Aula 1

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APOSTILA DE APOIO DA DISCIPLINA FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES 
Professor: Marcelo Araújo 
FUNDAÇÕES 
 
EMENTA DO CURSO: 
 
• Introdução e Critérios de Projeto; 
• Investigações Geotécnicas; 
• Fundações Rasas; 
• Fundações Profundas; 
• Controle de Qualidade; 
• Estruturas de Contenção. 
 
DEFINIÇÃO: 
 
Fundações são elementos estruturais com função de transmitir as cargas 
da estrutura ao terreno onde ela se apóia. 
 
QUAIS OS PRINCÍPIOS QUE DEVEMOS SEGUIR? 
 
• Não romper; 
• Não recalcar excessivamente; 
• Não prejudicar o ambiente externo (Vizinhança, bacias, etc). 
 
 
 
 
 
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TERMOS E DEFINIÇÕES (NBR 6122) 
 
1. Fundação superficial (rasa ou direta): elemento de fundação em que a 
carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da 
fundação, e a profundidade de assentamento em relação ao terreno 
adjacente à fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da 
fundação. 
 
2. Fundação profunda: elemento de fundação que transmite a carga ao 
terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície 
lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, 
devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade superior 
ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m. Neste 
tipo de fundação incluem-se as estacas e os tubulões. 
 
 
 
TIPOS DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS: 
 
Sapata 
 
 Elemento de fundação superficial, de concreto armado, dimensionado 
de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo 
emprego de armadura especialmente disposta para esse fim. 
 
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Bloco 
 
 Elemento de fundação superficial de concreto, dimensionado de modo 
que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas pelo concreto, 
sem necessidade de armadura. 
 
 
 
Radier 
 
 Elemento de fundação superficial que abrange parte ou todos os pilares 
de uma estrutura, distribuindo os carregamentos. 
 
 
 
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Sapata associada 
 
Sapata comum a mais de um pilar. 
 
Sapata corrida 
 
Sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares 
ao longo de um mesmo alinhamento. 
 
 
TIPOS DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS: 
 
Estaca 
 
Elemento de fundação profunda executado inteiramente por 
equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua 
execução, haja descida de pessoas. Os materiais empregados podem ser: 
madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco ou pela 
combinação dos anteriores. 
 
Tubulão 
 
Elemento de fundação profunda, escavado no terreno em que, pelo 
menos na sua etapa final, há descida de pessoas, que se faz necessária 
para executar o alargamento de base, ou pelo menos a limpeza do fundo 
da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são 
transmitidas preponderantemente pela ponta. 
 
 
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Existem, ainda, as fundações mistas, que combinam soluções de 
fundação superficial com profunda. Alguns exemplos são mostrados na 
figura. 
 
Sapata associada à estaca. Radier sobre estacas ou tubulões 
 (chamada “estaca T”) 
 
ELEMENTOS NECESSÁRIOS AO PROJETO 
 
Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de 
fundação são: 
 
1. Topografia da área: 
 
• Levantamento topográfico (planialtimétrico); 
• Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam atingir o 
terreno); 
• Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na geomorfologia). 
 
2. Dados geológico-geotécnicos: 
 
• Investigação do subsolo (as vezes em duas etapas: preliminar e 
complementar); 
• Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e 
levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências 
anteriores na área etc) 
 
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Cidade da Guatemala 
Sinkhole com 30 m prof. e 20 mlargura, aproximadamente. 
 
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3. Dados da estrutura a construir: 
 
• Tipo e uso que terá a nova obra; 
• Sistema estrutural (hiperestaticidade, flexibilidade etc); 
• Sistema construtivo (convencional ou pré-moldado); 
• Cargas (ações nas fundações). 
 
4. Dados sobre construções vizinhas: 
 
• Número de pavimentos, carga média por pavimento; 
• Tipo de estrutura e fundações; 
• Desempenho das fundações; 
• Existência de subsolo; 
• Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela 
nova obra. 
 
 
 Os conjuntos de dados 1, 2 e 4 devem ser cuidadosamente avaliados 
pelo projetista em uma visita ao local de construção. 
 
 Deve ser feito laudo de vistoria do vizinho, com registro de danos. 
 
 O conjunto de dados 3 deve ser discutido com o projetista de obra 
(arquiteto ou engenheiro industrial, por exemplo) e com o projetista da 
estrutura. Desta discussão vão resultar os deslocamentos admissíveis e os 
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fatores de segurança a serem aplicados às diferentes cargas ou ações da 
estrutura. 
 
 No caso de fundações de pontes e portos, dados sobre o regime do rio 
e condições do mar são importantes para avaliação de possíveis erosões e 
escolha do método executivo. 
 
 Já nas zonas urbanas, as condições dos vizinhos constituem, 
frequentemente, o fator decisivo na definição da solução de fundação. 
 
 E quando fundações profundas ou escoramentos de escavações são 
previstos, o projetista deve ter uma idéia da disponibilidade de 
equipamentos na região da obra. 
 
 
AÇÕES NAS FUNDAÇÕES: 
 
No Brasil, a norma NBR 8681/84 (Ações e Segurança nas Estruturas) 
classifica as ações nas estruturas em: 
 
a) Ações permanentes: Ocorrem com valores constantes durante a vida 
da obra (peso próprio, equipamentos fixos, empuxos, esforços devidos 
a recalques); 
 
b) Ações variáveis: Ocorrem com valores que apresentam variações 
significativas em torno da média (ações derivadas ao uso da obra, 
como por exemplo: efeitos dos ventos, das variações da temperatura 
etc); 
 
c) Ações excepcionais: Ocorrem com duração extremamente curta e 
muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da obra, mas 
que precisam ser consideradas no projeto de determinadas estruturas 
(explosões, colisões, incêndios, enchentes e sismos). 
 
 
A norma NBR 8681/84 estabelece critérios para combinações destas ações 
na verificação dos estados limites de uma estrutura (assim chamados os 
estados a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado 
às finalidades da obra): 
 
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• Estados limites últimos (associados a colapsos parciais ou total da 
obra); 
 
• Estados limites de utilização (quando ocorrem deformações, fissuras 
etc. que comprometem o uso da obra). 
 
 
REQUISITOS DE UM PROJETO DE FUNDAÇÕES 
 
Tradicionalmente, os requisitos básicos a que um projeto de fundações 
deverá atender são: 
 
a) Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho (figura 2.5 (a); 
 
 
 
b) Segurança adequada ao colapso do solo de fundação ou 
estabilidade externa (figura 2.5 (b); 
 
 
c) Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais ou 
estabilidade interna (figura 2.5 (e); 
 
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Outros requisitos específicos de certos tipos de obra: 
 
Segurança adequada ao tombamento e deslizamento (também 
“estabilidade externa”, a ser verificada nos casos em que forças 
horizontais elevadas atuam em elementos de fundação superficial; 
 
Segurança à flambagem; 
 
Níveis de vibração compatíveis com o uso da obra, a serem verificados nos 
casos de cargas dinâmicas. 
 
 
Verificação da Segurança ao Colapso (Verif. de Estados Limites Últimos) 
 
Nos problemas de engenharia há sempre incertezas: 
 
- Nos métodos de cálculo; 
- Nos valores dos parâmetros dos materiais introduzidos nesses cálculos; 
- Nas ações (cargas) a suportar; 
- Na execução. 
 
Consequentemente, há a necessidade de introdução de coeficientes de 
segurança, CS (também chamados de fatores de segurança, FS) que levem 
em conta essas incertezas. 
 
 A fixação desses coeficientes de segurança é bem mais difícil na 
Engenharia de Fundações e Geotécnica que na Engenharia Estrutural. 
 
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 Os materiais estruturais – concreto armado e aço – são materiaisexecutados ou fabricados pelo homem, portanto, relativamente 
homogêneos e com propriedades mecânicas que podem ser 
razoavelmente determinadas. 
 
 O solo que participa do comportamento de uma fundação é: 
 
- Muito heterogêneo e seu conhecimento restrito ao revelado pelas 
investigações realizadas em alguns pontos do terreno; 
 
- Comportamento complexo: 
 
• Elasto-visco-plástico, portanto, dependente das tensões iniciais da 
evolução das tensões iniciais, da evolução das tensões e do tempo; 
• Trifásico-sólidos + água + ar – portanto, dependente das condições de 
drenagem. 
 
 
 
Verificação de deslocamentos e danos associados (Verif. de Estados 
Limites de Utilização) 
 
 
Deslocamentos em Estruturas e Danos Associados 
 
Toda fundação sofre deslocamentos verticais (recalques),horizontais ou 
rotacionais, dependendo das solicitações.Esses deslocamentos causam 
danos que variam desde arquitetônicos ou estéticos até o colapso da 
estrutura (pelo surgimento de esforços para os quais ela não está 
dimensionada). 
 
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TIPOS DE DEFORMAÇÃO DE UMA ESTRUTURA 
 
 
 
Figura 2.10 – Principais modos de deformação de uma estrutura: 
 
a) Recalques uniformes; 
b) Recalques desuniformes sem distorção (alteração da forma); 
c) Recalques desuniformes com distorção. 
 
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Tipo 1a) Ocorrem danos estéticos e funcionais: Se os recalques forem 
muito grandes; 
 
Tipo 1b) Ocorrem danos às ligações da estrutura com o exterior 
(tubulações de água e esgoto, rampas, escadas, passarelas etc) 
 
 
 
 
Tipo 2) Ocorrem danos estéticos devido ao desaprumo (mais visível 
quanto mais alto o prédio) e danos funcionais decorrentes do 
desnivelamento de pisos, etc. 
 
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Tipo 3) Além dos danos estéticos e funcionais mencionados nos dois itens 
anteriores, há: 
 
• Danos desta mesma natureza decorrentes da fissuração; 
• Danos estruturais. 
 
 
 
 
 
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Observação: Na prática, há uma combinação dos 3 tipos de recalques. 
 
Valores limites, na prática: 
 
Distorção (angular): 
 
• Danos estruturais: 1/200; 
• Fissuras em paredes e divisórias: 1/300; 
• Porém, recomendado: 1/500. 
 
Recalque máximo: 
 
 Areias Argilas 
 
Sapatas: 2,5 cm 5.0 cm 
 
Radiers: 5,0 cm 10,0 cm