Fundações Diretas-UFPR

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Universidade Federal do Paraná Disciplina: Construção Civil II
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• INTRODUÇÃO
• FUNDAÇÕES DIRETAS
FUNDAÇÕES
Versão 2013Versão 2013
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Fundações: O que são?
• São elementos estruturais cuja função é a 
transferência de cargas da estrutura para 
a camada resistente de solo
IMPORTÂNCIA
ESTRUTURAL!!!
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Fundações
• 4 a 10% do custo global e podem chegar 
a 20%.
IMPORTÂNCIA ECONÔMICA!!!
Podem inviabilizar o 
empreendimento
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das cargas:
• Fundações Diretas
• Fundações Indiretas
As fundações se classificam em diretas e indiretas, 
de acordo com a forma de transferência de cargas 
da estrutura para o solo onde ela se apóia.
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das cargas:
• Fundações Diretas
– Aquelas em que a transmissão da carga para o solo 
é feita preponderantemente pela base.
Ferragem Alvenaria
Concreto
Lastro de
concreto magro
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das cargas:
• Fundações Diretas
A transmissão das cargas é feita através da base do 
elemento estrutural da fundação, considerando apenas 
o apoio da peça sobre a camada do solo, sendo 
desprezada qualquer outra forma de transferência das 
cargas. (BRITO, 1987).
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das 
cargas:
• Fundações Indiretas
– Aquelas em que a transmissão da 
carga para o solo é feita 
preponderantemente pela superfície 
lateral. Atrito lateral
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das cargas:
• Fundações Indiretas
– São aquelas que transmitem as cargas por 
efeito de atrito lateral do elemento estrutural 
com o solo e por efeito de ponta.
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Fundações: Classificação
Quanto à transmissão das cargas:
• Fundações Indiretas
– As fundações indiretas são sempre 
profundas, devido a forma de transmissão de 
cargas ao solo (atrito lateral) que exige 
grandes dimensões dos elementos de 
fundação.
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Fundações: Classificação
Quanto à profundidade da cota de apoio
• Rasas
• Profundas
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Fundações: Classificação
Quanto à profundidade da cota de apoio
• Fundações Rasas
Exemplo: 
• Sapatas
• Laje Radier
• Blocos de fundação 
Aquelas em que a cota de apoio está
em até 2 m de profundidade
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Fundações: Classificação
Quanto à profundidade da cota de apoio
• Fundações Profundas
– Aquelas em que a cota de apoio está acima 
de 2 m de profundidade
Exemplo:
• Estacas
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Fundações: Classificação
Quanto à profundidade da cota de apoio
• Fundações Profundas: Quando usar?
– Solos superficiais pouco resistentes e/ou cargas 
estruturais elevadas
– Solos superficiais sujeitos a erosão
– Fundações em locais alagados ou abaixo do nível NA 
freático
– Possibilidade de escavações futuras próximas ao local
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Estaca de madeira
Estaca de aço
em concreto pré-moldado
Estacas pré-fabricadas
Frank
Strauss
Barrete/Estacão
Hélice contínua
Escavada
Broca
Estaca de concreto 
moldada in loco
Fundações indiretas
Com ar comprimido
A céu abertoTubulõesFundações diretas profundas
Radiers
Alavancada
Associada
Isolada
Corrida
Sapatas
Fundações diretas rasas
Quadro resumo
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Sondagem SPT ou à percussão ou sondagem de simples, é
um processo de exploração do subsolo, para se obter 
subsídios que colaboram para definir o tipo e 
dimensionamento das fundações. 
SPT (Standard Penetration Test)
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SPT (Standard Penetration Test)
O ensaio consiste na cravação no solo, de um cilindro
amostrador, através de golpes de um martelo (65 kg de 
massa), solto em queda livre de 75 cm altura. 
São anotados os números de golpes necessários para a 
cravação do amostrador em três trechos consecutivos 
de 15 cm.
O valor da resistência à penetração (NSPT) consiste no 
número de golpes aplicados na cravação dos 30 cm 
finais. 
NBR 6484 - Execução de Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos
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Solo resistente (15 golpes) 
a +- 10m profundidade
Indicação para fundações 
profundas
SPT 
(Standard Penetration Test)
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SPT (Standard Penetration Test)
Solo resistente (15 golpes) a +- 1,5 m profundidade
Indicação para fundações rasas.
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Fundações diretas rasas
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
– Este tipos de fundações são utilizados 
quando há atuação de pequenas cargas, 
ligados por vigas denominadas baldrames. 
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Fundações diretas rasas
• Blocos:
– São elementos estruturais de grande rigidez, 
ligados por vigas baldrames.
Bloco de alvenaria 
de tijolos
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Fundações diretas rasas
Bloco corrido ou 
alicerce em 
alvenaria de tijolos
• Blocos:
– Suportam predominantemente esforços de 
compressão simples provenientes das cargas 
dos pilares.
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Fundações diretas rasas
• O que isso significa?
não tem a necessidade de armação.
Blocos e alicerces
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Fundações diretas rasas
• Blocos:
– Eventuais esforços de tração são absorvidos 
pelo próprio material do bloco.
– Geralmente, usa-se blocos quando a 
profundidade da camada resistente do solo 
está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade.
(BRITO, 1987).
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Fundações diretas rasas
• Blocos:
– Concreto simples
– Alvenaria de tijolos comuns
– Pedra de mão (argamassadas ou não)
Bloco de alvenaria 
de tijolos
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Fundações diretas rasas
– Faces: verticais, inclinadas ou 
escalonadas
– Altura: relativamente grande 
(necessário para que trabalhem 
essencialmente à compressão).
– Planta: seção quadrada, 
retangular, triangular ou mesmo 
poligonal. 
• Blocos:
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Fundações diretas rasas
• Alicerces:
– São também denominado de blocos corridos
– Utilizados em construções de pequenas 
cargas provenientes de paredes estruturais.
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Fundações diretas rasas
• Alicerces:
– Podem ser de:
• Concreto
• Alvenaria
• Pedra
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
– Escavação
• Cuidado: verificar se há formigueiros e raízes de 
árvores no momento desta atividade.
– Compactação a camada do solo resistente 
(apiloamento do fundo)
– Colocação de um lastro de concreto magro
• > 9 MPa • 5 a 10 cm
Seqüência executiva
`(baixo consumo 
de cimento)
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
– Execução do embasamento
• Concreto
• Alvenaria
• Pedra
– Construção de cinta de amarração (concreto 
armado)
• Finalidade: absorver esforços não previstos, suportar 
pequenos recalques, distribuir o carregamento e 
combater esforços horizontais.
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
– Camada de impermeabilização
• Finalidade: Evitar a subida de umidade por 
capilaridade para a alvenaria de elevação.
• Deve-se evitar descontinuidades que poderão 
comprometer seu funcionamento.
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
– Camada de impermeabilização
• São comuns:
– Argamassa polimérica
– Emulsão asfáltica
– Emulsão acrílica
– Papelão alcatroado (feltro asfáltico)
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Blocos e alicerces
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Ao contrário dos blocos e alicerces, as 
sapatas não trabalham apenas à compressão 
simples.
– Trabalham também à flexão
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
(José Freitas Jr.)
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
Sapata de edifício 
de grade porte
PCC-USP
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Fundações diretas rasas• Sapatas
– Sapatas isoladas
• São aquelas que transmitem ao solo (através 
da sua base) a carga de um pilar. 
Sapatas isoladas
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Podem ser pré-moldadas
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Fundações diretas rasas
• Sapatas corridas
– São elementos contínuos que acompanham a 
linha das paredes, as quais lhes transmitem a 
carga por metro linear.
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Fundações diretas rasas
• Sapata associada
– Usada quando a proximidade de dois ou mais 
pilares é tanta que as suas sapatas isoladas se 
superpõem.
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Fundações diretas rasas
• Sapata associada
– Neste caso usa-se uma sapata única onde se 
apóiam 2 ou mais pilares (sapata associada)
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Fundações diretas rasas
• Sapata alavancada– Caso de pilares de divisa ou próximos a obstáculos 
onde não é possível fazer com que o centro de 
gravidade da sapata coincida com o do pilar.
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Fundações diretas rasas
• Sapata alavancada
– Nestes casos usa-se uma viga alavanca ligada 
entre duas sapatas de modo que um pilar 
absorva o momento resultante da excentricidade 
da posição do outro pilar.
P1 P2
S1 S2
S2
S1
P1
P2P1 + P2 = S1 + S2
d1
d2
P1 x d2 = S1 x d1
d2
d1
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Escavação da vala
• Pelo menos 10 cm de folga para permitir o 
trabalho de operário dentro dela
– Fôrma para o rodapé, com folga de 5 cm para 
a (concreto magro)
– Posicionamento das fôrmas
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Preparo da superfície de apoio
• Limpeza do fundo da vala (materiais soltos e 
lama)
• Apiloamento com soquete ou sapo mecânico
• Execução do concreto magro ou lastro de 
concreto
– Função: regularizar a superfície de apoio
– Isolar a armadura do solo
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Posicionamento da armação
– Posicionamento do pilar em relação à caixa 
com as armações
– Concretagem
• A base pode ser vibrada normalmente mas para a 
parte inclinada é necessário compactar 
manualmente
Seqüência executiva
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• Sapatas
Fundações diretas rasas
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
Seqüência executiva
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• Sapatas
Fundações diretas rasas
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
Seqüência executiva
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Fundações diretas rasas
• Sapatas
– Controle de execução
• Locação do centro da sapata e do eixo do pilar
• Cota do fundo da vala
• Limpeza do fundo da vala
• Nivelamento do fundo da vala
• Dimensões da forma da sapata
• Armadura da sapata e do arranque do pilar
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Fundações diretas rasas
• Radier
– A utilização de sapatas corridas é adequada 
economicamente enquanto sua área em 
relação à da edificação não ultrapassa 50%.
– Caso contrário, é mais vantajoso reunir todas 
as sapatas num só elemento de fundação 
denominado radier.
(BRITO, 1987).
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Fundações diretas rasas
• Radier. O que é?
Fundação rasa que funciona como uma laje contínua de 
concreto armado em toda a área da construção e transmite as 
cargas da estrutura (pilares ou paredes) para o terreno. 
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Fundações diretas rasas
• Radier. 
O que é?
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Fundações diretas rasas
• Radier. O que é?
i
m
p
a
c
t
o
p
r
o
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e
n
s
a
o
.
c
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m
.
b
r
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Fundações diretas rasas
• Radier
– Executado em concreto armado
• Devido a atuação de esforços 
de compressão e tração.
– O radier é uma peça inteiriça, o 
que pode lhe conferir uma alta 
rigidez (muitas vezes evita 
grandes recalques).
(BRITO, 1987).
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Fundações diretas rasas
• Radier
– Desvantagem: impõe a necessidade de execução 
precoce de todos os serviços enterrados (instalações 
sanitárias, etc).
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Fundações diretas rasas
• Radier
Preparo da base 
com lastro de brita
Aparelho 
de nível
Régua 
graduada
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações diretas rasas
• Radier
• Posicionamento das 
armaduras
• Sistemas de instalação
• Caminhos para a 
concretagem
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações diretas rasas
• Radier
• Posicionamento das 
armaduras
• Sistemas de instalação
• Caminhos para a 
concretagem
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações diretas rasas
• Radier
Seqüência executiva
Posicionamento de 
espaçadores
PCC-USP
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Fundações diretas rasas
• Radier
Acabamento
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações diretas rasas
• Radier
– Controle de execução
• Locação dos eixos dos pilares
• Cota do fundo da escavação
• Nivelamento do fundo da vala
• Posicionamento dos componentes das instalações 
enterrados
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Fundações diretas profundasUniversidade Federal do Paraná Disciplina: Construção Civil II
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– São elementos da fundação que transmitem a 
carga ao solo resistente por compressão.
– É composto por um fuste cilíndrico e uma 
base alargada em forma de tronco de cone.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
Fuste
Base 
alargada
Transmissão de cargas 
pela base alargada, em 
elevada profundidade
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Condições de aplicação:
• Cargas muito elevadas
• Áreas com dificuldade de adoção de técnicas de 
fundação mecanizadas
• Regiões afastadas de grandes centros urbanos
• Solos argilosos – menos risco de 
desmoronamento
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Riscos:
• Queda de pessoas ao estrarem ou saírem
• Soterramento
• Queda de ferramentas e equipamentos
• Choque elétrico
• Infecções
• Asfixia ou intoxicação com gases
• Afogamento (inundação)
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– 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 in loco das camadas 
de solo
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Fundações diretas profundas
• Tubulões (de acordo com o método de escavação)
– Tubulão a céu aberto
• Consiste em um poço aberto manualmente ou 
mecanicamente em solos coesos, de modo que 
não haja desmoronamento durante a escavação, e 
acima do nível d’água.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Quando há tendência ao desmoronamento, 
reveste-se o furo com alvenaria de tijolo, tubo de 
concreto ou de aço.
• O fuste é escavado até a cota desejada, a base é
alargada e posteriormente enche-se de concreto.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Marcar o eixo do tubulão com um piquete de madeira.
Seqüência executiva
Diâmetro mínimo = 
70 cm
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Arame + prego – marcar circunferência que 
delimita o tubulão (diâmetro mínimo = 70 cm).
Seqüência executiva
Diâmetro mínimo = 
70 cm
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Pode ser uma caixa e madeira fincada no local.
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Projeto de fundação especificando:
– Dimensionamento do tubulão 
�(Φ e alturas fuste e da base)
– Projeto de armação
– Profundidade estimada do tubulão
– Planta de fôrma das fundações
• Locação
• Cota de arrasamento dos tubulões
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
Seqüência executiva
Para escavação manual 
usa-se pá, balde e um 
sarilho para a retirada 
da terra.
PCC-USP
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Fundações diretas profundas
• Neste caso:
– Dois operários
– Ferramentas:
• Sarilho
• Pá
• Baldes
Seqüência executiva
PCC-USP
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
PCC-USP
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Luiz A. N. Jr 
Tubulão – a céu aberto
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Perfuração mecânica: 
aparelho rotativo 
acoplado a um 
caminhão.
Seqüência executiva
Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
• Tubulões
Laila Valduga Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
• Tubulões
Laila Valduga
Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
• Tubulões
Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Caso haja acúmulo de 
água (bombear a 
água)
Seqüência executiva
Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Pode ocorrer que alguma camada do solo não 
resista à perfuração e desmorone (no caso de 
solos arenosos).
– Neste caso é necessário o encamisamento da peça 
ao longo dessas camadas.
– Tubos de concreto ou aço.
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
• Tubulões
Laila Valduga
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Fazer o alargamento da base de acordo com as 
dimensões do projeto.
• Verificar as dimensões do poço, como: 
profundidade, alargamento da base.
• Verificar o tipo de solo da base.
• Certificar se os poços estão limpos.
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
Base alargada
PCC-USP
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Etapas de execução
– Posicionar as armaduras
– Concretagem do tubulão
» Usar um funil tremonha (ou bomba com braço e 
mangote) com o comprimento da ordem de 5 vezes 
seu diâmetro para evitar segregação do concreto e 
evitar que o concreto bata nas paredes do tubulão e 
se misture com a terra.
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão a céu aberto
• Etapas de execução
– Concretagem do tubulão
» Usar concreto com fluidez adequada de modo que o 
concreto se espalhe pela base pelo impacto de 
descarga.
» Caso contrário, é conveniente a interrupção da 
Concretagem de tempos em tempos e que um 
funcionário desça para espalhar o concreto.
Seqüência executiva
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Seqüência executiva
Fundações diretas profundas
Concretagem com bomba com braço 
e mangote
• Tubulões a céu aberto
– Concretagem
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Fundações diretas profundas
Seqüência executiva
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Fundações diretas profundas
Escavação Concretagem
Camisas ou tubos de aço, 
que são içados durante a 
concretagem, possibilitam 
a escavação de tubulões à
céu aberto em terrenos 
ligeiramente instáveis.
Camisa 
de aço
• Tubulões
– Tubulão a céu 
aberto, encamisado
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar comprimido
• Usado quando existe água (fundação ultrapassa 
consideravelmente o nível do lençol freático).
• Injeção de ar comprimido no tubulão para impedir 
a entrada da água.
• Se a pressão interna imposta no tubulão > do que 
a exercida pela água que está no solo ela não 
entra.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar comprimido
• No máximo 3 atmosferas de pressão
• Limitado a 30 m abaixo do lençol freático.
• O equipamento utilizado consiste basicamente de 
um compressor e uma câmara de equilíbrio.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar 
comprimido
• Durante a 
compressão o sangue 
dos homens absorve 
mais gases do que na 
pressão normal.
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar comprimido
• Descompressão rápida: o gás 
absorvido em excesso no sangue 
pode formar bolhas, causando 
dores e até a morte por embolia.
• Para evitar: antes de passar à
pressão normal, os trabalhadores 
devem sofrer um processo de 
descompressão lenta (> 15 min.) 
numa câmara de emergência
(BRITO, 1987).
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar 
comprimido
Viaduto RFFSA - Jardim Itália
18 tubulões a ar comprimido
(Taubaté - SP – 1989)
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar comprimido
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Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Tubulão com ar comprimido
• Neste tipo de sistema existe sempre o encamisamento
com camisas de concreto ou de aço.
• Camisa de concreto: cravação, abertura e 
concretagem são feitas com o ar comprimido, pois o 
serviço é manual.
• Camisa de aço: a cravação é feita a céu aberto com o 
auxílio de um bate estacas e a abertura e concretagem 
são feitas a ar comprimido.
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros Grupo de Materiais de Construção 103
Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Controle de execução
• Locação do centro do tubulão
• Cota de fundo da base do tubulão
• Verticalidade da escavação
• Alargamento da base
• Posicionamento das armaduras (quando houver)
• Diâmetro do tubulão
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros Grupo de Materiais de Construção 104
Fundações diretas profundas
• Tubulões
– Controle de execução
• Concretagem: não misturar o solo com o concreto 
e evitar vazios na base alargada
• Tubulão de ar comprimido: pressão do ar no 
interior = risco de acidentes
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros Grupo de Materiais de Construção 105
Fundações diretas profundas
Luiz A. N. Jr 
Liberando as bases de tubulão a ar comprimido 
• Tubulões com ar comprimido
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros Grupo de Materiais de Construção 106
Luiz A. N. Jr 
Tubulões – liberação da base
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Prof. Dr. Marcelo Medeiros Grupo de Materiaisde Construção 107
Fundações diretas profundas
Referências
• Apostila de fundações da disciplina: Tecnologia da construção de 
edifícios 1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• Material de aula da disciplina Tecnologia da construção de edifícios 
1. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.
• Leal, U. Fundações Rasas. Revista Téchne. N. 83, 2004.
• HACHICH, W. et al. Fundações Teoria e Prática. Editora Pini. 2. ed. 
1998.
• JOPPERT Jr., I. Fundações e Contenções de Edifícios. Editora Pini. 
1. ed. 2007.