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4. TIPOS DE FUNDAÇÕES
Denomina-se fundação a porção de uma estrutura que conduz as cargas de uma obra para as camadas resistentes do solo sem causar ruptura do terreno de fundação. O processo de especificação de um tipo de fundação estabelece duas classificações de fundações denominadas em geral de fundações diretas e indiretas. Segue abaixo a classificação com os diversos tipos de fundação.
	Fundações diretas rasas
	blocos e alicerces
	
	sapatas
	corrida
	
	
	isolada
	
	
	associada
	
	
	alavancada
	
	radiers
	Fundações diretas profundas
	tubulões
	céu aberto
	
	
	ar comprimido
	Fundações indiretas
	brocas
	
	estacas de madeira
	
	estacas de aço
	
	estacas de concreto pré-moldadas
	
	estacas de concreto moldadas in loco
	Strauss
	
	
	Franki
	
	
	Raiz
	
	
	Barrete/Estacão
Tabela 1.1: Tipos de fundação
	
Fundações diretas são aquelas que transferem as cargas para camadas de solo capazes de suportá-las sem deformar-se exageradamente. Esta transmissão 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). Para a fundação rasa, a camada de suporte deve está próxima à superfície do solo com profundidade que pode variar de 1,0 à 3,0 metros, ou quando a cota de apoio é inferior à largura do elemento da fundação. No entanto, a fundação é julgada profunda se suas dimensões excedem todos os limites acima mencionados. Fundações indiretas são aquelas profundas em razão das dimensões das peças estruturais que transferem as cargas por efeito de atrito lateral do elemento com o solo e por efeito de ponta.
	
4.1 Fundações Diretas Rasas
4.1.1 Blocos e Alicerces
Este tipo de fundação é empregado quando existe atuação de pequenas cargas, por exemplo, de um sobrado. Os blocos são componentes estruturais de grande rigidez ligados por vigas denominadas “baldrames” que resistem esforços de compressão simples derivados das cargas dos pilares enquanto os casuais esforços de tração são absorvidos pelo próprio material do bloco. Elas podem ser realizadas de concreto simples não armado, pedra de mão argamassada ou não e alvenarias de tijolos comuns. Comumente, usa-se blocos quando a profundidade da camada resistente do solo está entre 0,5 e 1,0 m de profundidade. Os alicerces são chamados de blocos corridos e são usados na construção de pequenas residências e sustentam cargas provenientes das paredes resistentes que podem ser de alvenaria, pedra e concreto.
4.1.2 Sapatas 	
As sapatas não trabalham apenas à compressão simples, mas também à flexão, devendo neste caso serem executadas introduzido material resistente à tração. Quanto à forma, elas são usualmente de base quadrada, retangular, circular ou poligonal.
4.1.2.1 Sapatas isoladas
São aquelas que através de sua base, conduzem a carga de um pilar para o solo. Na figura abaixo são exibidas algumas sapatas isoladas.
Figura 4.1: Sapatas isoladas
4.1.2.2 Sapatas corridas
São elementos contínuos que seguem a linha das paredes, as quais lhes propagam a carga por metro linear. Em casos de edificações com cargas pouco grandes, por exemplo, em residências, utiliza-se alvenaria de tijolos. Entretanto, para cargas grandes e profundidades maiores que 1,0 m, torna-se propício e econômico a utilidade do concreto armado. 
Figura 4.2: Sapata corrida
4.1.2.3 Sapatas associadas
A sapata associada deve ser executada quando, por exemplo, em um projeto econômico existam um maior número de sapatas isoladas e a proximidades entre dois ou mais pilares seja tal que as sapatas isoladas se sobreponham. A viga de rigidez une os dois pilares com a função de permitir que a sapata trabalhe com tensão constante. 
Figura 4.3: Sapatas associadas
4.1.2.4 Sapatas alavancadas
Nesse tipo de sapata cria-se uma viga alavanca para casos de sapatas de pilares de divisa ou perto a obstáculos na qual não é possível fazer com que o centro de gravidade da sapata compatibilize com o centro de carga do pilar, fazendo com que um pilar absorva o momento resultante da excentricidade da posição de outro pilar.
Figura 4.4: Sapatas alavancadas	
4.1.3 Radiers 
Sua utilização é vantajosa quando a área das sapatas corridas com relação à da construção ultrapasse 50%. Ele é preparado em concreto armado pois resistem aos esforços de compressão, aos momentos provenientes dos pilares diferencialmente carregados e também resistem a pressões do lençol freático. A sua execução origina uma plataforma de trabalho para serviços posteriores, entretanto, estabelece a execução precoce de todos os serviços enterrados na área do radier, como instalações sanitárias. Além disso, vale ressaltar que o radier é uma peça inteiriça que pode conferir uma alta rigidez, impedindo grandes recalques diferenciais. 
Figura 4.5: Radier
4.2 Fundação Direta Profunda
4.2.1 Tubulões
Tubulões são elementos estruturais da fundação que transmitem a carga ao solo resistente por compressão, através da escavação de um fuste cilíndrico e uma base alargada tronco-cônica a uma profundidade igual ou maior do que três vezes o seu diâmetro (BRITO,1987). De acordo com o método de sua escavação, os tubulões são classificados em:
4.2.1.1 Tubulões a céu aberto
Sua execução é realizada de maneira mais simples e consiste na escavação manual de um poço com diâmetro que varia de 0,7 a 1,2 metro de modo que não haja desmoronamento durante a escavação e sua utilização fica restrito a solos coesivos e acima do nível d’água. Quando vai sendo escavado, o tubo de concreto pré-moldado ou metálico vai descendo até a cota necessária, tendo sua base alargada em forma de tronco de cone circular ou elíptico, depois sendo preenchido de concreto simples ou armado.
Figura 4.6: Tubulão a céu aberto
4.2.1.2 Tubulões com ar comprimido
Sua implementação é realizada por motivos de existência de água no local, por exigir grandes profundidades e ameaça de desmoronamento de paredes. Neste caso, a introdução de ar comprimido nos tubulões impossibilita a entrada de águ, pois a pressão interna é maior que a pressão da água, com pressão empregada de no máximo 3 atm, limitando a profundidade em 30m abaixo do nível d’água. 
O equipamento utilizado compõe de uma câmara de equilíbrio e um compressor. Durante a compressão, o sangue dos homens absorve mais gases do que na pressão normal. Se a descompressão for feita muito rapidamente, o gás absorvido em excesso no sangue pode formar bolhas, que por sua vez podem provocar dores e até morte por embolia. Para evitar esse problema, antes de passar à pressão normal, os trabalhadores devem sofrer um processo de descompressão lenta (nunca inferior a 15 minutos) numa câmara de emergência (BRITO,1987).
Estes tubulões são encamisados com camisas de concreto ou de aço. Para o primeiro, a cravação da camisa, abertura e concretagem da base é realizada sob ar comprimido, porque o serviço é feito manualmente. No segundo caso, a cravação é realizada a céu aberto com assistência de um bate estacas e a abertura e concretagem do tubulão são executados a ar comprimido.
Figura 4.7: Tubulão a ar comprimido
4.3 Fundação Indireta
4.3.1 Estacas 
	São peças estruturais alongadas com formato prismático ou cilíndrico na qual são cravadas (pré-fabricadas) ou preparadas no canteiro com o objetivo de conduzir as cargas a camadas profundas do terreno; conter os empuxos de terra ou de água; compactação de terrenos. As estacas recebem esforços axiais de compressão da obra que sustentam, resistindo através do atrito das paredes laterais da estaca contra, também pelas reações exercidas pelo solo resistente sobre a ponta do item. Dependendo de a estaca resista somente pelo atrito lateral ou pela ponta, ela é chamada respectivamente de estaca flutuante ou estaca carregada de ponta. 
	Existem tipos de estaca quanto a resistência do terreno, como podemos verificar a abaixo:
A capacidaderesistente da estaca em duas parcelas: atrito lateral e de ponta;
A estaca é carregada na ponta trabalhando como pilar;
É a estaca flutuante na qual resiste pelo atrito lateral;
É produzido um fenômeno do atrito negativo, ou seja, o solo ao invés de se opor ao afundamento da estaca, pelo contrário, vai pesar sobre ela contribuindo assim a sua penetração no solo.
Figura 4.8: Tipos de estacas quanto a resistência do terreno
4.3.1.1 Estacas de Madeira 
	As estacas de madeira são troncos de árvore cravados com bate-estacas de pequenas dimensões com diâmetro da seção podendo variar de 18 a 35cm e comprimento de 5 a 8 metros, normalmente limitado a 12 metros com emendas. Antes da difusão da utilização do concreto, elas eram utilizadas quando a camada de apoio às fundações se localizava em profundidades grandes. A vida útil de uma estaca de madeira é quase ilimitada, quando mantida definitivamente sob lençol freático (água). Se por acaso estiver sujeita a variação de umidade, apodrecerá ligeiramente. Mesmo assim, a estaca necessita ganhar tratamento de preservação para impedir o apodrecimento adiantado e contra-ataques de insetos xilófagos. As madeiras mais empregadas são: eucaliptos, aroeira, ipê e guarantã. 
As estacas de madeiras devem ser de madeira dura, resistente, em peças retas, roliças e descascadas. O diâmetro da seção pode variar de 18 a 35 cm e o comprimento de 5 a 8 metros, geralmente limitado a 12 metros com emendas. No caso da necessidade de comprimentos maiores as emendas deverão ser providenciadas com talas de chapas metálicas e parafusos, devidamente dimensionados. Atualmente empregam-se estacas de madeira para cumprimento de obras provisórias, principalmente em pontes e obras marítimas.
4.3.1.2 Estacas Metálicas
Estes tipos de estaca podem ser empregada para aproximadamente todas as características do terreno, podendo ser de perfis soldados, perfis laminados, estacas tubulares ou trilhos soldados, atingindo grande capacidade de carga; trabalham bem a flexão e se usadas em serviços provisórios, são reutilizadas diversas vezes. Seu uso requer cuidados de corrosão de material metálico e com um custo maior em comparação as estacas pré-moldadas de concreto, Franki e Strauss. 
Figura 4.9: Estacas metálicas
4.3.1.3 Estacas Pré-Moldadas de Concreto
Estas estacas possui a possibilidade de ser de concreto protendido ou armado, tendo limitações em seu comprimento devido aos problemas de transporte e equipamento fazendo com seja fabricada em segmentos, o que exige à necessidade de grandes estoques e armaduras especiais para içamento e transporte. Geralmente são pré-fabricadas em firmas especializadas ou no próprio canteiro, mas em um processo sob controle rigoroso.
Em alguns casos há necessidade de emendas e corte quando o comprimento real difere do previsto pela sondagem. Para emendas, normalmente constitui-se em um ponto crítico, dependendo do tipo de emenda: luvas soldadas, luvas de simples encaixe, emenda com cola epóxi através de cinta metálica e pinos para encaixe.
Figura 4.10: Estaca pré-moldada de concreto
Elas são retratadas em várias seções: quadradas, circulares, circulares centrifugadas (SCAC), duplo “T”. As vazadas podem permitir inspeção após a cravação.
A metodologia de cravação mais empregado é o de cravação dinâmica, onde o bate-estacas usado é o de gravidade. Este tipo de cravação proporciona um elevado nível de vibração, que pode causar problemas a edificações próximas do local. 
4.3.1.4 Estacas Mega
É recomendada para recuperação de estruturas que suportaram algum tipo de recalque ou danos ou para reforço de embasamento nos casos em que se deseje aumentar a carga sobre a fundação existente. Na sua execução são empregados pessoal e equipamentos especializados e usam módulos de estacas pré-moldados sendo sua cravação alcançada por reação da estrutura existente.
É formada de elementos justapostos (de concreto armado, protendido ou de aço) unidos uns aos outros por emenda especial e cravados sucessivamente por meio de macacos hidráulicos. Estes buscarão reação ou sobre a estrutura existente ou na estrutura que esteja sendo construída ou em cargueiras especialmente construídas para tanto (cravação estática). A solidarização da estaca com a estrutura é feita sob tensão: executa-se um bloco sobre a extremidade da estaca; com o macaco hidráulico comprime-se à estaca calçando a estaca sob a estrutura; retira-se o macaco e concreta-se o conjunto (ALONSO, 1979). 
Figura 4.11: Estaca Mega
4.3.1.5 Brocas
São estacas executadas “in loco” sem molde, por perfuração no terreno com o auxílio de um trado (∅15 a 30 cm) que pode atingir até seis metros de profundidade podendo ser aceitável para pequenas cargas de 50kN A 100Kn (Kilo Newton), sendo o furo posteriormente preenchido com o concreto apiloado. Aconselha-se que sejam executadas estacas somente acima do nível do lençol freático, para evitar o risco de estrangulamento do fuste. Devido ao esforço de escavação exigido são necessárias duas pessoas para o trabalho.
O espaçamento entre as estacas brocas numa edificação não pode ultrapassar 4 metros e devem ser colocadas nas interseções das paredes e de forma eqüidistante ao longo das paredes desde que menor ou igual ao espaçamento máximo permitido. Algumas restrições podem ser feitas a este tipo de estaca, como: baixa capacidade de carga, geralmente entre 4 e 5 tf; perigo de introdução de solo no concreto, quando do enchimento, além do estrangulamento do fuste; não existe garantia da verticalidade; só pode ser executada acima do lençol freático; comprimento máximo de aproximadamente 6,0 m (normalmente entre 3,0 e 4,0 m); trabalha apenas à compressão, porém, geralmente é utilizada uma armadura apenas para fazer a ligação com os outros elementos da construção.
Figura 4.12: Distribuição das estacas em obra de pequeno porte
Figura 4.13: Execução de estacas brocas
4.3.1.6 Estacas Strauss
A estaca Strauss é uma fundação em concreto (simples ou armado), moldada in loco, executada com revestimento metálico recuperável, apresentando vantagem de leveza e simplicidade do equipamento que emprega, o que possibilita a sua utilização em locais confinados, em terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes, com o pé direito reduzido. Outra vantagem operacional é de o processo não causa vibrações que poderiam provocar danos nas edificações vizinhas ou instalações que se encontrem em situação relativamente precária. Porém, em geral possui capacidade de carga menor que estacas Franki e pré-moldadas de concreto e possui limitação devido ao nível do lençol freático. Sua característica principal é o sistema de execução usar o revestimento metálico recuperável, de ponta aberta, para permitir a escavação do solo, podendo ser em solo seco ou abaixo do nível d’água, executando-se estacas em concreto simples ou armado. 
Figura 4.14: Execução de estacas strauss
4.3.1.7 Estacas Franki
As estacas tipo Franki apresentam grande capacidade de carga e podem ser executadas a grandes profundidades, não sendo limitadas pelo nível do lençol freático. Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução, área necessária ao bate-estacas e possibilidade de alterações do concreto do fuste, por deficiência do controle. Sua execução é sempre feita por firma especializada (BRITO, 1987).
Ao contrário das estacas pré-moldadas, estas estacas são recomendadas para o caso em que a camada resistente encontra-se em profundidades variáveis. Também no caso de terrenos com pedregulhos ou pequenos matacões relativamente dispersos, pode-se utilizar esse tipo de estacas. A forma rugosa do fuste garante boa aderência ao solo (resistência por atrito). Havendo a ocorrência de camada de argila rija poderá haver deslocamento da estaca já concretada por compressão lateral. Nesse caso a solução é atravessar a camada de argila usando trado para evitar impactos.
Na execução, crava-se o tubo no solo, logo a seguir se derrama uma quantidade de concreto quaseseco, apiloado por meio de um pesado maço, de modo a formar um tampão, para impedir a entrada d’água e solo no interior do tubo, que é arrastado e obrigado a penetrar no terreno. Alcançado a profundidade desejada, imobiliza-se o tubo e com percussões energéticas destaca-se o tampão, o qual junto com uma carga de concreto é apiloado no terreno para a formação do bulbo. Em seguida, lançam-se novas quantidades de concreto que se apiloam ao mesmo tempo em que se efetua a retirada parcial do tubo, elevando de 20 a 30 cm de cada vez.
Figura 4.14: Execução de estaca tipo franki
4.3.1.8 Estacas Raiz
É uma estaca de pequeno diâmetro concretada “in loco”, cuja perfuração é realizada por rotação ou rotopercussão, em direção vertical ou inclinada. Essa perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente, por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que introduzida através do tubo refluí pelo espaço entre o tubo e o terreno.
Completada a perfuração, coloca-se a armadura ao longo da estaca, concretando-se à medida em que o tubo de perfuração é retirado. A argamassa é constituída de areia peneirada e cimento, acrescida de aditivos fluidificantes adequados para cada caso (BRITO,1987).
A estaca raiz é indicada para reforços de fundação, complementação de obras, locais de difícil acesso e em obras onde é necessário ultrapassar camadas rochosas, fundações de obras com vizinhança sensível a vibrações ou poluição sonora, ou ainda, para obras de contenções de taludes.
 	Dependendo do equipamento utilizado as estacas podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical (0° a 90°). O equipamento perfuratriz é equipado com sistema de rotação e avanço do revestimento metálico provisório ou por máquinas a roto-percussão com martelo acionados a ar comprimido. São equipamentos relativamente pequenos e robustos que possibilitam a operação em locais com espaços restritos, no interior de construções existentes e locais subterrâneos. 
Existem ainda equipamentos autônomos sobre trator de esteiras, acionados por motor diesel para sua locomoção e para funcionamento do sistema hidráulico.
Figura 4.15: Execução da Estaca Raiz
4.3.1.9 Estacas Escavadas e Barretes
Estaca escavada, também chamada de estacão, é aquela com seção circular, executada por escavação mecânica com equipamento rotativo, utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha. A estaca barrete possui seção retangular, executada por escavação com guindaste acoplado com "clamshell", também utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha. Segundo a FUNDESP (1987), os processos de execução usuais das estacas escavadas e dos barretes podem ser divididos nas seguintes operações básicas: escavação do terreno com preenchimento da perfuração com lama bentonítica, colocação da armadura (quando necessária) e concretagem submersa.
Para estaca escavada, o equipamento de escavação consta essencialmente de uma mesa rotativa que aciona uma haste telescópica ("kelly-bar") que tem acoplada em sua extremidade inferior a ferramenta de perfuração, cujo tipo varia em função da natureza do terreno a perfurar: trado, caçamba ou coroa (Figura 4.16). À medida que penetra no solo por rotação, a ferramenta se enche gradualmente e, quando cheia, a haste é levantada e a ferramenta automaticamente esvaziada por força centrífuga (trado) ou por abertura do fundo (caçamba).
Figura 4.16: Ferramentas de perfuração
A mesa rotativa ou perfuratriz, normalmente instalada em um guindaste de esteiras, é acionada por um motor diesel e transmite, por meio de um redutor, o movimento rotatório à haste telescópica. A mesa também é dotada de uma central hidráulica que comanda o "pull down" da haste telescópica para dar maior penetração à ferramenta de perfuração. As manobras da mesa são controladas pelo operador do guindaste que aciona um cabo de aço para descida e subida da haste telescópica.