3 - Fundações

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Autoria: Jociane da Silva Araújo - Revisão técnica: André Luis Moura da
Silva Leal
Fundações
UNIDADE 3 - FUNDAÇÕES
PROFUNDAS
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Você sabia que, em alguns casos, o solo não
possui resistência suficiente para supor a carga
de uma construção? Assim, é recomendado que
se utilize as fundações chamadas profundas ou
indiretas. Mas quais seriam essas fundações?
De acordo com a NBR 6122/2019, podemos
dizer que as fundações profundas são as
estacas e os tubulões. As estacas ainda são
classificadas, por exemplo, quanto ao material empregado; já os tubulões podem ser
de a céu aberto e ar comprimido.
As fundações profundas em estacas podem ser de madeira, aço, concreto ou um mix
de tais materiais. A estaca de concreto nem sempre necessita ser armada, porém,
para identificar se ela será ou não, qual material será empregado, qual a profundidade
que irá atingir e qual será o tipo de estaca, é preciso realizar a investigação
geotécnica do subsolo.
Além disso, você sabia que há casos em que as estacas e os tubulões precisam de
um bloco de coroamento? Em certas circunstâncias, ambos precisam estar
interligados, sendo que essa ligação é realizada pelo bloco de coroamento.
Dessa forma, pensando nesses assuntos, ao longo desta unidade, conheceremos o
conceito de fundações profundas, as principais estacas e suas características, bem
como os tubulões a céu aberto e a ar comprimido.
Bons estudos!
Introdução
3.1 Fundações indiretas ou
profundas
A fundação na construção civil é um elemento capaz de realizar a distribuição da carga
recebida — a qual pode ser alvenaria, laje, pilar, entre outras possibilidades —, distribuindo-a
para o solo. Essa função é comum tanto para as fundações rasas quanto para as fundações
profundas.
As fundações rasas são conhecidas como diretas ou superficiais, ao passo que as fundações
profundas também são chamadas de indiretas.
A execução das fundações profundas é indicada para os solos que apresentam resistência
baixa e obras em que a carga a ser distribuída para o solo é excessiva, como no caso de uma
ponte, um viaduto ou um edifício de grande porte. Na figura a seguir, podemos verificar a
perfuratriz helicoidal para a execução de estaca.
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#PraCegoVer: na figura, temos a fotografia de uma perfuratriz com trado helicoidal para a
execução da furação em solo. Há um trabalhador à frente, quase no centro da foto, que
acompanha a perfuração. Ao lado direito dele, encontramos um buraco e as armações que
serão colocadas após a concretagem. Ao fundo, há maquinários, montes de areia e uma cerca
de madeira.
A execução das fundações indiretas faz uso de equipamentos como perfuratrizes, martelos
hidráulicos, martelos vibratórios, martelos de queda livre e martelos pneumáticos. A escolha de
qual equipamento será aplicado dependerá de fatores como o tipo de fundação definida em
projeto e as características do solo.
3.1.1 Definição e classificação
A definição de fundação profunda, segundo a NBR 6122/2019, diz respeito a um elemento que
transmite a carga ao terreno por sua base, sua superfície lateral ou pela combinação de ambas
(ABNT, 2019). Observe a figura na sequência para entender um pouco melhor quanto às
particularidades dessa fundação.
Figura 1 - Perfuração de fundações de estacas sob o solo
Fonte: oneSHUTTER oneMEMORY, Shutterstock, 2021.
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#PraCegoVer: na figura, temos um esquema representando as resistências nas fundações
profundas. À esquerda, temos o conceito de resistência de ponta, referente à transmissão da
carga para o solo. Ela é feita pela base da fundação. À direita, encontramos o conceito de
resistência de fuste, referente à transmissão da carga para o solo. Ela é feita pela superfície
lateral da fundação.
De acordo com a NBR 6122/2019, uma fundação indireta está apoiada a uma profundidade
superior ao dobro de sua menor dimensão em planta e, no mínimo, a três metros. A norma
ainda destaca que são consideradas fundações profundas as estacas e os tubulões (ABTN,
2019). Para Velloso e Lopes (2011), no entanto, também podemos incluir entre as opções os
chamados caixões.
3.1.2 Fundação profunda: estaca
Na execução de estacas, não se faz necessário a descida de trabalhadores para a realização
de serviços em nenhuma profundidade. No geral, utilizam-se equipamentos e ferramentas para
a execução de qualquer que seja a estaca.
Os principais materiais empregados para a fabricação das estacas é a madeira, o aço e o
concreto. Entretanto, isso não impede que tais materiais sejam combinados entre si para que a
estaca seja fabricada com características especiais.
Segundo Velloso e Lopes (2011), as estacas podem ser classificadas de acordo com o material
que as compõem, o processo executivo e o efeito no solo. Observe o recurso na sequência
para entender a respeito dessas classificações!
Figura 2 - Resistências nas fundações profundas
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em ABNT, 2019.
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Quando o solo é deslocado para a colocação da estaca, diz-se que a execução é do tipo
deslocamento. Nesse processo executivo — que pode ser um deslocamento grande ou
pequeno —, estão as estacadas cravadas. Na figura a seguir, temos estacas de concreto
empregadas com cravação no solo.
#PraCegoVer: na figura, temos a fotografia de estacas de concreto com parte inferior piramidal
e parte superior retangular. São cinco estacas dispostas sobre o solo, uma do lado da outra. Ao
redor, encontramos muita areia.
Figura 3 - Estacas para cravação no solo
Fonte: qwret, Shutterstock, 2021.
Madeira, concreto, aço ou mista.
Com deslocamento, sem deslocamento e substituição.
Classificação por material
Classificação por processo executivo
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Velloso e Lopes (2011) ainda nos trazem as características das estacas cravadas:
Quando o processo executivo se dá por substituição, ocorre que solo acaba sendo removido
para a execução da estaca. Para Velloso e Lopes (2011), nesse tipo de execução, temos a
redução de algum nível nas tensões horizontais geostáticas. As estacas que são feitas por esse
processo são as escavadas sem revestimento ou que fazem uso de lama, as strauss e as
hélices contínuas.
Albuquerque e Garcia (2020) classificam as estacas de acordo com o carregamento, a posição,
o material e a fabricação. Para o autor, a estaca pode receber carregamento de compressão,
tração ou horizontal; a posição no solo pode ser vertical ou inclinada; o material usado para sua
confecção acompanha a mesma classificação de Velloso e Lopes (2011); e a classificação
quanto à sua fabricação pode ser moldada in loco ou pré-fabricada.
No quadro a seguir, temos uma síntese das principais estacas que constam na NBR 6122/2019.
as que causam grande deslocamento são as estacas de madeira, pré-moldadas de
concreto, de tubo de aço de ponta fechada, Franki e micro-estacas injetadas;
as que são executadas sem deslocamento do solo são as estacas raiz e aquelas com
revestimento metálico perdido;
as que causam pequeno deslocamento são as estacas de perfis de aço, tubo de aço de
ponta aberta e hélices especiais.
Quando uma estaca for submetida a cargas somente de
compressão e estas forem inferiores a tensõesmédias
menores que 5 Mpa, ela não precisa ser armada. Na
verdade, a estaca apenas será armada para esse caso se o
processo de execução exigir a colocação de armaduras
(ALONSO, 2019).
Você sabia?
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#PraCegoVer: no quadro, temos duas colunas e 39 linhas. Na primeira coluna, temos os tipos
de estacas. Já na segunda coluna, encontramos as características de cada uma delas. A estaca
de concreto é moldada in loco; seus materiais de preenchimento são concreto, argamassa e
caldo de cimento; suas armações são parcial ou total. A estaca reação é de concreto ou
metálica, sendo utilizado o macaco hidráulico para realizar a introdução da estaca no solo. A
estaca com uso de fluído estabilizante é moldada in loco, a estabilização da perfuração é feita
com fluído estabilizante e a escavação é com perfuratriz ou utilização clamshell. A estaca
escavada mecanicamente tem sua execução realizada com perfuração do dolo por trado
mecânico, sendo que não há revestimento, nem uso de estabilizante. A estaca Franki é
moldada in loco, tem sua execução por cravação, possui base alargada e é integralmente
armada. A estaca hélice contínua é moldada in loco, faz uso de trado helicoidal contínuo
introduzido por rotação no terreno, o concreto é injetado pela haste central do trado e a
armadura é introduzida após a concretagem. A estaca hélice de deslocamento é moldada in
loco, faz uso de trado especial dotado de aletas, não há retirada do solo, mas um
deslocamento, o concreto é injetado pelo interior do tubo central e a armadura é introduzida
após a concretagem. A estaca hélice com trado segmentado é moldada in loco, faz uso de trado
helicoidal de diâmetro constante, o concreto é injetado pela haste central do trado e a armadura
é introduzida após a concretagem. A estaca metálica ou de aço é cravada de elemento
estrutural metálico, sendo que o material pode ser de perfil laminado ou soldado, simples ou
múltiplo, com tubos de chapa sobrada ou calandrada e tubos com ou sem costura e trilhos. A
estaca mista é constituída de dois segmentos de materiais. A estaca pré-moldada de concreto
tem sua introdução realizada com golpes de martelo de gravidade, explosão, hidráulico ou
martelo vibratório. A estaca raiz é moldada in loco, armada e preenchida com argamassa de
cimento e areia, executada por perfuração rotativa ou rotopercussiva e os tubos utilizados são
recuperáveis. A estaca strauss tem a perfuração do solo feita com uma sonda ou piteira e o
revestimento total é com camisa metálica, o lançamento e apiloamento do concreto são feitos
gradativamente e o revestimento é retirado simultaneamente à concretagem. Por fim, a estaca
Hollow Auger é moldada in loco, sendo que sua perfuração é por rotação com trado helicoidal
(segmentos de pequeno comprimento ≅ 1,0 m).
Vale mencionar que cada estaca é utilizada para determinada característica de solo e com base
no carregamento que este irá receber. A escolha da estaca também depende de fatores
econômicos, da disponibilidade no local da execução, entre outras variáveis que devem ser
estudadas e levadas em consideração no projeto.
Agora que entendemos a respeito desse assunto, realize a atividade sugerida na sequência e
teste os conhecimentos adquiridos. Responda à questão com atenção e com base em nossos
estudos até o momento!
Quadro 1 - Tipos de estacas e suas particularidades
Fonte: Elaborado pela autora, baseado em ABNT, 2019.
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
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Com nossos estudos em dia a respeito das estacas e de suas principais características,
podemos passar a estudar o tubulão, que é outro tipo de fundação profunda. Acompanhe o
conteúdo atentamente!
3.1.3 Fundação profunda: tubulão
Os tubulões costumam trabalhar a compressão. Devido a isso, é recomendada uma armação
de ligação para esse tipo de fundação, a qual deve ficar entre o bloco e o tubulão. No entanto,
caso este seja projetado para trabalhar a tração, a armação deve seguir as orientações do
projetista.
O tubulão normalmente necessita da descida de um trabalhador até o fundo da escavação para
que se possa realizar o alargamento da base ou fazer a limpeza do local (ABNT, 2019). Isso
não significa, necessariamente, que ele possui a base alargada. Quando é alargada, o
processo de alargamento também pode ser realizado com equipamento específico.
Um fato importante para essa fundação é que as cargas recebidas são resistidas
principalmente pela ponta. Velloso e Lopes (2011) afirmam que o trabalhador pode participar da
escavação desde o fuste até o alargamento da base.
Os tubulões podem ser divididos em a céu aberto e a ar comprimido. No caso dos tubulões a
céu aberto, são aqueles em que é realizada a concretagem de um poço escavado. Eles podem
ser executados acima do N. A. ou em um terreno com nível d’água rebaixado. Nesse contexto,
Albuquerque e Garcia (2020) nos trazem que é possível a realização dessa fundação em solos
saturados, desde que a água seja bombeada e que não haja possibilidades de deslocamento.
Imagine a seguinte situação: Maria Eduarda é engenheira e foi contrata para a realização do
projeto de fundação para um galpão industrial. Diante do perfil geotécnico, da visita à
construção e de seus conhecimentos quanto ao fato de que, no local, seriam armazenados
contêineres pesados, a engenheira decidiu que usará uma estaca moldada in loco e a
perfuratriz terá trado helicoidal de diâmetro constante. Para esse tipo de estaca, a armadura
é colocada após a concretagem.
Considerando esse contexto, qual estaca foi escolhida por Maria Eduarda diante das
características mencionadas?
a. Estaca hélice.
b. Estaca de aço e sapata.
c. Estaca strauss e viga alavanca.
d. Estaca Franki.
e. Execução de radier.
Verificar 
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Essa fundação permite — a depender de certas características —, que o poço seja escavado
com ou sem revestimento. Para a execução de um tubulão sem revestimento, o solo não deve
apresentar risco de desabar. Por outro lado, em caso de uso de revestimento, o solo
provavelmente é pouco coesivo e há risco de desabamento. Nesse último caso, o revestimento
deve ser empregado por meio do processo de execução gow ou Chicago.
#PraCegoVer: na figura, temos a fotografia da abertura de um tubulão em um terreno. Há
baldes amarrados em cordas para retirada de material feito na escavação. O tubulão fez uso de
revestimento (camisa) para proteção da parede. Ao redor da abertura, encontramos outros
materiais comuns à construção civil, como cordas, madeiras, tábuas e equipamentos. Tanto na
parte superior quanto na parte inferior da foto há um guarda-sol colorido aberto.
Por sua vez, os tubulões a ar comprimido ou pneumáticos são indicados para solos que
ficam abaixo do N. A. e que precisam de escoramento. Para a execução desse tipo de tubulão,
podem ser aplicados revestimentos de anéis de concreto ou aço. Como a escavação atinge o
lençol freático, é necessário o uso de ar comprimido e, por isso, usa-se uma campânula
(ALBUQUERQUE; GARCIA, 2020; VELLOSO; LOPES, 2011).
Importante ressaltar, aqui, que independentemente de qual for o tipo de tubulão que necessite
da descidado trabalhador para limpeza ou alargamento da base, há riscos à integridade física
do indivíduo envolvido. O perigo está tanto na escavação quando não há revestimento quanto
no uso do ar comprimido.
O trabalho em ambiente a ar comprimido exige que o profissional execute suas funções sob
altas pressões. Dessa maneira, é fundamental a etapa em que o indivíduo passa pela
compressão/descompressão. Deve haver, além disso, uma equipe preparada para a
necessidade de primeiros socorros, caso o profissional venha a sofrer uma embolia. Ademais, o
responsável pela execução deve obedecer às normas de segurança, inclusive a Norma
Regulamentadora n. 33 e o anexo 6 da Norma Regulamentadora n. 15, nos quais há
orientações sobre trabalhos executados em ambientes confinados e sob pressão.
Figura 4 - Tubulão escavado manualmente
Fonte: James Jiao, Shutterstock, 2021.
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Uma observação importante a ser feita é que a NBR 6122/1996 trazia em seu escopo a
fundação do tipo caixão como fundação profunda, mas, na atualização da norma em 2019, ela
não consta mais. Entretanto, Velloso e Lopes (2011) colocaram como diferencial entre o tubulão
e o caixão apenas a forma geométrica, sendo que o primeiro tem a forma cilíndrica, enquanto o
segundo tem forma prismática. Por não constar mais na norma atual, essa fundação não será
aprofundada.
3.1.4 Métodos executivos
A execução das estacas ocorre com a moldagem no próprio local. As recomendações são o
controle rigoroso do concreto e o lançamento deste por bombeamento, o que é importante para
evitar a segregação do material.
As estacas moldadas in loco, segundo Albuquerque e Garcia (2020), podem ser do tipo broca,
escavada, raiz, Hollow Auger, strauss, hélice e Franki.
As estacas brocas são executadas com trado manual e acima do nível d’água (N. A.). Seu
diâmetro pode atingir dimensões entre 15 e 30 centímetros, assim como comprimento entre três
e oito centímetros.
Para as estacas escavadas, há a possibilidade de uso ou não de estabilizante. As estacas
escavadas sem uso de estabilizante fazem uso de perfuratrizes, ocorrem acima do N. A. e, para
sua execução, é necessário um cuidado maior para que não ocorra a contaminação do
concreto. Desse modo, indica-se o uso de funil para colocação do concreto. Já o método
executivo das estacas escavadas com uso de estabilizante deve seguir as seguintes etapas:
O estabilizante utilizado é expulso durante a concretagem, o qual só deve parar quando não for
mais constatado fluído ou solo.
Uma estaca raiz, por sua vez, pode ser executada em solos ou solos e rochas. No caso da
estaca em solo, a perfuração pode se dar por perfuratriz rotativa ou rotopercussiva com descida
de tubos de revestimento. Esses procedimentos de perfuração também são usados para as
estacas raiz em solos e rochas. Além disso, é utilizada uma sapata ou coroa diamantada interna
à composição de tubos de revestimento. A perfuração deve sempre prosseguir até a cota
prevista em projeto.
Ainda a respeito da estaca raiz, vale mencionar que a armadura deve ser colocada até o fundo
do furo, e a argamassa de cimento e areia é injetada por meio de bomba injetora. Essa injeção
da argamassa só deve parar quando não houver mais sinal de contaminação (lama ou detritos)
(ABNT, 2019).
As estacas Hollow Auger são executadas com o emprego de tubos metálicos recuperáveis,
dotados de hélice dupla nas laterais, as quais servem para dar estabilidade aos furos. Essas
estacas podem ser executadas abaixo do N. A., sendo que a moldagem do concreto é feita no
local por um funil acoplado na hélice.
Colocação do revestimento metálico.
Escavação dentro do revestimento.
Colocação da armadura.
Concretagem e retirada do revestimento (simultaneamente).
Etapa 1
Etapa 2
Etapa 3
Etapa 4
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No caso das estacas Strauss, estas podem ser executadas abaixo ou acima do N. A. O
procedimento de execução tem início com um furo prévio feito com soquete. Em seguida, deve-
se acoplar a sonda e a coroa (primeiro revestimento colocado). Nesse momento, tem-se início a
cravação e escavação dentro da coroa. O procedimento é repetido até que a profundidade
prevista seja atingida, considerando que o concreto deve estar preparado para que a
concretagem seja iniciada logo após o fim da perfuração.
Na estaca strauss, é relevante que o concreto primeiro forme uma coluna de pelo menos um
metro dentro do revestimento, devendo ser apiloado para se transformar na base da estaca.
Após isso, deve-se lançar o concreto para a formação de uma coluna de concreto de seis
metros, subir lentamente o revestimento e adensar o concreto com pilão. Depois da retirada do
primeiro tubo metálico, uma coluna de dois metros de concreto deve restar para que se repita
toda a operação até atingir a conclusão da estaca. O concreto deve ficar, no mínimo, a 30
centímetros da cota de arrasamento (ABNT, 2019).
Temos, ainda, as estacas hélices contínuas, que fazem a perfusão do solo com máquina
perfuratriz. Um ponto importante nesse tipo de equipamento é colocar a torre (da perfuratriz) no
prumo, posicionando o trado sobre o piquete. Os trados utilizados são segmentados e
acoplados uns aos outros. Ao final da perfuração, há o início da concretagem, a qual ocorre
com a subida controlada do trado.
Para essa estaca (hélice contínua) é importante garantir um comprimento de, no mínimo, 50
centímetros de concreto acima da cota de arrasamento. A última etapa é a colocação da
armação. Para a estaca hélice de deslocamento, pode ser utilizado o mesmo equipamento da
estaca hélice contínua. Além disso, esse tipo de estaca pode ser executado abaixo do N. A.
Finalmente, a estaca Franki segue um método executivo: montagem do bate-estaca,
pensionamento do tubo e do pilão — o tubo deve ser posicionado e aprumado verticalmente —,
execução da bucha com areia e pedra, cravação do tubo, execução da base, concretagem e
colocação da armadura.
Para além das estacas, há a execução dos tubulões. No caso do tubulão a céu aberto, o fuste
pode ser executado manual ou mecanicamente. Para o caso de escavação manual, deve-se
adotar a retira de solo com pá até a profundidade de dois metros. Após esse valor, a retirada do
material é feita com o auxílio de um balde, o qual é erguido de pouco a pouco. Quando a
profundidade de projeto for alcançada, começa-se — após a liberação da cota de assentamento
O dimensionamento das estacas traz peculiaridades
para cada tipo. Por exemplo, para as estacas metálicas
que estão em solos moles, é necessário realizar o
cálculo da carga de ruptura, que, por sua vez, também é
conhecida como carga crítica de flambagem. Nesse
sentido, para saber mais sobre o dimensionamento
estrutural das estacas metálicas e outras estruturas de
fundação profunda, sugerimos a leitura do livro
Dimensionamento de Fundações Profundas, escrito por
Urbano Rodriguez Alonso. Vale tirar um tempo para
folhear a obra!
Você quer ler?
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— a abertura e o alargamento da base. Já na execução de escavação mecânica, faz-se a
perfuração do solo com movimentos de subida e descida do trado. Após atingir a cota desejada,
é realizado o alargamento da base.
Para esse tipo de fundação, primeiro é colocada a armação. Somente depois se dá início à
concretagem. Também vale mencionar que é fundamental que a base seja preenchida por
completo.
Por outro lado, os tubulões a ar comprimido ou pneumáticos têm sua escavação executada
dentro dos revestimentos (camisas). Essa escavação pode ser feita pelo poceiro ou de forma
mecanizada enquanto não se atinge o nível d’água. Depois que o limite é atingido, realiza-se a
instalação da campânula.Esta recebe ar comprimido e permite a realização dos trabalhos sem
que a água entre no tubulão.
3.2 Dimensionamento geométrico de
elementos profundos
Precisamos nos lembrar de que, antes de definir o tipo de fundação mais adequado, é
importante a investigação do solo. Ela pode ser feita em campo e laboratório. O
dimensionamento geométrico para as fundações profundas leva em consideração as mesmas
cargas utilizadas para o dimensionamento das fundações rasas, ou seja, as cargas centradas,
excêntricas e horizontais.
Independentemente do tipo de fundação, é essencial que o projeto seja elaborado conforme os
Estados Limites Últimos (ELU) e Estados Limites de Serviço (ELS). Ambos precisam ser
considerados para a garantia de que as fundações apresentem segurança contra ocorrência de
colapso (parcial ou total), deformações, fissuras, entre outras possibilidades.
Nas fundações profundas, a segurança deve levar em conta a resistência. Esta, por sua vez, é
determinada por método semiempírico ou provas de carga estáticas. Segundo consta na NBR
6122/2019, a grandeza fundamental para um projeto de estaca deve ser a carga admissível,
enquanto que, para os tubulões, tem-se a tensão admissível ou tensão resistente de cálculo
(ABNT, 2019).
3.2.1 Dimensionamento de estaca
A escolha do tipo de estaca é determinada a partir do conhecimento das cargas de projeto e do
perfil geotécnico do solo. Depois de ter em mãos tais dados, passa-se para a etapa do
dimensionamento. Nesta, realiza-se a determinação do comprimento e da quantidade de
estacas que devem ser executadas.
Albuquerque e Garcia (2020) nos alertam que, para esse dimensionamento, é importante que a
carga admissível geotécnica seja menor ou igual à carga admissível estrutural do elemento de
fundação.
No dimensionamento de estacas metálicas (perfil e trilho), deve-se adotar um critério de área e
perímetro para o cálculo da capacidade de carga e suas respectivas resistências, tanto de
ponta quanto lateral. No caso da resistência de ponta, existe uma área bruta da ponta da
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estaca metálica ou área circunscrita que deve ser considerada. Já para o atrito lateral, o
perímetro a ser considerado pode ser o colado ou circunscrito.
3.2.2 Dimensionamento da base de tubulões
Para as bases, a NBR 6122/2019 determina que os tubulões devem ser dimensionados para
não terem alturas maiores que 1,8 metros. Contudo, caso o tubulão seja a ar comprimido, essa
base pode ter altura de até três metros (ABNT, 2019). Além disso, os tubulões com base
alargada devem assumir o formato geométrico de tronco de cone, com base circular ou falsa
elipse.
#PraCegoVer: na figura, temos o desenho de um tubulão de base alargada. A parte superior é
o fuste em forma de cilindro. A base do tubulão apresenta forma trapezoidal sobre um rodapé,
um tronco de cone. Em campo, o fuste é circular, ao passo que a base alargada fica sobre um
rodapé que assume a forma circular ou de falsa elipse com uma altura de 20 centímetros.
O dimensionamento estrutural do fuste de um tubulão é realizado levando em conta que essa
parte do tubulão é uma peça de concreto simples ou armada. Isso dependerá de cada caso. No
quadro a seguir, há uma síntese das características de um fuste com revestimentos de concreto
e metálico.
Figura 5 - Perfil do tubulão com base alargada
Fonte: Elaborada pela autora, baseada em ABNT, 2019.
27/02/2023, 08:59 Fundações
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#PraCegoVer: no quadro, temos duas colunas e cinco linhas. Na primeira coluna, encontramos
as características do tubulão com revestimento de concreto: a armadura necessária pode ser
colocada totalmente no revestimento ou parte no revestimento e parte no núcleo; quando for o
caso de trabalho sob ar comprimido, a armadura transversal (estribos) é calculada imaginando
o tubulão sob ar comprimido, à uma pressão igual a 1,3 vezes a máxima de trabalho prevista,
sem pressão externa de terra e sem água; toda a armadura longitudinal deve ser colocada,
preferencialmente, na camisa. Caso não seja possível, deve ser acrescentada uma armadura
no núcleo; e a armadura de ligação fuste-base deve ser projetada e executada de modo a
garantir uma concretagem satisfatória da base alargada. Já na segunda coluna, temos as
características do tubulão com revestimento de aço: a verificação de resistência da armadura
de transição fuste-base é feita apenas no Estado Limite Último (ELU), devendo ser, pelo menos,
igual à da camisa de aço; e a ferragem é cravada após a concretagem da base, sendo o
comprimento de ancoragem das barras dessa armadura calculado de acordo com a NBR
6118/2004.
O fuste pode ser considerado como o tronco que assume formato cilíndrico. Ele pode ou não ter
revestimento de aço ou concreto. Em campo, muitos chamam o revestimento do tubulão de
camisa metálica ou camisa de concreto.
3.2.3 Dimensionamento para tubulão isolado
A altura total do tubulão isolado é calculada com uma análise feita do subsolo, pois dependerá
da resistência da camada em que é apoiada a base da fundação. Como a distribuição da carga
recebida precisa ser uniforme, tanto centro do pilar quanto fuste e base devem coincidir.
No dimensionamento do diâmetro do fuste, é necessário obter a tensão admissível do concreto
que será utilizado. Para tanto, deve-se calcular a área do fuste e, em seguida, descobrir o
diâmetro. Observe as equações a seguir:
Quadro 2 - Síntese para dimensionamento do fuste
Fonte: Elaborado pela autora, baseado em ABNT, 2019
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Diante dessas fórmulas, temos algumas particularidades a serem consideradas:
O dimensionamento da base é realizado a partir da tensão admissível do solo em que a base
será apoiada. Para o cálculo da altura da base (circular), deve-se usar a seguinte equação:
. Em caso de não se desejar armação na base, é preciso a inclinação
do ângulo , que pode ser descoberto com o cálculo: . Aqui, vale lembrar que a
NBR 6122/2019 solicita que esse ângulo obedeça à seguinte exigência: .
Na prática, alguns pilares são próximos a outros e, por isso, há interferência de uma fundação
em outra. Quando isso ocorre, a base assume a geometria chamada falsa elipse. Albuquerque
e Garcia (2020) mencionam que, se as áreas das bases forem as mesmas, o formato das
bases dos tubulões pode ser modificado. Para esse dimensionamento, deve-se seguir as
seguintes etapas:
 é a carga recebida;
 é o diâmetro do fuste;
 é o valor da tensão admissível do concreto;
 é o coeficiente de ponderação das ações (esforços);
 é o coeficiente de minoração da resistência do concreto à compressão.
a área da base do tubulão 1 será igual à área do novo tubulão;
a área da base do tubulão 2 será igual à área do novo tubulão;
para um caso geral, transforma-se a base circular em falsa elipse;
 e são definidos em função da distância dos pilares e sempre que der ;
 elipse.
Figura 6 - Superposição para tubulões com interferência de um pilar no outro
Fonte: ALBUQUERQUE; GARCIA, 2020, [ s. p.].
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#PraCegoVer: na figura, temos o desenho da superposição de pilares. Do lado esquerdo,
encontramos dois tubulões que se superpõem. Eles são circulares. O tubulão 1 tem diâmetro
menor que o tubulão 2. Cada um recebe um pilar. Já do lado direito, temos a solução para o
caso da superposição, que é o tubulão 1 e o tubulão 2 assumindo a forma geométrica da falsa
elipse.
Quando não for possível a execução de dois tubulões de base circular, a indicação, segundo
Albuquerque e Garcia (2020), é a de executar um tubulão no formatocircular, enquanto o outro
será executado no formato de falsa elipse. Nas situações em que não for possível a verificação
de , as duas bases serão em falsa elipse. Entretanto, se ainda assim a proximidade
dos pilares for próxima e essas soluções não forem possíveis, será necessário afastar o centro
de gravidade dos tubulões e inserir uma viga de ligação.
Antes, antes de seguirmos com o conteúdo, vamos realizar mais uma atividade para fixar
nossos conhecimentos adquiridos? Acompanhe a proposta a seguir e responda à questão
considerando nossos estudos até o momento!
No próximo item, estudaremos os cálculos por estaqueamento. Confira o conteúdo com cautela
para não perder detalhes do assunto!
3.2.4 Cálculos por estaqueamento
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Imagine que, devido a determinadas circunstâncias, a fundação empregada em uma obra
será a fundação profunda em tubulão. Este terá revestimento metálico (camisa metálica) e
base alargada circular. Entretanto, durante a realização do projeto, alguns pilares estavam
muitos próximos e, consequentemente, as bases ficaram superpostas.
Diante dessa situação, uma solução adequada para que a superposição não ocorra é:
a. tonar as bases que estão superpostas em uma falsa elipse.
b. realizar a execução de estaca raiz.
c. realizar a execução de estaca strauss.
d. tonar uma das bases quadradas.
e. manter a superposição e aumentar a base.
Verificar 
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As estacas podem trabalhar em grupos. O estaqueamento pode ser considerado como a união
de mais de uma estaca, a qual recebe o carregamento da estrutura. Quando o estaqueamento
ocorre, deve haver uma espécie de ligação estrutural entre essas estacas. Tal ligação se dá
pelo bloco de coroamento.
Nesse sentido, temos que a NBR 6122/2019 define o bloco de coroamento como aquele
capaz de transferir a carga dos pilares para os elementos de fundação profunda (estacas e
tubulões) (ABNT, 2019).
Conforme Velloso e Lopes (2011), as cargas aplicadas aos estaqueamentos são constituídas,
normalmente, por forças verticais, horizontais e momentos. Quando se pretende realizar o
projeto de estaqueamento, é necessária a determinação do número, da disposição e das
inclinações das estacas.
A dimensão do bloco de coroamento dependerá de fatores como:
O conhecimento das propriedades do solo é obtido com o estudo geotécnico. Este também
será importante para dimensionar a carga de projeto e escolher o tipo de estaca. Para as
estacas metálicas, Albuquerque e Garcia (2020) ressaltam que, no dimensionamento, deve-se
adotar um critério de área e perímetro para o cálculo da capacidade de carga e suas
respectivas resistências, de ponta e lateral.
O dimensionamento da altura da estaca é determinado a partir do conhecimento da carga do
pilar e perfil geotécnico do subsolo. Já para se calcular a quantidade de estaca ( ) de um bloco
de coroamento, precisa-se conhecer a carga vertical do pilar ( ) e a carga admissível
estrutural ( ). Diante disso, teremos a seguinte fórmula: .
Existe uma diferença entre o bloco de fundação rasa e o
bloco de coroamento, assim como entre a sapata e o
bloco de coroamento. O bloco de fundação rasa resiste
às tensões de tração apenas pelo material, sem
necessidade de armadura, ao passo que o bloco de
coroamento é aquele que transfere a carga dos pilares
para os elementos de fundação profunda. Apenas com
esse conceito podemos perceber que não é possível
confundi-lo com a sapata, pois esta diz respeito à uma
fundação rasa. Para se aprofundar nisso, assista ao
vídeo Sapata ou Bloco de Coroamento?, disponível na
íntegra clicando no botão abaixo!
Acesse (https://www.youtube.com/watch?
v=PX_i40vRXGI)
Você quer ver?
propriedades do solo, visto que conhecer a qualidade do solo será determinante para calcular
a quantidade de estacas que cada bloco comportará;
menor espaço entre os centros das estacas;
distribuição das estacas dentro do bloco de coroamento.
https://www.youtube.com/watch?v=PX_i40vRXGI
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Albuquerque e Garcia (2020) também mencionam que o espaçamento ( ) mínimo entre os
eixos das estacas é dado conforme o recurso a seguir. Acompanhe!
É importante dimensionar, ainda, o cobrimento ( ) entre o centro da estaca e o bordo desse
bloco de coroamento. O valor de é calculado pela seguinte equação: é igual a 15 mais o
diâmetro da estaca em centímetros sobre 2.
Na figura a seguir, é possível verificar o espaçamento mínimo dos eixos das estacas ( ) e o
cobrimento ( ) no bloco de coroamento.
Figura 7 - Cobrimento e espaçamento entre estacas
Fonte: ALBUQUERQUE; GARCIA, 2020, p. 249.
s é igual a 2,5, vezes o diâmetro da estaca em centímetros.min
s é igual a 3,0, vezes o diâmetro da estaca em centímetros.min
Estacas cravadas (deslocamento)
Moldadas in loco
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#PraCegoVer: na figura, temos o desenho de um retângulo que representa o bloco de
coroamento, o qual comporta um conjunto de círculos, que são as estacas. Do centro de cada
estaca parte uma linha tracejada na horizontal e outra na vertical. A distância do centro de uma
estaca a outro centro da estaca ao lado é representado por , enquanto a distância do centro da
estaca até o bordo do bloco é representado por .
O cálculo e a verificação do recalque precisam ser feitos para o grupo (de estacas ou tubulões),
já que o resultado do cálculo, por exemplo, de uma estaca isolada, é diferente do cálculo para o
grupo de estacas. Velloso e Lopes (2011) nos explicam que a estimativa de recalques de
grupos pode ser calculada utilizando alguns métodos: artifício do radier fictício, elaborado por
Terzaghi e Peck; métodos empíricos; e métodos elásticos.
Velloso e Lopes (2011) ainda mencionam que o estudo da capacidade de carga e o estudo dos
recalques são realizados separadamente no efeito do grupo das estacas ou dos tubulões. Deve
ser considerado, também, o chamado cálculo por estaqueamento, que, por sua vez, é cálculo
da distribuição dos esforços entre as estacas de um grupo sob um carregamento qualquer.
Para realizar o cálculo da eficiência do grupo de estacas, Albuquerque e Garcia (2020) citam a
regra Feld. Esta consiste em descontar 1/16 de cada estaca do grupo para cada estaca vizinha
à ela. Trata-se de uma média ponderada entre a interação das estacas. Um bloco com uma
única estaca tem eficiência de 100%.
#PraCegoVer: na figura, temos o desenho de um retângulo que representa um bloco de
coroamento. Dentro dele, há seis círculos que representam as estacas (três na parte de cima e
três na parte de baixo). A estaca do canto esquerdo superior é colocada como exemplo. Partem
dela três setas vermelhas que estão direcionadas para as três estacas vizinhas. Da estaca
localizada no centro, superior, partem cinco setas verdes em direção às cincos estacas
vizinhas.
No bloco anterior, podemos perceber que quatro estacas possuem três vizinhas — as setas em
vermelho comprovam isso. Logo, o cálculo da eficiência é dado por .
Para esse mesmo bloco, duas estacas possuem cinco vizinhas — as setas em verde
comprovam isso. Desse modo, o cálculo para elas é dado por . Nesse
caso, a eficiência total para o bloco é .
O cálculo de eficiência é importante para a verificação do comportamento de um grupo de
estacas, já que o de uma única estaca é diferente do comportamento de um grupo de estacas.
Neste, o recalque é bem maior!
Figura 8 - Bloco com seis estacas
Fonte: Elaborada pela autora, 2021.
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3.3 Capacidade de carga de fundaçõesprofundas
O valor da força correspondente à máxima resistência que o sistema pode oferecer é chamado
de capacidade de carga. Segundo Cintra (2010), essa capacidade também recebe as
seguintes denominações: capacidade de suporte, carga de ruptura, carga última, capacidade de
carga última ou capacidade de carga de ruptura.
No caso, a definição de ruptura é uma ação ou o efeito de romper, mas Cintra (2010) menciona
que, para o caso de estacas, não temos nenhuma relação com o rompimento da estrutura. Para
a fundação, ocorre um recalque incessante que pode ser interrompido com a redução da carga
aplicada.
A NBR 6122/2019 nos traz que a “[…] capacidade de carga é dada pela soma de duas
parcelas, ou seja, pela parcela correspondente ao atrito lateral e pela parcela correspondente à
resistência da ponta” (ABNT, 2019, [s. p.]). Isso serve tanto para as estacas quanto para os
tubulões. O valor da capacidade pode ser obtido por métodos estáticos, dinâmicos e com a
realização das provas de carga.
A capacidade de carga (carga de ruptura) para o material da estaca pode ser considerada como
a capacidade que esse material tem de resistir sem que ocorra a ruptura da estaca. Um dos
métodos aplicados para calculá-la é o método Decourt-Quaresma. Este determina que a
capacidade de carga é a soma de resistência lateral por atrito ao longo do fuste ( ) com a
resistência de ponta ( ). Observe a seguir as equações utilizadas nesse método:
Diante dessas equações, temos que:
Luciano Décourt nasceu em São Paulo e se formou em
Engenharia Civil pela Escola Politécnica da USP. Fez cursos
de pós-graduação na mesma instituição e na Universidade
de Harvard. Em 1982, foi premiado pela melhor previsão da
capacidade de carga de uma estaca pré-moldada de
concreto armado, utilizando para essa previsão uma fórmula
de sua própria autoria. Vale pesquisar sobre essa
personalidade e entender melhor a respeito de sua fórmula!
Você o conhece?
27/02/2023, 08:59 Fundações
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No método Decourt-Quaresma, leva-se em consideração os fatores de segurança (1,3 e 4,0), o
que nos traz à seguinte dedução final da fórmula: .
Se ocorrer a formação de um conjunto de estacas ou tubulões, não é permitido que a tensão
admissível seja superior à de uma sapata que tenha o mesmo contorno desse conjunto.
 é a capacidade de carga do solo;
 é a adesão média ao longo do fuste;
 é o fator característico do solo;
 é a área de contato ao longo do fuste ( ), sendo que é o raio da
estaca e é a altura;
 é área da seção transversal de ponta;
 é o SPT médio na ponta da estaca;
 é o valor médio de SPT ao longo do fuste.
Chegamos ao fim de mais uma unidade de estudos. Em virtude do
que foi abordado aqui, podemos concluir que a uma fundação
profunda pode ser do tipo estaca ou tubulão. Normalmente, ambos
são empregados quando os solos superficiais apresentam baixa
resistência, mas há outros fatores envolvidos também, como a
carga da estrutura ser muito elevada.
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
Conclusão
conhecer os conceitos e as definições de fundações profundas;
identificar quais tipos de estacas e tubulões existem;
aprender a respeito do dimensionamento das estacas e dos
tubulões;
reconhecer que, qualquer que seja a fundação, é importante que
se tenha conhecimento das cargas de projeto e do perfil
geológico do terreno que irá recebê-la;
identificar que, em um tubulão, toda a carga aplicada a ele será
suportada por sua base, ao passo que, nas estacas, a carga
será suportada pela ponta da estaca, pela sua lateral ou por
ambas.
27/02/2023, 08:59 Fundações
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ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6122:
projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT,
2019a.
ALBUQUERQUE, P. J. R. de; GARCIA, J. R. Engenharia de
fundações. São Paulo: LTC, 2020.
ALONSO, U. R. Dimensionamento de fundações profundas. São Paulo: Blucher,
2012.
ALONSO, U. R. Exercícios de fundação. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2019.
BRASIL. Ministério da Economia. Norma Regulamentadora n. 15 (NR-15), de 8 de
junho de 1978. Atividades e operações insalubres. Brasília: SIT, 1978. Disponível em:
https://sit.trabalho.gov.br/portal/images/SST/SST_normas_regulamentadoras/NR-
15-atualizada-2019.pdf
(https://sit.trabalho.gov.br/portal/images/SST/SST_normas_regulamentadoras/NR
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BRASIL. Ministério da Economia. Norma Regulamentadora n. 33 (NR-33), de 22 de
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Brasília: SIT, 2006. Disponível em:
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CINTRA, J. C. A.; AOKI, N.; ALBIERO, J. H. Fundações diretas: projeto geotécnico.
São Paulo: Oficina de Textos, 2011.
SAPATA ou bloco de coroamento? [S. l.], [s. d.]. 1 vídeo (4 min). Publicado pelo canal
Glauco Rodrigues. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=PX_i40vRXGI
(https://www.youtube.com/watch?v=PX_i40vRXGI). Acesso em: 23 fev. 2021.
VELLOSO, D. de A.; LOPES, F. de R. Fundações: critérios de projeto, fundações
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VELLOSO, D. de A.; LOPES, F. de R. Fundações: critérios de projeto, investigação do
subsolo, fundações superficiais, fundações profundas. São Paulo: Oficina de Textos,
2011.
Referências
https://sit.trabalho.gov.br/portal/images/SST/SST_normas_regulamentadoras/NR-15-atualizada-2019.pdf
https://sit.trabalho.gov.br/portal/images/SST/SST_normas_regulamentadoras/NR-33.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=PX_i40vRXGI