AULA 04 FUNDAÇÕES

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AULA 04 – TIPOS DE FUNDAÇÕES
introdução
As fundações são elementos estruturais encarregados de transmitir ao terreno as cargas da estrutura. Portanto, devem ter resistência adequada para suportar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. E, para isso, devemos, antes de iniciar o projeto de fundações, reconhecer o comportamento do terreno, analisar os dados da estrutura a construir e identificar as construções vizinhas.
Após reunir todas essas informações, poderemos dar início ao projeto de fundações. E então, nos deparamos com qual tipo de fundação será mais adequada ao nosso projeto.
Em função disso, vamos distinguir na aula de hoje a classificação das fundações e seus principais tipos utilizados na construção civil.
fundações superficiais
A quantidade de dados necessária à escolha do tipo de fundações é relativa a cada situação, envolvendo variáveis como: porte da edificação, funcionalidade, concepção estrutural adequada e problemas relativos ao solo.
Assim, podemos considerar alguns aspectos importantes, como:
As cargas da estrutura devem ser transmitidas às camadas de terreno capazes de suportá-las sem rupturas.
As deformações das camadas de solo, subjacentes às fundações, devem ser compatíveis com as da estrutura.
A execução das fundações não deve causar danos à estrutura vizinha, como trincas por cravação de estacas ou alteração no nível do lençol freático.
Ao lado do aspecto técnico, a escolha do tipo de fundação deve apresentar também viabilidade econômica.
De acordo com a NBR 6122, as fundações superficiais são aquelas em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e na qual a profundidade de assentamento, em relação ao terreno adjacente, é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se nesse tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radies, as sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas.
Sapatas
De acordo com a NBR 6122, é o elemento de fundação superficial de concreto armado, dimensionado de modo que as tensões de tração nele produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim pelo emprego da armadura.
Pode possuir espessura constante ou variável, sendo sua base em planta normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal.
A Figura 1 apresenta uma sapata em corte com sua armação e uma sapata quadrada e retangular em planta.
De acordo com a NBR 6122, a menor dimensão deve ser menor ou igual a 60 cm, sendo a relação entre os lados da sapata (L1/L2) maior ou igual a 2,5.
Blocos
Elemento de fundação superficial de concreto, dimensionado de modo que as tensões de tração, nele produzidas, possam ser resistidas pelo concreto, sem necessidade de armadura.
Pode ter suas faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar normalmente em planta seção quadrada ou retangular.
A figura, a seguir, apresenta um bloco escalonado, bloco com face vertical e um bloco já concretado.
Radier
Elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos (por exemplo: tanques, depósitos, silos, etc.)
Para execução de radier são necessários os seguintes passos:
Faz-se o nivelamento do terreno;
Cavam-se as vigas baldrame onde se alinham as paredes estruturais, para servir também de gabarito para locação;
Coloca-se a tubulação de água, esgoto, energia e as formas das bordas niveladas na cota final;
Coloca-se uma camada de brita graduada e, em seguida, compacta-se; e,
Colocam-se as armaduras do vigamento em sentido horizontal e vertical do corpo do radier.
A figura, a seguir, apresenta a etapa de escavação das vigas baldrame e a colocação das armaduras do vigamento.
Observe:
ATENÇÃO
Após a colocação da armação já podem ser feitos a concretagem, o desempenamento e o alisamento com polidora de piso. As formas são retiradas depois da cura.
Sapatas Associadas
Sapata comum com vários pilares, cujos centros, em planta, não estejam situados em um mesmo alinhamento, de acordo com a NBR 6122.
A figura, abaixo, apresenta um esquema de corte e elevação.
Vigas de Fundação
Elemento de fundação superficial comum a vários pilares, cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo alinhamento, de acordo com a NBR 6122. Também conhecida como baldrame.
Seu formato pode ser retangular, moldadas no local (in loco), com a função de receber cargas das paredes e transferi-las aos blocos de fundação, às brocas (um tipo de estaca de pequena profundidade) ou diretamente ao solo.
ATENÇÃO
É importante lembrar que o uso das vigas baldrame também proporciona travamento entre os blocos de fundação, distribuindo os esforços laterais e restringindo parcialmente o giro em sua direção.
Esse tipo de viga também pode ser pré-moldada, reduzindo o tempo de execução na obra. Nestes casos, a escavação é executada normalmente, e as vigas baldrame pré-moldadas são posicionadas nos locais onde devem ser fixadas.
Estas vigas prontas devem ter as pontas das barras aparente, para permitir a soldagem e união da estrutura, como mostra a figura a seguir. A fixação das vigas é feita com a concretagem dos pontos de união das vigas, tornando uma peça única rígida e solidária.
Sapatas Corridas
Sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares ao longo de um mesmo alinhamento, de acordo com a NBR 6122. Constituem uma solução economicamente muito viável quando o solo apresenta a necessária capacidade de suporte em baixa profundidade.
Para diferenciar da sapata isolada retangular, a sapata corrida é aquela com comprimento maior que cinco vezes a largura (A > 5B), como mostra a figura a seguir.
fundações profundas
De acordo com a NBR 6122, fundações profundas são aquelas em que o elemento de fundação transmite a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de atrito do fuste) ou por uma combinação das duas, devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0 m. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e os tubulões.
Estacas
Estacas são os elementos de fundação profunda executados inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja descida de pessoas.
Os materiais empregados podem ser:
Madeira;
Aço;
Concreto pré-moldado;
Concreto moldado in loco (Como exemplo temos as estacas Franki e Strauss).
Vamos conhecer um pouco mais sobre as estacas.
Estacas de Madeira
De acordo com a NBR 6122, são empregadas usualmente para obras provisórias. Se forem usadas para obras permanentes devem ser protegidas contra ataques de fungos, bactérias aeróbicas, entre outros.
Para a sua execução usa-se um martelo de queda livre, cuja relação entre o peso do martelo e o peso da estaca deve ser a maior possível, respeitando a relação mínima de 1,0.
Diariamente deve ser preenchida uma ficha de controle para cada estaca, devendo conter informações sobre a execução. A figura, a seguir, apresenta uma área em que foi realizada a cravação de estacas de madeira.
Estacas Metálicas ou de Aço
São elementos estruturais produzidos industrialmente, podendo ser constituído por perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, tubos de chapa dobrada ou calandrada, tubos (com ou sem costura) e trilhos, isso por definição da NBR 6122.
A cravação dessas estacas pode ser feita por percussão, prensagem ou vibração. Para o controle, a nega e o repique devem ser medidos em todas as estacas, atendendo-se as condições de segurança. A figura, a seguir, apresenta duas estacas metálicas de perfil cravadas.
Estacas Pré-Moldadas de Concreto
Essas estacas podem ser de concreto armado ou protendido, com qualquer forma geométrica da seção transversal. Precisa-se ter atenção, pois ela deve apresentar resistência compatível com os esforços de projeto e decorrentes do transporte, manuseio, cravação e eventuais solos agressivos. Sua cravação pode ser feita por percussão, prensagem ou vibração.
Quando forexecutada com martelo de queda livre, o peso do martelo deve ser no mínimo igual a 75% do peso total da estaca, entre outras observações feitas pela NBR 6122. Para seu controle tecnológico, o fabricante das estacas pré-moldadas deve apresentar resultados de ensaios de resistência do concreto, nas várias idades, e, em cada estaca, deve constar a data da sua moldagem. Essas estacas podem ser emendadas, desde que resistam a todas as solicitações que nelas ocorram durante o manuseio, a cravação e a utilização da estaca.
Lembramos que as estacas cravadas por percussão são aquelas em que a própria estaca ou o molde são introduzidos nos terrenos através de golpes de martelo – de gravidade, de explosão, de vapor ou ar comprimido. A vibração é um fator existente, neste tipo de estaca, e deve-se levar em conta condições de vizinhança e peculiaridades do local.
Isso pode ser visto na figura abaixo em que aparece esse processo de cravação de uma estaca pré-moldada de concreto. O processo de cravação se inicia posicionando-se o bate-estaca sobre o piquete indicador do centro da estaca a ser cravada.
Estaca Franki
É uma estaca concretada in loco. A estaca Franki é executada através da cravação de um tubo, chamado tubo Franki, por meio de sucessivos golpes de um pilão, em uma bucha seca, de pedra e areia aderida à ponta do tubo.
Quando se atinge a cota de apoio, deve-se fazer a expulsão dessa bucha, executando assim a sua base alargada. Após isso, ocorre a instalação da armadura e execução do fuste de concreto com a simultânea retirada do revestimento (tubo de Franki).
Na figura abaixo é possível observar as etapas de execução da estaca Franki. Observe a cravação do tubo de revestimento, a expulsão da borracha, a instalação da armação e a concretagem.
De acordo com a NBR 6122, devemos estar atentos na obtenção da nega. A nega pode ser obtida de duas maneiras:
Para dez golpes de 1,0 metro de altura de queda do pilão;
Para um golpe de 5,0 metros de altura de queda do pilão.
Tubulões a Céu Aberto
Esse tipo de fundação profunda pode ser escavada manualmente ou mecanicamente, em que na sua etapa final uma pessoa deverá descer para realizar o alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base.
Nesse tipo de fundação, as cargas são transmitidas, essencialmente, pela base a um substrato de maior resistência, podendo ser empregado acima ou abaixo do lençol freático.
A concretagem do tubulão deve ser feita imediatamente após a conclusão de sua escavação. Ela é feita com o concreto simplesmente lançado da superfície, através de funil com comprimento mínimo de 1,50 metros. Isso é o que é mostrado na figura a seguir.
REPIQUE: Parcela elástica do deslocamento máximo de uma escada cravada.
NEGA: Medida da penetração permanente de uma estaca cravada. Medida da penetração da estaca após 10 golpes consecutivos,
Exercícios:
E
B
A
A