Fundações_aula 1

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Fundações – ENG0810
Armando Prestes de Menezes Filho
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações;
Análises e parâmetros fundamentais para o projeto de fundações;
Análise da capacidade de carga e tensões admissíveis do solo de fundação;
Escolha do tipo de fundação. 
2 – Fundações superficiais
Principais tipos e características;
Dimensionamento e detalhamento de blocos;
Dimensionamento e detalhamento de sapatas;
Dimensionamento e detalhamento de radier.
3 – Cálculo de estaqueamento
Critério de cálculo;
Método de Schiel;
Método de Nokkentved.
4 – Fundações profundas: análise, projeto e execução
Principais tipos;
Estacas carregadas transversalmente;
Dimensionamento e detalhamento de estacas;
Dimensionamento e detalhamento de tubulões.
5 – Comportamento de fundações
Cálculo de recalques de fundações;
Análise de interações solo-estrutura.
6 – Estruturas de contenção: projeto e detalhamento 
Muros de arrimo;
Muros de concreto armado.
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações;
Análises e parâmetros fundamentais para o projeto de fundações;
Análise da capacidade de carga e tensões admissíveis do solo de fundação;
Escolha do tipo de fundação. 
1 – Investigações geotécnicas
Tipos de fundações e terminologia
Fundações 
Superficiais (ou “diretas” ou rasas)
Bloco: elemento de concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele resultantes possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura;
Sapata: elemento de concreto armado dimensionado de modo que as tensões de tração nele resultantes sejam resistidas por armadura especialmente disposta para este fim (por isso as sapatas têm altura menor que os blocos);
Sapata corrida: sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares em um mesmo alinhamento (às vezes chamada de baldrame ou viga de fundação);
Grelha: elemento constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares;
Sapata associada: sapata que recebe mais de um pilar;
Radier: elemento que recebe parte ou todos os pilares de uma estrutura. 
1 – Investigações geotécnicas
Tipos de fundações e terminologia
Fundações 
Profundas
Estaca: elemento executado por ferramentas ou equipamentos, execução esta que pode ser por cravação ou escavação, ou ainda, mista;
Tubulão: elemento de forma cilíndrica que, pelo menos na sua fase final de execução, requer a descida de operário ou técnico (o tubulão não difere da estaca por suas dimensões, mas pelo processo executivo, que envolve a descida de pessoas);
Caixão: elemento de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna.
Distinção: profunda é aquela cujo mecanismo de ruptura de base não surge na superfícies do terreno.
1 – Investigações geotécnicas
Requisitos de um projeto de fundação
Deformações aceitáveis sob condições de trabalho (serviço);
Segurança adequada ao colapso do solo de fundação ou estabilidade externa;
Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais ou estabilidade interna;
Segurança adequada ao tombamento e deslizamento;
Segurança à flambagem;
Níveis de vibração compatíveis com o uso da obra, a serem verificados nos casos de ações dinâmicas. 
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Topografia da área (planta)
Levantamento topográfico (planialtimétrico);
Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam atingir o terreno);
Dados geológicos-geotécnicos
Investigação do subsolo (às vezes em duas etapas: preliminar e complementar);
Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e de satélite, levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências anteriores na área etc);
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Dados sobre construções vizinhas
Número de pavimentos, carga média por pavimento;
Tipo de estrutura e fundações;
Existência de subsolo;
Possíveis consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra;
Dados da estrutura a construir
Tipo e uso que terá a nova obra;
Sistema estrutural (hiperestaticidade, flexibilidade etc);
Sistema construtivo (convencional, pré-moldado etc);
Cargas (ações nas fundações).
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Os conjuntos de dados 1 a 3 devem ser cuidadosamente avaliados pelo projetista em visita ao local de construção;
O conjunto de dados 4 deve ser discutido com o projetista da obra (arquiteto ou engenheiro industrial, por exemplo) e com o projetista da estrutura. Dessa discussão vão resultar os deslocamentos admissíveis e os fatores de segurança a serem aplicados às diferentes cargas ou ações da estrutura;
Fundações de pontes: regime do rio (erosões; escolha do método construtivo);
Zonas urbanas: condições dos vizinhos (fundações profundas ou escoramentos de escavações – disponibilidade de equipamentos na região da obra);
Interface entre os projetos de superestrutura e de fundações/infraestrutura (exemplo: ao receber as ações que decorrem da estrutura, o projetista das fundações deve verificar se são fornecidas como valores característicos ou como valores de projeto (valores majorados por fatores parciais de cargas, chamados de fatores de ponderação na Engenharia Estrutural; e ainda que combinações foram utilizadas para o dimensionamento dos elementos na interface entre os dois projetos – tipicamente pilares). 
1 – Investigações geotécnicas
Ações nas fundações
Cargas vivas
Operacionais
Ocupação por pessoas e móveis;
Passagem de veículos e pessoas;
Operação de equipamentos móveis (guindastes);
Armazenamento;
Atracação de navios, pouso de helicópteros;
Frenagem, aceleração de veículos.
Ambientais
Vento;
Ondas, correntes;
Temperatura;
Sismos.
Acidentais
Solicitações especiais de construção e instalação;
Colisão de veículos (navios, aviões etc);
Explosão, fogo.
1 – Investigações geotécnicas
Ações e segurança nas estruturas
Ações permanentes: as que ocorrem com valores constantes ou de pequena variação em torno de sua média, durante praticamente toda a vida da obra (peso próprio da construção e de equipamentos fixos, empuxos, esforços devidos a recalques de apoios);
Ações variáveis: as que ocorrem com valores que apresentam variações significativas em torno de sua média, durante a vida da obra (ações variáveis devidas ao uso da obra e ações ambientais, como vento, ondas, correnteza etc);
Ações excepcionais: são as que têm duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção, mas que devem ser consideradas nos projetos de determinadas estruturas (explosões, colisões, incêndios, enchentes, correnteza etc). 
1 – Investigações geotécnicas
Ações nas fundações
Cargas mortas ou permanentes
Peso próprio da estrutura e equipamentos permanentes;
Empuxo de água;
Empuxo de terra.
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Investigação preliminar;
Investigação complementar ou de projeto;
Investigação para a fase de execução; 
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Investigação preliminar
Características do subsolo
Sondagens a percussão (ensaio de penetração dinâmica – SPT);
Sondagens mistas (blocos de rocha sabidos de antemão)
Espaçamento (“malha”) regular (1 furo a cada 15 ou 20cm);
Profundidade deve caracterizar o embasamento rochoso. 
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Investigação preliminar
Investigação complementar ou de projeto
Feições relevantes do subsolo;
Propriedades dos solos mais importantes para o comportamento das fundações;
Se tipo já escolhido – discussão de aspectos construtivos;
Execução de mais algumas sondagens, fazendo com que o total atenda às exigências das normas;
Realização eventual de sondagens mistas ou especiais para a retirada de amostras indeformadas, se necessárias;
Realização de alguns ensaios in situ – além do SPT -, como ensaios de cone (CPT), de placa etc. As amostras indeformadas podem ser utilizadas em ensaios em laboratório, os quais
devem ser especificados e acompanhados pelo projetista. 
Investigação para a fase de execução; 
1 – Investigações geotécnicas
Programa de investigações.
Investigação preliminar;
Investigação complementar ou de projeto;
Investigação para a fase de execução
Confirmar as condições de projeto em áreas críticas da obra, assim consideradas pela responsabilidade das fundações (exemplo típico: pilares de pontes) ou pela grande variação dos solos na obra;
Dificuldade de executar o tipo de fundação previsto;
O projetista deverá sempre acompanhar as investigações desta fase ou, pelo menos, ser colocado a par dos resultados. 
1 – Investigações geotécnicas
Processos de investigação do subsolo
Poços;
Sondagem a trado;
Sondagens a percussão com SPT;
Sondagens rotativas;
Sondagens mistas;
Ensaio de cone (CPT);
Ensaio pressiométrico (PMT);
Ensaios de palheta (vane test);
Ensaio de dilatômetro (DMT);
Métodos geofísicos;
Ensaios em placa (provas de carga).
1 – Investigações geotécnicas
Processos de investigação do subsolo
Poços