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Fundações e Obras de Contenção Aula 2 –Tipos de Fundações Rasas e procedimentos executivos Profa. Eng. Civil Rosangela Oliveira 2017-2 2 Objetivos • Reconhecer os principais tipos de fundações rasas ou superficiais; • Reconhecer as principais características de cada um dos tipos de fundações apresentados; • Descrever o requisitos de norma para o procedimento executivo dos tipos de fundações rasas apresentados. Tipos de Fundações Rasas 2 3 Quadro resumo 1.Tipos de fundação 3 4 1.1 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. • Apresenta altura elevada. • Pode ter as faces verticais, inclinadas ou escalonadas e apresentar planta de seção quadrada ou retangular ou trapezoidal. • Pode ser construído de pedra, tijolos maciços, concreto simples, concreto ciclópico; 1.Tipos de Fundações Rasas 4 5 1.1 Blocos Bloco comum (a) Bloco em degraus (b) 1.Tipos de Fundações Rasas 5 6 1.1 Blocos 1.1.a – Alicerces: São também denominado de blocos corridos; • Utilizados em construções de pequenas cargas provenientes de paredes estruturais; • Necessitam de cinta de amarração em concreto armado (absorver esforços não previstos, suportar pequenos recalques, distribuir o carregamento e combater esforços horizontais. 1.Tipos de Fundações Rasas 6 7 1.1.1 - Viga Baldrame • Vigas que tem formato retangular, são moldadas in loco, com a função de receber cargas das paredes e transferi-las aos blocos ou sapatas; • O uso das vigas baldrame proporciona travamento entre os elementos de fundação; • A configuração da viga baldrame pode ser variada em relação à sapata. • viga de no mínimo, a espessura das paredes. 1.Tipos de Fundações Rasas 7 8 1.2 - Sapata Definição: Elemento de concreto armado, cujas tensões de tração são resistidas pelas armaduras. • As sapatas são fundações de concreto armado e de pequena altura em relação às dimensões da base. • Ao contrário dos blocos, que trabalham a compressão simples, as sapatas trabalham a flexão. • Em planta, as sapatas podem tomar as formas mais diversas, desde retângulo e círculos até polígonos irregulares. (Velloso e Lopes 2004, p. 132). 1.Tipos de Fundações Rasas 8 • A adoção de altura variável proporciona uma economia considerável de concreto nas sapatas maiores. 9 1.2 - Sapata 1.Tipos de Fundações Rasas 9 10 1.1 – Sapatas, Blocos e Alicerces – Procedimentos executivos a. Durante a escavação: verificar a existência de formigueiros e raízes de árvores no momento desta atividade. b. Compactação/apiloamento da camada do solo resistente; c. Execução de um lastro (Fck > 9 Mpa) de concreto magro (5 a 10 cm); d. Reaterrar com material e compactação adequados; 1.Tipos de Fundações Rasas 10 e. Aplicar camada de impermeabilizante na viga baldrame para evitar a subida de umidade por capilaridade para a alvenaria de elevação. 11 1.2. 1 - Sapata Isolada Aquela que transmite ações de um único pilar, que pode estar centrado ou excêntrico; • São geralmente empregadas em edifícios de pequeno porte quando há ocorrência de cargas pontuais. 1.Tipos de Fundações Rasas 11 12 1.2. 1 - Sapata Isolada: Detalhe executivo No caso de pilares de formato não-retangular, a sapata deve ter seu centro de gravidade coincidindo com o centro de cargas. 1.Tipos de Fundações Rasas 12 Pilar em L Pilar em U 13 1.2. 1 - Sapata Isolada: Detalhe executivo Para a concretagem do “cuscuz” (altura variável) da sapata, recomenda-se um ângulo de 30°, o qual é o ângulo do talude natural do concreto fresco. . 1.Tipos de Fundações Rasas 13 Apoiar forma do pilar (mesa) 14 1.2.2 – Sapata corrida ou contínua Sapata sujeita à ação de uma carga distribuída linearmente ou de pilares ao longo de um mesmo alinhamento. É a principal opção nos casos de alvenaria estrutural (portante). 1.Tipos de Fundações Rasas 14Sapata sob parede de alvenaria Para que a sapata retangular seja considerada contínua, tem-se que: A > 5B sendo A e B maior e menor dimensão em planta respectivamente. 15 1.2.2 – Sapata corrida ou contínua Sapatas corridas em terrenos inclinados: Deve-se manter o nível horizontal da base, escalonando a sapata para distribuir as tensões no plano. É completamente improcedente concretar em terreno inclinado seguindo o nível do terreno. Considerar para o valor h> 50 cm e h1, no máximo 50 cm. 1.Tipos de Fundações Rasas 15 16 1.2.3 - Sapata Associada (combinada ou conjunta ) Sapata comum a mais de um pilar, cujos centros de gravidade não estejam situados no mesmo alinhamento. A viga que une os dois pilares denomina-se viga de rigidez e tem a função de permitir que a sapata trabalhe com tensão constante. 1.Tipos de Fundações Rasas 16 Sapata associada de altura constante 17 2.2.3 - Sapata Associada (combinada ou conjunta ) Exemplo de sobreposição de sapatas em função da proximidade dos pilares e Carregamento. Solução: sapata associada 2.Tipos de Fundações Rasas 17 18 1.2.3 - Sapata Associada (combinada ou conjunta ) Observações: • A sapata é dimensionada para a resultante “R” das cargas: • O centro de gravidade “CG” deve coincidir com o ponto de aplicação da resultante “R”; • Deve ser empregada viga de rigidez sob os pilares e sobre a sapata; • A solução econômica procurando-se obter balanços aproximadamente iguais nas duas direções; • Nos casos de edifícios, é freqüente o emprego de sapatas associadas nos fossos dos elevadores. 1.Tipos de Fundações Rasas 18 iPR 19 Quadro resumo - Sapatas 1.Tipos de fundação rasa 19 20 1.2.4 - Sapata de divisa ou limítrofe Aquelas que suportam pilares próximos às divisas com terrenos de terceiros (divisa limítrofe). Emprego da viga alavanca ou de equilíbrio (quando o pilar central mais próximo estiver a uma distância razoável ao pilar da divisa) • Consiste em amarrar a sapata ao pilar P1 da divisa, à sapata do pilar P2 isolado central, situada à uma certa distância D, através de uma viga alavanca ou viga de equilíbrio. • O CG da sapata da divisa não coincide com o CG do pilar P1, gerando assim uma excentricidade “e”(distância entre o CG do pilar até o CG da sapata, a qual é combatida pela viga alavanca). 1.Tipos de Fundações Rasas 20 21 1.2.4 - Sapata de divisa ou limítrofe Sapata de divisa ou limítrofe – Emprego da viga alavanca ou de equilíbrio 1.Tipos de Fundações Rasas 21 Esquema isostático Viga de equilíbrio ou alavanca - é o elemento estrutural que recebe as cargas de dois pilares e é dimensionada de modo a transmiti-las centradas às suas fundações. 22 1.2.5. Sapatas – Sequencia executiva • Escavação da vala - Mínimo de 10 cm de folga para permitir o trabalho de operário na cava; • 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 e Isolar a armadura do solo) • Posicionamento das fôrmas • Posicionamento da armação • Posicionamento do pilar em relação à caixa com as armações • Concretagem (A base pode ser vibrada mas para a parte inclinada é necessário compactar manualmente) 1.Tipos de Fundações Rasas 22 23 Fundação rasa – Jogo dos erros 1.Tipos de Fundações Rasas 23 Sapata isolada 24 1.2 - Sapata Se as condições do terreno permitirem, poderá ser dispensada a utilização de fôrmas, executando-se a concretagemcontra “barranco”, desde que aprovada pela Fiscalização. O reaterro será executado após a desforma dos blocos e vigas baldrames, ou 48 horas após a cura do concreto, se este for executado “contra barranco”. Manual de Obras Públicas-Edificações (SEAP) 1.Tipos de Fundações Rasas 24 25 1.2.5 - Sapatas – Controle de execução Atenção 1. Locação do centro da sapata e do eixo do pilar 2. Cota do fundo da vala 3. Limpeza do fundo da vala 4. Nivelamento do fundo da vala 5. Dimensões da forma da sapata 6. Armadura da sapata e do arranque do pilar 1.Tipos de Fundações Rasas 25 26 1.2.5. Sapatas – viabilidade técnica e econômica Viabilidade técnica no uso de sapatas: Esse tipo de fundação NÃO deve ser usado nos seguintes casos: • aterro não compactado; • argila mole; • areia fofa e muito fofa; • solos colapsíveis (observação) • existência de água onde o rebaixamento do lençol freático não se justifica economicamente. Viabilidade econômica no uso de sapatas: Área total das sapatas da obra: até 60% da área de projeção 1.Tipos de Fundações Rasas 26 27 1.2.6 - Radier - Elemento de fundação superficial que abrange parte ou todos os pilares de uma estrutura, distribuindo os carregamentos. • O radier é uma peça inteiriça, o que pode lhe conferir uma alta rigidez e que em algumas situações, evita grandes recalques.(BRITO, 1987). 1.Tipos de Fundações Rasas 27 • Deve resistir aos esforços diferenciados de cada pilar, além de suportar eventuais pressões do lençol freático. O consumo de concreto pode ser diminuído com o emprego de protensão. 28 1.2.5. Radier Recorre-se a esse tipo de fundação quando: • a soma das cargas da estrutura dividida pela taxa admissível do terreno exceder a metade da área a ser edificada (é mais econômico reunir as sapatas num só elemento de fundação) ou; • a área das sapatas ocuparem mais que 60% da área coberta pela construção; • se deseja reduzir ao máximo os recalques diferenciais; • o terreno é de baixa resistência e a espessura da camada do solo é relativamente profunda. • O radier pode ser: Rígido ou flexível. 1.Tipos de Fundações Rasas 28 29 1.2.5 – Radier -Viabilidade técnica • Utilizado principalmente na construção de casas térreas e sobrados. • é uma solução aplicável à maioria dos tipos de solo. "Como há distribuição uniforme da carga, o radier admite um solo com menor resistência do que aquela necessária para fundação em estaca", comparativamente. • Os radiers podem ser executados em concreto armado, em concreto reforçado com fibras ou em concreto protendido. 1.Tipos de Fundações Rasas 29 30 1.2.5 – Radier - Execução Preparo da base: • uma camada de brita (n° 1) de aprox. 7 cm, que permite fazer o nivelamento fino do terreno e evitar o contato da armação com o solo. • Sobre a brita, coloca-se uma lona plástica (impermeabilização)* Fôrmas • As fôrmas metálicas são vantajosas em projetos maiores, com repetição de concretagens. 1.Tipos de Fundações Rasas Preparo da base: Preparo da base Fôrmas 31 1.2.5 – Radier – Etapas de Execução 1.Tipos de Fundações Rasas 31 32 1.2.5 – Radier - Controle de execução 1. Locação dos eixos dos pilares; 2. Cota do fundo da escavação; 3. Nivelamento do fundo da vala; 4. Posicionamento dos componentes das instalações enterrados 5. Controle de concretagem. 1.Tipos de Fundações Rasas 32 33 2.6 – Radier – Vantagens – Vantagem : É a fundação mais racional em obras térreas e de pequeno porte, pois alia um sistema de fundação e com um contra-piso. Apresenta-se como alternativa vantajosa, em muitos casos, às fundações profundas. 2.Tipos de Fundações Rasas 33 • Redução de custos que chegam a 30% em comparação aos outros sistemas de fundação. • Agilidade: Possui maior velocidade na execução, pois necessita somente de um conjunto de armadura à ser montado. • Praticidade: necessita de uma menor mão de obra para construí-la. • O radier tem a vantagem dos recalques serem uniformes. 34 2.6 – Radier Desvantagens – Desvantagem: impõe a necessidade de execução precoce de todos os serviços enterrados (instalações sanitárias, etc). 2.Tipos de Fundações Rasas 34 - Exige melhor planejamento de obra*; Execução de fundação rasa Critérios da ABNT NBR 6122: 2010 ( item 7.7 ) Dimensão mínima • Em planta, as sapatas isoladas ou os blocos não devem ter dimensões inferiores a 0,60 m. • Em edifícios (obras verticais), a menor dimensão recomendada é de 0,80 m. Profundidade mínima • A base de uma fundação deve ser assente a uma profundidade tal que assegure que a capacidade de suporte do solo de apoio não seja influenciada pelas variações sazonais de clima ou alterações de umidade. • Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a fundação for assente sobre rocha, tal profundidade não deve ser inferior a 1,5 m. Em casos de obras cujas sapatas ou blocos estejam majoritariamente previstas com dimensões inferiores a 1,0 m essa profundidade mínima pode ser reduzida. Execução de fundação rasa Critérios da ABNT NBR 6122: 2010 Lastro • Todas as partes da fundação superficial (rasa ou direta) em contato com o solo (sapatas, vigas de equilíbrio, etc) devem ser concretadas sobre um lastro de concreto não estrutural com no mínimo 5 cm de espessura, a ser lançado sobre toda a superfície de contato solo-fundação. • No caso de rocha esse lastro deve servir para regularização da superfície e, portanto, pode ter espessura variável, no entanto observado um mínimo de 5,0 cm. • fundação sobre rocha de superfície inclinada, deve-se preparar, se necessário, essa superfície (chumbamentos, escalonamentos em superfícies horizontais, etc.), de modo a evitar um deslizamento da fundação. Execução de fundação rasa Critérios da ABNT NBR 6122: 2010 • A profundidade de escavação com equipamentos mecânicos deve ser paralisada no mínimo 30 cm acima da cota de assentamento prevista, sendo a parcela final removida manualmente. • Deve haver inspeção da capacidade de suporte do material por um engenheiro. Execução de fundação rasa Critérios da ABNT NBR 6122: 2010 – Critérios Gerais Fundações em cotas diferentes • No caso de fundações próximas, porém situadas em cotas diferentes, a reta de maior declive que passa pelos seus bordos deve fazer, com a vertical, um ângulo a como mostrado na Figura, com os seguintes valores: A fundação situada em cota mais baixa deve ser executada em primeiro lugar, a não ser que se tomem cuidados especiais durante o processo executivo, contra desmoronamentos. Execução de fundação rasa Fundações Pré-moldadas • Podem ser blocos ou sapatas; • Devem ser posicionados sobre lastro de concreto magro; • encaixar em seguida os pilares; • Executar o grauteamento das folgas entre o cálice e o corpo do pilar com micro-concreto ou graute industrializado. • Há a necessidade de rigoroso controle de cota e nivelamento, alinhamento e prumo. Sapata pré-moldada - Esquema básico As vigas de travamento podem ser: concretadas in loco ou vigas pré- moldadas (a fundação deve apresentar encaixes apropriados e disposições que permitam a ancoragem das armaduras das vigas de travamento). Execução de fundação rasa Fundações Pré-moldadas Principal diferença entre os elementos de fundação em estruturas pré-moldadas e o modelo convencional: no caso de estruturas moldadas in loco, os pilares são engastados no bloco de fundação, o que não ocorre nas pré-moldadas. Existem basicamente quatro tipos de ligações entre o pilar e a fundação, que são: • Cálice; • Chapa de base; • Emenda de armadura com bainhae graute; • Emenda de armadura saliente e concretagem posterior • Execução de fundação rasa Fundações Pré-moldadas Atividades propostas 1. As fundações superficiais ou rasas geralmente apresentam execução simples e baixo custo. Julgue os itens a seguir, identificando a(s) afirmativa(s) CORRETA(S) quanto ás fundações rasas. I - Os principais tipos são: tubulão, blocos, sapatas, baldrame e radier. II - A sapata é um tipo de fundação rasa bastante utilizado por não haver necessidade de armá-la, sendo o concreto capaz de resistir a todos os esforços de tração. III - As sapatas não trabalham apenas à compressão simples mas também à flexão, podendo assumir diversas formas, como exemplo temos as quadradas, retangulares e trapezoidais, em planta. IV- Nas fundações superficiais a profundidade de assentamento no terreno deve ser inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação em planta. V- A altura H de um bloco é calculada de forma que as tensões de tração atuantes neste, sejam absorvidas pela armadura de tração da fundação. Identifique a(s) afirmativa(s)corretas: Atividades propostas 2. De acordo com a NBR 6122/2010, alguns critérios relacionados á profundidade (h) de assentamento da sapata (observar Figura 1) e as dimensão da base da sapata em planta, devem ser atendidos para que uma fundação se configure superficial. Considere as sapatas e suas respectivas dimensões de base apresentadas. Identifique aquelas(s) que atendem aos critérios citados: I. S1: 0,80 x 1,00, h=1,5 II. S2: 0,60 x 0,80, h=1,6 III. S3: 0,50 x 0,70, h=0,8 IV. S4: 1,00 x 1,00, h=1,5 V. S5: 2,00 x 1,20, h=2,0 Quais sapatas atendem aos critérios da NBR 6122/2010 ? Atividades propostas 3. O Radier é um tipo de fundação superficial ou direta. Sobre as características desse tipo de fundação, é correto afirmar que: I. Na fundação do tipo Radier, forma-se uma placa contínua em toda área da construção, com o objetivo de distribuir a carga em toda a superfície o mais uniformemente possível; II. Apenas solos muito resistentes podem suportar a disseminação de tensões ao longo de toda a superfície inferior de um radier; III. Quando os limites de vizinhança são tais que impedem a execução de sapatas centralizadas a cada pilar é que se torna economicamente viável o uso de um radier; IV. O objetivo do uso do radier, é fazer com que a grande laje que o constitui tenha rigidez suficiente para evitar o recalque diferencial; Até a próxima!
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