Apostila FUNDAÇÕES CONTENÇÕES Cap 01 parcial

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2015 
 
FTEC – FACULDADE DE TECNOLOGIA 
 
PROF. ANDRÉ LUÍS ABITANTE 
 
[FUNDAÇÕES E 
CONTENÇÕES] 
1) INVESTIGAÇÕES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS; 2) OBRAS 
DE CONTENÇÃO; 3) CONCEPÇÃO DE OBRAS DE 
FUNDAÇÕES; 4) FUNDAÇÕES RASAS; 5) FUNDAÇÕES 
PROFUNDAS. 
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FUNDAÇÕES E CONTENÇÕES – FTEC – PROF. ANDRÉ LUÍS ABITANTE 
1. INVESTIGAÇÕES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS PARA FUNDAÇÕES........................................... 04 
1.1. INTRODUÇÃO........................................................................................................... 04 
1.2. SPT – SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMENTO À PERCUSSÃO.............................. 04 
1.3. SPT-T – MEDIÇÃO TORQUE SONDAGENS SIMPLES 
RECONHECIMENTO....................................................................................................... 
08 
1.3.1. O ÍNDICE DE TORQUE (TR)............................................................................................ 08 
1.3.2. CONCEITO DE “N” EQUIVALENTE (Neq)......................................................................... 08 
1.4. CORRELAÇÕES DIVERSAS – RESISTÊNCIA SOLO x PENETRAÇÃO “N” DOS ENSAIOS 
SPT............................................................................................................................... 
09 
1.4.1. CONDIÇÕES BÁSICAS PARA O ESTABELECIMENTO DE CORRELAÇÕES EM 
AREIAS.......................................................................................................................... 
09 
1.4.2. EFEITO DO ENVELHECIMENTO (AGING – AF Aging Factor)............................................. 10 
1.4.3. CORRELAÇÃO COM O ÂNGULO DE ATRITO INTERNO (φ) DAS PARTÍCULAS DE 
AREIA........................................................................................................................... 
11 
1.4.4. RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE ARGILAS SATURADAS................................................. 12 
1.4.5. RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE ARGILAS SATURADAS.................................................. 12 
1.4.6. MÓDULO DE ELASTICIDADE........................................................................................... 13 
1.4.7. MÓDULO DE CISALHAMENTO MÁXIMO (G0 ou Gmax).................................................. 13 
1.4.8. TENSÃO DE RUPTURA DE FUNDAÇÕES DIRETAS EM AREIAS.......................................... 13 
1.5. INFORMAÇÕES RELEVANTES FORNECIDAS PELO SPT-T E NÃO DISPONÍVEIS NO CASO DO 
SPT.......................................................................................................................... 
13 
1.5.1. PEDREGULHOS NO INTERIOR DE UMA MASSA DE SOLO SEDIMENTAR ARENOSO E 
FRAGMENTOS DE ROCHA EM SOLOS SAPROLÍTICOS...................................................... 
13 
1.5.2. IDENTIFICAÇÃO DE SOLOS COLAPSÍVEIS........................................................................ 14 
1.5.3. EXTRAPOLAÇÃO DA EXPERIÊNCIA ADQUIRIDA COM OS SOLOS DA BACIA SEDIMENTAR 
TERCIÁRIA DE SÃO PAULO (BSTSP) PARA OUTROS 
SOLOS............................................................................................................................. 
15 
1.5.4. AVALIAÇÃO INDIRETA DA EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO QUE SERÁ UTILIZADO PARA 
EXECUÇÃO DO SPT.......................................................................................................... 
15 
1.6. AMOSTRAGEM.......................................................................................................... 15 
1.6.1. AMOSTRAGEM DEFORMADA........................................................................................... 15 
1.6.2. AMOSTRAGEM INDEFORMADA...................................................................................... 16 
1.7. PRESSIOMÊTROS........................................................................................................ 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INVESTIGAÇÕES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS PARA FUNDAÇÕES 
 
1.1. INTRODUÇÃO 
 
 Para conhecermos totalmente o substrato a ser analisado, e elaborarmos o melhor projeto 
geotécnico e de fundações, seguimos estes procedimentos macros: 
 
IDENTIFICAÇÃO  CLASSIFICAÇÃO  CONSTITUIÇÃO DAS CAMADAS 
 
 Para tanto devemos proceder a obtenção de amostras para ensaios de duas categorias: 
 
1) “In situ” – ensaios elaborados no campo que, na prática, há praticamente predominância total; 
2) Em laboratório – este tipo de investigação está restrito aos casos especiais da engenharia, 
principalmente em locais de ocorrência de solos coesivos. 
 
 Entre os ensaios de campo existente e praticados em todo o mundo, alguns se destacam: 
 
1) SPT = “Standard Penetretion Test”; 
2) SPT-T = “Standard Penetretion Test”, complementado com medidas de torque; 
3) CPT = Ensaio de penetração de cone; 
4) CPT-U = Ensaio de penetração de cone, complementado com medidas de pressões neutras, 
também chamados de Piezocones; 
5) “Vane Test” = Ensaios de palheta; 
6) Pressiomêtros = modelo de Ménard e auto-perfurantes; 
7) Dilatômetros = modelo de Marchetti; 
8) Provas de carga = Ensaios de carregamento de placa; 
9) “Cross-Hole” = ensaio geofísico. 
 
Custo menor  Custo maior 
Mais utilizados Análise 
detalhada 
Desatualizados Futuro potencial Geofísicos 
1) SPT 1) CPT 
Placas 
1) Vane Test Cross Hole 
(valor módulo de 
cisalhamento 
máximo) 
2) SPT-T 3) CPT-U 2) Dilatômetro 
 3) Pressiômetro 
 Tabela 1.01 
 
 Dos ensaios geofísicos, o mais importante para a Engenharia de fundações é o ensaio “Cross-
Hole”, que fornece o módulo de cisalhamento máximo (Go), principal parâmetro geotécnico para 
estudos das características de rigidez dos solos, ou seja, graficamente: fornece escalas de degradação do 
solo pelo aumento das deformações cisalhantes, pegando níveis baixíssimos de deformação. Tudo isto é 
fundamental para fundações sujeitas a esforços dinâmicos, como por exemplo, as fundações “OFF 
SHORE” (Geotecnia Off Shore e/ou Geotecnia Marinha), estruturas construídas dentro e sob os mares: 
túneis e fundações (no Brasil, principalmente para estruturas de exploração de hidrocarbonetos). Este 
tipo de fundações (off shore) não estão no conteúdo programático do curso em questão. 
 
 
1.2. SPT – SONDAGEM DE SIMPLES RECONHECIMENTO À PERCUSSÃO 
 
 A sondagem à percussão seja talvez o mais antigo e usado procedimento geotécnico de campo, 
pois tem capacidade de amostrar o subsolo; este quando associado: 
 
SONDAGEM PERCUSSÃO + PENETRAÇÃO DINÂMICA = SPT 
 
 O SPT mede a resistência do solo ao longo de uma profundidade desejada, da seguinte 
maneira: 
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 - Retira-se amostras deformadas a cada um (01) metro de solo atravessado; 
 - Mede-se a resistência (N) oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão, ou seja, a 
cada metro perfurado; 
 - Mede-se a posição do NA quando encontrado durante a perfuração. 
 
 O ensaio foi idealizado e teve seu procedimento apresentado por Décourt et al, em 1988. No 
Brasil o mesmo está normalizado pela ABNT através da NBR 6484, conforme abaixo: 
 
1) Crava-se um amostrador padrão por queda livre: 
  Altura = 75cm; Peso = 65 kg (martelo); 
2) Determina-se em planta a posição dos pontos (furos) na área a ser investigada; usualmente 
fura-se nos limites do lote (lindeiros) e em locais demaior concentração de carga; 
3) Distancias entre furos:  áreas urbanas = 15 a 30 metros; 
 áreas rurais (campo aberto) = 50 a 100 metros; 
4) Evitar muitos furos alinhados e principalmente, um único furo, nunca utilizar; 
5) As resistências à penetração, para projetos de fundações, são tratadas de forma estatística; 
6) Em corte (na vertical) os furos de sondagem devem ser nivelados em relação a um único 
RN para toda a obra, de preferência fora do local de execução, por exemplo, um meio-fio; 
7) A topografia das sondagens é de extrema importância e deve ser refeita qualquer que seja 
o tipo de interferência – terraplenagem de terreno e variações de marés; 
8) A sondagem propriamente dita inicia-se com a montagem do “tripé” – um conjunto de 
roldanas e cordas para auxilio na composição da haste e levantamento do martelo; 
9) Com uso de um “trado cavadeira”, perfura-se até um metro de profundidade, recolhe-se 
uma amostra representativa do solo, que serão numeradas a partir da “Amostra 0”; 
10) Feito o furo, acondiciona-se na ponta da haste (1”) o amostrador padrão (1 3/8” e 2”, 
diâmetros interno e externo) que é apoiado no fundo da perfuração aberta; 
 
 
 
11) Neste momento ergue-se o martelo (75cm) e deixa-se que o mesmo caia sobre a haste, 
procedimento realizado até que 45cm do amostrador padrão tenha penetrado no solo; 
12) Conta-se o número de golpes necessários para cada penetração equivalente à 15cm (dos 
45cm totais); 
13) A soma do número de golpes necessários à penetração dos últimos 30cm do amostrador é 
designada como “N”; 
14) A amostra do “bico” do amostrador deve ser recolhida e acondicionada; 
15) Prossegue-se então a abertura de mais um metro de furo, até alcançar a cota seguinte, ou 
seja, 2m – para tanto se utiliza um trado helicoidal, que remove o material perfurado 
(desde que tenha certa coesão e não esteja abaixo do NA); 
 
 Quando não é possível seguir com “avanço a trado”, seja por resistência exagerada do solo ou 
presença do NA, prossegue-se a perfuração com auxílio de circulação (injeção) de água sob 
pressão, com uso de motobomba, uma caixa d´água para decantação e um “trépano”, 
equipamento que substitui o amostrador padrão na ponta da haste. Algumas vezes, para se 
preservar estáveis as paredes do furo, pode ser necessário uso de cravação de “tubos de 
revestimento”, geralmente com 3” de diâmetro. 
 
 A profundidade a ser atingida depende do porte da obra a ser edificada e conseqüentemente 
das cargas a serem transmitidas ao terreno. A NBR 6484 fornece critérios mínimos como orientação, por 
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isto, para que não se fure nem a mais nem a menos que o necessário ao projeto de fundações, o 
profissional (Engenheiro) deve acompanhar as sondagens e realizar inspeções visuais (feeling). 
 
 Importância primordial tem a determinação do nível d´água (NA). Geralmente observa-se que a 
água provém do fundo ou das paredes do furo, ocupando-o em parte; por isto devemos aguardar sua 
estabilização para somente depois anotarmos a profundidade da superfície correspondente de água. 
Recolhe-se o primeiro surgimento de água com auxílio do “baldinho” (cano de 1” de diâmetro), aguarda-
se o surgimento novamente da água, deixa-se estabilizar e anota-se novamente a profundidade da 
lâmina. Atentar para a existência de mais de um lençol no mesmo furo, o chamado “lençol 
empoleirado”. Nestes casos devemos revestir o furo para isolar o primeiro lençol, prosseguindo-se a 
perfuração a trado até detectar-se o seguinte. 
 
AMOSTRAS EM MÃOS: 
 
 Laboratório = para análise tátil e visual; 
 Classificação = Definição das camadas de solo sedimentar (tipos e espessuras); 
 Dúvidas em relação a solos que se situam nas fronteiras granulométricas (ex.: argila siltosa ou silte 
argiloso?), executar ensaio granulométrico laboratorial, ex.: limites de Atterberg. 
 Determinar os perfis individuais (por furo) do subsolo, que devem conter: 
 
1) Cota ou Elevação – nivelamento vertical (RN, em corte); 
2) Todas as camadas horizontais encontradas; 
3) Cota do NA (nível d´água); 
4) “N” – num. necessário de golpes (/ camada) à cravação dos últimos 30cm do amostrador. 
 
 
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1.3. SPT-T – MEDIÇÃO TORQUE SONDAGENS SIMPLES RECONHECIMENTO 
 
 A introdução desse ensaio na rotina de serviços de sondagem, assim como o estabelecimento 
das regras básicas para sua interpretação, é obra de Décourt e Quaresma Filho (1991 e 1994). 
Basicamente o equipamento constitui-se de: 
 
 - Torquímetro = capacidade mínima de 50 kgf x m; melhor: 80 kgf x m c/ ponteira de arraste; 
 - Chave soquete = ferramenta sextavada, para aperto ou afrouxo de pinos e porcas; 
 - Disco centralizador = em aço, diâmetro 3”, furo central de 1 ¼”, objetivo de manter a 
percussão centralizada em relação ao tubo guia; 
 - Pino adaptador = tarugo sextavado em aço, diâmetro 1 ¼” com rosca BSP de 1”. 
 
 
 
 A medida de torque, conforme NBR 6484, deve ser feita a cada ensaio de penetração (SPT). 
Depois de cravado o amostrador padrão, retira-se o batedor e coloca-se o disco centralizador apoiado 
no tubo guia e, rosqueia-se na mesma luva do batedor, o pino adaptador. A chave soquete vai no pino 
onde será acoplado por sua vez o torquímetro. O torquímetro serve de alavanca e é movimentado 
circularmente (rotacionado), num plano horizontal e em torno de um operador, onde alguém deve 
observar e anotar o máximo valor lido, interrompendo imediatamente a rotação (no instante da leitura 
máxima). Em alguns casos pode ser interessante anotar o valor residual, após o torque máximo. 
 
1.3.1. O ÍNDICE DE TORQUE (TR) 
 
 O estabelecimento de correlações estatísticas entre o torque e o valor da resistência a 
penetração, permite classificar os solos de acordo com a sua estrutura interna. A principal delas é o 
índice de torque: 
 
TR = T / N 
 
Onde: 
 T = torque medido em kgf x m; 
 N = valor medido SPT, soma do núm. de golpes p/penetração de 30cm do amostrador. 
 
1.3.2. CONCEITO DE “N” EQUIVALENTE (Neq) 
 
 O principal método de interpretação do ensaio SPT-T tem por base o conceito de Neq. 
 A bacia sedimentar terciária de São Paulo é a região (solo) mais estudada do Brasil, cujo índice 
de torque (relação T / N) é de aproximadamente 1,2. 
 Para um solo qualquer, segundo Décort (1991b), o Neq trata-se do valor do torque (T) dividido 
por 1,2. A idéia aqui seria utilizar preferencialmente o valor do torque, mais confiável em relação a 
estrutura do solo que os valores de (N), relacionando um tipo de solo qualquer com o solo de São Paulo, 
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pouco estruturados e que possuem um grande número de correlações estabelecidos. Este 
procedimento é recomendado com cautela e não é obrigatório. 
 Outra utilização dos valores de torque é nas correlações diretas entre o atrito unitário de 
estacas e o atrito unitário amostrador (Alonso, 1994). 
 
 
1.4. CORRELAÇÕES DIVERSAS – RESISTÊNCIA SOLO x PENETRAÇÃO “N” DOS 
ENSAIOS SPT 
 
 Devemos lembrar que o SPT trata-se de um ensaio mecânico operado por humanos, ou seja, 
suscetível a erros. Tipos de equipamentos, manutenção, calibrações e falhas de operação (anotação de 
tempos e valores errados), podem ser chamados de nível de eficiência (Ei) do SPT. 
 A eficiência do SPT brasileiro, quando executado rigorosamente de acordo com NBR 6484, fica 
em média de 72% (Décourt et al 1989). Nos EUA atualmente, comercialmente falando, existe venda de 
ensaios com eficiências entre 40% e 95%. 
 
 
1.4.1. CONDIÇÕES BÁSICAS PARA O ESTABELECIMENTO DE CORRELAÇÕES EM 
AREIAS 
 
 Para que encontremos a verdadeiraresistência à penetração, dois fatores são fundamentais: 
 
1) Eficiência do SPT; 
2) Nível médio de tensões na profundidade de ensaio. 
 
 Estes valores encontrados devem ser comparados, sempre, a valores de resistência a 
penetração pré-determinadas (ou experimentais) a várias profundidades. Temos também a opção de 
Décourt (1989), que recomenda que os valores de N sejam corrigidos pela seguinte expressão: 
 
CN = (σ’1 / σ’)
0,5 e N1 = CN * N 
 
Onde: 
 σ’1 = tensão efetiva para areia normalmente adensada, sujeita a tensão vertical efetiva (σ’V) 
de 100 kPa; 
 σ’ = tensão efetiva ano nível de execução do SPT. 
 
 Mundialmente convenciona-se utilizar um nível de eficiência de 60% (padrão de segurança - Ei = 
60%). O valor de N padronizado, para uma determinada “σ’1“ é designado por (N1)60. 
 
 
EXEMPLO 
 
 Areia normalmente adensada, sem água (NA) e peso específico (N) de 18 kN/m
3
, teríamos: 
 
 σ’V = 36 kN/m
2
; 
 Profundidade (Z) = 2,0 m; 
 N60 = 5 (soma golpes – cinco - à prof. de 2,0m, para cravar últ. 30 cm do amostrador); 
 
N1 = CN * N 
N1 60 = (σ’1 / σ’)
0,5 * N 
N1 60 = (100 / 36)
 * 5 
N1 60 = 8,33 golpes 
 
 
10 
 
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 σ’V = 360 kN/m
2
; 
 Profundidade (Z) = 20,0 m; 
 N60 = 16 (soma golpes - dezesseis - à prof. de 20,0m, para cravar últ. 30 cm do amostrador); 
 
N1 = CN * N 
N1 60 = (σ’1 / σ’)
0,5 * N 
N1 60 = (100 / 360)
 * 16 
N1 60 = 8,43 golpes 
 
 As areias devem ter obrigatoriamente corrigidos seus valores de N-SPT. Repare nos exemplos 
acima que esta areia, a 20m de profundidade, apesar de apresentar N-SPT 16, tem a mesma 
compacidade relativa do que a areia a 2m de profundidade, que apresenta valor de N-SPT 5. O ensaio 
apresenta um índice de compacidade relativa da areia (ID) equivalente a 37%, ou seja, N1 60 / ID
2
 ≈ 60, 
segundo Skempton (1986). 
 
 
1.4.2. EFEITO DO ENVELHECIMENTO (AGING – AF Aging Factor) 
 
 Aging é um fenômeno que ocorre com as areias, caracterizado pelo aumento da rigidez com o 
tempo. O fator de idade foi introduzido por Décourt (1989) e é definido como a relação entre a 
resistência à penetração de uma areia naturalmente envelhecida e a resistência que a mesma areia 
daria, mantidas as mesmas condições de densidade de antes do carregamento (ou em laboratório). 
 A tabela 1.02, apresentada por Skempton (1986), mostra a variação da resistência pelo tempo 
do depósito da areia. Fica claro também que valores determinados em laboratórios ou câmaras de 
calibração não devem ser aplicadas na prática. 
 Valores de campo de N-SPT devem ser multiplicados por 0,50 – 0,60 (inverso do fator de idade 
AF) para que correlações com valores obtidos em câmaras de calibração possam ser utilizadas de forma 
adequada, na prática de engenharia. 
 
TIPO IDADE (anos) N1 60 / ID 
2 
Ensaios de laboratórios 10
-2 
35 
Aterros recentes 10 40 
Depósitos naturais > 10
2
 55 
 Tabela 1.02 
 
 
1.4.3. CORRELAÇÃO COM O ÍNDICE DE DENSIDADE (COMPACIDADE RELATIVA) ID 
DAS AREIAS 
 
 Entre as diversas correlações existentes na literatura, recomenda-se as de Skempton (1986), 
válidas para areias naturais normalmente adensadas, reproduzida na Tabela 1.03: 
 
 ID (%) 
0 15 35 65 85 100 
MUITO FOFA FOFA MÉDIA COMPACTA 
MUITO 
COMPACTA 
 
0 3 8 25 42 58 
 (N1)60 
 
 Para areias médias  ID entre 35% e 85%  (N1) 60 / ID 
2
 ≈ 60; 
 Para areias finas  (N1) 60 / ID 
2
 ≈ 55; 
 Para areias grossas  (N1) 60 / ID 
2
 ≈ 65; 
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1.4.4. CORRELAÇÃO COM O ÂNGULO DE ATRITO INTERNO (φ) DAS PARTÍCULAS 
DE AREIA 
 
GIBBS e HOLTZ (1957)  DE MELLO (1967, 1971)  DÉCOURT (1989) 
 
 Os estudos de Décourt levam em conta as diferenças entre areias frescas (de laboratório) e 
areias encontradas na natureza (Aging), os efeitos de sobreadensamento e a eficiência dos 
equipamentos e ensaios de SPT. 
 A tabela 1.04 e o ábaco da Figura 1.05 apresentam os valores de ângulo de atrito interno (φ) 
em função de (N1) 60, isto é, do número de golpes N do SPT em uma areia natural (com aging) convertido 
para uma tensão efetiva vertical de confinamento de 1,0 kgf/cm
2
 (100 kPa), para eficiência padrão de 
60%. 
 
 
 
(N1) 60 Φ (
o) 
6,41 30 
7,63 31 
9,02 32 
10,59 33 
12,37 34 
14,41 35 
16,73 36 
19,40 37 
22,48 38 
26,04 39 
30,17 40 
34,99 41 
40,64 42 
47,28 43 
 Tabela 1.04 
 
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 No Brasil, para convertermos o N-SPT para N60, basta multiplicar o número de golpes por 1,2 
(72% / 60% = 1,2). Segundo estudos de De Mello (1967-1971) as correlações de N com φ são as mais 
adequadas, muito melhores que as correlações de N com ID. 
 Podemos estimar e comparar ID x φ de solos granulares de características diversas, como 
apresentadas em estudos de Burmister (1948): 
 
 
 
 
1.4.5. RESISTÊNCIA NÃO DRENADA DE ARGILAS SATURADAS 
 
 Decourt (1989), baseado em processos empíricos (e sondagens confiáveis), recomenda que a 
resistência não drenada de argilas saturadas* seja dada por: 
 
Cu = 12,5 N (kN / m
2) 
 
* Resistências obtidas a partir de ensaios de compressão triaxial rápidos (Ensaios UU – não adensado / 
não drenado), tendo-se o cuidado de reproduzir em laboratório as tensões e condições “in situ”. 
 
 
1.4.6. MÓDULO DE ELASTICIDADE 
 
 Decourt et al (1989) foi quem sugeriu a correlação do módulo de elasticidade do solo: 
 
E = 30 N72 (MN / m
2) 
 
 A tabela 1.05 faz distinção entre três tipos de solo e levando-se em consideração a elevada não 
linearidade no nível de tensões/deformações, ou seja na prática, são válidas para sapatas quadradas 
rígidas com recalques admissíveis da ordem de 1% do seu lado. 
 
TIPO DE SOLO E (MN/m2) 
Areias 3,5 N72 
Solos intermediários 3,0 N72 
Argilas saturadas 2,5 N72 
 
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1.4.7. MÓDULO DE CISALHAMENTO MÁXIMO (G0 ou Gmax) 
 
 Segundo Stroud (1988): 
 
G0 = 7,0 N72 (MN/m
2) 
 
 Segundo Barros (1992) para argilas lateríticas: 
 
G0 = 47,5 N72
0,72 (MN/m2) 
 
 
1.4.8. TENSÃO DE RUPTURA DE FUNDAÇÕES DIRETAS EM AREIAS 
 
 Segundo Briaud e Jeanjean (1994) a tensão convencional de ruptura de fundações quadradas, 
rasas, em areias, pode ser aproximadamente avaliada por: 
 
qP ≈ 95 N60 (kN/m
2) qP ≈ 115 N72 (kN/m
2) 
 
 A ruptura acima considerada não é física mas sim a convencional, definida como a carga 
correspondente a uma deformação de 10% da largura da sapata. 
 
 
1.4.9. TENSÃO DE RUPTURA DE PONTA E DE ATRITO LATERAL DE ESTACAS 
 
 Este tema será abordado profundamente mais adiante em capítulo específico. 
 
 
1.4.10. PRESSÃO DE PRÉ-ADENSAMENTO DE ARGILAS (σ’P) 
 
 Para os solos do estado de SP, Décourt (1989) sugere: 
 
σ’P = 33,33 N72 (kN/m
2) 
 
 
 
1.5. INFORMAÇÕES RELEVANTES FORNECIDAS PELO SPT-T E NÃO 
DISPONÍVEIS NO CASO DO SPT 
 
 
1.5.1. PEDREGULHOS NO INTERIOR DE UMA MASSA DE SOLO SEDIMENTAR 
ARENOSO E FRAGMENTOS DE ROCHA EM SOLOS SAPROLÍTICOS 
 
 Em uma camada de areia é freqüente encontrar camadas que ofereçam um ligeiro aumento e 
determinada resistência à penetração, na prática, em locais (camadas) específicos onde os valores de N-
SPT aumentem subitamente, acima de 3x, 4x até mais de 5x a resistênciada camada anterior. 
 
 
EXEMPLO 
 
 Considere uma areia com valores de N entre 10 e 15 e valores de torque T entre 12 e 16, a certa 
profundidade; mais adiante em um dado local, mede-se uma penetração N 40, porém, valores de torque 
praticamente na mesma faixa, 10 a 16. Na prática, um relatório deste furo de sondagem está ilustrado 
na figura: 
14 
 
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 Figura 1.07 – Presença de pedregulhos em maciço de solo arenoso 
 
 De acordo com os critérios da NBR 6484, neste ponto teríamos uma areia muito compacta, que 
na realidade trata-se de pedregulho com dimensões semelhantes à do bico do amostrador e, por este 
motivo interferem na medida de N, porém não representam na prática nem mesmo uma densidade 
mais elevada. Os valores de torque não afetados pela presença de pedregulhos de mesmo diâmetro na 
ponta do amostrador, o que demonstra a imprecisão dos valores de N nesta faixa. 
 
1.5.2. IDENTIFICAÇÃO DE SOLOS COLAPSÍVEIS 
 
 Argilas colapsíveis podem ser identificadas facilmente através do índice de torque “TR”. Valores 
de TR entre 1,0 e 1,2 indicam solos estáveis com índice de colapsividade IC ≤ 2%, enquanto valores de TR 
iguais ou superiores a 2,0, são indicativos de solos colapsíveis. Isto fica comprovado na figura 1.08, 
extraída de Décourt (1992): 
 
 
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1.5.3. EXTRAPOLAÇÃO DA EXPERIÊNCIA ADQUIRIDA COM OS SOLOS DA BACIA 
SEDIMENTAR TERCIÁRIA DE SÃO PAULO (BSTSP) PARA OUTROS SOLOS 
 
 Como já comentado, o solo mais estudado é o da chamada região BSTSP. O conceito de Neq (N-
SPT Equivalente) permite estabilizar alguns valores de casos onde o SPT tradicional apresenta ora 
subavaliados, ora superavaliados, tais como para estimar: 
 
 - Estrutura dos solos (resistência a penetração); 
 - Sobreadensamento em areais; 
 
 A resistência a penetração é determinada com certa precisão pelo torque e índice de torque 
(TR). Para solos da BSTSP essa relação é 1,2 (torque kgf x m). Quanto maior o TR (índice de torque) mais 
estruturado será o solo. 
 Reforçando  este procedimento não é obrigatório. Vários estudos mostram o Neq pode ser 
útil não só para a região em questão: Terzaghi e Peck (1948), De Mello (1967-1971), Clayton et al (1985), 
Décourt (1989), Décourt (1993), Décourt e Quaresmo Filho (1994), Décourt e Niyama (1994). Na 
presente data essas relações refletem apenas uma especulação, não se constituindo em algo 
devidamente comprovado. 
 
1.5.4. AVALIAÇÃO INDIRETA DA EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO QUE SERÁ 
UTILIZADO PARA EXECUÇÃO DO SPT 
 
 Uma vez conhecido o solo e tendo-se estabelecido o provável número de TR, podemos avaliar a 
eficiência do equipamento utilizado com outro qualquer em uso em área próxima. Conforme 
preconizado pela norma brasileira, em um mesmo tipo de solo, os valores de torque não podem variar. 
Os valores de N, porém, são muito sensíveis a variações de eficiência, acarretando variações 
proporcionais no índice TR: 
 
 Equip. descalibrado  num. “X” torque = núm. N superiores ao real = TR inferior ao real; 
 Equipamento cabibrado  num. “X” torque = núm. N padrão = TR próximo do real. 
 
 
1.6. AMOSTRAGEM 
 
 Toda amostragem deve ser precedida de um mapeamento de simples reconhecimento, por 
dois motivos: 
 1) Localizar exatamente a camada desejada; 
 2) Definir amostra adequada para terreno do sub-solo. 
 
 Estas amostras são divididas em dois grandes grupos: 1) Deformada; 2) Indeformada. 
 
 
1.6.1. AMOSTRAGEM DEFORMADA 
 
 Durante o processo de obtenção da amostra, não há preocupação de manter inalteradas a 
estrutura e as condições de umidade do solo. 
 
 Normalmente utilizadas para: 
 
 Determinar características físicas do solo; 
 Estudos de materiais de jazidas de empréstimo; 
 Determinação de parâmetros para compactação (Ensaio de Compactação - Proctor); 
 Determinação de resistência de solos compactados (Ensaio CBR). 
 
 
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 À pequenas profundidades estas amostras são usualmente obtidas com: 
 
 Pá e picareta (superficial); 
 Trado concha ou cavadeira manual. 
 
 
 
Procedimentos de coleta: 
 
 Quantidade representativa armazenada em cápsula de alumínio vedada; 
 Em perfurações a trado ou escavadeira deve-se considerar as mudanças de camada e 
armazená-las sem recipientes separados; 
 Cada amostra deve conter: 1) Número; 2) Profundidade; 3) Tipo de material (análise 
visual); 4) Posição em relação ao NA. 
 
 
1.6.2. AMOSTRAGEM INDEFORMADA 
 
 São aquelas onde se espera coletar uma amostra o mais representativa possível da realidade, 
ou seja, mantendo os parâmetros que o solo que apresenta em seu estado natural. Na realidade o que 
se obtém é uma amostra pouco deformada, cuja qualidade é função: 
 
 Qualidade do procedimento de coleta e amostragem; 
 Formas de embalagem, acondicionamento e transporte da amostra; 
 Tempo de armazenamento; 
 Método de retirada e qualidade de ensaio em laboratório. 
 
 Existem, comercialmente falando, três tipos (maneiras) de se obter uma amostra indeformada. 
As opções são escolhidas em função da profundidade, tipo de material, posição da camada em relação 
ao NA. As maneiras mais comuns de amostra indeformada: Blocos (indeformados), Amostras Shelby e 
Amostras Denison. 
 
 
1) BLOCOS INDEFORMADOS 
 
Normalmente retirados via poços de inspeção: 
 
- Materiais estáveis (solos finos e coesivos); 
- Situados acima do NA; 
- Blocos de aresta 30 cm; 
- Retirados (esculpidos) das laterais e do fundo do poço; 
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- Amostras são envolvidas em tela de tecido e parafinadas (manter umidade); 
- Transportados em caixas com serragem; 
- Em laboratório são armazenadas em câmara úmida / fria; 
- Marcar no bloco a orientação ao norte e a identificação das fases superior e inferior. 
 
 Amostras obtidas por intermédio de amostradores: 
 
 
2) AMOSTRAS SHELBY 
 
 Normalmente retiradas com amostradores de latão, alumínio ou aço inox, de parede fina, 
denominados Shelby. Utilizados em solos de baixa consistência. Quanto maior o diâmetro do 
amostrador, melhor a qualidade da amostra, estes usualmente ficam entre 3” e 4”. 
 A amostragem é realizada com auxilio de equipamento de sondagem a percussão, com uso de 
um tubo de revestimento de 6”. Após a abertura do furo até a cota do início da sondagem, limpa-se o 
canal para garantir a qualidade da amostra, e posiciona-se o amostrador no fundo da vala: 
 
 - Com auxílio de cabo de aço crava-se o amostrador de forma a penetrá-lo no material; 
 - Nunca penetrar demais o amostrador, do contrario ao remover-se a amostra ela sofreria 
compressão, deixando de ser indeformada; 
 - Retirada a amostra, imediatamente sela-se as extremidades com parafina; 
- Transportados em caixas com serragem; 
- Em laboratório são armazenadas em câmara úmida / fria; 
- As amostras devem ser mantidas sempre na vertical (conforme posição natural). 
 
3) AMOSTRAS DENISON 
 
 Amostras removidas com auxílio de sonda rotativa e utilização de amostradores Denison. Tais 
amostradores levam em seu interior uma camisa de latão onde fica acondicionada a amostra retirada. 
Este tipo de amostra é ideal para solos com certa resistência e camadas situadas abaixo do NA. Quanto 
maior o diâmetro do amostrador melhor a amostra, sendo que, comercialmente falando, geralmente o 
diâmetro disponível da camisa é de 2 ½”, e o bom equipamento contém: 
 
 - Amostrador Denison com perfuração rotativa e tubo de revestimento HW; 
 - Sistema rotativo com avanço refrigerado à água e proteção para amostra; 
 - Sistema de proteção da amostra ao movimento de rotação doamostrador. 
 
 
1.7. PRESSIOMÊTROS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. ANÁLISE, PROJETO E EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES RASAS 
 
 
7.1. INTRODUÇÃO 
 
 - Apóiam-se a uma pequena profundidade em relação ao solo circundante; 
 - Entenda-se como pequena profundidade a seguinte relação: 
 
A profundidade (D) dividida pela largura da base (B) de fundação, deve ser menor ou igual a um (1). 
 
 
 
 
 
 - A profundidade das escavações para sub-solo, por exemplo, não é levada em consideração na 
classificação do tipo de fundação; 
 
 - Em seu dimensionamento serão considerados fundamentais: 
 
1) Tensão admissível do solo de apoio (σa); 
2) σa = estimado através dos critérios de segurança (ruptura do solo) e deslocamentos 
(recalques do solo); 
3) Recalque limite aceitável para um dado problema prático; 
 
 
7.2. TIPOS DE FUNDAÇÕES RASAS 
 
 Do ponto de vista estrutural temos: SAPATAS, BLOCOS e RADIERS. 
 
 
7.2.1. BLOCOS DE FUNDAÇÃO 
 
 - Feitos em concreto simples (não armados); 
 - Altura (H) relativamente grande, calculada para que a estrutura trabalhe somente à 
compressão (as tensões de tração são absorvidas pelo mesmo); 
 - Formas: cônica (tubulão a céu aberto), escalonado ou pedestal. 
 
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7.2.2. SAPATAS DE FUNDAÇÃO 
 
 - Feitas em concreto armado; 
 - Altura (H) menor quando comparadas aos blocos; 
 - Resistem principalmente por flexão; 
 - Forma muito variável (em planta): quadrada (B = L); retangular (L ≤ 5*B); 
 - Podem ser associadas, principalmente quando a proximidade entre pilares impede o cálculo 
do elemento isolado; neste caso uma única sapata serve de fundação para dois ou mais pilares; 
 
 
 
 - Nas divisas não é possível projetar sapatas centradas nos pilares, deve-se então utilizar uma 
viga de equilíbrio (viga alavanca), para corrigir-se a excentricidade existente. 
 
 
7.2.3. RADIER 
 
 É como se todos os pilares de uma estrutura transmitissem as cargas ao solo através de uma 
única sapata. 
 - Dadas as proporções, os radiers podem se tornar uma solução onerosa; 
 - Em terrenos urbanos confinados, sua execução torna-se mais difícil; 
 - Exemplo de radier flexível = em VARGAS, 1953 (BB centro de SP). 
 
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7.3. DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÕES RASAS (DIRETAS) 
 
7.3.1. INTRODUÇÃO 
 
 Etapas do dimensionamento de fundações diretas: 
1) Estimar a tensão admissível do solo de apoio (σa); 
2) Estimar a geometria (lados) e seu posicionamento em planta; 
3) A geometria é definida (proporções) por questões estruturalmente econômicas. 
 
7.3.2. DIMENSIONAMENTO DE SAPATAS ISOLADAS 
 
 Para compreensão, usaremos um exemplo prático, conforme ilustrado na figura abaixo, onde 
temos um pilar previamente definido com seção retangular. 
 
 
 
 - Fundações diretas = carga aplicada ao solo através da área de contato; 
 
A = P / σa = B * L 
 
 Dimensionamento econômico = momentos aprox. iguais nas duas abas (d) em relação à mesa 
 Pode ser utilizado um coef. de segurança, equivalente à 10% da carga vertical atuante, para 
levar-se em consideração o peso próprio da sapata. 
 
 - Isto significa que os balanços (d) deverão ser aproximadamente iguais nas duas direções; 
 
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B = b + 2d + 5(cm) 
 
L = l + 2d + 5(cm) 
 
 - Subtraindo-se: 
 
L – B = [l + 2d + 5] – [b + 2d + 5] 
 
L – B = l – b 
 
 - Outras relações úteis são dadas pelas equações: 
 ____________ 
 L = [(l – b)/2] +  A + ¼*(l – b)2 
 
B = A / L 
 
EXEMPLO: 
 
Determinação das dimensões da sapata em planta: 
 
 Carga (P) = 3800 kN; 
 Pilar = 110 x 25cm; 
 σa = 350 kN / m
2
 (350 kPa – entre 200 e 400 kPa, característico das argilas muito rijas). 
 
A = P / σa 
A = 3800 / 350 
A = 10,86 m
2
 
 
l – b = 110 – 25 = 85cm (0,85m) 
 
L = [(l – b)/2] +  A + ¼*(l – b)
2
 
L = [(0,85)/2] + 10,86 + ¼*(0,85)
2
 
L = 3,75m 
 
B = A / L 
B = 10,86 / 3,75 
B = 2,90m 
 
 Devido ao tempo disponível para esta aula, não serão dimensionadas nem verificadas: 
 
1) Altura da sapata; 
2) Excentricidade (se a força normal encontra-se dentro do núcleo central); 
3) O módulo de resistência à flexão (W); 
4) A tensão máxima de compressão sobre a sapata; 
5) Armadura (flexão e cisalhamento); 
6) As tensões de aderência. 
 
 Por norma (NBR) para edifícios a dimensão mínima é da ordem de 80cm para sapatas isoladas, 
ou 60cm de largura para sapatas corridas. 
 
 No caso de pilares em “L”, a sapata deve ser centrada em função do centro de gravidade do 
pilar e, os balanços iguais serão determinados em relação à mesa retangular do topo da sapata.