Estruturas de fundações - Cap 5

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Blocos de 
fundação
João Crisóstomo dos Santos Neto
Estruturas de Fundações
Capítulo 5
Introdução
Os blocos podem ser caracterizados como um elemento de 
fundação que apresenta uma base geralmente quadrada 
ou retangular eque têm a função de distribuir as cargas 
proveniente dos pilares aos elementos de fundações 
profundas, tais como as estacas e os tubulões.
O dimensionamento dos blocos de fundação é semelhante 
ao das sapatas, diferenciando-se pelo fato de se ter cargas 
concentradas no bloco devido à reação das estacas. O 
comportamento estrutural e o dimensionamento dos blocos 
dependerãoda sua classificação quanto à rigidez, tendo 
como base os mesmos critérios das sapatas. Dessa forma, 
os blocos são classificados como flexíveis ou rígidos.
Objetivos
Após os estudos deste capítulo, esperamos que você seja capaz de:
• verificar a importância dos blocos de fundação;
• observar o comportamento estrutural dos blocos de fundação;
• dimensionar um bloco de fundação sobre duas estacas.
Esquema
5.1 Blocos de fundação
5.1.1 Comportamento estrutural dos blocos
5.2 Método das bielas
5.2.1 Inclinação das bielas
5.3 Bloco de fundação sobre duas estacas
5.4 Considerações finais
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Blocos de fundação
5.1
De acordo com a NBR 6118 (2014), os blocos de fundação podem 
ser caracterizados como estruturas de volume, responsável por 
transmitirem às estacas e aos tubulões as cargas neles resultantes. 
Os blocos podem ser classificados como rígidos ou flexíveis, 
conforme critério idêntico ao das sapatas. Veja Figura 1 a seguir:
Figura 1 – Blocos de fundação
Fonte: Elaborado pelo autor.
Os blocos de fundação podem ser dimensionados para n estacas. A 
capacidade de carga desse elemento de fundação e a característica 
do solo influenciarão o número de estacas necessárias. No caso de 
pequenas edificações, onde a carga proveniente do pilar é pequena, 
geralmente se utiliza uma ou duas estacas. Já para as grandes obras, é 
comum que se utilizem mais de duas estacas.
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Método das bielas
5.2
O método das bielas é caracterizado por admitir no interior do bloco 
uma treliça espacial que é constituída de:
• barras tracionadas (tirantes), situadas no plano médio das 
armaduras. Esse plano é horizontal e se localiza acima do 
plano de arrasamento das estacas;
• barras comprimidas e inclinadas (bielas). As bielas têm suas 
extremidades de um lado na intersecção com as estacas do 
outro na interseção com opilar.
Nos casos de blocos de fundação, submetidos a cargas não 
centradas, o método das bielas também poderá ser utilizado com 
Comportamento estrutural dos blocos5.1.1
Ainda de acordo com a NBR 6118 (2014), os blocos de fundação rígidos 
são caracterizados pelo:
• trabalho à flexão nas duas direções, mas com trações 
essencialmente concentradas nas linhas sobre as estacas;
• forças transmitidas do pilar para as estacas, essencialmente por 
bielas de compressão, de forma e dimensões complexas;
• trabalho ao cisalhamento também em duas direções, não 
apresentando ruínas por tração diagonal, e sim por compressão 
das bielas, analogamente às sapatas.
A NBR 6118 (2014) estabelece que para os blocos de fundação 
flexíveis deve ser realizada uma análise mais completa, que vai desde a 
distribuição dos esforços junto às estacas, dos tirantes de tração, até a 
verificação da punção.
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a estaca mais carregada desde que se trabalhe com as formulações de 
equilíbrio de forças.
Inclinação das bielas5.2.1
O bloco de fundação deve permitir a ancoragem das barras longitudinais 
dos pilares, bem como ter altura necessária para que seja possível a 
transmissão direta do carregamento, que vai desde a base do pilar até o 
topo das estacas, através das bielas comprimidas.
Dessa forma, é recomendado que o ângulo de inclinação das bielas 
obedeça ao seguinte critério:
Bloco de fundação sobre duas estacas
5.3
Primeiramente, deve ser verificada a força atuante nas estacas 
conforme Figura 2 a seguir:
Figura 2 – Força atuante nas estacas
Fonte: Elaborado pelo autor.
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Para determinar a força máxima que atua nas estacas, é necessário 
utilizar a seguinte expressão:
em que:
1,02 = coeficiente relacionado ao peso próprio do bloco e do solo sobre 
o bloco.
Após, calcula-se a força atuante sobre o bloco. Para isso, deve-se 
multiplicar a força máxima pela quantidade de estacas utilizada e pelo 
coeficiente de majoração de segurança (1,4).
Em seguida, deve-se calcular a altura do bloco. Para que as bielas 
comprimidas não apresentem risco de ruptura por punção, deve-se 
obedecer à condição de que 40º ≤ α ≤ 55º, conforme já explicado 
anteriormente.
Pode-se determinar o ângulo α através da seguinte expressão:
em que:
ap = dimensão do pilar
e = distância entre os centros das estacas.
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Dessa forma, tendo como base a variação do ângulo α, dMÍN e dMÁX 
podem ser determinados utilizando as seguintes expressões:
Segundo a NBR 6118 (2014), é necessário que o bloco de fundação 
tenha uma altura que seja capaz de permitir a ancoragem da armadura 
de arranque dos pilares. Para isso, devemos considerar a Tabela 1 
a seguir:
CONCRETO SEM GANCHO COM GANCHO
C15 53Ø 37Ø
C20 44Ø 31Ø
C25 38Ø 26Ø
C30 33Ø 23Ø
C35 30Ø 21Ø
C40 28Ø 19Ø
C45 25Ø 18Ø
C50 24Ø 17Ø
Tabela 1 – Comprimento de ancoragem
Fonte: Adaptado de ABNT – NBR 6118 (2014).
É importante ressaltar que a armadura longitudinal vertical do pilar estará 
ancorada no interior do pilar desde que:
em que:
lb = comprimento de ancoragem do pilar.
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Quando d <lb, podemos fazer um “colarinho”, que consiste no 
alargamento da seção do pilar sobre o bloco, no intuito de aumentar a 
altura para a ancoragem da armadura do pilar.
Figura 3 – Colarinho
Fonte: Elaborado pelo autor.
A altura total do bloco será determinada por:
Sendo que é igual a:
ou
em que:
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Após a determinação da altura do bloco de fundação, deve-se fazer a 
verificação das tensões atuantes. Para isso, inicia-se com o cálculo da 
tensão limite:
em que:
Kr = coeficiente que considera a perda de resistência do concreto 
ao longo da sua vida útil em função das cargas permanentes. Esse 
coeficiente varia de 0,9 a 0,95.
Para eliminar a chance de esmagamento do concreto, as tensões 
atuantes nas estacas e no pilar devem ser inferiores à tensão limite.
Após o cálculo da tensão limite, deve-se calcular a tensão de compressão 
na biela relativa à estaca:
em que:
Após o cálculo da tensão atuante no pilar, deve-se calcular a tensão de 
compressão na biela relativa ao pilar:
em que:
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Após a verificação das tensões atuantes, inicia-se o cálculo da armação 
necessária para o bloco de fundação. A armadura principal, que fica 
disposta sobre o topo das estacas, pode ser encontrada através da 
seguinte equação:
Segundo a NBR 6118 (2014), as armaduras de laterais (pele) e as 
superiores são obrigatórias em blocos de fundação com duas ou mais 
estacas dispostas em uma única linha. Em casos de blocos com grande 
volume, é necessária uma análise da necessidade de armaduras 
complementares.
A armadura superior pode ser determinada como uma parcela de 20% 
da armadura principal:
Já a armadura de pele pode ser obtida através da expressão a seguir:
em que:
B = largura do bloco.
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Exemplificando
Dimensione as armaduras de um bloco para um pilar de 25 x 35 cm, com 
carga igual a 750 kN, sobre duas estacas com capacidade de carga de 400kN 
e diâmetro de 35 cm. Considere ainda:
Mx = 430kN
My = 460kN
Classe de Concreto:C25
Diâmetro das barras do pilar: 20mm
- Kr: 0,95
→ Determinar as dimensões do bloco:
→ Determinaçãoda força máxima que atua nas estacas:
→ Determinação da força sobre o bloco
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→ Determinação da altura do bloco
(Não OK)
Como d <lb, deve-se fazer um “colarinho”, que consiste no alargamento da 
seção do pilar sobre o bloco, no intuito de aumentar a altura para a ancoragem 
da armadura do pilar
 
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→ Verificação das tensões:
• Tensão limite• Tensão atuante na estaca
• Tensão atuante no pilar
→ Determinação da armadura do bloco:
• Armadura principal
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• Armadura superior
• Armadura de pele
Considerações finais
5.4
Neste capítulo, foram apresentados os critérios que devem ser 
considerados no momento do dimensionamento dos blocos de 
fundação.
Os blocos de fundação podem ser dimensionados para n estacas. A 
capacidade de carga desse elemento de fundação e a característica 
do solo influenciarão o número de estacas necessárias.
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Resumo
Neste capítulo, finalizamos o nosso estudo referente ao blocos de 
fundação dando destaque:
• à conceituação dos blocos de fundação;
• ao comportamento estrutural dos blocos de fundação;
• ao estudos do método das bielas;
• ao dimensionamento de um bloco de fundação sobre duas estacas.
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Referências
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118:2014 – Projeto 
de estruturas de concreto. Rio de Janeiro: ABNT, 2014. 
Referências