Tipos de Fundações e sua Escolha

Prévia do material em texto

1
1
FundaçõesFundações
2
DefiniçãoDefinição
Fundação é o elemento estrutural que tem 
por função transmitir a carga da estrutura ao 
solo sem provocar ruptura do terreno de 
fundação ou do próprio elemento de ligação 
e cujos recalques possam ser 
satisfatoriamente absorvidos pelo conjunto 
estrutural.
3
LaggetLagget, , 
19621962
“Todas as estruturas de engenharia têm de ser 
suportadas, de alguma maneira, pelos 
materiais que formam a parte superior da 
crosta terrestre. Existe, portanto, uma conexão 
inevitável entre as condições geológicas e o 
projeto de fundações”
4
Escolha do tipo de fundaçãoEscolha do tipo de fundação
Escolha do tipo de fundação em função da geologia
Pesquisa de subsolo adequada (geofísica e sondagem)
Fundação inadequada ao tipo de solo e suas conseqüências 
(cálculo das cargas e recalques)
Equipamentos e mão-de-obra disponíveis
Custo de execução
5
Tipos de fundaçãoTipos de fundação
z Direta e profundas
6
Tipos de FundaçõesTipos de Fundações
RÍGIDA - BLOCOS
ISOLADA
SEMI-FLEXÍVEIS - SAPATAS
SAPATA 
ASSOCIADA
RADIER
SUPERFICIAIS
VIGA DE
FUNDAÇÃO
2
7
Sapata e Sapata e RadierRadier
8
À CÉU ABERTO
À AR 
COMPRIMIDO
TUBULÕESPROFUNDAS
9
ESTACAS
CRAVADAS
POR
PERCUSSÃO
POR 
VIBRAÇÃO
PRÉ-
MOLDADAS
CONCRETO
MOLDADAS 
“IN LOCO”
AÇO
MADEIRA
TIPO 
FRANKI
ESCAVADAS
INJETADAS
À PERCUSSÃO TIPO“STRAUSS”
HÉLICE
CONTINUA
GRANDES 
DIÂMETROS
BROCA
ESTACA
RAÍZ
À ROTAÇÃO
10
11
Tipos de carregamentoTipos de carregamento
12
Tipos de carregamento…Tipos de carregamento…
3
13
Distribuição de tensões em ambiente Distribuição de tensões em ambiente 
anisotrópicoanisotrópico
14
RupturasRupturas
15
Fratura 45°Fratura 45°
16
Cidade de Santos Cidade de Santos --
SPSP
17 18
Exigências do projeto e execuçãoExigências do projeto e execução
z Planta de distribuição de cargas da estrutura (prédio)
z Visita ao local da obra para levantamento de aspectos de interesse, 
determinação do tipo de investigação geológica e documentação 
fotográfica
– condições topográficas
– condições geológico geotécnicas (tipo de solo, presença de água)
– existência de construções contíguas
– materiais e equipamentos disponíveis na região
z Tipo de fundação e embasamento técnico
z Elaboração dos cálculos de forma organizada
z Acompanhamento executivo
z Diário de obra
4
19
Fundação em função da geologiaFundação em função da geologia
20
Perfil geológico Perfil geológico 
típico de Porto típico de Porto 
AlegreAlegre
21
A
B
C
NLF
Solo argiloso com areia
 e c/ ou s/ matacões
 esparsos
Solo arenoso c/ pouca 
argila e muitos 
 matacões
Sapata
T u
bu
lã
o
T u
bu
lã
o
Ra
i z
Regiões com presença de Regiões com presença de matacõesmatacões
z Sapatas no horizonte B
z Estaca tubulão atravessando 
o horizonte C
z Estaca injetada tipo raiz 
NLF
C
A
Solo arenoso c/
 pouca argila e
muitos matacões
Tu
bu
lã
o
Ra
i z
22
Solo arenoso c/
pouca argila e
 sem matacões
NLF
C
A
E
st
ac
a 
E
sc
a v
ad
a
Em zonas de falhaEm zonas de falha
z Sapatas no horizonte B
z Estaca escavada com trado 
rotativo até o horizonte C
z Estacas cravadas não 
conseguem penetrar 
devido a alta resistência 
do solo residual
Solo argiloso c/
 areia
Solo arenoso c/
pouca argila e 
 sem matacões
NLF
Zona de falha
A
B
C
Sapata
E
st
ac
a 
E
sc
av
a d
a
23
Solos residuais de Solos residuais de filitosfilitos e xistose xistos
z Minerais de fácil 
intemperismo (solo 
argiloso e siltoso de média 
resistência)
z Sapatas no horizonte B
z Estaca escavada com trado 
rotativo
z Estaca escavada com 
sonda tipo strauss
A
B
C
NLF
Solo argiloso c/
 silte ( nos gnaisses
 ainda com areia )
Sapata
Es
ta
ca
 E
s c
av
ad
a
A
C
NLF
Solo siltoso ( nos
 gnaisses: solo areno-
- siltoso )c/argila
E
st
ac
a 
E
sc
a v
ad
a
24
Solo residual de quartzitoSolo residual de quartzito
z Solo de difícil alteração 
(85 - 100% quartzo)
z Sapata sobre a rocha
z Estaca injetada com 
perfuratriz roto-percussiva
(estaca raiz)
NLF
C
A
Sapata
C
A
NLF
5
25
Solos alternados com camadas Solos alternados com camadas 
resistentes e não resistentesresistentes e não resistentes
z Solos alternados com presença de quartzito e xistos ou filitos
z Fundações com sapatas, devendo-se considerar a resistência das 
camadas mais fracas
z Estaca tubulão ou estaca injetada tipo raiz, para atravessar as camadas 
resistentes
z A estaca raiz é mais cara, mas de maior produtividade
A
C
NLF
Xistos ou filitos
 rochas
Solos residuais 
de xistos ou
 filitos
Quartzitos rochas
Sapata
Ra
i z
Tu
bu
lã
o
26
Solos residuais com presença de diques Solos residuais com presença de diques 
e veios de rochas mais resistentese veios de rochas mais resistentes
z Soluções hidrotermais ou infiltração de magmas nas falhas das rochas
z Podem ser mais resistentes que a rocha encaixante
z Pode ser empregadas sapatas, considerando a resistência do solo residual
z Estaca escavada com trado rotativo, quando os veios forem de pequena 
espessura
z Estaca tubulão ou raiz, quando os veios forem de maior espessura
NLF
Solo residual c/
 ou s/ horizonte C
 e c/ veios de
 quartzo
Rocha
Sapata
Es
t a
ca
 E
sc
av
a d
a
T u
bu
lã
o
Ra
i z
27
Solos residuais de basalto, Solos residuais de basalto, riolitosriolitos e e 
dacitosdacitos
z Solos das regiões da serra e 
planalto
z Presença de diacláses
(fraturamento intenso) e não 
possuem matacões
z Estaca escavada com trado 
rotativo, por proporcionar 
paredes estáveis e nível do 
lençol freático profundo
z Em regiões sem horizonte C, 
deve-se aplicar estaca raiz, 
roto-percussiva.
Solo argiloso
 c/ silte
Solo siltoso c/
 pouca argila
RIOLITO OU
 DACITO
BASALTO
Solo argiloso
Solo siltoso c/
 muita argila
A
NLF
E
st
ac
a 
Es
ca
va
da
R
ai
z
28
Solos Solos coluviaiscoluviais e e tálustálus
z Forma de lente espessa, com presença de argila, areia e fragmentos ou pedaços de 
rochas misturados
z Sujeito a grandes infiltrações e rastejos
z Típico de encostas e sopé de morros
z Deve-se construir sobre tálus após sua estabilização
z As estacas devem atravessar o solo coluvial (ou tálus) e ser assentada sobre a 
rocha subjacente
z Estaca tubulão são as mais recomendas, com estabilização das paredes (se 
necessário)
z Pode-se empregar estaca raiz
z Considerar os esforços laterais sobre a estaca
Tu
bu
lã
o
Ra
i z
29
Solos residuais de Solos residuais de argilitosargilitos, , silititossilititos e e 
arenitosarenitos
z Solos residuais de resistência média e nível do lençol freático profundo nas regiões 
mais elevadas
z Sapatas direto no horizonte C
z Estacas escavadas com trado rotativo, porque os furos tem paredes estáveis
z São de alta produção e baixo custo
z Com horizonte C pouco espesso, pode-se empregar sapata sobre a rocha ou estaca 
escavada roto-percussiva
z Quando o solo apresenta o NSPT abaixo de 20, pode ser empregada estaca cravada 
com pré-moldado ou trilho
A
C
NLF
R. Sedimentar
Ou
NLF
A
E
st
ac
a 
E
sc
av
ad
a
30
Solos residuais de conglomeradosSolos residuais de conglomerados
z São solos com presença de 
fragmentos de rocha (pedregulhos)
z Sapatas sobre o solo residual 
(horizonte B ou C)
z Tubulões no horizonte C, porque 
permite a remoção dos fragmentos
z Estacas injetada roto-percussiva
podem ser empregadas,mas 
apresentam problemas operacionais 
devido a quebra da coroa
A
B :Solo :
Argiloso (conglomerado c/ seixos de basalto )
Argiloso c/ areia (conglom. c/ seixos de granito )
Pedregulhoso (conglom. C/ seixos de quartzito ) 
C :Solo pedregulhoso (seixos desagregados )
Conglomerado (seixos rolados cimentados )
NLF
Tu
bu
l ã
o
Conglomerado
A
C
NLF
T u
b u
lã
o
Conglomerado
A
C
NLF
T u
b u
lã
o
6
31
Solos fluviaisSolos fluviais
z Onde o rio não meandrou, são 
solos argilosos moles, com NLF 
superficial
z Solos que podem apresentar 
grandes requalques
z Estacas cravadas pré-moldadas 
ou franki
z Estacas escavadas não são 
recomendáveis devido a 
instabilidade das paredes. 
z Pode-se empregar revestimento 
ou bentonita
Lamas moles
Rocha sedimentar c/ ou s/ 
 solos residuais
NLF
32
z Onde o rio meandrou, 
z Ocorrem lentes de areia fina ou grossa e cascalho em uma matriz argilosa.
z A matriz argilosa deve ser atravessada pela fundação
z Emprego de estacas cravadas. 
z Estaca pré-moldada atravessa as lentes de areia, mas não atravessa o cascalho.
z Estaca franki não atravessa a lente de areia
z Deve-se então utilizar tubulão com ar-comprimido devido ao NLF ser alto
(2)
(1)
(1)
Lama mole c/
 lentes de areia (1)
ou de cascalho (2)
NLF
T u
bu
lã
o
33
Cascalheira de pé de morroCascalheira de pé de morro
z Transporte por rolamento de pedras e cascalho, com deposição diferenciada.
z Devido a energia e velocidade da água dos rios
z Os fragmentos mais pesados são depositados primeiro que os mais finos.
z Sapata, porque as fundações profundas tem dificuldade de atravessar o cascalho
z Tubulão com ar comprimido devido ao NLF ser alto, para assentar sobre os leitos 
subjacentes mais resistentes
Rio
NLF
Rocha sedimentar
A
A
34
Planície costeiraPlanície costeiraz Deposição pelos rios, inicialmente, 
os cascalhos, areias grossas e 
médias e, depois, as areias finas e 
as argilas são depositas no fundo 
do mar
z Em locais onde ocorrem lagunas 
ocorre a deposição de material 
argiloso no fundo das mesmas
z Ocorrência de dunas (solos 
eólicos), solos fofos
z Em areias compactas, deve-se 
empregar estacas cravadas pré-
moldadas com auxílio de jato de 
água na cravação
z Em areias fofas, pode-se empregar 
estaca franki ou estaca pré-moldada
z Sapatas em areias fofas não são 
recomendadas devido ao recalque 
significativo
NLF
Areia fina
 compacta
Sapata
Areia fina marinha
 muito compacta
NLF
Areia fina eólica 
 pouca compacta
35
Solos lacustresSolos lacustres
z Lentes de lama fina e 
mole
z Pode estar coberta ou não 
por areia fina ou grossa
z Estaca cravada pré-
moldada com jato de água 
ou estaca franki
Lente de lama
 mole
Areias finas
 compactas
Lente de lama
 mole
NLF
Areias finas eólicas
 fofas
NLF
Areia fina marinha 
 compacta
36
Próxima Aula:
Obras de Contenção