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TÉCNICAS CONSTRUTIVASTÉCNICAS CONSTRUTIVAS
INFRAESTRUTURAINFRAESTRUTURA
Autor: Me. Kleber Aristides Ribeiro
Revisor : C ícero de Deus Rosa F i lho
IN IC IAR
introdução
Introdução
Olá, estudante em infraestrutura. Analisaremos, avaliaremos e escolheremos
a melhor fundação em relação ao suporte de carga dos solos que dê
sustentação às cargas advindas das superestruturas, independentemente da
superestrutura: seja ela uma edi�cação térrea, um edifício de 30 pavimentos
ou uma obra de arte especial (OAE), como viadutos, pontes e túneis.
Estudaremos a diferença entre as fundações super�ciais e profundas, além
daquelas que têm a função de contenção de solo e água. Avaliaremos as
tensões admissíveis do solo, cálculos empíricos por meio das informações
obtidas pelo per�l geotécnico, seja pelo número de golpes da sondagem a
percussão SPT ou por experimentos no solo indeformado como cisalhamento
direto ou triaxial.
Com as informações de ângulo de atrito, coesão e tensão de ruptura, é
possível mensurar a capacidade de carga de um solo e escolher qual tipo de
fundação utilizar para uma construção.
Infraestrutura é um elemento estrutural enterrado que transmite tensões ao
subsolo (maciço de solo), provenientes da estrutura (superestrutura)
construída, seja ela uma residência, um edifício (residencial ou comercial), um
tanque, um silo, uma ponte ou um viaduto.
Classi�icação
As fundações são classi�cadas de acordo com seu funcionamento: fundação
rasa (super�ciais ou diretas) com uma profundidade máxima de duas vezes
do menor lado da fundação, normalmente com profundidades de dois
metros, ou em fundações profundas, com profundidades superiores ao dobro
de sua menor dimensão em planta, e no mínimo igual a três metros (ABNT,
2019).
Contudo, antes de falar propriamente das fundações, vamos entender como
são de�nidas a escolha do tipo de fundação. Para isso, precisamos avaliar o
tipo de solo e suas tensões admissíveis, para avaliar a viabilidade técnica e
InfraestruturaInfraestrutura
econômica de qual tipo de fundação será necessária para suportar as cargas
da superestrutura.
Avaliação dos Solos
Antes de iniciar com os tipos de fundações, é necessário conhecermos o solo,
o qual irá suportar as cargas da superestrutura, obtendo as tensões normais,
tensões cisalhantes, ângulo de atrito e coesão do material. Essas informações
são coletadas por meio de ensaios como o cisalhamento direto e o triaxial ou
por meio do número de golpes obtidos na sondagem à percussão SPT. Iremos
iniciar com as informações dos ensaios de cisalhamento direto.
Cisalhamento Direto
A resistência dos solos é mobilizada através do cisalhamento entre suas
partículas, dependendo das tensões efetivas atuantes, entre outros aspectos.
Pode ser feita uma analogia entre a resistência ao cisalhamento dos solos e o
atrito de escorregamento entre corpos sólidos, como está representado na
Figura 2.1:
Figura 2.1 – Força Normal (N) e Força Tangencial (T)
Fonte: Elaborada pelo autor.
Para um determinado valor da força normal (N), a força tangencial (T) pode
aumentar gradativamente, desde o valor zero até certo valor, a partir do qual
há o escorregamento do corpo sólido em relação à superfície. A relação entre
as forças T e N, tal que haja o deslizamento entre os corpos sólidos, é
constante ( coe�ciente de atrito ), como segue na Figura 2.2, dependendo da
rugosidade no contato entre eles. Ou seja:
T = constante . N
T = N . tg(�) (coe�ciente de atrito)
A diferença entre dois corpos encostados é a área de contato, pois como os
grãos são muito pequenos, a quantidade de área com superfície especí�ca é
muito grande, tornando a resistência ao cisalhamento maior por causa da sua
coesão. A resistência ao cisalhamento dos materiais do solo tem dois
componentes:
resistência por atrito interno entre os grãos: analogia com o
escorregamento de corpos sólidos;
Figura 2.2 – Atrito entre corpos
Fonte: Elaborada pelo autor.
resistência por coesão: devido à ligação entre as partículas (não
confundir com coesão aparente devido ao ressecamento).
A resistência por atrito depende do nível de tensão normal efetiva, enquanto
que a resistência por coesão independe dessas tensões. Dessa forma, a
envoltória de resistência ao cisalhamento pode ser expressa por tensão
cisalhante por tensão efetiva, como está representado na Figura 2.3:
Figura 2.3 – Equação da envoltória
Fonte: Elaborada pelo autor.
Na Figura 2.3 foram ilustrados os três resultados de tensão de cisalhamento e
tensão efetiva para obtenção da equação da envoltória de resistência do solo.
Em cada ensaio, foi obtida a tensão de ruptura (ou tensão máxima) e
deslocamento horizontal (e deformação) do solo, como está representado na
Figura 2.4:
Com essas informações, pode-se de�nir a tensão admissível de um solo
utilizando a tensão máxima (tensão de ruptura) pelo fator de segurança que
pode variar entre 2 e 3 (BUDHU, 2017). Esse fator de segurança pode ser mais
bem avaliado na Figura 2.5 que, para �ns de projeto, o valor utilizado para
cálculo de suporte de carga das estruturas é o dimensionamento da área de
contato das fundações super�ciais.
Figura 2.4 – Curva de Tensão x Deslocamento
Fonte: Elaborada pelo autor.
Podemos ver o uso desses fatores no cálculo e na tensão de ruptura para
determinar a tensão admissível como segue na Equação 1:
 Equação 1
Para exempli�car, imagine que após um ensaio de cisalhamento direto foi
obtida a tensão de ruptura de 700kPa e foi solicitado em projeto o fator de
segurança de 2. Assim, a tensão admissível será de:
 (sabendo que 100kPA = 1kgf/cm² = 10tf/m²)
Neste exemplo, pode-se ver que o suporte de carga do solo é de 350kPa para
o cálculo de área da fundação rasa que veremos em breve.
Determinação da Resistência dos Solos em Função do SPT
Podemos avaliar de forma empírica a tensão admissível de um solo por meio
do número de golpes (N) determinados na sondagem a percussão de SPT.
Porém, para cada tipo de solo, haverá uma resistência distinta, ou seja, nos
solos �nos (argilas e siltes) ou nos grossos (areia e pedregulho). As equações
Figura 2.5 – Fator de Segurança (2 a 3)
Fonte: Elaborada pelo autor.
=σadm
σrup
FS
= = 350kPaσadm
700kPa
2
auxiliam a de�nição da tensão admissível para os solos de forma empírica
(MOLITERNO, 1994).
Terzaghi desenvolveu uma expressão aplicável a solos arenosos para
fundações rasas com a dimensão de B ≤ 1,3m (Equação 2) e B ≥ 1,3m
(Equação 3), mas para o caso de Meyerho� para solos arenosos, a expressão
pode ser a que segue na Equação 4 (MOLITERNO, 1994).
 Equação 2.
 Equação 3.
 Equação 4.
Onde:
N = Números de golpe na sondagem a percussão SPT (NSPT);
B = Largura da Sapata ou Bloco (menor dimensão) em metros;
D = Profundidade da Sapata ou Bloco em metros.
Nos casos de solos argilosos, a expressão de Terzaghi segue na Equação 5
(MOLITERNO, 1994).
 Equação 5.
Onde:
N = Números de golpe na sondagem a percussão SPT (NSPT);
B = Largura da Sapata ou Bloco em metros;
L = Comprimento da Sapata ou Bloco em metros.
Outra fórmula empírica que pode ser utilizada com os resultados do número
de golpes da sondagem a percussão SPT (NSPT) para determinação da
resistência do solo (MOLITERNO, 1994) é a Equação 6.
= kgf/cσadm
N
8 m2
= kgf/cσadm
N
10 m2
= 3, 3.N .B. (1 + ). t/σadm
D
B
1
20 m2
= 1, 3.N . (1 + 0, 3 )t/σadm
B
L
m2
 Equação 6
Onde: N = NSPT.
A análise da tensão admissível do solo é de suma importância para o
projetista de fundações. Ele levará em consideração a planta de carga advinda
da superestrutura da edi�cação ou obra de arte especial, o per�l geotécnico
do terreno e, quando necessário, os ensaios em laboratórios de controle de
qualidade dos materiais de construção e solos.
praticar
Vamos Praticar
Ao se realizar a sondagem a percussão SPT é possível obter as informações de nível
de lençol freático (N. A. Nível d’água), tipos de solos e número de golpes SPT (NSPT).
Considerando que foi encontrada na superfície do terrenouma camada de quatro
metros de profundidade de argila pura, avalie as assertivas com verdadeiro (V) e
falso (F) e assinale a sequência correta.
(   ) Deve-se avaliar o número de golpes dos últimos 45 cm de cada metro da
sondagem.
(   ) O solo tem tensão admissível su�ciente independentemente do resultado do
NSPT.
(   ) Deve-se avaliar o NSPT com equações empíricas e, caso necessário, com ensaios
laboratoriais.
(   ) Não é necessário conhecer a planta de cargas para de�nir o tipo de fundação.
=  kgf/cσadm N − 1
− −−−−
√ m2
a) V, V, V, V.
b) V, V, V, F.
c) V, V, F, F.
d) V, F, V, F.
e) V, F, F, F.
Com as informações do projeto do per�l geotécnico do terreno, como segue
na Figura 2.1, e em posse da planta de cargas da edi�cação ou da obra de arte
especial, é possível avaliar as condições do terreno nos primeiros metros, ou
seja, para fundações rasas D<= 2B.
Escolha do Tipo deEscolha do Tipo de
FundaçãoFundação
Após avaliar as cargas da edi�cação e o per�l geotécnico, é necessário realizar
algumas veri�cações, primeiramente com as fundações rasas, para análise de
viabilidade técnica e econômica.
Veri�icação Para Escolha de Fundação
Antes da realização do dimensionamento propriamente dito das fundações, é
necessário realizar três tipos de veri�cações, seja da ordem de grandeza do
carregamento, viabilidade de fundações super�ciais e, por �m, se o centro de
carga do edifício coincide com o centro de gravidade da área projetada (ABNT,
2019). Em seguida, serão apresentados os métodos de veri�cação.
Figura 2.6 – Per�l Geotécnico
Fonte: Elaborada pelo autor.
Grandeza de Carregamento
A veri�cação da ordem de grandeza do carregamento é feita calculando-se a
tensão média na área projetada do edifício em planta (área de um radier
hipotético), através da somatória das cargas de todos os pilares dividida pela
área projetada do edifício em planta. Em edifícios normais de concreto
armado (residenciais ou comerciais), essa tensão média deve resultar em
(10,0 a 12,0 kPa), multiplicado pelo número de andares do edifício.
Segue exemplo de uma planta de carga ilustrada na Figura 2.7:
Figura 2.7 – Planta de carga
Fonte: Elaborada pelo autor.
Se utilizarmos a planta de carga para avaliar hipoteticamente a pressão
exercida na área do radier , é possível veri�car a ordem de grandeza da
seguinte forma: somam-se os valores de cargas dos pilares e divide-se pela
área dos pilares.
Pilar Carga
Área do Radier do
Edifício
P1 25t
12,50x15,25 =
190,625m²
P2 25t
P3 35t Pressão Total
P4 20t
280t/190,625m² =
1,469t/m²
P5 20t
P6 25t
P7 30t
P8 25t
P9 25t
P10 25t
Tabela 2.1 – Cargas dos pilares e área do radier
Fonte: Elaborada pelo autor.
Neste exemplo o resultado foi de 1,474 t/m² (14,74 kPa), um pouco acima do
valor considerado para construções residenciais e comerciais, porém cada
estrutura tem suas características.
Viabilidade do Emprego de Fundações Rasas
Para que o projeto de fundações seja econômico, a relação entre a área total
das sapatas deve ser igual ou inferior a (65 a 70)% da área projetada do
edifício em planta (área de um radier hipotético), para evitar grandes
associações de sapatas, com elevados volumes de concreto. Dessa forma,
procura-se evitar sapatas associadas de forma antieconômica.
Se a soma das áreas da sapata da Figura 2.6 for maior do que 70% da área
projetada (veremos mais a frente esse cálculo), optaremos pelo radier ou pela
fundação profunda.
2.1.3. Centro de Cargas do Edi�ício e Centro de
Gravidade da Área
Deve-se veri�car se o centro de cargas do edifício ( ) coincide
aproximadamente com o centro de gravidade ( ) da área projetada do
edifício em planta (área de um radier hipotético), para que se possa evitar a
ocorrência de recalques diferenciais não uniformes ou que possam resultar
P11 25t
P12 25t
Total 305t
CCedif
CGradier
em uma inclinação um pouco acentuada do edifício, principalmente para
edifícios altos e estreitos cuja relação altura/largura seja da ordem de 4 a 5.
Na �gura 2.7, percebe-se que o centro de carga não coincide com o centro de
gravidade do radier , então, neste caso, opta-se por fundação profunda.
praticar
Vamos Praticar
A escolha do tipo de fundação pode ser avaliada por meio de alguns métodos de
veri�cação. Dentre esses métodos, pode-se avaliar a viabilidade da instalação de
sapatas isoladas ou blocos. Considerando o texto, esta avaliação está atrelada a
qual situação? Avalie as alternativas assinale a correta.
a) Se a soma das áreas das sapatas ou blocos for maior do que 100% da área
projetada da edi�cação, adota-se o radier em vez das sapatas.
b) Se a soma das áreas das sapatas ou blocos for maior do que 90% da área
projetada da edi�cação, adota-se o radier em vez das sapatas.
c) Se a soma das áreas das sapatas ou blocos for maior do que 80% da área
projetada da edi�cação, adota-se o radier em vez das sapatas.
d) Se a soma das áreas das sapatas ou blocos forem maior do que 70% da
área projetada da edi�cação, adota-se o radier em vez das sapatas.
e) Se a soma das áreas das sapatas ou blocos for maior do que 20% da área
projetada da edi�cação, adota-se o radier em vez das sapatas.
As fundações rasas (super�ciais ou diretas) são aquelas em que:
a carga da estrutura é transmitida ao subsolo predominantemente
por tensões distribuídas sob sua base;
a profundidade de assentamento (D) é igual ou inferior ao dobro da
menor dimensão da fundação em planta (B), ou seja: D ≤ 2B. Dessa
forma, a superfície de ruptura mobilizada atinge a superfície do
terreno.
Fundações RasasFundações Rasas
Tipos de Fundações Rasas
As fundações super�ciais são subdivididas em três tipos básicos: sapatas,
blocos e radier. A seguir, serão apresentados os tipos de fundações, suas
características e seus métodos de execução.
Sapatas
São estruturas de concreto armado em que sua altura (h) é relativamente
pequena em comparação com as dimensões da base (largura B e
comprimento L). Dessa forma, exigem armadura de aço para absorver
tensões de tração (BUDHU, 2017).
Com relação à sua rigidez, as sapatas são consideradas rígidas, quando o
deslocamento vertical (recalque) é constante para carga centrada, não
necessitando de armadura transversal (estribos) para cisalhamento. Já as
sapatas �exíveis são aquelas em que há variação do deslocamento vertical
Figura 2.8 – Fundações Rasas (sapata)
Fonte: Elaborada pelo autor.
(recalque) para carga centrada, sendo necessária armadura transversal
(estribos) para absorver o cisalhamento.
Normalmente, a sapata é considerada rígida quando sua altura (h) for maior
ou igual a e a , em que e são as dimensões da
seção transversal do pilar (largura e comprimento). As sapatas podem ser
classi�cadas, quanto à sua disposição em relação aos pilares, em:
Sapatas Isoladas:
São aquelas que dão suporte às cargas apenas de um pilar como segue na
Figura 2.9. As dimensões mínimas da sapata, por problemas de ruptura do
solo, deverão obedecer aos seguintes valores:
B ≥0,60m para pequenas construções (sapatas corridas ou alicerces);
B ≥ 0,80 a 1,0m para edi�cações maiores.
Figura 2.9 – Sapata isolada
Fonte: Elaborada pelo autor.
Sapatas Associadas:
(L– )/4L0 (B– )/4B0 B0 L0
São aquelas que dão suporte às cargas para dois ou mais pilares, como segue
na Figura 2.10:
Figura 2.10 – Sapata associada
Fonte: Elaborada pelo autor.
Sapata Alavancada:
É uma viga-alavanca (ou viga de equilíbrio) utilizada para absorver
excentricidades de carregamento, principalmente em pilares de divisa, a qual
não tem um formato desejado para distribuição de cargas, como segue na
Figura 2.11 a e na 2.11 b.
Sapata Corrida:
Figura 2.11 a – Sapata alavancada
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 2.11 b – Sapata alavancada (excentricidade)
Fonte: Elaborada pelo autor.
O comprimento da sapata é muito maior do que sua largura, ou seja, L ≥ 5.B.
Neste caso, a sapata corrida suporta normalmente uma parede estrutural ou
vários pilares em linha. A sapata corrida também é chamadade viga de
fundação, ilustrada na Figura 2.12:
Figura 2.12 – Sapata corrida
Fonte: Elaborada pelo autor.
Blocos
Os blocos são elementos de grande rigidez, executados normalmente em
concreto simples (não armado – Figura 2.13a) ou em alvenaria (Figura 2.13b)
ou em blocos de pedra. Possuem altura (h) maior que a das sapatas, em
comparação com as dimensões da base (largura B e comprimento L), de
modo que as tensões de tração sejam absorvidas pelo próprio material
(BUDHU, 2017).
Os alicerces, que são fundações corridas de alvenaria, usualmente
empregados para suportar paredes portantes de alvenaria, podem ser
considerados como blocos.
Figura 2.13 a – Blocos e blocos de alvenaria
Fonte: Elaborada pelo autor.
Radier
O radier é uma fundação única que suporta todos os pilares de uma
edi�cação (residência ou edifício) ou suporta carregamentos distribuídos
(tanques, silos, etc.).
No caso de edifícios , o radier é constituído por uma laje com vigas de rigidez
ligando os pilares, para que não haja concentrações de tensões sob esses
pilares. Para isso, necessita de grandes volumes de concreto armado. Por
essa razão, o radier é considerado uma fundação cara para edi�cações
comerciais e grandes construções, estando em desuso atualmente, sendo
substituída por fundações profundas (estacas ou tubulões).
Para execução desse sistema de construção, é necessário preparar o terreno
com a compactação padrão, seja por compactadores mecânicos ou manuais,
colocação de uma camada de pedra britada ou concreto magro para apoio
das armações, instalação das tubulações elétricas e hidráulicas, se possível a
passagem de tubulação de telecomunicações separadamente. Segue
ilustração de um radier na Figura 2.14:
Métodos de Execução
Após a de�nição de qual tipo de fundação rasa a ser executada, é necessário
obter os projetos executivos, ilustrados nas Figuras 2.15 a e 2.15 b, para
identi�car as dimensões de sua base para escavação (área de contato da
sapata com o solo). Em seguida, vem a preparação do lastro, que pode ser um
concreto magro ou uma camada de pedra britada, que será utilizado como
suporte às armações, inclusive para evitar contaminações advindas d’água ou
de solos.
Figura 2.14 – Radier com tubulações elétricas e hidráulicas
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 2.15 b – Detalhamento da sapata
Fonte: Elaborada pelo autor.
Figura 2.15 a – Per�l sapata método de execução
Fonte: Elaborada pelo autor.
Percebeu que nesse detalhamento existe a nomenclatura para de�nição das
barras de aço da sapata? Vamos ver como identi�cá-las? Vou mostrar um
exemplo que aparece na Figura 2.15, que é o N2 - 9 ∅13 c/8 - 250. Isso quer
dizer o seguinte:
N2 = posição da barra de aço no projeto estrutural de fundações;
9   = quantidade de barra de aço;
∅13 = diâmetro da barra de aço (cm);
C/8 = espaçamento entre as barras de aço (cm);
124 = comprimento total da barra = 17+90+17 (cm).
A quanti�cação dos materiais se dá por meio das barras identi�cadas no
projeto executivo detalhado, juntamente com o volume de concreto. O
volume de concreto vai depender do formato da fundação rasa, ou seja, pode
ser o formato de uma sapata, um bloco ou um radier e, neste caso, devem-se
conhecer as dimensões de largura, comprimento, altura e profundidade da
infraestrutura para a determinação do volume total a ser produzido ou
comprado da concreteira.
Algumas considerações sobre a produção do concreto in loco ou aceite do
concreto comprado (ABNT, 2014; ABNT, 2015):
Deve-se avaliar o traço do concreto (ABNT, 2012), pois o consumo
mínimo de cimento deve ser de 400 kg/m³, para se obter o fck de
20MPa, a argamassa seca deve estar em 55%, o fator água cimento
máximo, 60%, a dimensão máxima do agregado, 19mm, o Slump
deve estar em 22cm+-3mm (NBR 6122, 2019).
O tempo de mistura deve ser controlado, de modo que o concreto
�que homogêneo; caso este tempo seja longo, isso pode acarretar a
segregação do concreto; devem-se avaliar as recomendações do
fabricante da betoneira (caso a mistura seja in-loco ).
Deve-se realizar o teste de abatimento do concreto “ slump test ”
(ABNT, 1998).
Durante o transporte, devem-se evitar vibrações excessivas, pois isso
pode causar segregação.
O lançamento do concreto deve ser o mais próximo possível e com a
menor altura de queda para a concretagem, pois, caso seja em
alturas acima de 2,0 metros, isso pode acarretar segregação e
bicheira no concreto “vazios no maciço de concreto” (ABNT, 2004).
O adensamento deve ser adequado em relação ao tempo de
execução, pois a falta ou o excesso de vibração pode causar
segregação, não se deve vibrar a fôrma, pois se pode retirá-la do
prumo ou do centro de�nido pelo gabarito; outra coisa importante
que a avaliar é que não se pode vibrar a armação, pois isso pode
levar ao desarranjo das barras longitudinais e transversais da base
da fundação (ABNT, 2004).
praticar
Vamos Praticar
3) A infraestrutura é uma das principais etapas da construção de uma edi�cação,
pois é por meio dela que os esforços da superestrutura são transmitidos ao solo,
com capacidade de suportar às cargas advindas dos pilares e distribuí-las
uniformemente no terreno, para manter a estrutura e o maciço de solo
compatibilizados para estabilização da edi�cação ou obra de arte.
Em relação ao contexto, avalie as assertivas e marque (V) para verdadeira(s) e (F)
para falsa(s) e assinale a alternativa com a sequência correta.
(   ) As fundações rasas são aquelas que podem ter até três metros de profundidade.
(   ) As fundações podem ser realizadas com dimensões mínimas de 25x25cm.
(   ) As fundações podem ser classi�cadas em sapatas, blocos e radier .
(   ) Os cuidados na produção de concreto são executados para o melhor
desempenho.
a) V, V, V, V.
b) V, V, F, F.
c) F, V, V, V.
d) F, F, V, V.
e) F, F, F, F.
As fundações profundas recebem as cargas da estrutura (superestrutura) que
é transmitida ao subsolo através de duas parcelas: carga resistente de ponta
(base), como são os casos de tubulões, e carga resistente por atrito lateral (ou
resistência lateral de fuste), ilustrado na Figura 2.16, como são os casos das
estacas, cravadas ou escavadas. A profundidade de instalação é superior ao
dobro da menor dimensão em planta, ou seja D> 2B, nesse caso,
consideradas com profundidades acima de três metros (ABNT, 2019).
Fundações ProfundasFundações Profundas
Classi�icação das Fundações Profundas
As fundações profundas são empregadas para os terrenos em que o solo na
cota de implantação dos níveis inferiores da edi�cação não apresenta boas
condições de suporte, de forma a “buscar” em profundidade solos que
apresentem condições adequadas de suporte. A grande diferença entre as
estacas (de qualquer tipo) e os tubulões é que as primeiras, por terem
diâmetros relativamente pequenos comparados ao seu comprimento,
transmitem os esforços que recebem ao terreno através da área de contato
de seu fuste com o solo e quando a estaca tem a base larga (escavada), parte
da resistência é de ponta. No caso dos tubulões, eles transmitem os esforços
através de sua base alargada.
Vamos veri�car cada um deles e como são executados para infraestruturas de
edi�cações e obras de artes especiais.
Figura 2.16 – Estaca cravada com atrito lateral
Fonte: Elaborada pelo autor.
Tubulões
Tubulões são elementos de fundação cilíndricos. Também podem ser
executados no formato quadrado, que possuem uma base alargada, os quais
são escavados manualmente. São indicados para cargas mais elevadas. A
principal diferença entre tubulão e uma estaca de grande diâmetro está no
fato que, para a execução dos tubulões, sempre existe a descida de um
operário, enquanto que nas estacas são utilizados equipamentos, máquinas e
ferramentas especí�cas para sua implantação (ABEF, 2004).
Existem dois tipos de tubulões:
a céu aberto;
a ar comprimido.
Ambos são executados cortando o solo, com auxílio de escavadeira manual e
pá de corte. Porém, para solos com instabilidade, eles são escavadoscom
auxílio de equipamentos de ar comprimidos para estabilizar o solo enquanto
os escavadores executam o serviço. Esse serviço deve ser monitorado, pois os
colaboradores devem �car no ambiente de compressão antes de iniciar o
serviço e uma hora na descompressão, antes de voltar ao ambiente.
Esse processo de execução deve ocorrer sempre com auxílio de anéis de
travamento do solo, escoras, que evitam do solo escorregar ou cair em blocos
  acima do escavador. Os tubulões, por padrão, têm seu formato como está
representado na Figura 2.17:
Figura 2.17 – Elementos do Tubulão
Fonte: Elaborada pelo autor.
Os tubulões a céu aberto são utilizados quando sua base está situada acima
do lençol freático, podendo ser revestido ou não. São recomendados para
cargas situadas entre 150 a 1250 tf e são limitados pelo nível de lençol freático
(ABCP, 2003). A necessidade do revestimento (camisa metálica ou de
concreto) está associada ao tipo de solo atravessado. Se for um solo arenoso
ou argiloso mole, necessita de revestimento. Para outros tipos, não é
necessário.
Já os tubulões a ar comprimido são utilizados quando sua base está situada
abaixo do lençol freático. São sempre revestidos (camisa metálica ou
concreto). Como regra geral, a pressão a ser aplicada no interior do tubulão
pelo ar comprimido deverá ser 10% superior à pressão hidrostática “exercida
pelo lençol freático” (ABEF, 2004).
Este tipo de tubulão é muito utilizado em pontes e viadutos e é recomendado
para cargas entre 800 e 1000 tf, podendo atingir a profundidade de 34 m
(ABCP, 2003), mas sua execução envolve riscos aos operários, principalmente
na operação de descompressão. Por esse motivo, sua utilização vem
diminuindo. A Figura 2.18 ilustra os equipamentos utilizados para os tubulões
a ar comprimido. A norma NBR 6122 (ABNT, 2019) indica que a profundidade
abaixo do lençol freático não deve exceder de 30 a 35m. Ex. base situada a
8,0m de profundidade (abaixo do lençol freático) -> usar no �nal uma pressão
de => p = 1,1 . 10,0 . 8,0 = 88,0 kPa.
Figura 2.18 – Tubulão a ar comprimido
Fonte: Elaborada pelo autor.
reflita
Re�ita
Os tubulões a céu aberto são obras que demandam muita
segurança e só podem ser realizadas com acompanhamento
técnico e engenharia de segurança do trabalho, pois os
escavadores normalmente conhecem os solos, mas, por
negligência do uso de EPIs e EPCs nas tubulações, podem
causar um grande problema. Você utilizaria esse método?
Estacas
Estacas são elementos de fundação cilíndricos ou prismáticos, sendo
executados através de ferramentas e equipamentos. As fundações por
estacas são a área da engenharia geotécnica que mais tem se desenvolvido,
estando em constante evolução tecnológica. Existem vários tipos de estacas,
mas elas podem ser classi�cadas em dois grandes grupos:
Estacas moldadas in loco (escavadas):
Brocas escavadas manualmente (pequenas construções);
Franki (cravadas e preenchidas) -> causa vibração;
Strauss (escavadas sem lama bentonítica);
Barrete, Estacões (escavadas com lama bentonítica);
Ômega (hélice contínua);
Raiz, Microestacas (injetadas);
Tipo hélice contínua;
Tipo Mega.
Estacas Pré-fabricadas (Cravadas = causam Vibrações)
Madeira;
Metálica:
○ Tubulares;
○  Per�s (I, H, Trilhos).
Concreto:
○ Armado;
○ Protendido.
Podem ser vibrados por:
Adensamento;
Centrifugação.
Estacas Pré-Moldadas de Concreto (Cravadas)
As estacas pré-moldadas de concreto se caracterizam por serem cravadas por
percussão, prensagem ou vibração e por fazerem parte do grupo
denominado “estacas de deslocamento”. Podem ser constituídas por concreto
armado ou protendido, como ilustrado na Figura 2.19, ou pela associação de
dois desses elementos (estaca mista). A faixa de variação de carga
recomendável é de 25 a   170 tf com profundidades de 8 a 12 para concreto
(ABCP, 2003).
Não são recomendadas estacas nos seguintes casos:
subsolos com presença de matacões ou pedregulhos;
edi�cações vizinhas em estado precário, pois as vibrações causadas
pela cravação das estacas podem causar danos;
subsolos em que a previsão de comprimento das estacas seja muito
variável (ex.: solos residuais em que a ponta das estacas esteja
próximo do topo rochoso), pois di�culta a seleção de áreas em que
as estacas tenham comprimento constante.
Figura 2.19 – Estaca de concreto
Fonte: Uladzimir Yerchak / 123RF.
Estacas Metálicas (Cravadas)
A estaca metálica tem sua faixa de variação de carga recomendável de 20 a
200 tf, sem limite de profundidade (ABCP, 2003). Lembre-se de que existem
vários tipos de per�s (I, H, trilhos, Tubulares,...): per�s simples, como podem
ser vistos na Figura 2.20, ou per�s compostos: trilhos e tubulares.
Figura 2.20 – Per�l I estaca metálica
Fonte: Hyejin Kang / 123RF.
Quando servem como apoio a pilares de divisa, eliminam o uso de vigas de
equilíbrio e auxiliam no escoramento da escavação de subsolos (ex.: per�s
metálicos com pranchões de madeira).
Brocas (Escavadas)
São utilizadas somente para pequenas cargas (de 50 a 100 kN) e quando
estiverem acima do lençol freático. Geralmente, possuem diâmetro de 15 a 25
cm e comprimento, em torno de 3 a 4 m, são escavadas normalmente
iniciando com uma cavadeira e depois com o trado manual, conforme
ilustrado na Figura 2.21.
Figura 2.21 – Trado manual
Fonte: Oleksandr Grybanov / 123RF.
Estacas Tipo Strauss (Escavadas sem Lama
Bentonítica)
As estacas do tipo Strauss são recomendadas para a faixa de carga de 20 a
100 tf com alcance de 20 a 25 metros de profundidade (ABCP, 2003). A
execução é realizada em duas fases: a primeira é a perfuração (escavação
com sonda), com introdução do tubo de revestimento, e a segunda com o
lançamento do concreto. Depois, há a concretagem por meio de compactação
e, na sequência, a retirada da tubulação (por guincho manual ou mecânico), e
seu diâmetro pode variar entre 0,25 a 0,62m (ABEF, 2004).
Essas estacas apresentam as seguintes vantagens:
são executadas sem causar vibrações, o que evita danos às
construções vizinhas, principalmente naqueles casos em que as
edi�cações vizinhas estão em estado precário (mal conservadas, sem
amarração estrutural, com trincas, etc.);
no caso de serem executadas uma ao lado da outra (justapostas ou
sobrepostas), podem servir como uma obra de contenção.
Elas não são recomendadas nos seguintes casos:
abaixo do lençol freático (di�culdade de secar o furo);
em argilas moles saturadas (risco de estrangulamento do furo).
Estaca Tipo Franki (Cravada e Preenchida)
A estaca do tipo Franki é recomendada para cargas situadas entre 60 e 400 tf
com alcance de profundidade de 36 m (ABCP, 2003). Como seu processo
executivo causa muita vibração, não é recomendada nos seguintes casos:
subsolos com presença de matacões;
edi�cações vizinhas em estado precário, pois as vibrações causadas
pela cravação do tubo podem provocar danos;
subsolos com argilas moles saturadas (risco de estrangulamento do
furo).
Possuem as seguintes vantagens:
ao contrário das estacas pré-moldadas de concreto, as estacas tipo
Franki podem ser utilizadas em subsolos cuja previsão de
comprimento seja variável;
podem ser utilizadas em subsolos com pedregulhos.
Estacões (Escavadas)
Os estacões são executados acima ou abaixo do lençol freático, porém
quando realizados abaixo do nível freático, devem seguir alguns
procedimentos, como realizar a escavação e o preenchimento
simultaneamente com a injeção de lama bentonítica ou polímeros para
estabilizar o maciço de solo do fuste. Após, é colocado a armadura dentro da
escavação cheia de lama com auxílio de um guindaste e, logo em seguida, é
lançado o concreto por meio de tubo de concretagem. Essa tubulação deve
estar no fundo da escavação para que o preenchimento seja de baixo para
cima, o qual irá expulsar a lama bentonítica ou o polímero. Esse método é
utilizado quando o furo está abaixo do nível de lençol freático (ABEF, 2004).
São recomendados para cargas acima de 150 tf, chegando à profundidade de
25 a 35 m (ABCP, 2003).Hélice Contínua (Escavada)
Esse tipo de estaca é utilizado, geralmente, para cargas que variam de 25 a
390 tf com profundidades de 20 a 30 m (ABCP, 2003). Possui como principal
vantagem não causar vibrações. A desvantagem reside no fato de ser
necessária a utilização de equipamentos de porte maior, como se pode ver na
Figura 2.22, que necessita de uma área relativamente grande para sua
instalação, que nem sempre é disponível (ABEF, 2004). Quando executada
acima do lençol freático, não é necessário o uso de lama bentonítica ou de
polímeros.
Estaca Tipo Mega (Cravada)
Figura 2.22 – Estaca Hélice Contínua
Fonte: Bogdan Mircea Hoda / 123RF.
A estaca Mega é, geralmente, utilizada para o reforço de fundações
existentes, de concreto pré-moldado e cravada com o auxílio de um macaco
hidráulico até a profundidade necessitada ou a de nega, ou seja, não há mais
como aprofundar os moldes no solo. É recomendada para cargas de até 70 tf
por estaca (ABNT, 2019).
Estaca Tipo Raiz (Escavada)
Estaca Raiz é realizada em algumas etapas: primeiro o uso da perfuratriz com
tubos metálicos, como se pode ver na Figura 2.23, após colocação da
armação, injeção da argamassa, pressão de ar comprimido e retirada da
tubulação. Nesse tipo de estaca, não se utiliza concreto e, sim, argamassa. É
recomendada para cargas que variam de 10 a 180 tf (ABCP, 2003).
Ômega (Escavada “e Comprimida”)
A estaca ômega é muito parecida com a estaca hélice contínua. A única
diferença é que a hélice contínua extrai o solo enquanto a estaca ômega
Figura 2.23 – Perfuratriz com tubos metálicos
Fonte: Nizamkem / 123RF.
perfura, empurrando o solo para baixo e para as laterais, aumentando, dessa
forma, a área de contato e o atrito lateral do solo com a estaca e o suporte de
cargas em relação à estaca hélice contínua (ABEF, 2004).
Barrete (Escavada)
A estaca barrete é a única fundação com formato retangular que utiliza a
diafragmadora ( clamshell ) para terrenos que contenham apenas solos �nos.
Quando há matacões (grandes pedras) ou rocha é utilizada a Hidrofresa, pois
tem discos com dentes diamantados para o corte das rochas. Tanto o
Clamshell quanto a Hidrofresa realizam a perfuração, a qual tem um formato
lamelar. São utilizados para a construção de subsolos, pois tem a função
quando executados um ao lado do outro de contenção de solo e água (ABEF,
2004).   É utilizada para faixas de cargas entre 500 e 1250 tf e com
profundidade acima de 50 metros (ABCP, 2003).
Contenções
São obras que se contrapõem às cargas horizontais com deformações
aceitáveis para situações com di�culdades construtivas, como desníveis de
terreno, solos sem suporte ou com nível de lençol freático na profundidade
de construção de subsolos.
Per�s metálicos
Os per�s I10” simples ou duplos são os de maiores ocorrências nas
construções e, eventualmente, I12”. A distância de execução da cravação do
per�l em divisas de terreno é de 5 cm, e o espaçamento entre os per�s pode
variar de 1,50 m e 2,00 m, dependendo do desnível do terreno. Os per�s
podem ser utilizados em duas situações em contenções, como escoramento e
fundação de superestruturas, seu comprimento ou profundidade está em
relação aos esforços verticais nos per�s.
Essas contenções podem ser realizadas com per�s metálicos cravados e
conforme são retirados volumes de terra, são inseridas pranchas de madeira,
metálicas ou de concreto, para conter o terreno ao lado da construção do
subsolo (ABEF, 2004).
Com a Hidrofresa e Diafragmadora, é possível a construção de contenção da
parede diafragma, a qual irá conter o solo para construção de subsolos.
Parede diafragma
Ao se utilizar a parede diafragma, a qual é moldada “in loco”, sua espessura
inicia-se em 30 cm e deve ter distância entre a mureta guia e a divisa do
terreno de 10 cm. A lamela (�cha) mínima   deve ser de 3,00 m,   as lamelas
variam de 2,50 m a 3,20 m. A parede diafragma deverá ser embutida (�cha),
se possível, em solo impermeável, pois assim se evita, portanto, a construção
  da laje de subpressão e o rebaixamento externo do lençol freático (ABEF,
2004).
Para toda fundação ou contenção que necessite de lama bentonítica ou de
polímeros, será necessário o controle de resíduos desses materiais após o seu
uso, pois há uma quantidade de vezes que pode ser reutilizado. Após esse
período, é preciso haver um descarte controlado.
Critérios de Escolha do Tipo de Fundação
saiba mais
Saiba mais
O uso de Diafragmadora e Hidrofresa é
necessário para construção de paredes
diafragmas; quando são encontrados lençol
freático ou rocha e é necessário ir a grandes
profundidades, essas máquinas são de
grande valor.
ASS I ST IR
Aqui, veremos os critérios de escolha do tipo de fundação baseado em
aproximação de construções vizinhas, características do solo, cargas da
superestrutura e limitações dos tipos de fundações apresentadas em um
infográ�co.
Procedimento Geral
Para escolher o tipo de fundação de uma edi�cação, é necessário veri�car se
opção escolhida atende aos requisitos técnicos e econômicos da obra.
Para tanto, é necessário o conhecimento dos seguintes elementos básicos:
a. Proximidade dos edifícios vizinhos  (tipo de fundação e estado da mesma):
vistoria e cadastro de interferências.
b. Natureza e características do solo de fundação (subsolo)  no local da obra:
sondagens a percussão e ensaios de laboratório.
c. Grandeza das cargas a serem transmitidas à fundação:
planta de cargas da estrutura.
d. Limitação dos tipos de fundações existentes no mercado:
pesquisa bibliográ�ca e consultas às empresas executoras.
Observação: quando não se dispõe do cálculo estrutural (plantas de cargas), é
usual estimar em ordem de grandeza das cargas em função do tipo de obra.
praticar
Vamos Praticar
As fundações e contenções são de suma importância para construção de
edi�cações, seja uma residência de pequeno porte seja um edifício residencial ou
comercial ou até uma obra de arte especial. Porém, é necessário conhecer suas
respectivas propriedades, capacidades de cargas e profundidade alcançada.
Avalie as assertivas e assinale a alternativa que contém a(s) correta(s).
I –  As fundações profundas não necessitam de investigação geotécnica.
Figura 2.24 – Critérios para escolha do tipo de fundação
Fonte: Elaborada pelo autor.
II – As fundações profundas podem ser classi�cadas em cravadas ou escavadas.
III – São consideradas fundações profundas aquelas realizadas a partir de 1,5 m.
IV – A carga máxima que uma fundação profunda pode suportar é de 10 tf.
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) IV, apenas.
e) I, II e III, apenas.
indicações
Material
Complementar
LIVRO
Geologia e geotecnia básica para
engenharia civil
Editora: Blucher
Autor: Rudney C. Queiroz
ISBN: 978-85-212-0958-4
Comentário: esse livro busca informar, ao estudante
ou ao engenheiro civil, a importância da geotecnia para
a construção civil e os fatores que são necessários para
o conhecimento técnico e para �ns de perícia.
FILME
O núcleo: missão ao centro da Terra
Ano: 2003
Comentário: esse �lme retrata algumas informações
sobre física, geofísica, geologia, o quanto os
pro�ssionais são importantes para a resolução de
problemas e a importância do trabalho em equipe, pois
o conhecimento somado pode transformar ideias em
realidade.
TRA ILER
conclusão
Conclusão
Nesta unidade, pôde-se veri�car a importância dos dados advindos da
investigação geotécnica com o Projeto do Per�l Geotécnico e da Planta de
Cargas, inclusive o gabarito que indica os pontos centrais das fundações, para
manter o CC do Pilar e o CG da sapata. Além disso, foram feitas considerações
necessárias para a escolha entre fundações super�ciais, sapatas ou radier e,
quando não foi possível, a escolha da fundação profunda.
Foi possível analisar o detalhamento da armação e a quanti�cação de material
para compra ou execução na central de armação, além de quanti�car o
volume de concreto com o tipo de fundação a ser utilizada, pois,conhecendo-
se o formato da fundação rasa ou profunda, é possível de�nir o seu volume e
o concreto que será necessário para preencher o volume das fundações.
Em virtude do apresentado, observou-se a importância do conhecimento dos
tipos de fundações, métodos de execução e controle tecnológico, utilizando
as normas técnicas como base desse controle e execução.
referências
Referências
Bibliográ�cas
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. Manual de estruturas de
concreto armado. São Paulo: ABCP, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES E
GEOTECNIA. Manual de especi�cações de produtos e procedimentos. 3.
ed. rev. e ampl. São Paulo: PINI, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6118: projeto de
estruturas de concreto: procedimentos. Rio de Janeiro: ABNT, 2014.
________. NBR 6122: projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT,
2019.
________. NBR 7212: execução de concreto dosado em central: procedimento.
Rio de Janeiro: ABNT, 2012.
________. NBR 12655: concreto de cimento Portland: preparo, controle,
recebimento e aceitação: procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2015.
________. NBR 14931: execução de estruturas de concreto: procedimento. Rio
de Janeiro: ABNT, 2004.
________. NBR NM 67: concreto: determinação da consistência pelo
abatimento do tronco de cone. Rio de Janeiro: ABNT, 1998.
BUDHU, M. Fundações e estruturas de contenção . Tradução e revisão
técnica DE Luiz Antônio Vieira Carneiro e Maria Esther Soares Marques. Rio de
Janeiro: LTC, 2017.
MOLITERNO, A. Caderno de muros de arrimo . São Paulo: Blucher, 1994.