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Escolha do tipo de fundação Algumas informações iniciais são de grande importância e mesmo fundamentais para a escolha do tipo de fundação. Informações iniciais Fundações existentes nas vizinhanças: tanto para nortear a escolha do tipo de fundação a ser utilizada quanto para avaliação do risco, durante a execução da fundação, de causar danos a obra vizinha. Este último aspecto é de grande importância e deve ser visto com muito cuidado pois os reparos, caso sejam necessários, são de custo elevado. Informações iniciais •Importante observar que não importa se a obra vizinha tenha ou não fundação adequada. A responsabilidade é sempre de quem chegou depois. Informações iniciais Recalques admissíveis permitidos. Recalque •É o fenômeno que ocorre quando uma fundação sofre um rebaixamento devido à deformação do solo na qual ela esta apoiada. Apostila de Fundações – Unicamp -Prof. Dr. Paulo J. R. Albuquerque Recalque 𝛥H = recalque total δ = recalque diferencial Recalque diferencial específico é a relação entre o recalque diferencial e a distância entre dois pontos quaisquer da edificação. (δ₁₂, δ₂₃, ...) Recalque admissível de uma edificação é o máximo recalque que ela pode suportar sem que haja comprometimento de sua utilização. Recalque • Efeitos dos recalques nas estruturas: a) Danos estruturais – causados na estrutura (pilares, vigas e lajes). b) danos arquitetônicos: causados à estética da construção (trincas em paredes, rupturas de painéis de vidro, etc). c) Danos funcionais: causados à utilização do edifício (rompimento de redes de água e esgotos ,emperramento de portas e janelas, desgaste de elevadores). Recalque • Segundo extensa pesquisa de efetuada por Skempton e McDonald (1956) os danos funcionais dependem da grandeza dos recalques totais, enquanto que os danos estruturais e arquitetônicos dependem essencialmente dos recalques diferenciais específicos. • Segundo os autores o recalque diferencial específico deve ser menor que: • 1:300 (1 cm de recalque em 300 cm de distância entre os pilares) para evitar danos arquitetônicos. • 1:150 para evitar danos estruturais. • 1:500 para evitar danos em paredes de edifícios. 𝛿 = recalque diferencial (diferença entre dois recalques totais de dois pontos da fundação). Recalque (Recalques diferenciais específicos limites, Bjerrum 1963) Edifícios inclinados devido à superposição dos bulbos de pressão. Torre di Pizza Informações iniciais Nível de carga dos pilares • É comum na escolha do tipo de fundação analisar-se a viabilidade de executar os diversos tipos de fundações em ordem crescente (primeiro as mais fáceis) de dificuldade e de custos como por exemplo nesta ordem: • Sapatas corridas ou alicerces, sapatas, radiers, tubulões a céu aberto, estacas (escavadas, pré-moldadas de concreto, Franki, estacões, estacas raiz, estacas de aço), tubulões a ar comprimido. • Importante também verificar algum condicionante principal do solo. Esse condicionante principal é verificado logo na primeiro contato com a sondagem. Alguns exemplos: - argilas moles - aterros - presença de água • Algumas obras permitem uma variedade de soluções tecnicamente aceitáveis. Nesse caso pode se proceder a escolha de acordo com o fator custo e prazo de execução. • O fator custo é, sem dúvida, um dos fatores que mais pesam na escolha do tipo de fundação. Avaliação de cargas para ante-projeto de edifícios residenciais • Para efeito de anteprojeto de fundações de edifícios residenciais é possível avaliar as cargas antes do projeto estrutural estar completamente pronto. • Carregamento típico de edifício residencial de concreto armado: • p = 12 kN/m² x número de andares (p é a tensão média na área projetada do edifício). Exemplo: edifício de 14 andares = 14 x 12 kN/m² = 168 kN/m² Avaliação de cargas para ante-projeto de edifícios residenciais • Carga nos pilares: Pmínimo = 100 x número de pavimentos (kN) Pmédio = 200 x número de pavimentos (kN) Pmáximo = 300 x número de pavimentos (kN) Fundações superficiais • Escolher fundação superficial (rasa ou direta) somente quando o SPT médio abaixo da cota de assentamento da sapata for maior que 15 (15 golpes para penetração dos 30 cm finais do amostrador). • Entretanto deve-se observar o tipo de solo no qual pretende- se assentar a sapata. Fundações superficiais (rasas ou diretas) • Verificar se a área ocupada pelas sapatas é menor que 60% da área projetada. Essa condição é satisfeita quando a tensão admissível no solo é maior ou igual a 1,5 x (12 kN/m² x número de pavimentos). Fundações superficiais •Verificar os recalques diferenciais máximos. Fundações superficiais •A profundidade de embutimento da sapata pode ser uma desvantagem, uma vez que se for necessário a escavação relativamente profunda deve-se levar em conta o custo desta escavação (na maioria das vezes manual) e também o posterior reaterro compactado. Fundações superficiais • Exemplo: sapata de 1,2 x 1,2 metros embutida na cota -1,50 metros resulta em uma escavação de 1,20 x 1,20 x 1,50 metros = 2,16 metros cúbicos, que geralmente é feita manualmente. Além do custo da escavação e do posterior reaterro compactado há o aspecto de segurança do trabalho. Fundações superficiais •Argila porosa : solo comum na região de Bragança Paulista e Campinas. Trata-se de camada superficial de solo que apresenta cor avermelhada ou marron-claro, com SPTs geralmente abaixo de 8 a 10 golpes, muito sensível à presença de água (isto é perde resistência na ocorrência de chuvas e infiltrações). Podem apresentar grandes espessuras de camadas, acima de 10 metros. Portanto não se deve utilizar sapatas. Fundações superficiais • Outras situações nas quais NÃO se deve utilizar sapatas: - aterros não compactados - argilas moles - areias fofas - existência de água na profundidade de escavação da sapata, pois não há segurança para o trabalho e o rebaixamento do lençol freático tem custo elevado. Exercício 1) Verificar a possibilidade econômica de uso de fundação através de sapatas (isto é, se as sapatas não ocuparão mais que 60% da área projetada da obra) para um edifício residencial de 14 pavimentos que será construído em solo com tensão admissível de 340 kN/m². E para um edifício de 22 pavimentos no mesmo local? 2) Idem para edifício de 12 pavimentos e solo com tensão admissível de 380 kN/m². Fundações profundas •Após tentativa com fundação superficial deve-se estudar a possibilidade com fundação profunda, primeiramente com estacas e por último tubulões. Esta orientação deve ser vista com reserva, pois muitas vezes a fundação profunda, com estacas escavadas mecanicamente por exemplo, é mais viável técnica e economicamente. Fundações profundas – critérios para a escolha do tipo de estaca a) esforços nas fundações: - nível de carga dos pilares - verificar se além de compressão existem esforços de tração ou flexão. Fundações profundas Estacas inclinadas para receber esforços de tração. Fundações profundas – critérios para escolha do tipo de estaca b) Características do subsolo verificando a ocorrência de: - argilas muito moles, dificultando a execução de estacas moldadas “in loco” (grande consumo de concreto devido ao baixo confinamento do solo). - solos muito resistentes (compactos ou com pedregulhos) que devem ser atravessados, dificultando ou mesmo impedindo a cravação de estacas pré-moldadas de concreto. - solos com matacões, dificultando ou mesmo impedindo a cravação ou perfuração de estacas. - nível de lençol d’água (ou lençol freático) que na sua ocorrência impedea execução de estacas escavadas mecanicamente. Fundações profundas – critérios para a escolha do tipo de estaca - aterros em processo e adensamento, que sobre camadas moles podem gerar o atrito negativo. Fundações profundas – critérios para a escolha do tipo de estaca c) Características do local da obra: - terrenos acidentados que dificultam o acesso de equipamentos. - local com altura reduzida impossibilitando o acesso de equipamentos. - custos de locomoção de equipamentos. - ocorrência de água no subsolo. Fundações profundas – critérios para a escolha do tipo de estacas. d) Características das construções vizinhas: - tipo e profundidade das fundações. - existência de subsolos. - sensibilidade a vibrações - danos já existentes. Existência de subsolos na obra vizinha: cuidado na escolha do tipo de fundação. Apostila de Fundações do Prof. Dr. José Maria de Camargo Barros Broca manual Broca manual Brocas manuais • Embora constando da tabela anterior as brocas manuais foram substituídas pelas escavadas mecanicamente com grande vantagem. • As brocas escavadas manualmente demandam muito tempo na execução, esforço humano e difícil controle de verticalidade. • A diversidade de empresas executoras, bem como de equipamentos, reduzem os preços de perfuração, tornando vantajoso a utilização dos equipamentos de estaca escavada mecanicamente. Estacas escavadas mecanicamente Estacas escavadas mecanicamente Estacas escavadas mecanicamente • Detalhe importante da execução destas estacas é o fato de ficar, após o término da perfuração, certa quantidade de solo solto (30 a 40 cm) no fundo da estaca. Solo que cai durante a retirada do trado e também que este não consegue coletar. • Alguns projetistas indicam que seja socado o fundo com um peso em uma corda para garantir certa resistência de ponta, embora no cálculo da capacidade de carga, para estas estacas, não se considere a resistência de ponta, como já vimos. Tubulões Trabalho em espaço confinado, situação insegura. Ausência de espaçadores entre a armação e o fuste do tubulão. Tubulões Detalhe de uso de espaçador Tubulões Trabalho em local confinado: muita atenção com segurança do trabalho. Detalhe da mangueira para envio de ar. Tubulões Tubulões
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