Apostila Fundações EXIN2017.2

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Professores: Juarez Barbosa Jr e Francisco Mateus Lopes 
Monitora: Vanessa Milena Mendes dos Santos 
 
 
 
 
 
 
FUNDAÇÕES E ESTRUTURAS 
DE CONTENÇÕES 
 
 
Material teórico de 
revisão, referente a 
conteúdo do exin 2017.2 
 
 
 
 
Natal/RN 
2017 
 
1. FUNDAÇÕES 
“Fundação é a estrutura (em geral, uma laje de concreto) que transmite as 
cargas para o solo subjacente. ” (Budhu, 2015). 
“São a divisão mais inferior de uma edificação construída em parte ou 
totalmente abaixo do nível do solo. São elementos fundamentais para a 
estabilidade das estruturas assegurando a ligação destas ao terreno”. (Barbosa 
Jr, 2017) 
“As fundações são a divisa mais inferior de uma edificação - sua subestrutura 
- construída em parte ou totalmente abaixo do nível do solo. Sua função 
primordial é sustentar a superestrutura acima e transmitir cargas da edificação 
de maneira segura ao solo”. (Lopes, 2017) 
A etapa de fundação corresponde de 4% a 10% do custo total da obra, 
sendo necessária a toda obra civil e sujeita as condições do solo no local da 
obra. Essas condições devem ser estudadas para o dimensionamento das 
fundações afim de evitar grandes recalques e se obter um bom projeto. 
“Recalque é o afundamento gradual de uma estrutura à medida que o solo 
sob suas fundações se comprime devido ao carregamento. ” (Lopes, 2017). A 
consolidação do recalque pode ser rápida e pequena em solos densos e 
granulares ou demorada e gradual em solos coesivos. 
Os elementos necessário para o bom desenvolvimento do projeto de 
fundações são o conhecimento da topografia da área (levantamento 
planialtimétrico, dados sobre taludes e encostas e sobre erosões); dados 
geológicos-geotécnicos (investigação do subsolos, fotos, artigos de casos 
anteriores); dados da estrutura a ser executada (tipo e uso, sistema estrutural e 
a ação das cargas nas fundações) e dados sobre construções vizinhas (número 
de pavimentos, desempenho da fundação, tipo de estrutura e fundação e 
existência de subsolo). Além do bom projeto para uma fundação com qualidade 
é preciso ter uma execução criteriosa, que respeite os requisitos do projeto de 
fundações e a norma específica para projeto e execução de fundações, NBR 
6122/2010, sejam elas do tipo rasas (diretas) ou profundas (indiretas). 
 
Figura 1: Exemplo de fundações diretas e indireta 
Ao final, os requisitos básicos que o projeto de fundações deve atender são: 
deformações aceitáveis sob as condições de trabalho, segurança adequada ao 
colapso do solo de fundação e ao colapso dos elementos estruturais. 
 
Figura 2: Mapa conceitual projeto de fundações (Lopes, 2017) 
 
Figura 3: Mapa conceitual tipo de fundações e suas características (Lopes, 
2017) 
1.1. FUNDAÇÕES RASAS 
As fundações rasas são as que se apóiam logo abaixo da infra-estrutura 
e se caracterizam pela transmissão da carga ao solo através das pressões 
distribuídas sob sua base. Nesse grupo incluem os blocos de fundações e as 
sapatas. (Alonso, 1983) 
Os blocos são elementos de grande rigidez executados com concreto 
simples ou ciclópico (portanto não-armador), dimensionados de modo que as 
tensões de tração por eles produzidas sejam absorvidas pelo próprio concreto. 
(Alonso, 1983) 
 
Figura 4: Fundação em bloco ilustrado 
 
As sapatas ao contrário dos blocos, são elementos de fundação 
executados em concreto armado, de altura reduzida em relação as dimensões 
da base e que se caracterizam principalmente por trabalhar à flexão. (Alonso, 
1983) 
 
Figura 5: Fundação em sapata ilustrado 
 
Figura 6: emprego de sapatas (Quadros, 2017) 
 
Figura 7: Tipos de sapatas ilustradas (Quadros, 2017) 
“As vigas de fundação são fundações corridas que suportam pilares 
alinhados ou paredes de alvenaria podendo ter seção transversal tipo bloco (sem 
armadura), neste caso denominadas de vigas baldrames.” 
 
Figura 8: Fundação em vigas de fundação ilustrado 
“Grelhas são fundação constituída de um conjunto de vigas que se cruzam 
em pilares”. 
 
Figura 9: Fundação em grelhas ilustrado 
“Sapata associada são fundações que recebem alguns pilares não 
alinhados em uma edificação”. 
 
Figura 10: Fundação em sapata associada ilustrado 
“Fundação que recebe todos os pilares de uma edificação”. 
 
Figura 11: Fundação em radier ilustrado 
“Viga alavanca ou viga de equilíbrio: Elemento estrutural que recebe as 
cargas de um ou dois pilares (ou pontos de carga) e é dimensionado de modo 
a transmiti-las centradas às fundações, resultando em cargas nas fundações 
diferentes das cargas dos pilares nelas atuantes. ” (Quadros, 2017) 
 
Figura 12: Fundação em viga de alavanca ilustrado 
 
Figura 13: Resumo ilustrado dicas de uso, custo e características 
executivas dos principais tipos de fundações rasas. (Quadros, 2017) 
1.2. FUNDAÇÕES PROFUNDAS 
As fundações profundas são elemento que transmite a carga ao terreno ou 
pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de 
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 a 3 metros. (NBR 6122/2010). 
são utilizadas quando o solo sob elas é um solo instável ou apresenta 
capacidade de carregamento inadequada. Elas atravessam as camadas de 
solos impróprias para a sustentação do prédio, transferindo as cargas a um 
estrato adequado ou mais denso de rocha ou areia e cascalho, bem abaixo da 
superestrutura. 
 
Figura 14: Quando utilizar fundações profundas 
As estacas são elementos estruturais esbeltos, cilíndricos ou prismáticos, 
que se cravam com um equipamento, chamado bate-estaca, ou se 
confeccionam no solo de modo a transmitir às cargas da edificação a camadas 
profundas do terreno. 
Existe hoje uma variedade muito grande de estacas para fundações. Com 
certa frequência, um novo tipo de estaca é introduzido no mercado e a técnica 
de execução de estacas está em permanente evolução. Entre os principais 
materiais empregadas na confecção das estacas se pode citar: madeira; aço; 
concreto (pré-moldadas, Strauss, Franki e as estacas escavadas). 
 
Figura 15: Classificação das estacas por três parâmetros diferentes 
 
Figura 16: Classificação de estacas quando a execução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17: Estaca tipo Franki 
 
 
 
 
 
 
Figura 18: Estaca tipo broca 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19: Estaca tipo strauss 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
 
 
Figura 20: Estaca tipo hélice contínua 
VANTAGENS 
 
DESVANTAGENS 
 
ESTACAS PRÉ-MOLDADAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 21: Resumo características de fundações profundas 
O mais importante na figura 21 são as observações referentes a cada tipo 
de estaca, que pode auxiliar na escolha da estaca para o local. 
 
As distâncias mínimas entre estacas, a depender do tipo e diâmetro tanto 
podem ser definidas de forma (Alonso, 1983), quanto podem ser calculas 
conforme: 
 
Os tubulões são Elemento de fundação profunda, escavado no terreno em 
que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoas, que se faz 
necessária para o alargamento da base, ou pelo menos a limpeza do fundo da 
escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são 
preponderantemente transmitidas pela ponta. 
 
Figura 22: Representação de tubulão a céu aberto 
 
Figura 23: Representação de tubulão a ar comprimido 
1.3. CAPACIDADE DE CARGA EM FUNDAÇÕES RASAS 
Para determinação da capacidade de carga existem métodosexperimentais, empíricos e semi-empíricos, tanto para fundações rasas quanto 
para profundas. 
1.3.1. Fundações rasas 
Muito usado para determinar a capacidade de carga onde pretende-se 
utilizar fundações rasas como sapatas, a prova de carga sobre placas reproduz 
esse comportamento. Esse método experimental é feito através do emprego de 
uma placa rígida de ferro fundido com 80 cm de diâmetro, a qual é carregada por 
meio de um macaco hidráulico que reage contra uma caixa carregada ou contra 
um sistema de tirantes. 
 
Figura 24: Prova de carga sobre placas 
Com base no valor da pressão aplicada (lida no manômetro acoplado ao 
macaco hidráulico) e o recalque medido no deflectômetro, é possível traçar a 
curva pressão x recalque. 
 
Figura 25: Curva de pressãoxrecalque 
A pressão é aplicada em estágios, mas cada novo estágio só é aplicado 
após estar estabilizado o recalque do estágio anterior. Costuma-se, também, 
anotar o tempo de início e término de cada estágio. A curva pressão x recalque 
é obtida ligando-se os pontos estabilizados (linha pontilhada). Na maioria dos 
casos, a curva pressão x recalque pode ser representada entre os dois casos 
extremos indicados na figura a seguir. Os solos que apresentam curva de 
ruptura geral, isto é, com uma tensão de ruptura bem definida (σR), são os solos 
ditos resistentes (areias compactas e argilas sobreadensadas). Ao contrário, os 
solos que apresentam curva de ruptura local, isto é, não há uma definição do 
valor da tensão de ruptura, são solos de baixa resistência (argilas normalmente 
adensadas e areias fofas). 
 
Figura 26: Definição de ruptural local e geral em curva de presãoxrecalque 
A ordem de grandeza da tensão admissível do solo, com base no resultado 
de uma prova de carga (desprezando-se o efeito de tamanho da sapata), é obtida 
da seguinte maneira: 
• Solos com predominância de ruptura geral 
σs = σR/2 
• Solos com predominância de ruptura local 
 
Em que σ25 é a tensão correspondente a um recalque de 25mm (ruptura 
convencional) e σ10 é a tensão correspondente a um recalque de 10mm 
(limitação de recalque). 
É importante, antes de se realizar uma prova de carga, conhecer o perfil 
geotécnico do solo para evitar interpretações erradas. Assim, se no subsolo 
existirem camadas compressíveis em profundidade que não sejam solicitadas 
pelas tensões aplicadas pela fundação a prova de carga não terá qualquer valor 
para se estimar a tensão admissível da fundação da estrutura, visto que o bulbo 
de pressões desta é algumas vezes maior que o da placa. 
 
Figura 27: Bulbo de pressão em solo com cama compressível 
O método teórico por Terzahi são utilizados em solos que apresentam ruptura 
geral, solos resistentes (argilas rijas ou areias compactas), onde a tensão de 
ruptura (σR) pode ser obtida por: 
σR = c.Nc.Sc + 0,5.γ.B.Nγ.Sγ + q.Nq.Sq 
• c é a coesão do solo; 
• γ o peso específico do solo onde se apóia a fundação; 
• B a menor largura da sapata; 
• q a pressão efetiva do solo na cota de apoio da fundação; 
Nc, Nγ, e Nq os fatores de carga, que são função do ângulo de atrito interno 
φ. Seus valores podem ser tirados da Figura 28 (linha cheia). Os mesmos fatores 
na linha pontilhada equivalem ao caso de solos com ruptura local. 
 
Figura 28: Definição dos fatores de carga Nc, Nγ, e Nq 
Sc, Sγ e Sq são os fatores de forma que também são tabelados. 
No caso de solos com ruptura local, usamos os fatores de carga N’, 
encontrados através da linha pontilhada do gráfico anterior e usando 2/3 da 
coesão real do solo. 
Conhecido o valor de σR a tensão admissível σ ou σs será dada por: 
σs = σR/FS 
Em que FS é o fator de segurança, geralmente adotado igual a 3. Vale 
salientar que a determinação de um fator de segurança global é de 
responsabilidade do projetista em fundações. 
O método teórico de Skemptom é utilizado em solos puramente coesivos 
coesivos (φ = 0): 
σR = c.Nc + q 
Em que c é a coesão do solo; Nc é o coeficiente de capacidade de carga 
(tabelado) e q é a pressão efetiva do solo na cota de apoio da fundação. 
Com base nos ensaios de laboratório (argilas) também pode-se adotar como 
tensão admissível do solo o valor da pressão de pré adensamento 
σs ≈ pa 
 
Figura 29: Mapa conceitual para o método de skemptom, Lopes (2017) 
Com base valor médio do SPT (na profundidade de ordem de grandeza igual 
a duas vezes a largura estimada para a fundação, cotada a partir da cota de 
apoio), pode-se obter a tensão admissível por 
σs ≈ 𝑆𝑃𝑇 𝑚é𝑑𝑖𝑜50 MPa 
A fórmula acima vale para valores e SPT ≤ 20. 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
Alonso, U. R. Exercícios de Fundações. São Paulo, Edgard Blucher, 1983. 
12ª Reimpressão, 2001. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 6122: Projeto e 
execução de fundações – Procedimento. Rio de janeiro, 2010. 
BARBOSA Jr, J. Q. Notas de aulas. 3ª revisão. Natal, Rio Grande do Norte. 
2017. 
Lopes, F. M G. Notas de aulas. 3ª revisão. Natal, Rio Grande do Norte. 2017.