenchidos e as amostras embaladas e etiquetadas 
na medida que o furo avança.
Sondagem à Percussão (cont.)
OUTROS CUIDADOS
• A classificação das amostras feitas pelo sondador deve 
ser anotada no boletim de campo de forma legível.
• O processo de avanço do furo (trado, lavagem ou 
rotativa) deve ser anotado no boletim de campo.
• A profundidade do nível d’água deve ser anotada no 
momento em que este foi atingido e após 24 horas.
02/05/2013
8
Sondagem Rotativa
PERFURAÇÃO ROTATIVA
• sonda motorizada, hastes, barrilete e coroas diamantadas.
• O funcionamento da sonda imprime ao conjunto de hastes um 
movimento de rotação em alta velocidade conjugado a um 
movimento de translação muito lento na direção vertical de cima 
para baixo. 
• Ao conjunto de hastes estão acoplados o barrilete e a coroa 
diamantada que corta a rocha permitindo o avanço da perfuração. 
• A coroa sendo cilíndrica e oca vai, a medida que avança, cortando 
uma amostra de forma cilíndrica que se aloja no barrilete. 
• A circulação de água é usada para carrear para a superfície 
pequenos fragmentos de rocha que se desagregam com o avanço 
do corte e para resfriar a coroa.
SondaSonda
RotativaRotativa
Ensaio de Cone
O ensaio de cone consiste na cravação no 
terreno, de forma contínua com 
velocidade de 20 mm/s, de uma ponteira 
padronizada (“cone”) capaz de medirpadronizada ( cone ) capaz de medir 
separadamente os componentes da 
resistência do solo: atrito lateral e 
resistência de ponta
(MB – 3406 Solo – Ensaio de Penetração De Cone in situ ‐ CPT)
02/05/2013
9
Ensaio de Cone
Ensaio de Cone
Ensaio de Cone
ConeCone
02/05/2013
10
Ensaio de Cone
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS :
– Capacidade do Equipamento de Cravação 20 ton
– Diâmetro do Cone 35,7 mm
– Comprimento do Cone 265 mm
– Área da Ponta Cônica 10 cm2
– Área da Luva de Atrito 150 cm2Área da Luva de Atrito 150 cm2
– Sensor de Ponta
– Capacidade Máxima 60 kN
– Resolução 6 N
– Sensor de Atrito Lateral
– Capacidade Máxima 10 kN
– Resolução 2 N
Resultados do Ensaio de ConeResultados do Ensaio de Cone
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 
Interpretação dos resultadosInterpretação dos resultados
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA  
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Sondagem à percussão
• SPT
• Classificação dos solos
• Profundidade do N A• Profundidade do N.A.
Ensaio de cone
• qC resistência de ponta 
• qL atrito lateral
• u pressão na água 
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA  
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
INFORMAÇÕES:
• Ângulo de atrito dos solos granulares, coesão 
não drenada dos solos plásticos e módulo de 
elasticidade.
• Coeficiente de permeabilidade.
• Tensão admissível do terreno.
• Resistência de ponta e atrito lateral de estacas.
(tabelas e correlações empíricas)
02/05/2013
2
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA  
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Coesão Não drenada:
(kPa) 10 SPTNc 
Ângulo de atrito, na condição não drenada:
SPT
o N4,028 
ÂNGULO DE ATRITO:
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA  
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
PESOESPECÍFICO DOS SOLOS ARGILOSOS:
02/05/2013
3
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS DA  
INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
PESO ESPECÍFICO DOS SOLOS ARENOSOS:
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 
DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Tensões Admissíveis Tensões Admissíveis 
(anteprojeto)(anteprojeto)
SPTa Nk 
Descrição N Tensão Admissível (kN/m2)
Solos granulares
ç ( / )
L = 0,75m L= 1,5m L=3m
Muito compacto > 50 > 600 > 500 > 450
Compacto 30 ‐ 50 300 ‐ 600 250 ‐ 500 200 – 450
Med. Compacto 10 ‐ 30 100 ‐ 300 50 ‐ 250 50 – 200
Pouco compacto 5 ‐ 10 50 – 100 < 50 < 50
Fofo <5 A estudar
INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS 
DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Tensões Admissíveis Tensões Admissíveis 
(anteprojeto)(anteprojeto)
SPTa Nk 
Descrição N Tensão Admissível (kN/m2)
Solos coesivos
ç ( / )
L = 0,75m L= 1,5m L=3m
Dura > 30 500 450 400
Muito rija 15 ‐ 30 250 ‐ 500 200 ‐ 450 150 – 400
Rija 8 ‐ 15 125 ‐ 250 100 ‐ 200 75 – 150
Média 4 ‐ 8 75 ‐ 125 50 ‐ 100 25 – 75
Mole 2‐ 4 25 ‐ 75 <50
Muito mole <2 A estudar
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃOESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
Critérios básicos
• Deve haver segurança adequada à ruptura 
do solo de fundação, da peça estrutural, 
tombamento e deslizamento
• Recalque resultante do carregamento do 
solo
Questões relevantes que interferem 
na escolha
• Coleta de dados sobre as condições do local da 
obra e do meio ambiente, do sub‐solo e nível 
d’água, super‐estrutura, carregamento, custos 
de construção e prática local de fundações
• Análise e síntese dos dados disponíveis, com 
vistas a atender aos requisitos acima
• Preparação de ante‐projeto para estimativa de 
custos
• Avaliação dos problemas de construção
02/05/2013
2
Fundações Diretas X Estacas
• Fundações diretas são a primeira opção a ser 
examinada
• Fundações profundas são adotadas quando o uso 
de fundações diretas não for possível, se ç p ,
demonstrar demasiadamente caro, ou:
– Camadas pouco resistentes ou muito compressíveis 
logo abaixo da estrutura
– Fundações sujeitas a forças horizontais ou de 
arrancamento
– Presença do nível d’água
– Risco de erosão
Vantagens das Estacas Metálicas
Vantagens:
• São facilmente cortadas e emendadas, permitindo 
atingir grandes profundidades e também serem usadas 
em subsolos irregularesem subsolos irregulares.
• Têm alta resistência, o que possibilita a penetração em 
camadas compactas, com elevada carga de 
arrancamento e que camadas compactas sobrejacentes 
a camadas compressíveis sejam ultrapassadas. 
• A elevada resistência do aço e a possibilidade de 
formação de conjuntos de trilhos ou perfis soldados 
resulta em estacas capazes de suportar cargas elevadas. 
Desvantagens das Estacas Metálicas
Desvantagens:
• São sensíveis à corrosão, quando cravadas em 
aterros ou expostas ao ar ou à lâminas d’água 
livreslivres.
• Desviam com facilidade quando encontram 
obstáculos localizados durante a cravação.
• Custo relativamente alto quando comparado 
com o de outros tipos de estacas.
02/05/2013
3
Vantagens e Desvantagens das 
Estacas Pré‐Moldadas:
Vantagens:
baixo custo, resistência à corrosão, elevada 
rigidez e sua cravação é facilmente 
t l dcontrolada.
Desvantagens:
emenda difícil, não atravessam camadas 
resistentes, quebram com relativa facilidade e 
sua cravação causa vibração no terreno 
afetando as construções vizinhas.
02/05/2013
4
Vantagens e Desvantagens das 
Estacas Franki:
Vantagens:
baixo custo, resistência à corrosão, elevada rigidez, 
suportam cargas elevadas e podem ter comprimentos 
diferentes, adaptando‐se às irregularidades do 
subsolosubsolo. 
Desvantagens:
só atravessam camadas resistentes até 15m de 
profundidade e utilizando procedimento especial que 
retarda a execução, o controle da execução fica quase 
totalmente com a equipe executora e sua execução 
causa grande vibração no terreno afetando as 
construções vizinhas.
Vantagens e Desvantagens das 
Estacas Broca:
Vantagens:
baixo custo. 
Desvantagens:g
baixa capacidade de carga, são executadas 
com dificuldade ao ser atingido o nível d’água 
e o controle da execução fica quase 
totalmente com a equipe executora.
02/05/2013
5
Vantagens e Desvantagens das 
Estacas Raiz:
Vantagens:
resistência à corrosão, não causam vibração 
no terreno e podem ser executadas em locais 
de acesso difícilde acesso difícil.
Desvantagens:
custo elevado e o controle da execução fica 
quase totalmente com a equipe executora.
Vantagens e Desvantagens das 
Estacas Hélice Contínua:
Vantagens:
não causam vibração no terreno, alta 
velocidade de execução e procedimento de 
ã t l d i texecução controlado por sistema 
informatizado. 
Desvantagens:
custo elevado, o controle da execução fica 
quase totalmente com a equipe executora e 
não ultrapassam camadas resistentes.
02/05/2013
6
Aspectos Relevantes
• Durante a execução, as estacas premoldadas e 
as Franki, ainda com maior intensidade, causam 
grande perturbação, pelo barulho e pela 
vibração produzida no terreno.
• Ao contrário, as estacas metálicas causam pouca 
perturbação devido à vibração do terrenoperturbação devido à vibração do terreno 
durante a execução.
• O controle de qualidade das estacas Franki é, em 
grande parte, responsabilidade da equipe de 
execução, ficando com a equipe de supervisão, 
normalmente, a possibilidade de controlar a 
cravação do tubo e os volumes de concreto 
usados.
Aspectos Relevantes (Cont.)
• A execução e cravação das estacas premoldadas
e metálicas são fácil e completamente 
controladas pela equipe de supervisão.
• A maior capacidade de carga das estacas 
metálicas e Franki resultam, quase sempre, em 
um menor volume de concreto dos blocos deum menor volume de concreto dos blocos de 
coroamento, quando comparadas com as 
estacas premoldadas.
• As estacas metálicas exigem maior profundidade 
para alcançar a capacidade de carga prevista.
02/05/2013
7
Aspectos Relevantes (Cont.)
• Em seguida, com menor profundidade estão as 
estacas Franki e, finalmente, as premoldadas são 
comparativamente as mais curtas.
• As provas de carga estáticas das estacas 
metálicas e Franki são de difícil execução pelometálicas e Franki são de difícil execução pelo 
alto valor da carga de trabalho.
• As provas de carga dinâmicas normalmente não 
oferecem bons resultados nas estacas Franki.
• As provas de carga dinâmicas são facilmente 
realizadas e interpretadas em se tratando de 
estacas premoldadas e metálicas.
Aspectos Relevantes (Cont.)
CUSTO: 
• comprimento médio das estacas estimado 
• blocos de coroamento predimensionados
PRAZO DE EXECUÇÃO
Fluxograma para projeto de 
fundações de edificações proposto 
por Gusmão Filho (2002)
02/05/2013
8
Parte 1
Parte 2
Parte 3
02/05/2013
9
Parte 4
Parte 5
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
Fundação Direta Fundação Direta 
CAPACIDADE DE CARGACAPACIDADE DE CARGA
Fundação DiretaFundação Direta
Principais tipos
02/05/2013
2
• Elemento de fundação de concreto simples, 
dimensionado de maneira que as trações 
nele produzidas possam ser resistidas pelo 
concreto, sem necessidade de armadura
Bloco de fundação
BlocoBloco
Sapata
• Elemento de fundação superficial de 
concreto armado, dimensionado de tal 
modo que as tensões de tração sejam 
resistidas pela armaduraresistidas pela armadura
SapataSapata
Grelha
• Elemento de fundação constituído por um 
conjunto de vigas que cruzam nos pilares
02/05/2013
3
Radier
• Elemento de fundação que recebe todos os 
pilares da obra
Sapata Isolada
Sapata Isolada
02/05/2013
4
Comportamento de uma Sapata 
Isolada
Sapata Associada
Sapata de Divisa
02/05/2013
5
Viga Alavanca
Sapata Corrida
Bulbo de Tensões
02/05/2013
6
Bulbo de Tensões
Capacidade de CargaCapacidade de Carga
Pressão Aplicada 
02/05/2013
7
PPPP
Ruptura de uma fundaçãoRuptura de uma fundação
ForçaForçaRuptura rotacionalRuptura rotacional
Levantamento do soloLevantamento do soloResistênciaResistência
Ruptura generalizadaRupturageneralizada
Linhas deLinhas de
qq
Linhas de Linhas de 
rupturaruptura
rigidorigido
CisalhamentoCisalhamento
radialradial
passivopassivo
recalquerecalque
Areia Areia compacta compacta 
02/05/2013
8
Ruptura por puncionamentoRuptura por puncionamento
qq
Areia fofas eAreia fofas e
solos molessolos moles
Sem levantamentoSem levantamento
superficialsuperficial
RecalqueRecalque
Ruptura localizada (situação 
intermediária)
Ruptura localizada (situação 
intermediária)
Somente umSomente um
qq
Areia média Areia média 
Somente umSomente um
pequeno pequeno 
levantamentolevantamento Recalque Recalque 
Condições de modos de ruptura
02/05/2013
9
Parâmetros de capacidade de carga
Parâmetros de capacidade de carga
Ruptura 
Geral
Fatores de Forma de Terzaghi e Peck (1967)  
02/05/2013
10
Os casos de rupturas local e por 
puncionamento
 tan
3
2
*tan
3
2
*

 cc
No caso de puncionamento, reduzir 
parâmetros de resistência
3
Obs.: Para ruptura local, determinar a capacidade de carga para geral e por 
puncionamento e tirar a média
Modos de ruptura para solos com c ‐ 
Argilas saturadas não‐drenadas Método de 
Skempton
)/(201 LB
qscN ccr 
)/(2,01 LBsc 
02/05/2013
11
Casos de Excentricidade (Método de 
Meyerhof)
Método de Brinch ‐ Hansen
 idsBNidsqNidscN qqqqccccr 2
1

forma de fatores-s
inclinação de fatores -
oembutiment de fatores -
i
d
Fatores de formaFatores de forma
Muro sobreMuro sobre
sapata corridasapata corrida
Pilar sobrePilar sobre
sapata quadradasapata quadrada
Vista do pássaroVista do pássaro
Para sapatas nãoPara sapatas não--
corridas :corridas :
Linhas de rupturaLinhas de ruptura
Linhas de rupturaLinhas de ruptura
corridas :corridas :
sscc , , ssqq , , ss  11
02/05/2013
12
Fatores que podem influenciar na 
capacidade de carga
Fatores que podem influenciar na 
capacidade de carga
Fatores de profundidadeFatores de profundidade
Muro sobreMuro sobre
sapata corridasapata corrida
Para sapatas enterradas :Para sapatas enterradas :
ddc c , , ddqq , d, d  11
q =q = ..DDffq =q = ..DDff
Aumenta o comprimentoAumenta o comprimento
da linha de rupturada linha de ruptura
A resistência geralmenteA resistência geralmente
aumenta com a profundidadeaumenta com a profundidade
Fatores de inclinaçãoFatores de inclinação
V = 1000 kNV = 1000 kNV = 1000 kNV = 1000 kNP = 906 kNP = 906 kNP = 906 kNP = 906 kN
H = 423 kNH = 423 kNH = 423 kNH = 423 kN
Para cargas inclinadas :Para cargas inclinadas :
iic c , i, iq q , i, i  11
Carga inclinada = 1000 kNCarga inclinada = 1000 kN
Ângulo de inclinação, Ângulo de inclinação,  = 25= 25oo
Superfície de ruptura mais superficialSuperfície de ruptura mais superficial
e mais curtae mais curta
02/05/2013
13
Tensões abaixo da sapata
(Bulbo de tensões)
Tensões abaixo da sapata
(Bulbo de tensões)
quadrada contínua
1B
2B
3B
B/2
1.5B 1B 1B 2B 3B
1B
B/2
4B
5B
6B
7B
2B
3B
Bulbo de Tensões 
(cálculo prático e aproximado)
Sapata Quadrada (z = 2B)
Parcela de Tensão Propagada
02/05/2013
14
Parcela de Tensão Propagada
Para efeitos práticos considerar:
Duas camadas
Obs.: O bulbo de tensões atinge a segunda camada
Duas camadas
Obs.: Usar sapata fictícia no topo da segunda camada
02/05/2013
15
Duas camadas
No caso da segunda 
camada ser menos 
resistente
Duas camadas
Verificação de 
ruptura na segunda 
camada
Prova de Carga em Placa
02/05/2013
16
Prova de Carga em Placa
Prova de Carga em Placa
Prova de Carga em Placa
pressão
e
r
Solos com predominância de 
ruptura geral:
2
r
a
 
Re
ca
lq
ue 2
Solos com predominância de 
ruptura local ou por punção:





10
25
2


 a
02/05/2013
17
0.3m
1.2m
Exercícios
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata 
(indicada na figura), com as seguintes condições de solo e valores médios no 
bulbo de tensões:
a) Argila rija NSPT = 15
b) Areia compacta com NSPT = 30
c) Areia argilosa com f = 25o e c = 50 kPa (valores não drenados)
02/05/2013
18
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata indicado 
na figura com as seguintes condições
a) Argila mole com NSPT = 4
b) Areia pouco compacta com NSPT =6
c) Areia argilosa com = 20o e c = 10 kPa (valores não‐drenados)
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata indicado 
na figura com as seguintes condições de solo e valores médios no bulbo de 
tensões:
a) Argila média com NSPT = 8
b) Areia medianamente compacta com NSPT =12
c) Argila arenosa com = 20o e c = 40 kPa (valores não‐drenados)
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata 
(indicado na figura a seguir), com as seguintes posições do N.A.
a) ‐5m
b) ‐7m
c) ‐1m
02/05/2013
19
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação 
por sapata indicado na figura a seguir
Estimar a capacidade de carga de um elemento de fundação por sapata 
indicado na figura a seguir, com as seguintes condições de solo na 
segunda camada:
a) Argila rija NSPT = 15
b) Argila mole NSPT = 4
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
RECALQUE E TENSÃO ADMISSÍVELRECALQUE E TENSÃO ADMISSÍVEL
Casos internacionalmente 
conhecidos
(a)Torre de Pisa
(b) Palacio de las Bellas
Artes, Cidade do México
Recalque absoluto
• O recalque absoluto () que dá origem ao 
recalque diferencial e aos movimentos do 
edifício, pode ser decomposto em duas 
parcelas:parcelas:



i
c
ic



Recalque por adensamento
Recalque imediato
02/05/2013
2
Comportamento tensão x 
deformação
Recalques Imediatos ‐MEH
kzEEs  0
Para o caso de k = 0, temos o meio elástico homogêneo
Recalques Imediatos ‐MEH
Camada Semi‐infinita (Caso de uma placa circular rígida)
4
1 2  




 

s
i E
B
E, para incorporar as condições de placa flexivel, quadrada ou 
retangular, com lado B
p
s
i I
E
B 




 

21 
Fator de influência
02/05/2013
3
Recalques Imediatos ‐MEH
Placa sobre argila 
sobreadensada
Placa flexível
Placa Rígida
Placa sobre areia
Placa flexível Placa Rígida
02/05/2013
4
Parâmetros de Compressibilidade
Módulo de Deformabilidade (Es)
SPTS NKE 
Parâmetros de Compressibilidade
Coeficiente de Poisson ():
Solo Coef. de Poisson ()
Areia pouco cómpacta 0,2
Areia compacta 0,4Areia compacta 0,4
Silte 0,3 – 0,5
Argila saturada 0,4 – 0,5 
Argila não‐saturada 0,1 – 0,3 
Exercício
02/05/2013
5
Estimar o recalque imediato da sapata indicada na figura a 
seguir, considerada rígida,com B = L = 3m, aplicando ao solo 
a tensão de  = 0,2 MPa
p
s
i I
E
B 




 

21 
Solução:
Recalques Imediatos ‐MEH
Camada Finita
s
i E
B 10
02/05/2013
6
Exercício
Estimar o recalque imediato da mesma sapata do exercício 
anterior, mas com a uma segunda camada antes de atingir o 
indeslocável
s
i E
B 10
Solução:
02/05/2013
7
Recalques em areia
Método de Shmertmann (1970)
Fator de Influência na deformação vertical 
Recalques em areia
Método de Shmertmann (1970)
1) Embutimento da Sapata
2) Efeito do Tempo
zs
z IE
 
5,0
*
5,011 






q
C
Tensão vertical efetiva à cota de apoio da 
fundação (sobrecarga)
Tensão liquida aplicada pela sapata 
(  q)2) Efeito do Tempo
3) Formulação
4) Módulo de Deformabilidade






1,0
log2,012
t
C









n
i s
z z
E
I
CC
1
21 *
Correlacionado com CPT ou SPT
( =  – q)
Recalques em areia
Método de Shmertmann (1970)
1) Calcular os valores de q, *, C1 e C2
2) A partir da base da sapata, desenhar o triângulo 2B – 0,6 para o f. de influência
3) No intervalo de 0 a 2B abaixo da sapata, dividir o perfil qc (ou NSPT) num número 
conveniente de subcamadas, cada uma com Es constante (É necessário uma divisão que 
passe por B/2, o vertice do triângulo,e além disso, a espessura máxima das subcamadas 
deve ser igual a B/2)
4) Preparar uma tabela com seis colunas: numero da camada, z, Iz, qc (NSPT), Es e Izz/Es5) Encontrar o somatório dos valores da última camada e multiplicar por C1, C2 e * 
(sugerindo o uso das unidades em MPa para qc, * e Es e em mm para z
02/05/2013
8
Recalques em areia
Método de Shmertmann (1978)
v
zI

 *
1,05,0max 
Para sapatas intermediárias 
(1 < L/B < 10): 
 )/log(12/ BLBz 
v é a tensão vertical efetiva na profundidade correspondente a Izmax
A profundidade de Izmax é igual a ¼ profundidade do bulbo de recalques
Módulo de Deformabilidade
SPTS NKE 
Tipo de solo 
Areia 
Silte 
Solo K(MPa)
Areia com pedregulhos 1,1
Areia 0,9
Argila  Areia siltosa 0,7
Areia argilosa 0,55
Silte arenoso 0,45
Silte 0,35
Argila arenosa 0,3
Silte argiloso 0,25
Argila Siltosa 0,2
Tolerância de Recalques
Distorção Ocorrências
/l = 1 : 300 Trincas em paredes de edifícios
/l  = 1 : 150 Danos estruturais em vigas e 
colunas de edifícios
1) Distorção Angular
2) R l t t i li it2) Recalques totais limites
Areias Argilas
max = 25 mm max = 40 mm
max = 40 mm sapatas 
isoladas
max = 65 mm sapatas 
isoladas
max = 40 a 65 mm para 
radier
max = 65 a 100 mm para 
radier
02/05/2013
9
Exercício
Estimar o recalque imediato da figura a seguir, sapata 
quadrada com B = L = 3m, apoiada a cota ‐2m, aplicando ao 
solo a tensão s = 0,2 MPa
Solução:
Por se tratar de areia, vamos utilizar o método de Schmertmann. Inicialmente, 
conforme na figura anterior, desenhamos o diagrama, com Izmax = 0,67, calculado 
a seguir, e atingindo 6m ( = 2B) de profundidade, a partir da base da sapata. As 
camadas são subdivididas em função da variação de NSPT respeitando a 
espessura máxima de 0,5B (= 1,5m).
02/05/2013
10
Solução:
Solução:
Recalques a partir de dados de 
Ensaio de Placa
n
B
B
p
f 
Argila sobreadensada:  pf
p
f
p
f n
B
B




02/05/2013
11
Recalques a partir de dados de 
Ensaio de Placa
n
B
B
p
f 
Areia: 
 
 
2
30,0
30,0











fp
pf
pf BB
BB
 (Terzaghi e Peck, 1967)
Exercício
Dada a curva tensão x recalque da figura a seguir, obtida de 
uma prova de carga sobre uma placa de uma argila porosa, 
estimar:
a) O recalque de uma sapata quadrada com 4,2m de lado, a ser instalada 
na mesma cota e no mesmo local da placa do ensaio, aplicando uma 
tensão de 80 kPa.
b) O coeficiente de recalque (ks)
a) O módulo de deformabilidade do solo
02/05/2013
12
Solução:
Vamos considerar o meio elástico homogêneo e que a placa circular de 0,80m 
de diâmetro corresponde a uma placa quadrada de 0,70m de lado.
Solução:
Tensão Admissível
02/05/2013
13
Cálculo da tensão admissível
Fs
r
a
medio
 
NBR 6122/2010 – “Podem ser empregados métodos analíticos (teorias de  
capacidade de carga) nos domínios de validade de sua aplicação, que contemplam 
todas as particularidades do projeto, inclusive a natureza do carregamento (drenado 
ou não‐drenado)”
0,3
medior
a

 
Cálculo da tensão admissível
Métodos semi‐empíricos
a) SPT
20N5 com (MPa) 
50 SPT  q
NSPT
a
b) CPT
areia) (para MPa 0,4
15
argila) (para MPa 0,4
10


c
a
c
a
q
q


Cálculo da tensão admissível
Prova de carga em Placa
a) Interpretação da curva tensão x recalque
2
r
a
 
2
b) Critério de Boston





2
25
10


 a
02/05/2013
14
Exercício
Considerando a curva tensão x recalque da figura abaixo, 
determinar a tensão admissível para fundações por sapatas 
quadradas de 2,1m a 4,2m de largura, adotando o recalque 
admissível de 40mm
Solução:
Analisando o gráfico da figura anterior identificamos uma ruptura nítida 
para cerca de 160 kPa, isto é, a tendência de verticalização da curva carga 
x recalque para esse valor de tensão. Assim, ao aplicar Fs = 2, obteremos:
02/05/2013
15
Solução:
O que resulta no recalque de:
Apresentação do Projeto de 
Fundação
• Plantas e seções indicando dimensões horizontais e 
verticais das sapatas.
• Indicação clara das escalas adotadas em cada desenho.
• Nas seções, indicar as cotas.
• Na planta, indicar o contorno do terreno e projeção dos 
elementos de arquitetura (Pilares, subsolo,etc.)
• Indicar o RN, que deve ser o mesmo das sondagens e o 
único adotado para todos os projetos.
• Se existirem sapatas em níveis diferentes, como por 
exemplo as  dos pilares junto aos elevadores, indicar a cota 
de cada sapata e, em nota, esclarecer ordem e processos 
executivos.
Apresentação do Projeto de 
Fundação
• Em nota, indicar a taxa de trabalho das fundações e as 
cotas correspondentes.
• Em nota, fazer referência ao relatório de sondagem e 
relatório de consultoria geotécnica se houver querelatório de consultoria geotécnica, se houver, que 
orientaram o projeto de fundações.
• Em nota, a partir das sondagens, indicar o tipo de solo 
no qual será assente as sapatas. 
• Caso haja interferência com o projeto de contenção, 
indicar através de plantas, seções e notas explicativas, os 
procedimentos executivos.
02/05/2013
16
Apresentação do Projeto de 
Fundação
• Em caso de execução por etapas, explicar através de notas 
as diversas etapas e para cada etapa apresentar as plantas 
e cortes correspondentes.  
• Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das• Caso haja necessidade de contenção ou taludamento das 
escavações localizadas para execução das sapatas, 
apresentar em planta, cortes e notas explicativas todos as 
informações necessárias à execução.
• Apresentar a especificação do aço, o fck do concreto e as 
demais informações necessárias à concretagem.
Apresentação do Projeto de 
Fundação
• Indicar os cuidados relativos a escavação das bases das 
sapatas e a regularização através de camadas de brita e 
concreto, indicando os cuidados especiais quando houver 
presença de água.
• Apresentar o detalhamento das armaduras em desenho 
próprio e o correspondente quadro de ferros.
• Todo o projeto deve estar de acordo com a NBR – 06122 
Projeto e Execução de Fundações  e a NB 6118 – Normas de 
Projeto de Estruturas de Concreto..
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
FUNDAÇÃO PROFUNDAFUNDAÇÃO PROFUNDA
Definição
Estacas – são peças longas cilíndricas ou 
prismáticas cravadas ou confeccionadas no p
solo. As estacas podem ser de aço ou 
concreto.
Tipos de Estacas
• Estacas Premoldadas de Concreto
• Estacas Metálicas
• Estacas Franki
• Estacas Broca
• Estacas Raiz
• Estaca Hélice Contínua
02/05/2013
2
Estacas Premoldadas de 
Concreto
Estacas premoldadas de concreto são peças 
longas cilíndricas ou prismáticas cravadas 
no solo através das quais o peso da q p
estrutura e as cargas as quais ela é 
submetida são transmitidos a camadas mais 
profundas (em relação à estrutura) do 
subsolo.
Estacas Premoldadas de 
Concreto
CARGA ADMISSÍVEL 
ESTRUTURAL
(kN)
SEÇÃO
(cmxcm)
70035 x35
55030 x 30
40025 x 25
25020 x 20
Estacas Premoldadas de Concreto
NEGA: O cálculo das negas é realizado através da :
FÓRMULA DOS HOLANDESES:
Onde: 
P = Peso do pilão (ton)
n = Número de golpes do pilão (igual a 10)
h = Altura de queda do pilão (igual a 1,0 m)
N = Carga de trabalho da estaca (ton)
p = Peso da estaca (ton)
λ = Coeficiente de segurança (igual a 10)
 pPN
nhP
Nega



2
02/05/2013
3
Estacas Metálicas
Estacas metálicas, constituídas por 
trilhos, perfis metálicos e tubos, ou 
conjuntos destes elementos 
soldados longitudinalmente.
Duplo e Triplo Trilho
Estacas Metálicas
Tipo de Perfil Denominação Área
(cm2)
Peso
(N/m)
Carga 
Máxima
(kN)
Perfis 
Laminados
C.S.N.
(1a alma)
H 6”x6” 47,3 371 400
I 8”x 4” 34,8 273 300
I 10”x 45/8” 48,1 377 400
I 12”x 5 5/8” 77,3 606 700
Trilhos
C.S.N.
TR 25 31,4 246,5 250 (200)
TR 32 40,9 320,5 350 (250)
TR 37 47,3 371,1 400 (300)
TR 45 56,8 446,5 450 (350)
TR 50 64,2 503,5 550 (400)
TR 57 72,6 569,0 600 (450)
02/05/2013
4
Estacas Metálicas
NEGA: O cálculo das negas é realizado através da :
FÓRMULA DOS HOLANDESES:
Onde: 
P = Peso do pilão (ton)
n = Número de golpes do pilão (igual a 10)
h = Alturade queda do pilão (igual a 1,0 m)
N = Carga de trabalho da estaca (ton)
p = Peso da estaca (ton)
λ = Coeficiente de segurança (igual a 10)
 pPN
nhP
Nega



2
Estacas Metálicas
EMENDA DA ESTACA
Será executada com talas de junção específica para cada 
tipo de trilho ou perfil, e solda em cordões que garantam 
uma resistência nunca inferior à da própria peça, 
obedecendo, ainda:
• Não serão aceitas mais que duas emendas por estacaNão serão aceitas mais que duas emendas por estaca.
• Nesta solda é usado eletrodo tipo OK – 4804 de 4 mm, 
ou similar, e máquina de solda capaz de fornecer uma 
corrente de 140 ampères.
• Os extremos das estacas a serem emendadas deverão 
estar cortados em esquadro e apresentar superfície 
limpa.
• A cravação da estaca pode ser prosseguida 
imediatamente após a realização da solda.
Estacas Moldadas “in situ”
Tipos de Estacas
 Estacas Cravadas 
 Estacas Premoldadas de Concreto
 Estacas Metálicas
 Estacas Moldadas “in situ”
 Estacas Franki
 Estacas Broca
 Estacas Raiz
 Estaca Hélice Contínua
02/05/2013
5
Estacas Franki
• As estacas Franki são moldadas “in situ”, 
seguindo as etapas:
– Cravação do tubo Franki com bucha de concreto.
– Atingida a profundidade necessária, executa‐se a base com tubo 
suspenso nos cabos de tração.
– Colocação da armadura.
– O concreto é lançado gradativamente no tubo em seguida apiloado, 
ao mesmo tempo em que o tubo é retirado lentamente deixando‐
se sempre, no interior, uma quantidade de concreto.
Estacas Franki
Estacas Broca
A estaca à trado, também 
denominada de “broca”, é uma 
estaca escavada de pequeno p q
diâmetro, moldada “in loco” pela 
concretagem de um furo aberto no 
terreno por tradagem manual. 
02/05/2013
6
Estacas Raiz
As estacas raiz  são moldadas “in 
situ” com injeção de argamassa 
em um furo aberto no terreno.
Estacas Raiz
Etapas de Execução:
• Perfuração com auxílio de circulação de água.
• Atingida a profundidade necessária, colocação 
da armadura e preenchimento do furo com 
argamassa.
• Extração do tubo de revestimento com aplicação 
de ar comprimido no topo do revestimento e 
ajuda simultânea de macacos hidráulicos 
02/05/2013
7
02/05/2013
8
Estaca Hélice Contínua
A estaca Hélice Contínua é uma estaca escavada 
pela penetração de um trado mecânico até a 
profundidade desejada, atingida esta profundidade 
o trado é retirado do solo e ao mesmo tempo é p
injetado o concreto que vai formar a estaca.
02/05/2013
9
Estaca Hélice Contínua
Etapas de Execução
• Posicionamento do equipamento e perfuração do 
terreno com o trato até a profundidade definida em 
projeto. Durante essa etapa o solo é bloqueado pelo 
fundo e assim o material preenche as hélices do trado.
• Injeção de concreto bombeado pelo corpo central do 
trado até o topo sob pressãotrado até o topo, sob pressão.
• Retirada contínua e lenta do trato, sendo o espaço 
anteriormente ocupado pelo trado preenchido com 
concreto, que é mantido sob pressão, medida no topo 
do trado, até o final de concretagem. 
• Posicionamento da armadura imediatamente após o 
término da concretagem, enquanto o concreto ainda em 
início de cura.
Estaca Hélice Contínua
Controle Informatizado
Profundidade
Torque
Velocidade de penetraçãop ç
Rotação de trado por unidade penetração
Pressão do concreto
Tempo de concretagem
Velocidade de extração do trado
02/05/2013
10
02/05/2013
11
02/05/2013
12
02/05/2013
1
Fundações Fundações –– GeotecniaGeotecnia
CAPACIDADE DE CARGACAPACIDADE DE CARGACAPACIDADE DE CARGACAPACIDADE DE CARGA
DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DAS DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DAS 
ESTACASESTACAS
Mobilização progressiva da resistência 
do elemento de fundação por estaca
02/05/2013
2
Parcelas de Resistência
PL RRR 
R i tê i l t lResistência lateral
Resistência de ponta
ppP ArR 
   LrUR LL
Parcelas de Resistência
   PPL ArLrUR
Valor da carga P em qualquer fase do 
carregamento
pL bRaRP 
Em que a, b são fatores porcentuais de 
mobilização, ambos variando de 0% a 100%
02/05/2013
3
Capacidade de carga em estacas 
(Fórmulas teóricas)
crL 
1) Estacas em argila
Fator de adesão
Coesão não-drenada
Resistência em unidade de força: LcU ...
Capacidade de carga em estacas 
(Fórmulas teóricas)
   LcURL ..
1) Estacas em argila
(Resistência lateral)
  PP
cP
AqcR
qcNr


9 (Resistência de ponta)
Capacidade de carga em estacas 
(Fórmulas teóricas)
 tanhLr 
2) Estacas em areia
Tensão horizontalTensão horizontal
Ângulo de atrito entre o solo e a estaca
vh K  e zv  
02/05/2013
4
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Aoki‐Velloso (1975)
PL RRR 
Retornando a equação da capacidade de carga (atrito lateral e 
ponta)
Onde:Onde:
 
  PPL
PPP
LL
ArLrU
ArR
LrUR





R
:a igua será carga de capacidade a sejaou 
e
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Aoki‐Velloso (1975)
1F
q
r C
P  Resistência de ponta do CPT
2
1
e
F
f
r S
L 
Atrito lateral unitário do CPT
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Aoki‐Velloso (1975)
1F
NK
r P
P

 SPT na ponta da estaca
2
1
e
F
NK
r L
L


 SPT médio na camada de 
espessura L
02/05/2013
5
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Aoki‐Velloso (1975)
  

 LNK
F
U
A
F
NK
R LP
P 
21
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Método Décout‐Quaresma (1978)
LU
N
ANCR L
PP 




  1
3
10
Tipo de Solo C (kPa)
Argila 120
Silte Argiloso 200
Ailte Arenoso 250
Areia 400
Capacidade de carga em estacas 
(Métodos Semi‐empíricos)
Método Décout‐Quaresma (1978)


02/05/2013
6
Carga de Catálogo
Diâmetro (cm) Carga de  catálogo (kN) Carga estrutural (kN)
25 200 250
30 300 360
35 400 490
40 500 640
Estaca escavada mecanicamente com trado helicoidal
45 600 810
50 800 1000
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão cm) Carga (kN)
Pré‐moldada
vibrada 
quadrada 
( = 6 a 10
20x20 400
25x25 600
30x30 900
Estaca pré-moldada de concreto 
(e  6 a 10 
MPa) 35x35 1.200
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão cm) Carga (kN)
Pré‐moldada
vibrada 
circular 
(e = 9 a 11 
MP )
22 400
29 600
33 800
Estaca pré-moldada de concreto (cont.) 
MPa) 33 800
02/05/2013
7
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão cm) Carga (kN)
Pré‐moldada
protendida
circular
( = 10 a 14
20 350
25 600
33 900
Estaca pré-moldada de concreto (cont.)
(e  10 a 14 
MPa)
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão cm) Carga (kN)
Pré‐moldada
centrifugada
20 300
23 400
26 500
Estaca pré-moldada de concreto (cont.) 
centrifugada 
circular (seção 
vazada)
(e = 9 a 11 
MPa)
33 750
38 900
42 1150
50 1700
60 2300
70 3000
Carga de Catálogo
Perfil Tipo/dimensão Carga (kN)
Trilho usado
(se = 80 kPa)
TR25 200
TR32 250
TR37 300
Estaca de aço
Verificar grau  
de desgaste e 
alinhamento
TR45 350
TR50 400
2TR32 500
2TR37 600
3TR32 750
3TR37 900
02/05/2013
8
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão (cm) Carga (kN)
Broca e = 3 a 
4 MPa
20 150
25 200
Estaca escavada (Broca)
Carga de Catálogo
Estaca Dimensão (cm) Carga (kN)
Strauss e =  4 
MPa
22 200
27 300
32 400
Estaca escavada (Strauss)
42 700
Carga de Catálogo
Estaca Diâmetro (cm) Carga (kN)
Apiloada e =  
4 MPa
20 150
25 200
Estaca apiloada
02/05/2013
9
Carga de Catálogo
Estaca Diâmetro (cm) Carga (kN)
Franki e =  6 
MPa
30 450
35 550
40 800
Estaca Franki
52 1300
60 1700
Carga de Catálogo
Estaca Diâmetro (cm) Carga (kN)
10 100‐150
12 10‐250
15 100‐350
Estaca Raiz
Raiz 16 100‐450
20 100‐600
25 250‐800
31 300‐1100
41 500‐1500
Carga de Catálogo
Estaca Diâmetro (cm) Carga (kN)
Hélice
27,5 350
30 450
35 600
40 800
Estaca Hélice Contínua
Hélice
continua (e = 
6 MPa)
40 800
42,5 900
50 1250
60 1800
70 2450
80 3200
90 4000
100 5000
02/05/2013
10
Prova de carga em estaca
02/05/2013
11
Exercício
Considerando estacas pré‐
moldadasde concreto 
centrifugado, com diâmetro de 
0,33m, carga de catálogo de 
750 kN e comprimento de 12m 
e com ponta na cota ‐13m, 
fazer a previsão da capacidade 
de carga dessa fundação 
utilizando o método Aoki‐
VellosoVelloso
02/05/2013
1
Fundações Fundações -- GeotecniaGeotecnia
ESCAVAÇÕES - Geral
TALUDAMENTO E CONTENÇÕES
 Generalidades
 Classificação
 Taludamento
 Dimensionamento do Taludamento
 Estruturas de Contenção
 Dimensionamento das Contenções
Generalidades
A escavação do terreno deve seguir um 
plano previamente definido que garanta a 
estabilidade dos terraplenos formados pelas 
õ á i à ã descavações necessárias à construção das 
obras civis, bem como a segurança de 
edificações vizinhas. 
02/05/2013
2
Cuidados em relação à escavação
• Remoção da camada mais superficial com matéria orgânica 
e entulho.
• Estocagem do restante do solo escavado para uso na 
própria obra ou remoção para outra obra.
• Caso sejam encontrados, durante a escavação, poços j , ç , p ç
aterrados, cisternas, fossas ou aterros de lixo (ou entulhos) 
não identificados na sondagem, o engenheiro deverá 
localizar estas irregularidades em planta, verificar a 
interferência com as fundações e discutir o assunto com o 
calculista ou consultor de fundações (se houver).
Cuidados em relação à escavação
• Verificação da largura da berma, inclinação dos taludes e 
profundidade de escavação pelo engenheiro ou pessoa por ele 
designada, para garantir as seguintes especificações:
Tolerância
Nível da escavação + 30 cm
Largura da berma + 50 cmLargura da berma + 50 cm
Inclinação do talude + suave
 São aceitáveis escavações com cortes verticais até 1,5m de São aceitáveis escavações com cortes verticais até 1,5m de 
profundidade. Para profundidades maiores, a estabilidade é profundidade. Para profundidades maiores, a estabilidade é 
obtida através de obtida através de taludamentotaludamento do terreno ou pela execução de do terreno ou pela execução de 
estruturas de contençãoestruturas de contenção. . 
Estabilidade
A estabilidade dos terraplenos formados 
pelas escavações necessárias a construção 
das obras civis, bem como a segurança de 
edificações vizinhas é garantida através deedificações vizinhas, é garantida através de 
taludamento do terreno ou pela execução 
de estruturas de contenção 
02/05/2013
3
02/05/2013
4
02/05/2013
5
Classificação
Taludamento
Quando houver possibilidade de garantia da estabilidade das 
escavações por taludamento do terreno, esta será a 
solução adotada 
Obras de ContençãoObras de Contenção
As contenções, constituídas por estacas de concreto 
moldadas “in situ” ou por outros elementos estruturais, 
são usadas nos locais previstos no projeto, para evitar 
desmoronamento quando o terreno tiver que ser escavado 
abaixo do nível da vizinhança e não houver espaço 
suficiente para taludamento. 
TALUDAMENTO
02/05/2013
6
TALUDAMENTO
CORTINA DE CONTENÇÃO
Dimensionamento do Taludamento
A verificação da possibilidade de taludamento é feita de acordo com 
a seqüência indicada a seguir:
• Determinação da profundidade em que se pretende instalar as 
fundações  e as escavações gerais dos subsolos.
• Exame da planta da edificação para verificar a viabilidade de 
taludamentotaludamento.
• Exame das sondagens para identificar as características do 
terreno que irão influenciar o taludamento e para verificar a 
existência do lençol freático.
• Levantamento das edificações vizinhas, com definição das 
distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e 
profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e 
profundidade das fundações.
02/05/2013
7
Dimensionamento do Taludamento (cont.)
• Desenho das seções do terreno adotando‐se as 
inclinações compatíveis com as características do 
solo a ser escavado.
• Desenho da planta com indicação de bermas e 
taludes, verificando‐se a aplicabilidade do 
taludamento em toda área a ser escavada e eventualtaludamento em toda área a ser escavada e eventual 
necessidade de se prever alguma estrutura de 
contenção localizada para garantir a estabilidade de 
algum trecho do terreno.
• Desenho detalhado de plantas e seções, tantos 
quantos necessários para o entendimento do 
projeto, que mostrem claramente a programação 
das escavações e as fases de execução.
Dimensionamento do Taludamento (cont.)
• Análise da estabilidade dos taludes caso o 
terreno apresente características peculiares ou o 
porte da obra justifique.
• Dimensionamento e projeto de alguma eventual 
t t d t ã l li d jestrutura de contenção localizada que seja 
necessária.
• Levantamento de quantitativos, cálculo de 
orçamentos e redação do memorial descritivo 
do projeto e das especificações 
Estruturas de Contenção
As estruturas de contenção são adotadas 
quando por falta de espaço não for 
possível o taludamento ou se por 
alguma razão (custo elevadoalguma razão (custo elevado, 
dificuldade executiva, prazo 
alongado, etc.) esta solução não for 
recomendável. 
02/05/2013
8
Estruturas de Contenção
Em relação ao comportamento estrutural, os tipos mais 
comuns de contenção são:
• Cortinas em balanço – cortinas formadas por um conjunto de 
estacas cravadas ou confeccionadas no solo. As estacas, que podem 
ser de aço ou concreto, ficam parte em balanço e parte (“ficha”) 
enterradas no terreno.
• Cortinas apoiadas em bermas provisórias – neste caso a cortina, 
usualmente em concreto, fica provisoriamente apoiada em bermas, 
que após a execução da estrutura do edifício e travamento da 
cortina, são escavadas.
• Cortinas atirantadas – são estruturas de contenção apoiadas em 
tirantes que resistem ao empuxo do terrapleno contido pela cortina.
• Cortinas escoradas – são estruturas de contenção, adotadas em 
escavações de pequena largura, apoiadas em vigas horizontais 
(escoras) que atravessam toda a escavação e vão se apoiar na 
cortina de contenção oposta. 
CORTINAS EM BALANÇO
CORTINAS EM BALANÇO
02/05/2013
9
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
DivisaDivisa
6 m
3 m
3 m
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
Divisa
6 m
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
Divisa
3
6 m
3 m
3 m
02/05/2013
10
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
Divisa
6 m
3 m
3 m
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
Divisa
6 m
3 m
3 m
CORTINAS EM BALANÇO
(cont.)
Divisa
02/05/2013
11
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS PROVISÓRIAS
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS PROVISÓRIAS 
(cont.)
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS PROVISÓRIAS 
(cont.)
02/05/2013
12
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS PROVISÓRIAS 
(cont.)
Divisa
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
Divisa
Divisa
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
3 m 
3 m
02/05/2013
13
Divisa
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
4,5 m4,5m
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
Divisa
1 m
1 m
3,5 m
3 m
Divisa
1 m
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
1 m
3,5 m 3 m
02/05/2013
14
Divisa
CORTINAS APOIADAS EM BERMAS 
PROVISÓRIAS (cont.)
3 m
4,5m
1,5 m
CORTINAS ATIRANTADAS
Divisa
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
02/05/2013
15
Divisa
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
6 m
Divisa
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
8 m
Divisa
1 m
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
1 m
7 m
6 m
02/05/2013
16
Divisa
1 m
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
1 m
7 m
6 m
Divisa
1 m
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
3 m 6 m
Divisa
1 m
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
3 m 6 m
02/05/2013
17
Divisa
CORTINAS ATIRANTADAS
(cont.)
Cortina Escorada
Estruturas de Contenção
Tendo em vista as condições peculiares das obras imobiliárias, as 
obras de contenção geralmente são projetadas em duas fases:
• No decorrer das escavações, execução das fundações e 
construção dos pavimentos enterrados, as estruturas de 
contenção provisoriamente devem suportar o empuxo doscontenção, provisoriamente, devem suportar o empuxo dos 
terraplenos e garantir a estabilidade das edificações vizinhas.
• Concluída esta primeira fase, as contenções são ligadas à 
estrutura do edifício, sendo as forças de empuxo  transferidaspara a estrutura do edifício que passa a absorver os esforços 
devidos aos empuxos de terra e, em alguns casos, as cargas 
oriundas das fundações das edificações vizinhas.
02/05/2013
18
ESTRUTURA DE CONTENÇÃO 
SUPORTANDO O EMPUXO
Divisa
ESTRUTURA DO EDIFÍCIO 
SUPORTANDO O EMPUXO
Divisa
Dimensionamento das Contenções
O dimensionamento e o projeto das contenções são feitos de 
acordo com a seqüência indicada a seguir:
• Determinação da profundidade em que se pretende instalar 
as fundações (bloco, sapata ou radier) e as escavações gerais 
para criação dos andares de subsolo.
• Exame das sondagens do terreno para identificar as 
características das camadas do subsolo que irão influenciar a 
contenção e, também, para verificar a existência e 
profundidade do lençol freático.
• Levantamento das edificações vizinhas, com definição das 
distâncias às divisas, estado geral da obra, existência e 
profundidade de subsolos ao longo das divisas, tipo e 
profundidade das fundações.
02/05/2013
19
Dimensionamento das Contenções (cont.)
• Desenho das seções do terreno adotando‐se tipos de 
contenção compatíveis com as características do solo 
a ser escavado.
• Desenho da planta com indicação das obras de 
contenção de bermas e taludes verificando‐se acontenção, de bermas e taludes, verificando se a 
possibilidade de solução exclusiva de taludamento em 
algum trecho localizado.
• Desenho detalhado de plantas e seções, tantos 
quantos necessários para o entendimento do projeto, 
que mostrem claramente a programação das 
escavações e as fases de execução.
TALUDAMENTO EM TRECHO LOCALIZADO
Dimensionamento das Contenções (cont.)
• Dimensionamento e projeto das estruturas de 
contenção.
• Dimensionamento e detalhamento de tirantes, 
chumbadores e drenos.
• Análise da estabilidade geral da escavação 
caso o terreno apresente características 
peculiares ou o porte da obra justifique.
• Levantamento de quantitativos, cálculo de 
orçamentos e redação do memorial descritivo 
do projeto e das especificações.
02/05/2013
1
Fundações Fundações -- GeotecniaGeotecnia
ESCAVAÇÕES – Tipos de contenções
TIPOS DE CONTENÇÃO
 Taludamento X Contenção  
 Tipos de Contenção
 Contenções em Aço
 Contenções em Concreto
 Outros Tipos de Contenção
Tipos de Contenção
As estruturas de contenção podem ser 
constituídas de:
• AçoAço
• Concreto
• Madeira
• Composições destes três materiais 
02/05/2013
2
CONTENÇÕES METÁLICAS
As contenções metálicas podem ser 
constituídas por: 
• Trilhos e perfis metálicos em conjuntoTrilhos e perfis metálicos em conjunto 
com pranchas horizontais de madeira ou 
pré‐moldadas em concreto. 
• Ou podem ser formadas pela cravação de 
estacas pranchas em aço. 
Trilhos com pré‐moldadas em 
concreto
Perfis metálicos com pranchas de 
madeira
02/05/2013
3
Perfis metálicos com pranchas 
de madeira
Perfis metálicos com pranchas 
de madeira
Perfis metálicos com pranchas 
de madeira
02/05/2013
4
TIPOS DE CONTENÇÕES DE 
CONCRETO
• Cortina Contínua de Estacas Brocas:
São formadas pela perfuração e concretagem de 
estacas brocas contíguas, em linha. 
• Cortina de Estacas Brocas Espaçadas:
São formadas pela perfuração e concretagem de 
estacas brocas espaçadas, em linha, com o solo entre 
as estacas contido por placas premoldadas ou placas 
concretadas no local, na medida que se dá o avanço 
da escavação.
Cortina Contínua de Estacas Brocas
Cortina de Estacas Brocas 
Espaçadas
02/05/2013
5
TIPOS DE CONTENÇÕES DE 
CONCRETO (CONT.)
• Cortina Contínua de Estacas Raiz:
São formadas pela execução de estacas raízes 
contíguas em linha. 
• Cortina de Estacas Raiz Espaçadas:
São formadas pela execução de estacas raiz 
espaçadas, em linha, com o solo entre as estacas 
contido por placas premoldadas ou placas 
concretadas no local, a medida que se dá o avanço 
da escavação.
Cortina Contínua de Estacas 
Raiz
Cortina de Estacas Raiz 
Espaçadas
02/05/2013
6
Cortina de Estacas Raiz 
Espaçadas
TIPOS DE CONTENÇÕES DE 
CONCRETO (CONT.)
• Cortina Contínua de Estacas Premoldadas:
São formadas pela cravação de estacas premoldadas 
contíguas, em linha. 
• Cortina de Estacas Premoldadas Espaçadas:
São formadas pela cravação de estacas premoldadas 
espaçadas, em linha, com o solo entre as estacas sendo 
contido pela instalação de placas premoldadas,  concretagem 
de placas no local, ou mesmo, pela instalação de pranchas de 
madeira, na medida que se dá o avanço da escavação.
OUTROS TIPOS DE CORTINAS
• Terra Armada ‐ Cortinas, normalmente usadas para conter 
aterros, formada por placas premoldadas de concreto 
armado.
• Parede Diafragma ‐ cortinas formadas por painéis moldadosParede Diafragma ‐ cortinas formadas por painéis moldados 
“in situ” ou premoldados instalados em perfurações de 
seção retangular executadas com escavadeiras mecânicas 
tipo “clam‐shell”.
• Solo Grampeado ‐ cortinas executadas, acompanhando a 
execução da escavação, com concreto jateado sobre a 
superfície do talude, ao qual são fixadas através de grampos 
de aço instalados em furos preenchidos com calda de 
cimento.
02/05/2013
7
Terra Armada
Terra Armada
Terra Armada
02/05/2013
8
Parede Diafragma 
Moldada “in situ”
Parede Diafragma Premoldada
Solo Grampeado
02/05/2013
9
Solo Grampeado
Solo Grampeado
Solo Grampeado
02/05/2013
1
Fundações Fundações -- GeotecniaGeotecnia
ESCAVAÇÕES - Tirantes
Descrição
• Os tirantes são elementos que suportam, à tração, 
todas as cargas de empuxo do solo e das 
sobrecargas atuantes no terrapleno a ser contido, 
d d l l d idescarregadas neles pela estrutura da cortina. 
• Os tirantes são colocados obliquamente à 
estrutura, em perfurações próprias, e seus 
comprimentos  e diâmetros dependem das 
características gerais do maciço de terra a ser 
contido. 
02/05/2013
2
Tipos de Tirantes 
Tirantes
Monobarras
Em cordoalha
Monobarras
02/05/2013
3
Em cordoalha
02/05/2013
4
02/05/2013
5
CONTRATO DE EXECUÇÃO
Antes da aprovação da Proposta de Cravação serão 
solicitadas, caso ainda não tenham sido fornecidas, as 
seguintes informações:
– Descrição do equipamento a ser usado na execução dos tirantes, 
perfuratriz, misturadores e agitadores de calda, bombas, e macaco 
hidráulico.
– Certificado de aferição do conjunto macaco‐bomba‐manômetro.Certificado de aferição do conjunto macaco bomba manômetro.
– Diâmetro do tubo de revestimento e diâmetro final do bulbo do 
tirante.
– Descrição sumária do processo de execução.
– Volume por tirante e traço da calda.
– Características da barra de aço, do revestimento do trecho livre, dos 
espaçadores e do tubo de injeção.
– Forma de medição e pagamento.
CONTRATO DE EXECUÇÃO (cont.)
Outras questões que devem ser previamente 
discutidas:
I t l õ t d i lét i• Instalações e pagamento da energia elétrica.
• Vigilância do canteiro e guarda dos equipamentos.
• Responsabilidade quanto a danos causados a terceiros.
• Divisão e ocupação da área no Canteiro de Obra caso a 
Construtora vá trabalhar ao mesmo tempo.
• Obrigações trabalhistas e responsabilidade criminal e civil 
em caso de acidente.
• Necessidade de autorização prévia das edificações vizinhas.
EXECUÇÃO
NBR 5629 ‐ Execução de Tirantes Ancorados no 
Terreno
LOCAÇÃO E NIVELAMENTOLOCAÇÃO E NIVELAMENTO
• A locação é feita de acordo com o projeto, obedecendo‐se cotas e
distâncias do eixo do tirante.
• A inclinação é definida com auxílio de um transferidor para orientar a
posição da perfuratriz em relação à boca da perfuração.
• Em se tratando de uma segunda linha de tirantes, verificar a distância
vertical em relação à primeira linha e se os tirantes têm eixos
coincidentes com os da linha superior ou não.
02/05/2013
6
EXECUÇÃO (cont.)
PERFURAÇÃO
• Antes da perfuração dita, deverão ser verificadas a locação do
tirante e a exata direção e ângulo de perfuração e alinhamento das
perfuratrizes.
• Pode‐se optar por perfuratrizes rotativas com acionamentoPode se optar por perfuratrizes rotativas com acionamento
hidráulicoe circulação d’água ou perfuratrizes roto‐percussivas com
acionamento pneumático, sendo possível ainda à utilização
conjunta dos dois tipos de perfuratrizes para se atingir um melhor
resultado.
• Todas as atividades de perfuração serão registradas em boletins
específicos que fornecerão o histórico do furo, contendo dados
cronométricos, geológicos, geométricos e outros de interesse.
• Concluída a perfuração, será procedida a limpeza do interior do
furo, mediante a utilização do ferramental apropriado, até que se
complete a eliminação de todos os detritos do seu interior.
PERFURAÇÃO MANUAL
PERFURAÇÃO MANUAL (CONT.)
02/05/2013
7
PERFURAÇÃO COM ROTATIVA
PERFURAÇÃO COM ROTOPERCUSSORA
EXECUÇÃO (cont.)
MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS TIRANTES
• Os tirantes, serão montados no comprimento, diâmetro e 
qualidade do aço conforme especificação do projeto, em  
bancada (prateleira sobre cavaletes) especialmente 
construída para este fim. 
• Compreendem, alem das barras, tubo de injeção em PVC 
provido de “válvulas manchetes” espaçadores bainha ouprovido de   válvulas manchetes , espaçadores, bainha ou 
revestimento de proteção do trecho livre, etc., 
• O transporte para o local de instalação é feito 
simultaneamente à conclusão da perfuração. 
02/05/2013
8
EXECUÇÃO (cont.)
MONTAGEM E INSTALAÇÃO DOS 
TIRANTES
• A sua introdução no furo deve ser lenta e cuidadosa para 
se evitar qualquer dano ao mesmo ou atrito excessivo 
contra as paredes do furo. 
• O tratamento anticorrosivo a ser aplicado ao aço 
previamente à montagem, é indispensável como 
escovamento e limpeza,  pintura em duas demãos de 
tinta apropriada.
EXECUÇÃO (cont.)
INJEÇÃO DOS TIRANTES
• A injeção é feita em duas fases distintas: 
– a primeira denominada “primária” ou de “formação da bainha” 
– a segunda ou as subseqüentes de consolidação do terreno– a segunda, ou as subseqüentes, de consolidação do terreno, 
consagradas na prática com o nome de “injeções de bulbo” ou 
“secundárias”.
• A injeção da bainha consiste no preenchimento do furo com calda 
de cimento com fator água / cimento de 0,5 (em peso)  por 
gravidade ou utilizando‐se uma bomba com baixa pressão. 
• A injeção é realizada através do tubo de injeção provido de  
“válvulas manchetes”, em cujo interior passa a composição de 
injeção formada por um tubo de aço com um obturador na 
extremidade. 
EXECUÇÃO (cont.)
INJEÇÃO DOS TIRANTES
• Decorrido um prazo de 12 horas após a injeção de bainha, terão
início as injeções de consolidação do terreno, com pressões e
volumes controlados.volumes controlados.
• A injeção, a exemplo da fase de bainha, é realizada com a
introdução da composição de injeção no interior do tubo de injeção,
iniciando‐se, em movimento ascendente, a partir da última válvula
localizada na extremidade do tirante, o processo de injeção no
trecho de ancoragem.
02/05/2013
9
EXECUÇÃO (cont.)
INJEÇÃO DOS TIRANTES
• Os volumes de calda e pressões de injeção serão aqueles que
garantam a perfeita ancoragem do tirante ao terreno.
• Os critérios de injeção deverão ter por base as características do• Os critérios de injeção deverão ter por base as características do
subsolo local, os resultados do teste realizado para verificação do
comprimento de ancoragem e poderão ser revisados durante a
execução, em função de condições localizadas.
• Ao final de cada tirante, será emitido boletim individual de cada
tirante correspondente às atividades de injeção.
EXECUÇÃO (cont.)
INJEÇÃO DOS TIRANTES
• A injeção de calda deve ser prosseguida durante algum tempo após
esta atingir o topo do revestimento e começar a extravasar, para
garantir a expulsão da primeira porção da calda que entrou emgarantir a expulsão da primeira porção da calda que entrou em
contato com a água de circulação e restos de solo não retirado do
furo durante a perfuração.
• Decorrido um intervalo de tempo não superior a duas horas, o tubo
de injeção é lavado internamente para mantê‐lo limpo e apto a
receber, novamente, a composição para as injeções secundárias.
EXECUÇÃO (cont.)
PROTENSÃO DOS TIRANTES
• Após um tempo mínimo de 3 a 4 dias de cura da calda de cimento 
da última etapa de injeção realizada (cimento ARI‐RS) ou de 7 dias 
de cura da calda de cimento da última etapa de injeção realizada 
(cimento CP‐II), será realizada a protensão.
A t ã t t d ti t d ã t d d• A protensão e os testes dos tirantes deverão  ser executados de 
acordo com a NBR 5629 ‐ Execução de Tirantes Ancorados com a 
utilização de  macacos apropriados.
• Nesta etapa  serão colocadas as peças que compõem a “cabeça” do 
tirante, ou seja, a cunha de grau, em aço, a placa de apoio, também 
em aço e as porcas para fixação do mesmo. 
• Os dados das cargas aplicadas e as deformações correspondentes 
em cada estágio de carregamento serão anotados em boletim 
apropriado.
02/05/2013
10
EXECUÇÃO (cont.)
PROTENSÃO DOS TIRANTES
• No mínimo 10% dos tirantes da obra testados até 1,5 
vezes a carga de trabalho e os restantes testados até 1,2 g ,
vezes a carga de trabalho.
• Após atingir a carga de teste, os tirantes serão 
incorporados com 0,8 da carga de trabalho. 
• Caso necessário, devem ser executadas novas injeções 
de calda para obtenção da carga de trabalho prevista em 
projeto. 
PROTENSÃO DE TIRANTE DE 
BARRA
PROTENSÃO DE TIRANTE DE 
BARRA
02/05/2013
11
PROTENSÃO DE TIRANTE DE 
CORDOALHA
EXECUÇÃO (cont.)
INCORPORAÇÃO DOS TIRANTES
• A incorporação do tirante à estrutura de contenção 
somente poderá ser feita se comprovado o 
comportamento do tirante sob a carga de protensão 
prevista. 
• Após a aplicação da carga máxima de protensão, o 
esforço sobre o tirante será reduzido para 80% da carga 
de trabalho.
• Sendo a carga suportada pelo macaco transferida para a 
estrutura através do aperto da porca da cabeça do 
tirante de barra ou pela colocação de clavetes em 
tirantes de cordoalha. 
PLACA DE APOIO, CUNHA E 
PORCAS
02/05/2013
12
Clavetes do 
Tirante em 
Cordoalha
Proteção da 
Cabeça 
ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO
CONTROLE GERAL DO ATIRANTAMENTO
• Para cada tirante, o executor deve preencher o Boletim 
de Execução anotando:
– Identificação do tirante
– Comprimento da armação– Comprimento da armação
– Característica da armação
– Capacidade de carga
– Desaprumo e desvio de locação.
– Características do equipamento de cravação.
– Volume e traço da calda para preenchimento do furo.
– Pressões de injeção, volume e traço da calda por fase de 
injeção
– Anormalidades de execução.
02/05/2013
13
ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO (cont.)
CONTROLE GERAL DO ATIRANTAMENTO
• O modelo do Boletim de Execução deve ser apresentado, antes do 
início da obra, ao Engenheiro da Obra que o examinará para 
verificar se nele existe espaço para as anotações acima.
• No decorrer da execução dos tirantes, o Engenheiro da Obra, ou 
pessoa por ele designada, acompanhará o preenchimento do 
Boletim de Execução.
• Os comprimentos dos tirantes são estimados a partir das 
sondagens. Caso na perfuração seja constatada divergência no 
comportamento do solo em relação ao esperado deve‐se executar 
novas sondagens de verificação no local.
ACOMPANHAMENTO DA EXECUÇÃO (cont.)
CONTROLE GERAL DO ATIRANTAMENTO
• Após a execução dos tirantes será feita a verificação do 
posicionamento final dos mesmos e adotadas as 
providências caso seja necessária alguma medidaprovidências, caso seja necessária alguma medida 
corretiva. 
• O teste de carga é a única forma de efetivamente 
verificar a capacidade de carga dos tirantes, assim, ainda 
com maior razão, as recomendações da NBR 5629 ‐
Execução de Tirantes Ancorados em relação aos testes 
devem ser obedecidas.