11 Patologia das Fundacoes Prof. José Mário Doleys Soares

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Cap.11 –Patologia das fundações
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Patologia das Fundações
Investigação do Subsolo
1. Causa mais frequente de problemas de fundações.
a) Ausência pe investigações
• 80% dos casos de mau desempenho de obras pequenas e médias
b) Investigação insuficiente
• número insuficiente de sondagens ou de ensaios (área extensa ou subsolo
variado)
• profundidade de investigação insuficiente
• propriedade de comportamento não determinada por necessitar de ensaios
especiais (expansibilidade, colapsividade)
• situações com grande variação de propriedades
c) Investigação falha
• erro na localização do sítio (local)
• procedimentos indevidos ou ensaio não padronizado
• equipamento com defeito ou fora de especificação
• procedimentos fraudulentos
• ensaios de campo-labotarório - representativadade
d) Interpretação inadequada dos dados de investigação
• adoção de valores não representativos ou ausência de
identiicação de problemas
• podem provocar desempenho inadequado das fundações
e) Casos especiais
• influência da vegetação - raízes (umidade>
• colapsividade pc=ae/(l+e0)
pc(%) severidade do problema
0-1 nenhum problema
1-5 problema moderado
5-10 problemático
10 - 20 muito problemático
> 20 excepcionalmente problemático
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• expansibilidade - argilomineral expansivos - grande av
• zonas de mineração - galerias
• zonas cársticas - rochas cálcareas
• ocorrência de matacões - problemas de interpret. e execução
Problemas envolvendo o comportamento do solo
- adoção de perfil de projeto otimista (superest1mativa do comportamento
(camadas resistentes).
- representação inadequada do comportamento do solo pelo uso de
correlações empíricas não aplicáveis à situação.
- erro de estimativa das propriedades de comportamento do solo pela
extrapolação indevida
-
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- existência de aterro assimétrico sobre camadas subsuperficiais de solos
moles - solicitações horizontais nas estacas.
- uso de modelos simplificados indevidos (ex. arrancamento de fundações
superficiais ou profundas).
- falta de travamento em duas direções no topo de estacas isoladas esbeltas,
em presença de solos da baixa resistência.
- utilização de cargas de trabalho nominais sem verificação de flambagem de
estacas muito esbeltas em solos moles (ex. trilhos).
Problemas envolendo o desconhecimento do comportamento real das
fundações
- adoção de sistemas de fundações diferentes na mesma estrutura, em razão
das características de variação de cargas, variação de profundidade de
camadas resistentes do subsolo, sem separação por junta de comportamento
ou avaliação da compatibilidade de recalques em diferentes fundações.
- obtenção de correlações com ensaios de penetração, de valores de
capacidade de carga de fundações profundas sem observar números limites de
atrito lateral e resitência de ponta.
- adoção de fundações profundas para cargas da estrutura e pavilhões, com
presença de aterros compactados assentes sobre camadas compressíveis.
- desconhecimento do mecanismo de mobilização da resistência de ponta que
necessita de deslocamento proporcional ao diâmetro das estacas escavadas
de grande seção - recalques diferenciais.
- níveis muito desiguais de carregamento numa mesma estrutura, com mesmo
tipo de fundação - recalques diferenciais.
- uso de elementos de fundação como reforço (fundações profundas) - avaliar
efeitos - deslocamentos necessários, rigidez.
- uso de fundações de comportamento diferenciado ( ex. estacas no entorno
do silo e sapatas no centro).
Problemas envolvendo a estrutrua de fundação
- erro na determinação das cargas atuantes nas fundações.
- fundação projetada apenas para a carga final atuante (ex. pré-moldadas
podem ocorrer esforços críticos na montagem).
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- erros decorrentes da indicação apenas de cargas máximas em casos de
fundações em estacas com solicitações de compressão e momentos atu antes
(ex. reservatório metálico cheio -vazio).
- erros de dimensionamento de elementos estruturais das fundações como
vigas de equilíbrio, estacas com cargas horizontais, etc).
- armaduras de estacas tracionadas calculadas sem verificar a fissuração.
- uso de emendas padrões em estacas metálicas sem verificar a tração.
- adoção de solução estrutural na qual os esforços horizontais não são
equilibrados pelas fundações.
- uso de armaduras muito densas causando dificuldades construtivas
(recobrimento e integridade).
- ausência de exame da situação - como construído -(excentricidades, etc).
Problemas envolvendo as especificações construtivas
- fundações diretas - pela ausência de indicação precisa:
* cota de assentamento.
* tipo e característica do solo a ser encontrado.
* ordem de execução (cotas diferentes).
* tensões admissíveis adotadas sem a devida identificação das
condições a serem satisfeitas pelo material da base.
* características do concreto.
* recobrimento das armaduras.
- fundações profundas - pela ausência de indicação
* profundidade mínima de projeto.
* peso mínimo ou característica do martelo de cravação.
* tensões características dos materiais das estacas.
* detalhamento de emendas.
* exigência do controle de comportamento de estacas (levant.).
* proteção contra a erosão.
Execução-falhas
- Fundações superficiais
a) Envolvendo o solo
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* fundações assentes em solos de diferentes comportamentos.
* amolgamento do solo (fundo da vala).
* sobre escavação e reaterro mal executados.
* substituição do solo por material não apropriado e sem compactação.
* sapatas executadas em cotas diferentes.
* sapatas em cotas superiores a canalizações (escavações e
vazamentos)
b) Envolvendo o elemento estrutural da fundação
* qualidade inadequada do concreto.
* ausência de regularização com concreto magro do fundo da cava da
fundação.
* execução de fundação com dimensões e geometria incorretas.
* presença de água na cava durante a concretagem (qualidade e
integridade).
* adensamento deficiente e vibração inadequada do concreto -
degradação, colapso.
* estrangulamento de seção de pilares enterrados.
* armaduras mal posicionadas ou insuficientes.
* junta de dilatação mal executada.
- Fundações profundas
a) Problemas genéricos
* erros de locação.
* erros e desvios de execução (caso de obstruções).
* erros de diâmetro ou lado do elemento.
* substituição no canteiro da estaca projetada por elementos
equivalentes.
* inclinação final executada em desacordo com o projeto.
* falta de limpeza da cabeça da estaca para vinculação ao bloco.
* ausência ou posição incorreta de armadura de fretagem.
* características do concreto inadequadas
b) Estacas cravadas
* falta de energia de cravação.
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* excesso de energia de cravação.
* levantamento de elementos já cravados pela execução de novas
estacas.
* falsa nega (devido a excesso de poro-presão) - recravar após 24
horas.
* flexão dos elementos cravados.
* elevação da poro pressão - ruptura de taludes próximos..
* amolgamento de solos argilosos saturados.
c) Estacas de madeira
* material inadequado (diâmetro, resistência e durabilidade).
* falta de proteção na cabeça da estaca.
* danos na ponta da estaca.
* emendas inadequadas.
d) Metálicas - concreto
* problemas de soldagem;
* elementos muito esbeltos;
* elementos muito esbeltos em solos moles;
* presença de obstruções;
* estacas cravadas de baixa resistência;
* danos no manuseio da estaca;
* estacas armadas inadequadas;
* estacas muito esbeltas e longas;
* uso de emendas inadequadas;
* estrangulamento do fuste naetapa de concretagem (solos moles);
* base alargada menor;
* decontinuidade do fuste (coluna de concreto dentro do tubo);
* danos nas estacas vizinhas;
* baixa resistência estrutural do concreto;
e) Estacas escavadas
* problemas de integridade e continuidade;
* traço inadequado do concreto;
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* concreto já em início de pega - demora para concretar;
* armadura densa ou mal posicionada;
* limpeza inadequada da base;
* presença de água na perfuração por ocasião da concretagem;
* desmoronamento das paredes;
* variação de diâmetro em solos moles;
* água sob pressão - concretagem complicada;
* integridade do fuste (solo ou vazios no concreto);
* prática de excutar vários furos antes de concretar (desmoronamento);
* mistura inadequada do concreto.
f) Tubulões
* material da base não compatível com a tensão de projeto;
* dimensões e geometria incorretas;
* estabilidade do solo;
* presença de água;
* mau adensamento do concreto;
* armaduras mal posicionadas ou insuficientes;
* qualidade inadequada do concreto;
* ausência da armadura de fretagem;
* integridade da base ou do fuste.
Eventos pós-conclusâo da fundação
a) Carregamento próprio da superestrutura
* alteração no uso da edificação (elevação ou alteração de cargas)
* ampliações e modificações não previstas no projeto
b) Movimento da massa de solo
* alteração de uso de terrenos vizinhos (nova construção ou estocagem
de materiais pesados próximo à divisa);
* execução de grandes escavações próximo a construção;
* escavações não protegidas junto à divisa ou escavações internas à
obra (instabilidade);
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* instabilidade de taludes;
* rompimento de canalizações enterradas;
* oscilações não previstas de nível de água;
* extravasamento de grandes coberturas (calhas) -saturação de solos
colapsíveis;
* rebaixamento do nível de água;
* escavação ou solapamento;
* ação de animais ou do homem (escavações indevidas).
c) Vibrações ou choques
* equipamentos industriais;
* compactação vibratória dinâmica.
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Figura 1 – Cortes de estrutura metálica para transferência
de carga
Figura 2 – Esquema de substituição de sapatas por
tubulões.
Escavar sub
solos
Tubulões
viram
pilares
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-Poros abertos passando por
baixo da fundação.
- Concretar, esperar o concreto
adquirir resistência.
- Abrir outro poço.
Figura 5 - Reforço de uma fundação corrida
Figura 5 – Reforço de uma sapata
Figura 5 - Melhoria do solo po colunas CCP
Injenção de nata de
cimento.
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Figura 7 – Destacamento da
platibanda pela dilatação térmica
do piso, sem a presença de juntas
intermediárias ou junta de
dessolidarização no encontro piso
/ parede.
Figura 6 - Solapamento do
aterro ao lado da calçada
lateral de unidade térrea.
Figura 6 – Fissuração de
azulejos na borda da
piscina, pela dilatação
térmica do piso.
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Figura 9 - Perigo de recalque nas zonas centrais por sobreposição
de tensões.
Figura 12 - Exemplo de recalque de sapata por incorreção na definição de sua cota de
assentamento.
Figura 11 – Perigo de inclinação do novo edifício.
Figura 10 - Perigo de inclinação de um edifício em direção ao
outro.
Novo
Solo consolidado Solo não consolidado
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Figura
13
Figura
15
Figura
14
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Figura 16 – Cargueira para cravação de estacas
prensadas
Figura 17 – Reação contra a estrutura existente
Figura 18 – Reforço da fundação prevendo a recuperação do
desaprumo.
- Peças vazadas de concreto ou
perfis metálicos (0,5 a 1,0 m).
- Colocar 8 barras de aço e
concretar o tubo.
- Encunhar.
Mega
-Prédio 6 pavimentos,
estcas pré-moldadas de
concreto (9 m). Recalque
18cm, levantam 6 cm.
-Viga Emergencial, (1,3 x
1,0m).
-Cargas para recuperar o
prumo (lado oposto).
-Desaprumo de 55 cm 
3cm, 60dias
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Figura 19 – Esquema de posicionamento do prédio com recalque
diferencial
Figura 22- Posicionamento das armaduras de reforço das
vigas do radier
Figura 20 – Estacas e blocos da estrutura de reação
Figura 21 – Posicionamento das vigas de transição
- Radier com recalque.
- Desnível 29 cm.
Estacas e bloco
para segurar os
recalques
- Vigas de transição .
- Romper a laje do radier
para colocar as vigas em
serviço.
- Macaquear e calçar.
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Figura 23 – Linhas de tubulões apoiados em aterro e em solo natural: na
sondagem não foi detectado o horizonte de separação entre as camadas.
Figura 24 – Recalques das fundações em função do desconfinamento do solo,
ela construção de edifício vizinho.
Figura 25 – A ação de força horixontal nos elementos da fundação, pela
instabilização de talude.
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Figura 26 – Detalhe da viga de fundação – reforço
Figura 27 – Detalhe do bloco de apoio para a transferência do carregamento
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Figura 28 – Execução do reforço – colocação da estrutura em carga
Figura 28 – Posicionamento do macaco
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- Sapata ou tubulão.
- Aumento da carga ou
σadm inadequada.
- Chumbamentocom
adicionamento de resinas
colantes.
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Estaca Mega
- Equipamentos de
pequenas dimensões.
- Acesso a subsolo.
- Sem vibrações.
- Perfuram sapatas e blocos
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Figura 29 – Transmissão de cargas a micro-estcas por meio de
protendido de cabos e vigas inclinadas.
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- Sondagem longe das estacas (40 a 70 m)
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- Recalques diferenciais, estacas Pré-moldadas.
- L = cte.