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1 Introdução a Fundações 2 3 Sumário Conceitos Sobre Solo e Fundação Análise do Solo Reconhecimento do Subsolo Formações Geológicas – Geotecnia Classificação dos Solos Fundações Diretas Rasas Generalidades de uma Fundação Classificação dos Tipos de Fundação Fundações Diretas Profundas Fundações Diretas Blocos Sapatas Viga de Fundação (Baldrame) Radier Fundações Indiretas Fundação Indireta Estacas Estacas Pré-Moldadas Estacas Moldadas In Loco Tubulões Referências CLIQUE NO CAPÍTULO PARA SER REDIRECIONADO 5 6 8 10 12 17 18 23 28 29 31 33 36 37 40 41 42 46 49 50 53 4 Objetivos Definição Explicando Melhor Você Sabia? Acesse Resumindo Nota Importante Saiba Mais Reflita Atividades Testando Para o início do desenvolvimento de uma nova competência; Se houver necessidade de se apresentar um novo conceito; Algo precisa ser melhor explicado ou detalhado; Curiosidades indagações lúdicas sobre o tema em estudo, se forma necessárias; Se for preciso acessar um ou mais sites para fazer download, assistir vídeos, ler textos, ouvir podcast; Quando for preciso se fazer um resumo acumulativo das últimas abordagens; Quando forem necessárias observações ou complementações para o seu conhecimento; As observações escritas tiveram que ser priorizadas para você; Textos, referências bibliográficas e links para aprofundamento do seu conhecimento; Se houver a necessidade de chamar a atenção sobre algo a ser refletido ou discutido sobre; Quando alguma atividade de autoaprendizagem for aplicada; Quando o desenvolvimento de uma competência for concluído e questões forem explicadas. 5 @faculdadelibano_ 1 Conceitos Sobre Solo e Fundação 6 Introdução a Fundações Capitulo 1 Conceitos Sobre Solo e Fundação Análise do Solo Em todo projeto de fundações são analisadas as variáveis que contemplam as cargas aplicadas pela obra e a resposta do solo a essas forças. Os solos são muito distintos entre si, com características únicas, e respondem de maneira muito variável. Devido a isso, toda experiência em construção e, principalmente, em fundação será sempre relacionada ao tipo de solo existente. Quando falamos em solo, devemos ter em mente que cada um tem uma composição, mas que são integrados por um conjunto de partículas com água (ou outro líquido) e ar em seus espaços intermediários. Essas partículas se encontram livres para realizar deslocamentos entre si. Há alguns casos em que ocorre uma pequena cimentação entre elas, mas vale ressaltar que isso se dá em um grau extremamente mais baixo do que nos cristais de um metal, por exemplo, ou nos agregados de um concreto (PINTO, 2019). Objetivos Ao término deste capítulo, você será capaz de identificar as principais características de solo que devem ser consideradas na realização de um projeto de fundações. Além de conhecer alguns dos materiais que compõem a estrutura do solo, você irá entender como são realizadas as sondagens de solo e também como diferenciá-los de acordo com sua origem, granulosidade, textura, entre outras classificações existentes. E então? Motivado para desenvolver mais algumas competências? Então, vamos lá. Avante!. 7 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Quanto ao comportamento dos solos, este dependerá diretamente do movimento das partículas sólidas entre si. Essa movimentação ocorrerá de maneira bem mais acentuada do que podemos observar nos materiais tradicionalmente considerados nas estruturas. A avaliação e o estudo do solo são requisito prévio para a execução do projeto de qualquer obra, sobretudo das obras de grande porte, como edifícios, hospitais, cortes, aterros etc. O conhecimento da formação geológica do local, o estudo das rochas, solos e minerais, bem como a verificação da presença e posicionamento do lençol freático são fundamentais para que o desenvolvimento da obra ocorra sem imprevistos (GEOESP, 2018 apud MARANGON, 2018). Quando se trata de solos e rochas, a heterogeneidade é a regra e a homogeneidade a exceção. Portanto, os estudos nessa área são indispensáveis para se atingir a excelência no campo da construção, isto é, somente com pesquisa e avaliações do solo, é possível garantir as condições necessárias de segurança e economia. FIGURA 1 Preparo do solo FONTE Freepik 8 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Reconhecimento do Subsolo Cabe ao engenheiro projetista a responsabilidade sobre a escolha do tipo de fundação. Esse processo é realizado com base nas informações geotécnicas, que vão fornecer as informações necessárias sobre o terreno de fundação, como a composição do solo, rochas presentes nele e seu comportamento em relação ao que será executado. Importante Geralmente, o método usado para investigação geotécnica do subsolo no qual serão realizadas as fundações de um edifício é o de sondagem à percussão com circulação de água, normalmente acompanhado pelo ensaio normalizado de penetração (SPT) ou pela sondagem de simples reconhecimento do solo. A utilização desse sistema fornece um perfil descritivo das camadas do solo existentes e ainda oferece informações sobre a resistência oferecida por elas à penetração de um amostrador normalizado. A execução desse método consegue fornecer, ainda, informações sobre a profundidade do nível de água estático (MARANGON, 2019). FIGURA 2 Tripé de sondagem FONTE Mello (2019). 9 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Quando se trata de uma fundação rochosa, ou parcialmente rochosa, é utilizado outro método de sondagem chamado de sondagem rotativa com broca de diamante e extração de testemunho de sondagem. Com a utilização desse método, a rocha amostrada é descrita e avaliada quanto ao seu nível de resistência (MARANGON, 2019). Essas investigações são extremamente importantes quando buscamos entender os fatores que podem influenciar o comportamento do solo. A ruptura do solo, por exemplo, acontece por meio dos contatos existentes entre os grãos, quando a resistência à compressão dessas partículas sólidas geralmente é maior do que a resistência ao cisalhamento desses maciços. FIGURA 3 Tripé de sondagem em funcionamento FONTE Marangon (2019). Reflita Assim sendo, para a determinação da tensão efetiva, é importante ter os dados sobre a tensão total no solo e sobre a tensão neutra. Essas tensões têm papel fundamental na engenharia, pois, quando quaisquer 10 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Quando falamos sobre um solo com baixa permeabilidade, as mudanças de tensões são acometidas lentamente mesmo que aconteça alguma alteração brusca na tensão efetiva total. Nesse ponto, uma grande parte da diferença de tensão será absorvida sob a forma de pressão neutra, o que acarretará um desequilíbrio nas tensões da água, podendo gerar um grande fluxo até atingir novamente o equilíbrio hidrostático (HOLANDA JR., 1998 apud SANTOS, 2017). Já para casas ou construções que aplicam baixa tensão sobre o solo (chamadas de fundações diretas – por meio de sapatas), geralmente não são realizadas as sondagens à percussão. Nesse caso, convém executar uma sondagem de reconhecimento com o auxílio de um trado, momento em que a experiência do engenheiro responsável (ou mesmo do construtor) será necessária para que se consiga estabelecer até onde deverá ir a escavação para ser instalada a fundação (direta, no caso). Essa experiência é reforçada pelo conhecimento dos solos da região e deve ser feita com cautela considerando as diversas condições geotécnicas desfavoráveis para fundações diretas (MARANGON, 2019). Formações Geológicas – Geotecnia Paraestudo do solo, primeiramente devemos compreendê-lo sob o aspecto de ente natural. Dessa forma, é tratado pelas ciências que estudam a natureza, como a geologia (que estuda a terra quanto à sua origem, composição, estrutura e evolução), a pedologia (que é um ramo da ciência do solo, que estuda identificação, formação, classificação e o mapeamento dos solos) e a geomorfologia (que estuda a origem e a estrutura das formas de relevo da superfície terrestre) (MARANGON, 2019). mudanças nas tensões forem encontradas, é sinal de que podem ocorrer problemas sérios na estrutura, por exemplo, as variações que podem acontecer no lençol freático. Essas mudanças podem alterar a tensão neutra e, consequentemente, alterar a tensão efetiva. Dessa maneira, as propriedades mecânicas do solo serão alteradas, obtendo, assim, um comportamento instável e perigoso (SANTOS, 2017). 11 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Como a intenção desse estudo é analisar o solo do ponto de vista da engenharia/ construção, podemos então adotar a seguinte definição: considera-se solo como todo o material da crosta terrestre que não oferece resistência intransponível à escavação mecânica e que perde toda resistência quando exposto a um contato prolongado com a água. A definição de rocha, por sua vez, é aquela que apresenta resistência ao desmonte, além de ser permanente, salvo em processo geológico de decomposição ou por meio de explosivos (MARANGON, 2019). Dessa maneira, por uma visão técnica, o solo que é estudado para definição de sistemas de fundação refere-se aos materiais que compõem a crosta terrestre e que servem de suporte, são arrimados, escavados ou perfurados e utilizados nas obras da Engenharia. Você Sabia? Em geologia, quando se fala em solo, diferentemente da definição da agricultura (que diz que o solo é camada de terra tratável, de poucos metros de espessura e suporta as raízes das plantas), na geologia, o solo é o produto do intemperismo físico e químico das rochas, situado na parte superficial do manto de intemperismo, que é, portanto, constituído de material rochoso decomposto. Importante Ao sofrerem essas interferências, os materiais que compõem o solo reagem sob as fundações e atuam sobre os arrimos e coberturas, deformam-se e resistem a esforços nos aterros e taludes, influenciando também as obras segundo suas propriedades e comportamentos. Esse estudo tem essencial importância e deve ser feito com o máximo de cuidado, para que se consiga estipular o melhor sistema de fundação adequado à realidade de cada tipo de solo (MARANGON, 2019). 12 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Classificação dos Solos Para se conseguir obter a classificação de um solo, é necessária a avaliação de diversos fatores, como dados morfológicos, físicos, químicos e mineralógicos sobre o solo do local a ser estudado. Os aspectos ambientais do local também refletem na sua classificação (vegetação, relevo, material originário, condições hídricas etc.). Contudo, em relação à construção de fundações, temos duas classificações essenciais de serem estudadas, são elas: a textura/ granulometria e formação genética/formação geológica. Para entendermos melhor o que são essas definições, vamos analisar separadamente cada conceito. No que se refere à textura ou granulometria, o comportamento dos solos está ligado ao tamanho das partículas que os compõem. Assim sendo, segundo a granulometria, os solos são classificados como: pedregulhos ou cascalho, areias, siltes e argilas. Como na natureza, raramente um solo é composto em sua totalidade de uma única granulometria. Há fixação de um diâmetro aproximado em escalas, conforme a figura a seguir, de acordo com uma ordem decrescente de tamanho dos grânulos. Vale ressaltar ainda que, devido a isso, é comum que o solo apresente certa porcentagem de areia, de silte, de argila, de cascalho, entre outros. FIGURA 4 Comparação de granulometria FONTE Marangon (2019). 13 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 A NBR 6502 (ABNT, 2005) define os termos específicos em relação aos materiais que compõem a crosta terrestre, rochas e solos, com a finalidade de nortear e regulamentar a engenharia geotécnica de fundações e as obras de terra. No que diz respeito à textura, a norma diz que: Pedregulhos grossos têm grãos compreendidos entre 20,0 e 60,0 mm; Pedregulhos médios têm grãos compreendidos entre 6,0 e 20,0 mm; Pedregulhos finos têm grãos compreendidos entre 2,0 e 6,0 mm. Areias grossas: tem grãos compreendidos entre 0,60 mm e 2,0 mm; Areias médias: tem grãos compreendidos entre 0,20 mm e 0,60 mm; Areias finas: tem grãos compreendidos entre 0,06 mm e 0,20 mm. (ABNT, 2005, online) Segundo Marangon (2017), sobre as características das frações, podemos observar que: • Areia: a espécie mineralógica que geralmente a compõe é o quartzo, que é um mineral inerte e não se decompõe na presença da água. • Argila: geralmente é constituída de minúsculos minerais cristalinos, conhecidos como minerais argílicos. Entre eles, distinguimos três grupos principais: as caolinitas, as montmorilonitas e as ilitas. FIGURA 1 Carteira de trabalho FONTE Freepik 14 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Conhecendo as características gerais dos materiais que compõem o solo, podemos compreender as formações básicas dos solos em função da sua granulometria. Definimos, assim, as seguintes especificações (MARANGON, 2019): • Solo argiloso: há presença de coesão, que se trata da atração das partículas por meio de interações físico-química existentes. Essa propriedade é responsável pela alta resistência à ruptura desses solos. Possui também comportamento plástico, que consiste em se deixar moldar em diferentes formas. • Solo siltoso: apresenta granulação fina e tem pouca ou nenhuma plasticidade. Quando temos um torrão de silte seco exposto ao ar, pode ser desfeito com grande facilidade. • Solo arenoso: seu comportamento irá depender exclusivamente da sua granulometria, não sendo importante sua composição mineralógica. Esse tipo de solo também não irá apresentar coesão. Sendo assim, sua resistência à ruptura se dá por meio do atrito entre suas partículas. Um exemplo de um solo predominantemente arenoso e que apresenta em si porcentagem de argila variável é o conhecido como saibro. Esse tipo de solo é largamente utilizado na construção civil para confecção de massa de reboco, emboço de alvenaria, construção de pavimento de estradas, entre outras aplicações. Você Sabia? Ainda sobre a classificação qualitativa, nesse caso, especificamente das argilas, sua consistência é avaliada da seguinte maneira: • Muito mole: se escorrer entre os dedos, ao ser apertada nas mãos. • Mole: se puder ser facilmente moldada pelos dedos. • Média: se puder ser moldada pelos dedos. • Rija: se para conseguir moldar for necessário grande esforço. • Dura: se não for possível ser moldada, tendo de submetê-la a grande esforço, se desmanche ou perca a sua estrutura original. A consistência da argila depende diretamente do teor de umidade que há no solo da região que está sendo analisada. 15 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 Acerca da formação genética ou formação geológica (origem de seus constituintes), no momento em que o solo, considerado o produto do processo de “decomposição” das rochas, permanece no exato local do fenômeno que o gerou ocorre o chamamos de solo residual. No momento em que é carregado pela água de enxurradas ou rios, pelo vento ou pela gravidade, ou seja, a partir do momento em que ele é “transportado”, o chamamos de solo sedimentar. Há, contudo, outras designações para tipos de solos diferentes destes, quando aparecem elementosde decomposição orgânica que se misturam ao solo transportado. Existem também os solos provenientes de uma evolução pedogênica, como os solos superficiais, que são capazes de suportar apenas as raízes das plantas, ou os solos “porosos” dos países tropicais. De modo geral, podemos estabelecer as seguintes formações (MARANGON, 2019): • Solos in situ ou residual. • Solos sedimentares (transportados): coluviões (gravidade); tálus (gravidade-água); aluviões (água); terraços fluviais (água); sedimentos marinhos; e eólicos (vento). • Outros solos: orgânicos; turfas; pedogênicos (lateríticos). Ao realizar o desenvolvimento de um projeto de fundações, é fundamental que o profissional identifique claramente com qual tipo de formação geológica-geotécnica FIGURA 6 Quadra de tênis revestida de saibro FONTE Pixabay 16 Introdução a Fundações Conceitos Sobre Solo e Fundação Capitulo 1 está trabalhando. Esse entendimento contribui muito para o desenvolvimento de um projeto efetivamente adequado às particularidades geotécnicas que constituem o solo a ser utilizado. Geralmente, o método mais utilizado para investigação geotécnica do subsolo em que serão realizadas as fundações de um edifício é o de sondagem à percussão com circulação de água, normalmente acompanhado pelo ensaio normalizado de penetração (SPT) ou pela sondagem de simples reconhecimento do solo. A utilização desse sistema fornece um perfil descritivo das camadas do solo existentes e informações sobre a resistência oferecida por elas à penetração de um amostrador normalizado. Já para casas ou construções que aplicam baixa tensão sobre o solo (chamadas de fundações diretas – por meio de sapatas), geralmente não são realizadas as sondagens à percussão. Nesse caso, convém executar uma sondagem de reconhecimento com o auxílio de um trado, momento em que a experiência do engenheiro responsável (ou mesmo do construtor) será necessária para que se consiga estabelecer até onde deverá ir a escavação para ser instalada a fundação (direta, no caso). Quando falamos em fundações, temos duas classificações essenciais relativas aos solos: a textura/granulometria e formação genética/formação geológica. Resumindo E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Em todo projeto de fundações são analisadas as variáveis que contemplam as cargas aplicadas pela obra e também a resposta do solo a essas forças. Os solos são muito distintos entre si, com características únicas, e respondem de maneira muito variável. Devido a isso, toda experiência em construção e, principalmente, de fundação vai sempre ser relacionada ao tipo de solo existente. 17 @faculdadelibano_ 2 Fundações Diretas Rasas 18 Introdução a Fundações Capitulo 2 Fundações Diretas Rasas Generalidades de uma Fundação Chamamos de fundação a parte da estruturação de uma obra que constitui a base da construção. Cabe a ela transmitir ao terreno subjacente toda a carga que provém da edificação. Na figura a seguir, podemos observar os elementos que constituem uma edificação e a localização das fundações (MELLO, 2019). Objetivos Ao término deste capítulo, você será capaz de entender as definições de fundação e as variáveis a serem utilizadas para determinar o tipo de fundação correto para cada situação construtiva. Além disso, saberá quais são as classificações das fundações e suas principais características. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então, vamos lá. Avante! FIGURA 7 Elementos de uma edificação FONTE Mello (2019). 19 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 As fundações são elementos estruturais que se destinam a transmitir ao terreno as As fundações são elementos estruturais que se destinam a transmitir ao terreno as cargas provenientes da estrutura de uma edificação e devem possuir a resistência cargas provenientes da estrutura de uma edificação e devem possuir a resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. Seu sistema adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. Seu sistema é formado pelo elemento estrutural que fica abaixo do solo (podendo este ser formado é formado pelo elemento estrutural que fica abaixo do solo (podendo este ser formado por blocos, estacas ou tubulão) e o maciço de solo, que o envolve sob a base e ao longo por blocos, estacas ou tubulão) e o maciço de solo, que o envolve sob a base e ao longo do fuste (BARROS, 2011).do fuste (BARROS, 2011). Com base nessas informações, aliadas às características do solo em que será localizada, Com base nessas informações, aliadas às características do solo em que será localizada, caberá ao projetista de fundação calcular os deslocamentos que poderão acontecer, caberá ao projetista de fundação calcular os deslocamentos que poderão acontecer, e fazer a comparação com os recalques que serão admissíveis, isto é, primeiramente o e fazer a comparação com os recalques que serão admissíveis, isto é, primeiramente o projeto estrutural é elaborado e posterior a ele, há a elaboração do projeto de fundações projeto estrutural é elaborado e posterior a ele, há a elaboração do projeto de fundações (BARROS, 2011).(BARROS, 2011). Você Sabia? As fundações têm como função principal suportar com segurança as cargas provenientes do edifício. Assim sendo, o projetista estrutural deve repassar ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas ao longo do sistema estrutural até os elementos de fundação. FIGURA 8 Construção de uma fundação FONTE Pixabay 20 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 Quando temos o projeto estrutural elaborado em separado do projeto de fundação, deve ser considerado, durante o dimensionamento das estruturas, que a fundação tenha um comportamento rígido, ou seja, reduzindo ao máximo as possibilidades de deslocamento ou mesmo de existência de possíveis recalques. Contudo, ao realizarmos a junção dos projetos, os apoios são deslocáveis e esse fator tem grande contribuição para uma redistribuição de esforços nos elementos da estrutura. Essa redistribuição dos esforços nos elementos estruturais, especialmente nos pilares, consegue promover melhor equilíbrio na transferência das cargas dos pilares que são mais carregados para os pilares menos carregados. De forma geral, os pilares localizados nas regiões centrais estão sob maior carga do que os pilares localizados nas extremidades. Quando se consegue considerar a interação solo-estrutura ao dimensionar a fundação, há uma redistribuição das tensões e os pilares que estão mais próximos do centro passam a ter carga menor do que a calculada anteriormente (BARROS, 2011). Assim sendo, por meio dessa projeção, torna-se possível estimar os efeitos da redistribuição dos esforços na estrutura do edifício, além de se conseguir mensurar a intensidade e a forma dos recalques diferenciais que possam vir a existir. Como consequência disso é possível obter otimização do projeto e economia que pode chegar a até 50% nos custos de uma fundação. A união entre o projeto estrutural e o projeto de fundações em um único grande projeto é essencial para a correta estruturação de uma edificação, visto que os dois estão totalmente interligados e quaisquer alterações em um dos projetos provocarão reações imediatas no outro (BARROS, 2011). 21 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 Para a escolha do tipo de fundação ideal para cada projeto, diversas são as variáveis a serem consideradas. Em uma primeira etapa, devem ser levados em conta os critérios técnicosque condicionam essa escolha. Entre os principais pontos, merecem destaque: • Topografia da área: refere-se à descrição detalhada e precisa do lugar que se situa o terreno, descrevendo uma representação gráfica de suas particularidades. Com isso, identificam-se as seguintes variáveis: • Dados sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam atingir o terreno. • Necessidade de realizar cortes e aterros. • Informações sobre erosões e ocorrência de solos moles na superfície. • Presença de obstáculos, como aterros com lixo ou matacões. • Características do maciço do terreno: o maciço do terreno consiste no tipo de unidades geológicas que compõem a superfície do solo do local, os quais podem ser formados por conjuntos de rochas variadas. Podemos destacar as seguintes variáveis: • Viabilidade das camadas e profundidade de cada uma delas. • Existência de camadas resistentes ou adensáveis. • Compreensibilidade e resistência do solo. • Posição do nível da água. • Informações da estrutura • Arquitetura. Saiba Mais Existe uma normativa que vai nortear os processos de execução de fundações: a NBR 6122/1996 – Projeto e execução de fundações (ABNT, 1996). Essa norma fixa as condições básicas a serem observadas no projeto e na execução de fundações de edifícios, pontes e demais estruturas. Todo projeto e execução de fundações deve ser norteado por essas regras e buscar sempre estar de acordo com as especificações e delimitações presentes nessa normativa. 22 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 • Tipo e uso da estrutura. Após essa primeira análise, considerando os fatores mencionados, há um direcionamento mais preciso no que se diz respeito à escolha do tipo de fundação necessária e, consequentemente, à eliminação de algumas opções mediante os diagnósticos realizados. A partir desse ponto, consideram-se ainda outros fatores para uma espécie de segunda etapa na escolha de fundação, que leva em consideração os seguintes tópicos (BARROS, 2011). Deve ser observado que, para a escolha correta do tipo de fundação, é imprescindível que o responsável tenha conhecimento de todos os tipos de fundação disponíveis no mercado e suas características. Só assim, de posse desse conhecimento, será possível escolher a solução que atenda às características técnicas da obra e, ao mesmo tempo, seja adequada à realidade da obra em si. Importante Dados sobre construções vizinhas • Tipo de estrutura e de fundações das construções vizinhas. • Existência de subsolos. • Possíveis consequências de escavações e vibrações Provocadas pela futura obra. • Danos já existentes. Aspectos econômicos • Além dos custos para a execução da obra. • Prazos para conclusão. 23 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 Classificação dos Tipos de Fundação As fundações são o contato direto de toda a estrutura da obra com o solo. Esse sistema deve proporcionar equilíbrio, confiança, estabilidade dos elementos e, principalmente, sustentar os demais elementos estruturais da edificação. Por intermédio da fundação, todas as ações gravitacionais existentes na estrutura como um todo serão encaminhadas ao solo. Devido à tamanha importância, a escolha do tipo de fundação que será indicada para determinado projeto impactará diretamente os resultados finais de uma obra. As fundações diretas ou rasas são aquelas em que a carga da estrutura é transmitida diretamente ao solo pela fundação. São executadas em valas rasas, com profundidade máxima de 3,0 metros, e caracterizadas por blocos, alicerces, sapatas e radiers. Você Sabia? Os elementos que compõem uma fundação vão determinar sua indicação de uso e o sucesso/fracasso de sua implantação. De maneira geral, as fundações podem ser classificadas conforme suas características construtivas, podendo ser fundações diretas/rasas e fundações indiretas/profundas. 24 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 Existem muitas opções de construções de fundações diretas rasas; a escolha dependerá diretamente do que é solicitado no projeto estrutural e ainda de algumas variáveis relativas ao tempo de execução, materiais e mão de obra específicos e, o principal, cumprir as necessidades da edificação de forma eficaz. Apenas para visualização, a figura subsequente mostra as opções construtivas em fundações diretas ou rasas. FIGURA 10 Fundações diretas ou rasas FONTE Barros (2011). FIGURA 9 Fundações rasas alicerces (baldrame) e sapatas corridas FONTE Mello (2019). 25 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 As fundações indiretas ou profundas são aquelas que transferem a carga por efeito de atrito lateral do elemento com o solo e por meio de um fuste. Essas estruturas de transmissão podem ser estacas ou tubulões. São aquelas cujas bases estão implantadas a mais de 3 metros de profundidade. As estacas são instaladas mais profundamente que as sapatas. Isso possibilita que o sistema de suporte consista em transmitir grandes forças ao solo por meio da dissipação da energia proveniente de toda a estrutura em contato com o fuste das estacas. Essas estruturas de transmissão podem ser estacas ou tubulões. Na figura a seguir, podemos observar os elementos que compõem as fundações indiretas e suas características (MELLO, 2019). FIGURA 11 Formato das estacas FONTE Mello (2019). 26 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 FIGURA 12 Fundações indiretas ou profundas FONTE Barros (2011). 27 Introdução a Fundações Fundações Diretas Rasas Capitulo 2 As fundações têm como função principal suportar com segurança as cargas provenientes do edifício. Assim sendo, o projetista estrutural deve repassar ao projetista de fundação as cargas que serão transmitidas ao longo do sistema estrutural até os elementos de fundação. Com base nessas informações, aliadas às características do solo em que será localizada, caberá ao projetista de fundação calcular os deslocamentos que poderão acontecer, e fazer a comparação com os recalques que serão admissíveis, isto é, primeiramente o projeto estrutural é elaborado e posterior a ele, há a elaboração do projeto de fundações. Para a escolha do tipo de fundação ideal para cada projeto, diversas são as variáveis a serem consideradas. Em uma primeira etapa, devem ser levados em conta os critérios técnicos que condicionam essa escolha. Entre os principais pontos, merecem destaque: topografia da área, características do maciço do terreno, informações da Estrutura, dados sobre construções vizinhas e aspectos econômicos. Os elementos que compõem uma fundação vão ser determinantes para sua indicação de uso e o sucesso/fracasso de sua implantação. De maneira geral, as fundações podem ser classificadas conforme suas características construtivas, sendo elas fundações diretas ou rasas e fundações indiretas ou profundas. Resumindo E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 28 @faculdadelibano_ 3 Fundações Diretas Profundas 29 Introdução a Fundações Capitulo 3 Fundações Diretas Profundas Fundações Diretas As fundações diretas, também conhecidas como rasas, são aquelas em que a carga da estrutura consegue ser transmitida diretamente ao solo por meio da fundação. São executadas em valas rasas, como o próprio nome sugere, com profundidade máxima de 3,0 metros, e caracterizadas pela utilização de blocos, alicerces, sapatas e radiers. No local em que sua base estiver implantada (local onde a camada resistente à carga da edificação estiver inserida), a fundação não vai exceder a duas vezes a sua menor dimensão nem vai se encontrar a menos de 3 metros deprofundidade (BARROS, 2011). Objetivos Ao término deste capítulo, você será capaz de entender as características das fundações diretas rasas sabendo quando utilizar esse método e quais as variáveis necessárias para sua aplicação na construção de uma obra. Esse conhecimento é fundamental para o funcionamento adequado da fundação no que diz respeito à estabilidade global da obra, bem como para proporcionar a sustentação adequada a construções de pequeno porte. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então, vamos lá. Avante! . Importante Além de serem estruturadas e executadas em valas rasas, também são consideradas fundações diretas aquelas que repousam diretamente sobre o solo firme e aflorado, como: sobre rochas, moledos (que são rochas em decomposição), arenitos, piçarras compactas etc. (MELLO, 2019). 30 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 O que de fato vai caracterizar uma fundação rasa ou direta é a distribuição de carga do pilar para o solo, que vai ocorrer apenas pela base do elemento da fundação. Assim sendo, a carga, que é aproximadamente pontual e ocorre no pilar, é transformada em uma carga distribuída em um valor que o solo consegue ser capaz de suportar. Outra variável importante que caracteriza esse tipo de fundação é a necessidade da realizar uma abertura da cava de fundação, para que seja construído o elemento de fundação no fundo da cava (BARROS, 2011). No sistema de fundações diretas, elas são alocadas logo abaixo da estrutura onde as camadas do subsolo possam sustentar as cargas sem que acarretem deformações ou quaisquer instabilidades. Esse tipo de fundação é indicado, na maioria dos casos, para obras de pequeno porte e quando se tem uma densidade de solo adequada, ou seja, quando há estabilidade no solo onde será implantada, a fim de evitar possíveis danos ou recalques quando esta vir a ser usada plenamente. FIGURA 13 Fundação direta rasa FONTE Barros (2011). 31 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 Geralmente, esse tipo de fundação é utilizado para obras de pequeno a médio porte. Contudo, existe uma série de elementos que podem ser adotados e cada um deles vai depender da solicitação do projeto, da estrutura a ser sustentada e das características necessárias para cada situação. Podemos observar na figura a seguir alguns dos elementos estruturais usados para construção das fundações diretas. Blocos Os blocos são elementos de fundação confeccionados de concreto simples, dimensionados de modo que consigam resistir às tensões de tração que nele serão produzidas, sem que haja a necessidade de armadura (ferragens). Você Sabia? As fundações diretas rasas são dimensionadas de maneira precisa para que consigam realizar a função de distribuir o peso da construção diretamente no solo. Para que esse sistema funcione de modo adequado, a pressão exercida sobre o solo deve ser compatível com sua resistência. FIGURA 14 Elementos das fundações diretas ou rasas FONTE Barros (2011). 32 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 Os blocos podem assumir a forma de bloco escalonado, pedestal ou de um tronco de cone e as alturas devem ser relativamente grandes e resistirem principalmente à compressão (BARROS, 2011). Nesse tipo de fundação, é suportada apenas a carga de um pilar por bloco, podendo ser este composto de concreto simples ou ciclópico, com grande altura em relação à base, como podemos observar nas figuras a seguir (MELLO, 2019). FIGURA 15 Forma de construção dos blocos FONTE Mello (2019). 33 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 A principal característica da fundação em blocos é que a distribuição de carga para o terreno consegue ser pontual, isto é, onde existir um pilar existirá também um bloco de fundação abaixo dele, no solo, para efetuar a distribuição da carga. Sobre a sua composição, os blocos podem ser feitos com pedra, tijolos maciços, concreto simples ou mesmo com concreto armado. Entretanto, quando um bloco é construído por concreto armado, recebe o nome de sapata de fundação (BARROS, 2011). Sapatas Sapatas são elementos da fundação fabricados em concreto armado, possuindo menor altura que os blocos. No entanto, utilizam-se da armadura para conseguir resistir aos esforços de tração. Podem ser isoladas ou corridas, e são elementos de apoio que devem resistir principalmente por flexão. FIGURA 16 Forma de construção dos blocos FONTE Barros (2011). 34 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 Quanto ao seu formato, as sapatas isoladas geralmente possuem uma base quadrada, retangular, circular ou poligonal. Importante Nas sapatas isoladas, como o próprio nome já diz, não há relação umas com as outras, ou seja, cada sapata irá transmitir as ações de um único pilar centrado, com seção não alongada. É o tipo de sapata mais frequentemente utilizada nas construções e pode apresentar bases quadradas, retangulares ou circulares, com a altura constante ou variando linearmente entre as faces do pilar e a extremidade da base (MELLO, 2019). FIGURA 17 Estrutura apoiada sobre sapata isolada FONTE Mello (2019). 35 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 As sapatas corridas são elementos contínuos que vão acompanhar a linha das paredes e assim transmitir as cargas por metro linear. Geralmente são para construções menores e localizadas abaixo e ao longo das paredes com função estrutural (BARROS, 2011). FIGURA 18 Formato sapata isolada FONTE Mello (2019). FIGURA 19 Sapata corrida FONTE Barros (2011). 36 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 Em caso de desnível do terreno, as sapatas não poderão seguir essa mesma inclinação, ou seja, deverão ser escalonadas em degraus, buscando sempre manter toda a estrutura em nível. Desse modo, as cargas serão transmitidas sempre para o plano horizontal e não haverá nenhuma estrutura sofrendo deformações desnecessárias. Podemos concluir, portanto, que as sapatas são elementos que compõem as fundações diretas e possuem o formato aproximado de uma placa sobre a qual são apoiadas as colunas, os pilares ou até mesmo as paredes. São fundações semiflexíveis (trabalham a flexão) e devem ser dimensionadas estruturalmente de acordo com o projeto a ser seguido (alturas, inclinações, armaduras necessárias) (BARROS, 2011). Viga de Fundação (Baldrame) A viga baldrame é um elemento de fundação que pode ser considerado a própria fundação. No caso de terrenos firmes e suporte de cargas pequenas, utiliza-se esse tipo de fundação rasa, já que é econômica e de simples execução. A viga baldrame é calculada como uma viga sobre a base elástica e é construída em uma cava de pouca profundidade. É destinada a suportar a carga de todas as paredes da construção e transferi-la para o solo (BARROS, 2011). FIGURA 20 Vigas baldrame (fundação) FONTE Barros (2011). 37 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 Um ponto relevante a ser considerado nesse tipo de fundação é a escolha correta do sistema de impermeabilização a ser usado para que as vigas baldrames das edificações não infiltrem umidade às paredes. Dessa forma, evitam-se situações indesejáveis em sua utilização, como a patologia comumente denominada de “mofo de rodapé”. Isso acontece devido ao efeito da umidade que está presente no solo e que, por meio da ascensão capilar dos materiais, com o tempo começa a se manifestar nas superfícies das alvenarias, causando problemas como desconforto visual, danos à saúde e, ainda, desvalorização do patrimônio, entre outros. Esse isolamento das vigas para proteção contra a umidade pode ser feito com o uso de diversos tipos de impermeabilizantes que tenham bases betuminosas, utilização de mantas impermeáveis ou até mesmode cimentos aditivados. Radier O elemento de fundação chamado radier (também conhecido como sapatas associadas) é formado por uma única sapata que abrange todas as paredes ou todos os pilares de uma edificação e transmite as cargas gravitacionais ao solo. Os radiers são elementos contínuos que podem ser feitos em concreto armado, concreto protendido ou em concreto reforçado com fibras de aço (BARROS, 2011). Você Sabia? Grosso modo, o radier comporta-se como uma espécie de laje que recebe cargas de todos os pilares. Por consumir grande volume de concreto, seu uso é indicado em obras com grandes concentrações de cargas. Esse sistema consegue resistir aos esforços diferenciados de cada pilar, além de suportar eventuais pressões vindas do lençol freático. 38 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 O radier é capaz de reunir em um elemento toda a transmissão de cargas de um conjunto de pilares, devido à utilização dessa espécie de placa contínua em toda a área de construção. Sua indicação de uso é para solos fracos cuja espessura da camada seja profunda. Existem dois sistemas de aplicação, são eles: sistema constituído por laje de concreto (sistema flexível) e sistema de laje e vigas de concreto (sistema rígido), conforme ilustra a figura a seguir (MELLO, 2019). FIGURA 21 Execução de fundação radier FONTE Barros (2011). FIGURA 22 Tipos de radier FONTE Mello (2019). 39 Introdução a Fundações Fundações Diretas Profundas Capitulo 3 As fundações diretas, também conhecidas como rasas, são aquelas em que a carga da estrutura consegue ser transmitida diretamente ao solo por meio da fundação. São executadas em valas rasas, como o próprio nome sugere, com profundidade máxima de 3,0 metros, e caracterizadas pela utilização de blocos, alicerces, sapatas e radiers. Geralmente, esse tipo de fundação é utilizado para obras de pequeno a médio porte. Contudo, existe uma série de elementos que podem ser adotados e cada um deles vai depender da solicitação do projeto, da estrutura a ser sustentada e das características necessárias para cada situação, elencados a seguir. Blocos: elementos de fundação confeccionados de concreto simples, dimensionados de modo que consigam resistir às tensões de tração que nele serão produzidas, sem que haja a necessidade de armadura (ferragens). Sapatas: elementos da fundação fabricados em concreto armado, possuindo menor altura que os blocos. No entanto, utilizam-se da armadura para conseguir resistir aos esforços de tração. Podem ser isoladas ou corridas, e são elementos de apoio que devem resistir principalmente por flexão. Viga baldrame: elemento de fundação que pode ser considerado a própria fundação. No caso de terrenos firmes e suporte de cargas pequenas, utiliza-se esse tipo de fundação rasa, já que é econômica e de simples execução. A viga baldrame é calculada como uma viga sobre a base elástica e é construída em uma cava de pouca profundidade. Radier: formado por uma única sapata abrange todas as paredes ou todos os pilares de uma edificação e transmite as cargas gravitacionais ao solo. Os radiers são elementos contínuos podem ser feitos em concreto armado, concreto protendido ou em concreto reforçado com fibras de aço. Resumindo E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 40 @faculdadelibano_ 4 Fundações Indiretas 41 Introdução a Fundações Capitulo 4 Fundações Indiretas Fundação Indireta Uma fundação profunda tem como principal característica o grande comprimento em relação à sua base. Assim, quando avaliada pela superfície, apresenta pouca capacidade de suporte pela base, mas possui grande capacidade de carga devido ao atrito lateral do corpo do elemento de fundação com o solo. Objetivos Ao término deste capítulo, você será capaz de entender as características das fundações indiretas profundas, conseguirá saber quando utilizar esse método e quais as variáveis necessárias para sua aplicação na construção de uma obra. Esse conhecimento é fundamental para o funcionamento adequado da fundação no que diz respeito à estabilidade global da obra, bem como para proporcionar a sustentação adequada para a construção de grande porte. E então? Motivado para desenvolver esta competência? Então, vamos lá. Avante! . Importante A fundação profunda dispensa abertura da cava de fundação para sua adaptação. Desse modo, a instalação das estacas pode ser escavada ou, na maioria das vezes, realizada mediante o elemento cravado por meio de um equipamento chamado bate-estaca. Esse equipamento consegue ir “martelando” as estacas no solo, a fim de garantir que o elemento fique seguro ao solo com mínima ou nenhuma folga entre sua estrutura e o terreno (BARROS, 2011). 42 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Podemos considerar que esse tipo de fundação possui uma espécie de resistência que é composta de duas parcelas. A primeira é com base na superfície de sua extremidade inferior, que fará a distribuição do peso atuante para o solo (ponta). A partir daí, temos a segunda parcela de força, que é gerada pela força de atrito entre a superfície lateral da estaca e o solo (BARROS, 2011). Estacas As estacas são descritas como peças alongadas, cilíndricas ou prismáticas, que podem ser cravadas ou confeccionadas no próprio solo, sendo indicadas para transmissão de carga para as camadas mais profundas, contenção de empuxos laterais (estacas- pranchas) e compactação de terrenos. Elas podem ser classificadas como (BARROS, 2011): • Pré-moldadas: quando são encomendadas e vêm prontas para o canteiro de obras; possuem padrão simétrico e tamanho padrão conforme encomenda. FIGURA 23 Modelo de forças atuantes em uma estaca FONTE Barros (2011). 43 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Tanto as estacas pré-moldadas quanto as moldadas in loco podem ser divididas entre estacas de atrito ou estacas de suporte. Estacas “de atrito” é a definição referente a todas aquelas estacas que não chegam a penetrar ou mesmo encostar em uma camada mais dura e profunda do solo, apoiando-se apenas no atrito que o solo tem com elas. Já as estacas conhecidas como “de suporte” encostam ou penetram em uma camada mais resistente do solo e assim conseguem transferir para ele grande parte da carga que recebe (BARROS, 2011). Importante As estacas recebem esforços axiais de compressão. Esses esforços são resistidos por meio da reação exercida pelo próprio solo sobre sua ponta e pelo atrito existente entre as paredes laterais da estaca e o terreno que está inserida. Nas estacas do tipo prancha, além dos esforços axiais, temos também o empuxo lateral (esforços horizontais) (BARROS, 2011). • Moldadas in loco: quando são fabricadas no próprio canteiro de obras, onde primeiro faz-se a escavação até o tamanho necessário e, em sequência, o concreto é despejado nesse local. 44 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Podemos notar na figura apresentada que, independentemente do tipo de estaca, de seu material ou do modo que foi instalada, as estacas de atrito têm por finalidade conseguir manter a estabilidade e dissipação de forças por meio de seu atrito horizontal com o solo. Com isso, conseguem sustentar a fundação da edificação de forma eficiente, sem precisar atingir camadas mais resistentes do solo. FIGURA 24 Estacas de atrito FONTE Barros (2011). 45 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Diferentemente do que se observa na figura precedente, as estacas que funcionam com sistema de suporte devem atingir camadas mais profundas do solo, a fim de conseguirem obter maisestabilidade e segurança. Esse sistema é mais usado em obras de porte grande cujo sistema de fundação necessita de maior resistência de seus componentes. FIGURA 25 Estacas de suporte FONTE Barros (2011). 46 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Estacas Pré-Moldadas São peças estruturais do tipo barra que, por intermédio de um sistema de percussão, são cravadas ao solo até que se atinja o ponto de “nega” da peça, ou seja, a peça é cravada até o momento que não apresente mais penetração no solo ou haja penetração irrelevante. Esses elementos podem ser de madeira, aço ou mesmo concreto, sendo que este último é geralmente o mais utilizado (BARROS, 2011). Segundo Barros (2011), quanto ao sistema utilizado para a “cravação” das estacas ao solo, os métodos utilizados são: • Percussão: um dos métodos de cravação mais utilizados, consistindo na adoção de pilões de queda livre ou automáticos para “martelar” as estacas e, assim, inseri-la no terreno. Contudo, um dos principais inconvenientes desse sistema é o grande barulho produzido. • Prensagem: esse método é usado em obras em que haja a necessidade de redução de barulhos e vibrações. Para prensagem, são utilizados macacos hidráulicos que reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou mesmo contra a própria estrutura. • Vibração: nesse método, emprega-se um martelo com garras (para fixar a estaca), com massas excêntricas que giram em alta rotação. Por meio desse sistema, é gerada uma vibração de alta frequência na estaca. Esse método pode ser empregado tanto para cravação quanto para remoção de estacas, contudo, possui o inconveniente FIGURA 26 Funcionamento bate-estaca FONTE Barros (2011). 47 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 de transmitir vibrações para todos os arredores da obra. Podem ser fabricadas em diversos materiais, mas, de modo geral, as estacas de concreto e metálicas são as mais usadas. Existem inúmeros tipos de estacas pré-moldadas, ressaltaremos aqui as mais utilizadas. • Estacas de concreto: comercializadas com diferentes formatos geométricos, sua capacidade de carga é bem abrangente e podem ser encontradas nos tipos: simples, armadas, protendidas, produzidas por vibração ou centrifugação. Têm como vantagem principal (em relação às estacas concretadas in loco) o maior controle de qualidade tanto na concretagem quanto para realização da cravação. Essas estacas ainda podem atravessar correntes de águas subterrâneas, algo que com as estacas moldadas no local seria de difícil execução. A seção transversal dessas estacas é quadrada, hexagonal, octogonal ou circular, podendo ainda ser vazadas ou não. Sua carga máxima estrutural é indicada nos catálogos técnicos das empresas fabricantes, contudo, a carga admissível só poderá ser fixada após a análise do perfil geotécnico do terreno e sua cravabilidade (BARROS, 2011). • Estacas de madeira: esse tipo de estacas é empregado nas edificações desde a Antiguidade. Atualmente, levando em consideração as dificuldades de se obter FIGURA 27 Estacas de concreto FONTE Barros (2011). 48 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 madeiras de boa qualidade para isso, sua utilização tornou-se mínima. As estacas de madeira são compostas por troncos de árvore que devem ser bem retos e regulares. Sua cravação se dá por percussão, isto é, por um sistema de golpes no topo da estaca com pilões de queda livre. Segundo Barros (2011), no Brasil, a madeira mais empregada para estacas é o eucalipto, principalmente como fundação provisória de obras. Em obras definitivas, é indicado o uso de “madeiras de lei”, por exemplo, a peroba, a aroeira, a maçaranduba e o ipê, devido à sua resistência e durabilidade. Ainda sobre sua duração, quando mantida permanentemente submersa, a madeira é considerada muito boa para fundação. Entretanto, se estiverem sujeitas à variação do nível d’água, apodrecem rapidamente pela ação de fungos. Isso pode ser evitado aplicando-se substâncias protetoras. • Estacas metálicas: podem ser encontradas no mercado nos tipos: vigas, trilhos e perfis. As estacas metálicas são compostas por peças de aço laminado ou soldado e possuem como perfis de seção I e H, e também por trilhos. Sua principal vantagem é poderem ser cravadas em uma infinidade de tipos de terreno, o que permite também sustentar uma grande capacidade de carga (BARROS, 2011). FIGURA 26 Estacas de madeira FONTE Barros (2011). 49 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Sua facilidade de cravação vem do fato de que elas não precisam fazer compressão lateral do terreno para conseguirem “entrar” nele, pois a barra se limita a cortar as diversas camadas do terreno. As preocupações referentes ao problema de corrosão também já são menores, pois, quando as estacas permanecem inteiramente enterradas no solo, a quantidade de oxigênio que existe não é suficiente para que ocorra o fenômeno da corrosão. Estacas Moldadas In Loco Como seu próprio nome já indica, essas estacas são fabricadas no próprio local da obra. São executadas por meio da perfuração do solo, de acordo com as especificações necessárias para a estaca. Em seguida, há o acertamento da perfuração (fundo) e, por fim, a concretagem é realizada. Esse sistema utiliza brocas que são um material de fácil manuseio, frequentemente utilizadas em fundações, em que se consegue conectar ao trado (ferramenta manual) ou mecanicamente por meio de um sistema hidráulico. Esse sistema é interligado a um caminhão que possua sistema de guindaste. Com isso, é possível moldar as estacas escavadas (BARROS, 2011). FIGURA 29 Estaca metálica FONTE Barros (2011). 50 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Tubulões Os tubulões são elementos estruturais de fundação profunda, compostos por uma base alargada e obtidos por meio da construção de um poço revestido (ou não), que é aberto no terreno por intermédio de um tubo de aço com diâmetro mínimo de 70 cm. Esse poço deve permitir a entrada de pelo menos um homem, para que, em sua etapa final, possa completar a geometria da escavação e fazer a limpeza do solo (BARROS, 2011). Você Sabia? A execução das brocas é muito eficaz para esse sistema e extremamente simples, composto por apenas três fases: abertura da vala dos alicerces por meio da perfuração de um furo no terreno; compactação do fundo desse furo que foi feito; e o lançamento do concreto. Pode ser observado ainda que, ao contrário de outros tipos de estacas conhecidas, as brocas só serão iniciadas depois que todas as valas forem abertas devido ao desgaste do trabalho ser exclusivamente manual. FIGURA 30 Broca FONTE Barros (2011). 51 Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 Há dois sistemas básicos de tubulões: os tubulões a céu aberto e os tubulões de ar comprimido ou pneumático. Os tubulões a céu aberto são sem revestimento e não armados, no caso de existir somente carga vertical. Já os tubulões a ar comprimido são sempre revestidos, podendo esse revestimento ser constituído de uma camisa de concreto armado ou de uma camisa metálica (BARROS, 2011). Nos casos de utilização de camisa metálica, esta pode ser recuperada ou não, isso vai variar conforme a especificação da solicitação. Geralmente são utilizados em solos onde haja a presença de água e que não seja possível esgotá-la. O fuste do tubulão será sempre cilíndrico, ao passo que a sua base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse. O trabalho simultâneo em bases alargadas de tubulão deve ser evitado se este for inferior a duas vezes o diâmetro ou dimensão da maior base, especialmente quando se tratar de tubulões a ar comprimido (BARROS, 2011). FIGURA 31 Construção de tubulão FONTE Barros (2011). 52Introdução a Fundações Fundações Indiretas Capitulo 4 A fundação profunda dispensa abertura da cava de fundação para sua adaptação. Desse modo, a instalação das estacas pode ser escavada ou, na maioria das vezes, realizada mediante o elemento cravado por meio de um equipamento chamado bate- estaca. Esse equipamento consegue ir “martelando” as estacas no solo, a fim de garantir que o elemento fique seguro ao solo com mínima ou nenhuma folga entre sua estrutura e o terreno. As estacas são descritas como peças alongadas, cilíndricas ou prismáticas, que podem ser cravadas ou confeccionadas no próprio solo, sendo indicadas para transmissão de carga para as camadas mais profundas, contenção de empuxos laterais (estacas- pranchas) e compactação de terrenos. De modo geral, elas podem ser pré-moldadas, dividindo-se em concreto, madeira, metálica, e moldadas in loco. Existem ainda as fundações compostas por tubulões, que são elementos estruturais de fundação profunda, compostos por uma base alargada e obtidos por meio da construção de um poço revestido (ou não) que é aberto no terreno por intermédio de um tubo de aço com diâmetro mínimo de 70 cm. Existem dois sistemas básicos de tubulões: os tubulões a céu aberto e os tubulões de ar comprimido ou pneumático. Os tubulões a céu aberto são sem revestimento e não armados, no caso de existir somente carga vertical. Já os tubulões a ar comprimido são sempre revestidos, podendo esse revestimento ser constituído de uma camisa de concreto armado ou de uma camisa metálica. Resumindo E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. 53 Introdução a Fundações Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122 – Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 1996. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6502 – Rochas e solos. Rio de Janeiro: ABNT, 1995. BARROS, C. Apostila de fundações: técnicas construtivas para edificações. Pelotas, RS: IFRS-Campus Pelotas, 2011. MARANGON, M. Geotecnia do subsolo. Geotécnica de fundações e obras de terra, 2018. Disponível em: https://www.ufjf.br/nugeo/ensino/ graduacao/publicacoes-academicas- livre/geotecnia-de-fundacoes-e-obras-de-terra/Acesso em: 25 mar. 2022. MELLO, T. Fundações. 2. ed. Campo Grande/MS: UCDB –FACSUL, 2019. PINTO, C, S. Propriedades dos solos. In: FALCONI, F. et al. (orgs). Fundações teoria e prática. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2019. SANTOS, J. Dinâmica de fundações. 2002. Dissertação (Mestrado em Geotecnia para Engenharia Civil), Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, 2002. 54