AULA 04 - Fundações

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Recife, 2013 
 
Fundações 
Faculdade Boa Viagem - FBV 
CURSO: Engenharia de Produção 
PROFESSOR: Maurício Pimenta 
Semestre: 2º Semestre / 2013 
Período Letivo: 10º 
Considerações Iniciais 
• Conjunto de elementos estruturais destinados a transmitir ao 
terreno as cargas da edificação. 
 
• As fundações devem ter resistência adequada para suportar as 
tensões causadas pelos esforços solicitantes. 
 
• A escolha da fundação mais adequada: 
• Esforços atuantes sobre a edificação 
• Característica do solo (sondagens) e dos elementos estruturais que formam as 
fundações 
• Porte da obra (solicitações) 
• Processo construtivo 
• Construções vizinhas 
• Complexidade e custos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• 3% a 10% do custo total do edifício; mas podem atingir 5 a 10 vezes 
o custo da fundação mais apropriada. 
 
 
• Aumento de custos quando as características de resistência do solo 
são incompatíveis com os esforços atuantes: são exigidos 
elementos de fundação mais complexos a necessidade de troca de 
solo, com reaterro e compactação. 
 
 
 
 
 
 Custos Envolvidos 
 
• Fundações Diretas: a carga é transmitida ao solo por pressões 
sob a base de fundação. 
 
 
 
 
• Fundações Indiretas: a carga é transmitida pelas pressões sob a 
base e por atrito ou adesão ao longo da superfície lateral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Forma de transferências de Cargas 
 
 
 
 
 
Classificação 
 
 
 . 
 
Blocos de Fundações 
 
• São elementos de apoio construídos de concreto simples e 
caracterizados por uma altura relativamente grande, necessária 
para que trabalhem essencialmente à compressão; 
 
 
 
 
Fundações Superficiais 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Normalmente assumem uma forma de um bloco escalonável, ou 
pedestal, ou de um troco de cone 
 
 
 
 
Blocos de Fundações 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Os eventuais esforços de tração são absorvidos pelo próprio 
material do bloco 
 
• Podem ser de concreto simples(não armado), alvenarias de tijolos 
comuns ou de pedra de mão (argamassada ou não) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bloco em alvenaria com tijolos 
Blocos de Fundações 
 
• Os alicerces (blocos corridos) são utilizados na construção de 
pequenas residências e suportam as cargas provenientes das 
paredes resistentes. 
• Na execução deve-se fazer uma cinta de amarração para absorver 
esforços acidentais e distribuir as cargas, que normalmente são 
impermeabilizadas com camada de argamassa com hidrofugante e 
pintura com emulsão asfáltica para evitar a ascensão capilar de 
umidade. 
 
 
 
 
 
Alicerces 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alicerces 
 
 
 
• São estruturas que trabalham a compressão e a flexão. Podem ser 
executadas de forma isoladas, associadas ou combinadas, e 
contínuas sob pilares e muros. 
 
1. Sapata Isoladas: Transmite para o solo a carga de um pilar e são 
construída em concreto armado; 
 
2. Sapata Associada: São construídas no caso em que dois ou mais 
pilares estão muitos próximos tal que as sapatas se superpõem. 
Os pilares são unidos por uma viga de rigidez, cuja função é 
permitir que a sapata trabalhe a tesão constante. 
 
 
 
 
 
 
Sapatas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Sapata Corridas: São elementos contínuos 
que acompanham a linha das paredes. 
Podem ser construídos em alvenaria de 
tijolos para edifícios com cargas não muito 
grandes (residências) e em concreto 
armado. 
 
4. Sapata Alavancadas: São vigas que ligam 
duas sapatas, a fim de absorver o momento 
resultante da excentricidade de posição de 
outro pilar. Pode-se citar, por exemplo, as 
sapatas de pilares de divisa, ou próximos a 
obstáculos, em que o centro de gravidade da 
sapata não coincide com o centro de carga 
do pilar 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sapatas 
 
 
 
 
• Para edificações cujas cargas não sejam muito grandes, pode-se 
utilizar alvenaria de tijolos; 
 
• Para profundidades maiores do que 1,0 m, mais adequado e 
econômico o uso do concreto armado. 
 
 
 
Sapatas Corridas 
 
• É um sistema de fundação que reúne num só elemento de 
transmissão de carga, um conjunto de pilares. 
 
• Consiste de uma placa contínua em toda a área da construção, a 
fim de distribuir a carga em toda superfície. 
 
• A utilização de sapatas corridas é adequada economicamente 
enquanto sua área em relação à da edificação não ultrapasse 50%. 
Caso contrário, é mais vantajoso reunir todas as sapatas num só 
elemento →radier. 
 
• É usado de forma econômica quando as cargas são pequenas e a 
resistência do terreno é baixa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Radier 
 
 
• É indicada para solos fracos e solos cuja camada resistente 
encontra-se a grande profundidade. 
 
• São executados em concreto armado, podendo ser somente uma 
laje (sistema flexível) ou um sistema de laje e vigas (sistema de 
rígido). 
 
• Uma vez que, além de esforços de compressão, devem resistir a 
momentos provenientes dos pilares diferencialmente carregados, e 
ocasionalmente a pressões do lençol freático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Radier 
 
 
 
 
1.Compactação do solo de apoio 
2. Espessura da laje 
3. Espaçamento da armadura 
4. Cobrimento de concreto 
5. infiltração de água 
 
Radier cuidados 
 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Transmitem cargas a camadas profundas, contêm empuxos de 
terra, compactam terrenos através da vibração. 
 
• Comprimento preponderante em relação a secção transversal 
 
• As Estacas usuais podem ser classificadas em duas categorias: 
 a) Estacas de Deslocamento 
 b) Estacas Escavadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
 
• As estacas de deslocamento são introduzidas no terreno através de 
algum processo que não promova a retirada de solo. Exemplos: 
pré-moldadas de concreto armado, metálicas, de madeira, etc. 
 
 
• As estacas escavadas são aquelas executadas “in situ” através da 
perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção do 
material, com ou sem revestimento, com ou sem a utilização do 
fluido estabilizante. Exemplos: Tipo broca, Strauss, hélice contínua, 
etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Uma estaca submetida a um carregamento vertical irá resistir a 
essa solicitação parcialmente pela resistência ao cisalhamento 
gerada ao longo de seu fuste e parcialmente pelas tensões normais 
gerada ao nível de sua ponta. 
 
 
 
Estacas 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Sempre foram empregadas desde os primórdios da história da 
construção civil, atualmente sua utilização está mais reduzida 
devido a dificuldade de obter madeiras de boa qualidade. 
 
• As estacas de madeira são cravadas a percussão, utilizando-se 
pilões de queda livre. 
 
• Para evitar danos à estaca durante a cravação, a cabeça desta 
deve ser munida de um anel de aço, destinado a evitar que ela se 
rompa. Além disso, quando a estaca deve atravessar camadas mais 
resistentes, a ponteira deve ser protegida por ponteira de aço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas de Madeira 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Construídas por peças de aço laminado ou soldados tais como 
perfis de seção I e H, chapas dobradas de seção circular, quadrada, 
retangular, bem como trilhos. 
 
• Pode ser cravadas em quase todos os tipos de terreno. 
 
• Se utilizadas em serviços provisórios podem ser utilizadas por 
várias vezes. 
 
• Podem atingir grande capacidade de cargas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas de Metálicas 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
 
• Vantagens: Permite cravação fácil, provida de baixa vibração, 
trabalha bem a flexão, de fácil manipulação, transporte, emendas e 
cortes. 
 
• Desvantagens: Ainda é relativamente elevado o custo comparada 
com outros materiais e sofrem o ataque de águas agressivas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas de MetálicasFundações 
Fundações Profundas 
 
• O concreto é um dos melhor que se presta à confecção de estacas 
e em particular das pré-moldadas pelo controle que pode se exercer 
tanto na confecção quanto na cravação. 
 
• Têm limitações de comprimento, sendo fabricadas em segmentos, o 
que leva em geral à necessidade de grandes estoques e requerem 
armaduras especiais para içamento e transporte. 
 
• Podem ser de concreto armado ou protendido. 
 
• Podem ser adensadas por vibração ou centrifugação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estacas Pré Moldadas de Concreto 
Fundações 
Fundações Profundas 
ARRASAMENTO DAS ESTACAS 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Obras que apresentam cargas bastante elevadas, áreas com 
dificuldades de adoção de técnicas de fundação mais 
mecanizadas e regiões afastadas dos grandes centros urbanos 
favorecem a execução de fundações com tubulões. 
 
• Embora não seja indicada para pequenas estruturas, pois há 
soluções mais econômicas e que não apresentam riscos aos 
operários, essa solução exige execução manual para algumas das 
etapas, conforme recomenda a NBR 6122. 
 
Tubulões 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Diferenciam das estacas porque em pelo menos na sua etapa final 
a descida do operário para completar a geometria da instalação ou 
fazer a limpeza do solo. 
 
• Outra recomendação da NBR 6122/96 diz respeito ao caso de 
tubulões com bases assentes em cotas variáveis, os quais 
deverão ser executados inicialmente pelos mais profundos, 
passando-se a seguir para os mais rasos; 
 
• Além disso deve-se evitar trabalho simultâneo em base alargadas 
de tubulões, cuja distância, de centro a centro, seja inferior a duas 
vezes o diâmetro da maior base, valendo-se esta recomendação 
tanto para escavação quanto para concretagem. 
 
Tubulões 
Fundações 
Fundações Profundas 
• Tubulões transmitem a carga ao solo por compressão, 
através da escavação de um fuste cilíndrico e uma base 
alargada tronco-cônica a uma profundidade igual ou 
maior do que três vezes o seu diâmetro. 
 
• De acordo com o método de sua escavação, os 
tubulões se classificam em: 
 
1. Tubulões a Céu Aberto 
2. Tubulões a Ar Comprimido 
 
Tubulões 
Fundações 
Fundações Profundas 
• Inicialmente os tubulões a céu aberto eram executados com 
revestimento de concreto analogamente à tecnologia usada nos 
tubulões com ar comprimido, apenas não utilizando a campânula e o ar 
comprimido. 
 
• Posteriormente passou-se a executar tubulões com revestimento por 
meio de camisas de aço . 
 
• Entretanto a profundidade do mesmo ainda estava limitado a altura do 
N.A., condicionando que só foi eliminada com o surgimento das 
bombas submerssíveis. 
 
 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
• Poço perfurado a céu aberto, com ou sem revestimento, escavação 
manual ou mecânica em solos coesivos; 
 
• Tendência de desmoronamento, reveste-se o furo com alvenaria de 
tijolo, tubo de concreto ou tubo de aço; 
 
• O fuste é escavado até a cota desejada, a base é alargada e 
posteriormente enche-se de concreto; 
 
• Terreno seco, acima N.A. natural ou rebaixado (limitante); 
 
• Alargamento da base manual. 
 
 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Seqüência de Execução 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
Seqüência de Execução 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Seqüência de Execução 
Tubulões a Céu Aberto 
 Verificação das dimensões do poço, como: profundidade, alargamento da 
base. 
 
 Limpeza dos poços.Faz-se o alargamento da base de acordo com as 
dimensões do projeto. 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Seqüência de Execução 
Tubulões a Céu Aberto 
 Colocação da Armadura 
 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Seqüência de Execução 
 
• A concretagem é feita lançando-se o concreto da superfície (diretamente do 
caminhão betoneira, em caso de utilização do concreto usinado) 
 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Vantagens 
 
• Possibilidade de descida do operário nas escavações para limpeza da 
base; 
 
• Menor custo de mobilização; 
 
• Menor intensidade de vibração e ruído possibilidade de verificação do solo 
local; 
 
• Ajuste nas dimensões. 
 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Cuidados 
 
• Nível da água 
• Tubulões escavados a céu aberto: 
• Acima N.A. natural 
• Acima N.A. bombeado 
• Locais sem risco de desmoronamentos 
 
Tubulões a Céu Aberto 
Fundações 
Fundações Profundas 
Tubulões a Ar Comprimido 
 
 
 
 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Existe o perigo de desmoronamento das paredes; 
 
• Locais com N.A. elevado, onde não seja possível o esgotamento da água; 
 
 
 
 
 
Tubulões a Ar Comprimido 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Injeção de ar comprimido nos tubulões impede a entrada de água, pois a 
pressão interna >que a pressão da água; 
 
• Pressão empregada no máximo de 3 atm, limitando a profundidade em 
30m abaixo do N.A; 
 
• São encamisados com camisas de concreto ou de aço. 
 
• Camisa de concreto: colocação da camisa e escavação (manual ou 
mecânica) até o N.A. é a céu aberto; escavação (manual) abaixo N.A., 
alargamento e concretagem da base (manual) sob ar comprimido. 
 
• Camisa de aço: a cravação é feita a céu aberto com auxílio de um bate 
estacas e a abertura e concretagem do tubulão são feitos a ar comprimido; 
 Cravar a camisa: martelo vibratório, percussão ou sistema benoto de 
cravação e escavação simultâneas; 
 
 
 
 
Tubulões a Ar Comprimido 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
• Com o maior desenvolvimento dos outros tipos de fundação e com maiores 
restrição a ruídos, o tubulão a ar comprimido foi sendo cada vez menos 
usado entre nós; 
 
• Atualmente só se usa tubulão a ar comprimido e em geral com camisa de 
concreto, em obras de arte, e geralmente fora do perímetro urbano; 
 
• É importante ressaltar quer no caso de utilização de ar comprimido, em 
qualquer etapa de execução de tubulões, deve-se assegurar que o 
equipamento atenda rigorosa,mente os tempos de compressão e 
descompressão. 
 
 
 
 
 
Tubulões a Ar Comprimido 
Fundações 
Fundações Profundas 
 
Só se admite trabalhos sob pressões superiores a 1,5 atm quando as 
seguintes providências forem tomadas: 
 
a) Equipe permanente de socorro médico à disposição da obra; 
 
b) Câmera de descompressão equipada disponível na obra; 
 
c) Compressores e reservatórios de ar comprimidos de reserva; 
 
d) Renovação de ar garantida, sendo o ar injetado em condições satisfatórias 
para o trabalho humano. 
 
 
 
 
Tubulões a Ar Comprimido 
Fundações 
Fundações Profundas 
• Grande caixão impermeável à água, de seção transversal quadrada ou 
retangular que tem as paredes laterais pré-moldadas. 
• É destinado a escorar as paredes da escavação e impedir a entrada de 
água enquanto vai sendo cravado no solo. 
• Terminada a operação o caixão passa a fazer parte da infra-estrutura. 
• São utilizados, por exemplo, como fundação de um pilar de ponte em que a 
substituição de dois ou mais tubulões por um caixão que os envolva seja 
mais econômica. 
 
 
 
Fundação Caixão