AULA 08 INVESTIGAÇÕES DO SUBSOLO E FUNDAÇÕES

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Técnicas de Construções
Fundações
Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Civil
Disciplina: Construções Rurais
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1 - Fundações 
 São elementos estruturais destinados a transmitir 
as cargas de um edifício ao solo
 Sua função é suportar com segurança as cargas 
provenientes do edifício.
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1 - Fundações
 São calculadas e dimensionadas para se garantir 
que quando da transmissão dos esforços da 
construção, a tensão admissível do solo não seja 
ultrapassada.
 A transmissão adequada dos esforços da construção ao
solo pelas fundações deve respeitar a relação:
R≥ P /S 
P(Peso ) = Kg
S (área) = cm2
é a pressão unitária máxima que uma 
fundação pode exercer em uma massa 
de solo que a sustenta com um 
determinado fator de segurança.
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1 - Fundações
 Em outras palavras, as fundações devem fazer com que a
tensão transmitida ao terreno seja menor que a tensão que este
terreno é capaz de suportar.
 Tensões de compressão admissível para determinados tipos de solo
Fonte: BORGES, A.C (2009)
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 As investigações geotécnicas são 
muito importantes para a obra para 
se CONHECER O SOLO!!
 Sem conhecer o solo, grandes erros 
podem ser cometidos!!
2 - Investigações Geotécnicas
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2.1 - Tipos de investigação geotécnica
TRADO MANUAL
-Indicado para reconhecimento de solo
- profundidades rasas (máximo 8 metros) em solos
- Diâmetro pequeno, entre 2 a 4 polegadas (5 a 10 cm). 
- Pequenas obras
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2.1 - Tipos de investigação geotécnica
SONDAGEM SPT (Standard Penetration Test) (ABNT NBR 
6484:2001)
-Retira amostras até grandes profundidades (é a mais utilizada no Brasil)
-Procedimento: Queda livre de um martelo de 65 Kg , de uma altura de 75cm
para a penetração de um amostrador padrão no solo.
-Conta-se o número necessário de golpes do martelo para cravar o
amostrador, do total de 45cm. A soma do número de golpes (N) necessários à
penetração dos últimos 30 cm é utilizado para obter uma aproximação da
resistência do solo.
Tripé
martelo
solo coletado do 
amostrador padrão 
NSPT: número de 
golpes para avançar 
30cm.
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EXEMPLO DE RELAÇÃO EMPÍRICA DO NSPT
2.1 - Tipos de investigação geotécnica
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 É um relatório técnico elaborado por
um engenheiro geotécnico que
contém as características de
resistência, o tipo de solo encontrados
nas diversas alturas da sondagem e o
nível do lençol freático.
 Analisando os perfis de sondagens o
engenheiro ou técnico de fundações,
poderá decidir o tipo de fundação
adequada, assim como a cota
(profundidade) onde a fundação
ficará assentada
Exemplo de perfil de sondagem
2.1 - Tipos de investigação geotécnica
9
10
200m
2
10
20 400 m22 furos ( mínimo)
3 furos
20
20
 Número de furos de sondagem em função da área construída
Deve ser mínimo 2 furos.
 até 1200m² 1 furo a cada 200m2.
 Entre 1200 e 2400m² 1 furo a cada 400m² 
 acima de 2400m² Elaborar plano específico
 Ex: .
2.1 - Tipos de investigação geotécnica
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3 - Tipos de fundação 
• Sapata isolada
• Sapata corrida
• Bloco
• Radier
• Vigas de fundação
Superficial (rasa ou direta)
• Estaca
• Tubulão (céu aberto ou ar comprimido)
Profunda
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Elementos necessários para o projeto 
 Os elementos necessários para o desenvolvimento de um
projeto de fundação são:
 Topografia da área
 Levantamento topográfico (planialtimétrico)
 Dados sobre taludes e encostas no terreno
 Dados sobre erosões
 Dados geológicos e geotécnico
 Investigação do sub-solo
 Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e
levantamentos aerofotogramétricos)
3 - Tipos de fundação 
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Elementos necessários para o projeto 
 Dados da estrutura a construir
 Tipo de uso que terá a obra
 Sistema estrutural
 Níveis e tipos de carregamentos
 Dados sobre construções vizinhas
 Tipo de estrutura e fundações
 Número de pavimentos, carga média por pavimento
 Existência de sub-solo
 Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas
pela nova obra
3 - Tipos de fundação 
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4 - Fundações Superficiais
Segundo a NBR 6122:2010 sabe-se:
 Transmite a carga do edifício ao terreno através das
pressões distribuídas sob a base da fundação.
 A profundidade de assentamento é inferior a duas
vezes a menor dimensão da fundação.
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4.1 - Sapata
 Elemento de concreto armado, dimensionado de modo
que as tensões de tração nele resultantes não sejam
resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da
armadura.
Solo resistente
LASTRO – Fundações
SUPERFICIAIS que não se apóiam
sobre rocha, deve-se executar camada
de concreto simples ( regularização)
de no mínimo 5 cm de espessura,
ocupando toda a área da cava da
fundação. (NBR 6122/1996)
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4.1 - Sapata
 A sua base em planta pode ser quadrada, retangular ou
trapezoidal
P
Sapata isolada de
concreto armado
Quadrada Retangular
Circular Poligonal
P
Sapata isolada de
concreto armado
Quadrada Retangular
Circular Poligonal
P
Sapata isolada de
concreto armado
Quadrada Retangular
Circular Poligonal
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4.1 - Sapatas
Sapata corrida
 Elemento contínuo, isto é, percorre
todo o comprimento da parede.
 Os esforços são distribuídos de
forma linear.
Sapata isolada
 É pontual, isto é, localiza-se em
pontos determinados da parede.
 Os esforços são distribuídos de
maneira pontual.
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4.2 - Bloco
 Elemento de concreto, dimensionado de modo que as
tensões de tração nele produzidas possam ser resistidas
pelo concreto, sem necessidade de armadura.
 Apresentar normalmente em planta seção quadrada ou
retangular.
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4.3 - Radier
 É uma espécie de laje contínua de concreto armado que abrange
parte ou toda a estrutura (pilares ou paredes) e transmite as
cargas destes para o terreno.
 É indicado para solos fracos
 Pode ser de dois tipos: sistema constituído por laje de concreto
(radier flexível) e sistema de laje e viga de concreto (radier
rígido).
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Radier21
4.5 - Viga de fundação
 Elemento de fundação superficial comum a vários pilares,
cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo
alinhamento.
 É uma viga corrida executada sob as paredes de uma
construção.
 Distribui os esforços de parede diretamente ao solo
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5 - Características das Fundações Superficiais
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6 - Fundações Profundas (Indiretas)
Segundo a NBR 6122/2010:
 Elementos de fundação que transmitem a carga ao
terreno pela base (resistência de ponta) ou por sua
superfície lateral (resistência de fuste), ou por uma
combinação das duas.
 Fundações profundas são aquelas que estão assentadas
numa profundidade superior ao dobro de sua menor
dimensão em planta, e no mínimo 3 m.
 Os principais tipos são: Estaca e Tubulão 
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Quando utilizar fundações profundas ?
 Quando os solos superficiais são pouco resistentes
 Quando solos superficiais estão sujeitos a erosão
 Fundações em locais alagados ou abaixo do N.A.
 Quando se requer elevada capacidade de carga
 Possibilidade de escavações futuras próximas ao local
6 - Fundações Profundas (Indiretas)
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6.1 - Estacas
 As estacas podem ser (pré-moldadas) ou confeccionadas
no canteiro (in loco):
pré-moldadas
• Concreto 
• Metálica
• Madeira
moldadas in loco
• Com tubo de 
revestimento 
• Tipo Franki
• Tipo Strauss
• Escavada
• Hélice 
contínua
• Estaca raiz
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6.1 - Estacas
 Peças estruturais alongadas cuja finalidade é
transmitir cargas as camadas profundas do
terreno.
 São executadas inteiramente por
equipamentos ou ferramentas
 As estacas recebem esforços axiais de
compressão. A estes esforços elas resistem,
seja:
 pelo atritodas paredes laterais contra o solo,
 pelas reações exercidas pelo solo resistente
sobre a ponta da peça.
P
a) b) c) d)
P P P
Terreno resistente
Terreno em
c urso de
c onsolidaç ão
Resistência 
de fuste
Resistência 
de base
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6.1 - Estacas
P
a) b) c) d)
P P P
Terreno resistente
Terreno em
c urso de
c onsolidaç ão
(a) a capacidade resistente da estaca pelo atrito lateral e de ponta;
(b) a estaca é carregada na ponta, trabalhando como pilar;
(c) ela resiste pelo atrito lateral: é a estaca flutuante.
(d) atravessa um terreno que se adensa sob seu peso próprio, ou sob a ação de uma
camada de aterro sobrejacente, produzindo o fenômeno do atrito negativo, isto é,
o solo em vez de se opor ao afundamento da estaca, favorece a sua penetração no
solo.
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6.1.1 - Estaca pré-moldada 
 As estacas pré-moldadas caracterizam-se por 
serem cravadas no terreno por percussão. Podem ser 
constituídas por diversos elementos estruturais, 
como concreto armado ou protendido, madeira, aço, 
etc. 
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 Indicadas para transpor camadas
extensas de solo mole e em terrenos
onde o plano de fundação se encontra a
uma profundidade homogênea.
 Dimensões de 16x16 cm até 35x35 cm,
com 3 a 12 metros de comprimento.
 Desvantagem - o seu transporte exige
cuidado redobrado no manuseio e
verificação de sua integridade momentos
antes da sua cravação.
.
6.1.1 - Estaca pré-moldada 
Concreto
30
Bate estaca (alto nível de ruído)Fonte: Solos fundações Ltda.
Martelo 2.400 Kg
capacete
6.1.1 - Estaca pré-moldada 
Concreto
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Fonte: Solos fundações Ltda.
6.1.1 - Estaca pré-moldada 
Concreto
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 São constituídas por peças de aço laminado ou soldado (perfis I, H,
chapas dobradas, bem como trilhos, geralmente reaproveitados
após a remoção de linhas férreas), sendo que o comprimento varia
de acordo com a necessidade do projeto e capacidade do
equipamento de cravação, realizando-se emendas através de solda.
 Grande capacidade de suporte de cargas
 Não apresenta problemas quanto ao transporte e manuseio
 Rapidez na cravação, podendo ser utilizadas em solos duros
(camadas rígidas)
6.1.1 - Estaca pré-moldada 
Metálica
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 Estaca de concreto armado e moldadas “in loco” e
executadas com tubo de revestimento.
 Caracteriza-se por apresentar uma base alargada obtida
pela introdução de material granular (tampão) por meio
golpes de pilão.
 Devido ao método de cravação, pode ser usada, mesmo
na presença de água (lençol freático)
 A base alargada tem a finalidade de aumentar a
resistência de ponta da estaca.
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
34
 Etapas de execução
1 - Crava-se no solo um tubo de aço, cuja ponta é “fechada” por um tampão de
concreto seco (areia e brita), fortemente comprimido sobre as paredes do
tubo. Com golpes de pilão empurra-se o tampão, e este arrasta o tubo pra
baixo, impedindo a entrada de solo ou água (garantindo a estanqueidade).
2 - Quando o tubo atinge a profundidade prevista, ele é levantado ligeiramente
e mantido fixo aos cabos do bate-estacas, expulsando-se a bucha por meio de
golpes do pilão, tendo-se o cuidado de deixar no tubo uma certa quantidade
de tampão para garantir a estanqueidade.Nesta fase, e ainda aos golpes do
pilão introduz-se concreto seco no furo provocando a formação de um bulbo
que constitui a base alargada da estaca.
3 – A seguir, coloca-se a armação da estaca, passando-se então à fase de
concretagem do fuste que consiste em compactar com o pilão pequenas
quantidades de concreto (fator água-cimento baixo) ao mesmo tempo em
que se vai retirando o tubo, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma
quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
35
 Sequência de execução
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
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Vista do equipamento e do tubo 
de revestimento a ser cravado
Tampão de 
areia e brita
pilão
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
37
Concretagem do fuste
Retirada do tubo de 
revestimento
Arrasamento da cabeça da 
estaca
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
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VANTAGENS:
 Alcança grandes profundidades.
 Melhor estabilidade pela base alargada, boa verticalidade e superfície do
fuste bastante rugosa em contato com o terreno bastante comprimido
 Possui a capacidade de desenvolver elevada carga de trabalho
 O comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a
cravação.
DESVANTAGENS:
 Alto custo e especializado, tal fundação só pode ser executada por 
companhias organizadas e protegidas com patentes de execução; 
 Processo executivo causa muita vibração, podendo danificar construções 
vizinhas -
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Franki
39
 Estaca em concreto simples ou armado,
executadas com tubo de revestimento metálico
recuperável, de ponta aberta para permitir a
escavação do solo.
 Diâmetros de 25 a 45 cm
 Capacidade de carga: 20 a 60 ton..
 Desaconselhável em terrenos com lençol freático
 Custo reduzido em relação aos outros processos
 Executada com tripé, balde sonda e soquete 
 O equipamento é leve e de pequeno porte, 
facilitando a locomoção dentro da obra – obras 
de pequeno porte.
 O processo não causa vibrações
-
Balde sonda 
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Strauss
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Etapas de execução
 Perfura-se 1,0m com o soquete para a introdução do primeiro tubo, que é
dentado na extremidade inferior (coroa), cravando-o no solo;
 A seguir é substituída pela sonda de percussão, que por meio de golpes,
captura e retira o solo;
 Quando a coroa estiver toda cravada é rosqueado o tubo seguinte e assim
sucessivamente até atingir a camada de solo resistente, providenciando
sempre a limpeza da lama e da água acumulada dentro do tubo;
 Substituindo-se a sonda pelo soquete, é lançado no tubo, em quantidade
suficiente para ter-se uma coluna de 1,0 m, o concreto meio seco;
 Sem tirar a tubulação, apiloa-se o concreto formando um bulbo e na
seqüência executa-se o fuste lançando-se o concreto sucessivamente em
camadas apiloadas, retirando-se a tubulação na seqüência da operação;
 a concretagem é feita até um pouco acima da cota de arrasamento da estaca,
deixando-se um excesso para o corte da cabeça da estaca
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Strauss
41
 Seqüência executiva
6.1.2 - Estaca moldada in loco 
Strauss
42
6.1.3 - Estaca Escavada
 As estacas escavadas apresentam as seguintes
características:
 Baixo nível de vibração e ruído
 Execução problemática abaixo do NA;
 Utilização de lama betonítica
 Alta produtividade (comparando-se com a Strauss ou
Franki)
 Maior controle com a verticalidade
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 Estaca de concreto escavada através de
um equipamento que possui um trado
helicoidal, que retira o solo conforme se
realiza a escavação, e injeta o concreto
(haste central do trado) simultaneamente
à retirada do trado
 Alcançada a profundidade desejada, o
concreto é bombeado através do tubo
central, preenchendo simultaneamente a
cavidade deixada pela hélice que é
extraída do terreno.
 OBS: As áreas de trabalho devem ser
planas e de fácil movimentação.
É um sistema que 
proporciona uma boa 
produtividade !
6.1.3 - Estaca Escavada
Hélice Contínua
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 Sequência 
executiva
Diâmetro: 25 a 100 cm
Capacidade de carga: 30 a 400 ton.
6.1.3 - Estaca Escavada
Hélice Contínua
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 Estaca escavada com perfuratriz, executada com
equipamento de rotação ou rotopercussão.
 É recomendado para obras com dificuldade de
acesso, pois o equipamento apresenta pequenas
dimensões (altura 2 m).
 Capacidade de carga: 10 a 200 ton.
 Diâmetro: 100 a 500 mm
VANTAGENS: Pode atravessar terrenos de qualquer natureza (até
solos que possuem matacões e rocha).
 Pode ser executada de forma inclinada, resistindo a
esforços horizontais.
6.1.3 - Estaca Escavada
Estaca Raiz
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Etapas de execução
 A perfuração se processa com um tubo de revestimento com extremidade dentada (coroa). O
material escavado é eliminado continuamente, por água, lama betonítica ou ar comprimido
introduzido por dentro do tubo. Esse fluído, juntamente com o solo escavado, reflui pelo
espaço entre o tubo e o terreno, lubrificando a coluna e facilitando a penetração.
 Após esta etapa e com o revestimento ainda no furo, coloca-se a armadura e lança-se a
argamassa de baixo para cima com o auxílio de um tubo de concretagem.
 Com o lançamento da argamassa no fundo, a água ou a lama utilizada na perfuração vai
sendo empurrada para cima até completa expulsão. Durante a concretagem, procede-se a
retirada do encamisamento, ao mesmo tempo em que se aplica pressão na argamassa já
lançada através de ar comprimido. Essa compressão é realizada várias vezes, até total
execução da estaca, acrescentando a cada vez a quantidade de argamassa necessária para
completar o preenchimento da tubulação.
 Devido à utilização de pressão de concretagem, a estaca fica com o fuste mais rugoso e
expandido, e tende a aumentar o diâmetro quando atravessa horizontes de menor distância.
Isso propicia uma ótima resistência por atrito lateral.
 A argamassa utilizada é constituída de areia peneirada, cimento e aditivos fluidificantes .
6.1.3 - Estaca Escavada
Estaca Raiz
47
 Sequência executiva
6.1.3 - Estaca Escavada
Estaca Raiz
48
 Elemento de fundação profunda, construído através da concretagem
de um poço (encamisado ou não), dotado de uma base alargada.
 Indicados onde são necessárias fundações com alta capacidade de
cargas (superiores a 500 kN)
 Pode ser executados acima do nível do lençol freático (escavação a céu
aberto) ou até abaixo do nível de água (ambientes submersos), nos
casos em que é possível bombear a água ou utilizar ar comprimido
(pneumático)
6.1.3 - Estaca Escavada
Tubulão
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 Tem seu fuste aberto por escavação manual ou mecânica (até
a cota desejada) sendo a base, em geral escavada
manualmente.
 Poço com diâmetro mínimo de 70 cm (para permitir a
descida de operários)
Alargamento da base
Retirada do material, onde utiliza-
se balde e sarrilho.
6.1.3 - Estaca Escavada
Tubulão
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Concretagem dos tubulões
6.1.3 - Estaca Escavada
Tubulão
51
7 - Análise de custo das fundações profundas
A estaca pré-moldada é uma das soluções mais econômicas
A estaca tipo hélice já foi considerada de custo elevado porém,
devido a sua alta produtividade e ao aumento da demanda,
houve uma progressiva redução de custos ao longo dos anos
A estaca Franki é considerada mais custosa que as estacas
anteriores (pré-moldada e hélice), porém de custo inferior a
estaca raiz
A estaca do tipo raiz apresenta alto custo
O tubulão é uma solução viável quando utilizado acima do nível
d’água e com pequenas profundidades, de 4 a 6 m.
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9- Estruturas de transição entre fundações e 
superestrutura
Bloco de coroamento 
Cintamentos
55
 Bloco de coroamento da fundação
Armadura dos bloco
(armadura densa)
estacas
Futuro bloco
9- Estruturas de transição entre fundações e 
superestrutura
56
 Cintamento e bloco de coroamento
tubulão
Bloco escavado
cintamento
9- Estruturas de transição entre fundações e 
superestrutura
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9- Estruturas de transição entre fundações e 
superestrutura
58
 Cintamento e bloco de coroamento
Bloco já com a forma e início da forma do cintamento
9- Estruturas de transição entre fundações e 
superestrutura
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10 - Parâmetros de escolha do tipo de 
fundação 
 Numa primeira etapa, é preciso analisar os critérios
técnicos que condicionam a escolha por um tipo ou outro de
fundação.
• dados sobre taludes e encostas no terreno, ou que possam 
atingir o terreno;
• necessidade de efetuar cortes e aterros;
• dados sobre erosões, ocorrência de solos moles na superfície;
Topografia da área
• variabilidade das camadas e a profundidade de cada uma delas;
• existência de camadas resistentes ou adensáveis;
• compressibilidade e resistência do solos;
• posição do nível d'água.
Características do 
solo
(sondagem)
• arquitetura;
• tipo e o uso da estrutura (edifício, torre ou ponte, se há 
subsolo, quais as cargas atuantes);
• Essa análise descarta-se as fundações que oferecem limitações 
de emprego para a obra em questão
Dados da estrutura 
60
 Outros fatores:
• o tipo de estrutura e das fundações vizinhas;
• existência de subsolo;
• possíveis consequências de escavações e vibrações 
provocadas pela nova obra;
• Danos já existentes
Dados sobre as 
construções vizinhas
• além do custo direto para a execução do serviço, deve-se 
considerar o prazo de execução. 
• Há situações em que uma solução mais custosa oferece 
um prazo de execução menor, tornando-se mais atrativa.
Aspectos econômicos
10 - Parâmetros de escolha do tipo de 
fundação 61