Fundações e Obras de Terra exemplos

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FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS 
 FTC- ITABUNA 
Prof. EGBERTO MELGAÇO FERREIRA 
Fonte: Materiais diversos, como livros, sites e catálogos técnicos indicados nas referências. 
FUNDAÇÕES E OBRAS DE TERRA 
Fundações 
 
 
“É verdade que experiência em fundações não se transfere, 
mesmo que se queira, mas adquiri-se na vida prática pela 
vivência. Também é importante se ter bons mestres como tudo na 
vida”. 
 
Eng. Ferdinando Ruzzante N 
Introdução 
 
 As cargas de uma estrutura são transferidas para o solo 
através de uma fundação. Assim podemos dizer que fundação é 
uma estrutura, normalmente construída em concreto armado, 
simples , aço ou madeira. 
 As fundações devem ter resistência adequada para suportar às 
tensões causadas pelos esforços solicitantes. Além disso, o solo 
necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer 
ruptura e não apresentar deformações exageradas ou 
diferenciais. 
 Os recalques devem estar dentro dos limites toleráveis em 
norma. 
1- Investigações geotécnicas 
 geológicas e observações locais 
Devemos fazer sondagens de simples reconhecimento 
(sondagem à percussão), mas dependendo do porte da 
obra ou se as informações obtidas não forem satisfatórias, 
outros tipos de pesquisas serão executados (por exemplo, 
poços exploratórios, ensaio de penetração contínua, 
ensaio de palheta). 
Características como: número de pontos de sondagem, 
seu posicionamento no terreno (levando-se em conta a 
posição relativa do edifício) e a profundidade a ser atingida 
são determinadas por profissional capacitado, baseado em 
normas brasileiras e na sua experiência (BRITO,1987). 
1.1 Sondagens de reconhecimento(SPT) 
2 – Tipos de Fundações 
2.1 Fundação superficial (ou rasa ou direta) 
Elementos de fundação em que a carga é transmitida ao 
terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas 
sob a base da fundação, e em que a profundidade de 
assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a 
duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se 
neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radier, as 
sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas 
corridas. 
2.2 Sapata 
 
Elemento de fundação superficial de concreto armado, 
dimensionado de modo que as tensões de tração nele 
produzidas não sejam resistidas pelo concreto, mas sim 
pelo emprego da armadura. Pode possuir espessura 
constante ou variável, sendo sua base em planta 
normalmente quadrada, retangular ou trapezoidal. 
2.3 Bloco 
 
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. Pode ter suas faces verticais, 
inclinadas ou escalonadas e apresentar normalmente em 
planta seção quadrada ou retangular. 
 
2.4 Radier 
 
Elemento de fundação superficial que abrange todos os 
pilares da obra ou carregamentos distribuídos. Os radiers 
são elementos contínuos que podem ser executados em 
concreto armado, protendido ou em concreto reforçado 
com fibras de aço. 
Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta, 
não estejam situados em um mesmo alinhamento. 
2.5 Sapata associada (ou radier parcial) 
2.6 Viga de fundação 
 
Elemento de fundação superficial comum a vários pilares, 
cujos centros, em planta, estejam situados no mesmo 
alinhamento. 
Sapata comum a vários pilares, cujos centros, em planta, 
não estejam situados em um mesmo alinhamento 
2.7 Sapata corrida 
2.8 Fundação profunda 
 
Elemento de fundação que transmite a carga ao terreno 
pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral 
(resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, e 
que está assente em profundidade superior ao dobro de 
sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3 m, salvo 
justificativa. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas, 
os tubulões e os caixões. 
Nota: Não existe uma distinção nítida entre o que se 
chama estaca, tubulão e caixão. Procurou-se nesta Norma 
seguir o atual consenso brasileiro a respeito. 
NBR 6122 
2.9 Estaca 
 
Elemento de fundação profunda executado inteiramente 
por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer 
fase de sua execução, haja descida de operário. Os 
materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto 
pré-moldado, concreto moldado in situ ou mistos. 
2.10 Estaca tipo broca 
 
Tipo de fundação profunda executada por perfuração com 
trado e posterior concretagem. 
2.11 Estaca apiloada 
 
Tipo de fundação profunda executada por perfuração com 
o emprego de soquete. Nesta Norma, este tipo de estaca é 
tratado também como estaca tipo broca. 
Nota: Tanto a estaca apiloada como a estaca escavada, 
com injeção, incluem-se em um tipo especial de estacas 
que não são cravadas nem totalmente escavadas. 
2.12 Estaca tipo Strauss 
 
Tipo de fundação profunda executada por perfuração 
através de balde sonda (piteira), com uso parcial ou total 
de revestimento recuperável e posterior concretagem. 
2.13 Estaca tipo Franki 
 
A Estaca Franki é uma estaca moldada no solo em 
concreto armado. Um tubo metálico com ‘ponta fechada’ 
por meio de ‘bucha seca’ é cravado dinamicamente no 
local de execução e é recuperado simultaneamente à 
concretagem da estaca. 
2.13 Estaca tipo Franki 
2.14 Estaca "hélice contínua" 
 
Tipo de fundação profunda constituída por concreto, 
moldada in loco e executada por meio de trado helicoidal 
contínuo e injeção de concreto pela própria haste do trado. 
 
2.15 Cota de arrasamento 
 
Nível em que deve ser deixado o topo da estaca ou 
tubulão, demolindo-se o excesso ou completando-o, se for 
o caso. Deve ser definido de modo a deixar que a estaca e 
sua armadura penetrem no bloco com um comprimento 
que garanta a transferência de esforços do bloco à estaca. 
Elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que, pelo 
menos na sua etapa final, há descida de operário. Pode 
ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e 
ter ou não base alargada. Pode ser executado com ou sem 
revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto. 
No caso de revestimento de aço (camisa metálica), este 
poderá ser perdido ou recuperado. 
2.16 Tubulão 
 
2.17 Tubulão a céu aberto 
 
2.18 Tubulão a ar comprimido 
 
3 Pressão admissível de uma fundação 
superficial 
 
Tensão aplicada por uma fundação superficial ao terreno, 
provocando apenas recalques que a construção pode 
suportar sem inconvenientes e oferecendo, 
simultaneamente, segurança satisfatória contra a ruptura 
ou o escoamento do solo ou do elemento estrutural de 
fundação. 
 
 
3.1 Carga admissível sobre uma estaca ou 
tubulão isolado 
 
 
Força aplicada sobre a estaca ou o tubulão isolado, 
provocando apenas recalques que a construção pode 
suportar sem inconvenientes e oferecendo, 
simultaneamente, segurança satisfatória contra a ruptura 
ou o escoamento do solo ou do elemento de fundação. 
 
Nota: As definições de 3 e 3.1 esclarecem que as 
pressões e as cargas admissíveis dependem da 
sensibilidade da construção projetada aos recalques, 
especialmente aos recalques diferenciais específicos, os 
quais, de ordinário, são os que podem prejudicar sua 
estabilidade ou funcionalidade. 
4 Recalque 
 
Movimento vertical descendente de um elemento 
estrutural. Quando o movimento for ascendente, 
denomina-se levantamento. Convenciona-se representar o 
recalque com o sinal positivo. 
 
4.1 Recalque diferencial específico 
Relaçãoentre as diferenças dos recalques de dois apoios 
e a distância entre eles. 
5 Fundação sobre rocha 
 
Para a fixação da pressão admissível de qualquer 
fundação sobre rocha, deve-se levar em conta a 
continuidade desta, sua inclinação e a influência da atitude 
da rocha sobre a estabilidade. Pode-se assentar fundação 
sobre rocha de superfície inclinada desde que se prepare, 
se necessário, esta superfície (por exemplo: 
chumbamentos, escalonamento em superfícies 
horizontais), de modo a evitar deslizamento da fundação. 
6 Pressões básicas (σo) 
c) Para rochas alteradas ou em decomposição, têm que ser levados em conta a 
natureza da rocha matriz e o grau de decomposição ou alteração. 
7 Dimensão mínima 
 
Em planta, as sapatas ou os blocos não devem ter 
dimensão inferior a 80 cm sapata isola e 60 cm sapata 
corrida. 
 
7.1 Profundidade mínima 
A base de uma fundação deve ser assente a uma 
profundidade tal que garanta que o solo de apoio não seja 
influenciado pelos agentes atmosféricos e fluxos d’água. 
Nas divisas com terrenos vizinhos, salvo quando a 
fundação for assente sobre rocha, tal profundidade não 
deve ser inferior a 1,5 m. 
7.2 Lastro 
 Em fundações que não se apoiam sobre rocha, deve-se 
executar anteriormente à sua execução uma camada de 
concreto simples de regularização de no mínimo 5 cm de 
espessura, ocupando toda a área da cava da fundação. 
7.3 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 α como 
mostrado na Figura 5, com os seguintes valores: 
a) solos pouco resistentes: α ≥ 60°; 
b) solos resistentes: α = 45°; 
c) rochas: α = 30°. 
7.4 Fundações em cotas diferentes 
 
A fundação situada em cota mais baixa deve ser 
executada em primeiro lugar, a não ser que se tomem 
cuidados especiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 Fundações próximas, mas em cotas diferentes 
8 Atrito lateral 
 
O atrito lateral é considerado positivo no trecho do fuste da 
estaca ou tubulão ao longo do qual o elemento de 
fundação tende a recalcar mais que o terreno circundante. 
 
O atrito lateral é considerado negativo no trecho em que o 
recalque do solo é maior que o da estaca ou tubulão. Este 
fenômeno ocorre no caso de o solo estar em processo de 
adensamento, provocado pelo peso próprio ou por 
sobrecargas lançadas na superfície, rebaixamento de 
lençol d’água, amolgamento decorrente de execução de 
estaqueamento, etc. 
8.1 Estaca por atrito 
São estacas que não chegam com sua ponta na 
camada de solo impenetrável, ou o solo mais 
resistente. 
8.2 Estaca de suporte 
São estacas que sua ponta chegam na camada de solo 
impenetrável, e ou penetram no solo mais resistente, 
transferindo parte de sua carga a ele. 
9 Execução 
9.1 Sapata isolada 
 Normalmente usada em solos com uma boa resistência 
mecânica, sem ligação com outra sapata, dimensionada em 
função do carregamento de um único pilar. 
Sua forma geralmente é em pirâmide ou tronco e ligadas entre 
se por cintas ou vigas baldrame. 
Sob as sapatas devemos colocar uma camada de concreto 
magro, com a finalidade de isolar o fundo da sapata, reduzindo-
se a perda de água do concreto da fundação, sapata ou radier. 
9.2 Sapata corrida em concreto 
São executadas em terrenos com uma boa resistência, de 
edificações médias e pequenas, com paredes com função 
estrutural. 
Em terrenos inclinados devemos manter a sapata em nível 
horizontal, escalonando-a para distribuir as tensões a esse 
plano. 
 
9.3 Estacas 
9.3.1 Nega de uma estaca é igual a média do comprimento 
cravado dos últimos 10 golpes do bate estacas. 
 
 
 
 
 
 
Altura de queda do martelo : 
Ideal – 1,5 a 2,0m 
Abaixo – falsa nega 
Acima quebra da estaca 
 
9.3.2 Arrasamento da estaca 
• Após a cravação da estaca, de acordo projeto, procede-
se o corte da sobra da cabeça da estaca. 
 
10 Bloco de fundação ou bloco de estaca 
Nas fundações profunda a transmissão da carga dos 
pilares é feita através de blocos rígidos de concreto 
armado sobre as estacas. 
10.1 Formas e dimensões dos blocos 
Os blocos de coroamento das estacas dependem da forma 
e das dimensões dos pilares, assim como do números de 
estacas e sua distribuição sob o pilar. 
11 Noções básicas de mecânica dos solos 
Os solos tem sua origem das rochas, onde sofreram 
variações mecânicas, físicas e químicas, gerando grãos com 
tamanhos muito pequenos, com isso formando diversas 
características de solos. 
O diâmetro dos grãos de argila é inferior a 0,002 mm, e 
chega a diâmetros da ordem de 10 angstrom(0,000001 mm). 
O silte tem diâmetro acima de 0,002 mm, até 0,075 mm. 
Devemos diferenciar o silte da argila fazendo um teste, que 
consiste em pegarmos uma porção de solo e moldar-se com 
facilidade sem que ele se desagregue, podemos afirmar que 
o solo é uma argila. Caso contrário se trata de um silte. 
11.1 Noções básicas de mecânica dos solos 
Outra forma de se diferenciar argila do silte, é que a argila 
ao ser queimada dando origem a cerâmica, sem fissuras e 
trincas, já com o silte ao ser queimado apresentará trincas. 
 
11.2 Areia 
De fácil identificação visual, seus grãos são geralmente 
grandes, a partir de 0,075 mm até 2,00 mm. 
 
11.3 Pedregulho 
De fácil identificação visual seu diâmetro é de 2,00 mm até 
5,00 cm. 
 
 
 
12 Origem dos solos 
Dependem das rochas que as originou. 
O quartzo é um material bastante resistente à 
decomposição, dando origem ao silte e as areias. 
O feldspatos são responsáveis pela formação das argilas, 
por ser um material que se desagrega com mais facilidade. 
As argilas apresentam-se com várias composições 
químicas, sendo assim diferentes comportamentos, 
absorvendo mais ou menos água. 
 
13 Identificação táctil - visual 
14 Seleção técnica de solos 
15 Patologias nas fundações 
Acidentes que envolvem as obras em solo invariavelmente 
são de grandes proporções e muitas vezes levam à ruína 
total das edificações que estão implantadas no local. 
Destacam-se as patologias em edificações ocupados por 
pessoas tais como edifícios residenciais ou comerciais pois 
eles normalmente causam maiores traumas devido ao seu 
uso e exposição ao público. 
A recuperação dessas patologias resultam em custos de 
elevados, pois além dos valores diretos da recuperação da 
edificação tais como como reforços da estrutura e 
fundações, existem os custos indiretos decorrentes das 
ações judiciais por parte dos proprietários dos imóveis, 
necessidade de interdição e desocupação dos imóveis 
com consequente acomodação dos moradores das 
edificações envolvidas em hotéis, etc. 
15.1 Ruptura de edifício na China 
15.2 Ruptura de muro de arrimo 
15.3 Empuxo não previsto na fundação 
15.4 Ruptura das estacas de silo de grãos 
15.5 Ruptura das fundações 
15.6 Estaca pré-moldada rompida 
15.7 Desconfinamento de fundação vizinho 
16 Causas de patologias nas fundações 
As patologias causadas por fundações são ocasionadas 
por recalques e/ou ruptura dessas estruturas enterradas 
que recebem as cargas da superestrutura e as transmitem 
para o solo. As causas dos recalques podem ser a 
deficiência na interação solo / estrutura e/ou deformações 
do solo de apoio devido ao acréscimo de tensões 
provocados pela edificação ou elementos exteriores. 
Algumas trincas na estrutura edesaprumos são sinais 
característicos de recalques nas fundações tais como: 
16.1 Recalque do pilar central 
16.1 Recalque dos pilares de canto 
16.2 Recalque de um único pilar 
17 Investigação deficiente do subsolo 
1) Ausência de investigações do subsolo (sondagem tipo 
SPT, sondagem a trado, poço de prova, etc) que identifique 
as características do solo onde serão implantadas as 
fundações (granulometria, resistência, lençol freático). 
2) Quantidade de sondagens ou ensaios insuficientes 
induzindo a generalização das soluções de fundações 
quando na realidade existe variação do tipo de solos. 
 
17.1 Investigação deficiente do subsolo 
3) Erros na execução das investigações tais como: 
Nas sondagens tipo SPT: peso e altura de queda não 
padronizado, uso de amostrador não padronizado, uso de 
perfuração com lavagem sem necessidade, erro na 
interpretação dos dados de campo 
• Classificação táctil visual deficiente induzindo a adoção 
de parâmetros de solos errados. 
• Erro na determinação do nível do lençol freático, 
• Má fé por parte do executor da sondagem que, por 
exemplo, aumenta o comprimento das perfurações, etc. 
 
17.1 Camada orgânica não detectada na 
sondagem 
17.2 Vazios não interceptados nas sondagens 
18 Deficiência nos projetos 
1) Interpretação errada das sondagens e ensaios 
complementares devido a erro na execução ou na adoção 
dos parâmetros de resistência do solo errados. 
2) Escolha inadequada da solução técnica do tipo de 
fundações gerando problemas executivos (comprimento de 
estacas insuficientes, etc.). 
3) Dimensionamento errado das fundações no que se 
refere à capacidade de carga dos elementos projetados, 
falta de análise dos recalques e projeto estrutural das 
fundações deficiente. 
 
18.1 Deficiência nos projetos 
4) Detalhamento deficiente do projeto de fundações 
gerando dúvidas e erros na execução devido à falta de: 
• Capacidade de carga adotada nos elementos de 
fundações (cargas e tensões admissíveis). 
• Previsão das cotas de ponta das fundações. 
• Especificações dos materiais a serem utilizados no que 
se refere a bitolas, comprimento, resistência à 
compressão, tração e flexo-compressão. 
• Especificações técnicas e construtivas incluindo etapas 
executivas de cada fase da obra. 
• Elementos de referência tais como planta de carga, 
sondagens, etc. 
18.2 Deficiência no acompanhamento da obra 
5) Acompanhamento técnico da execução da obra 
deficiente devido a : 
• Falta de engenheiro de solos acompanhando e 
adequando as fundações às condições locais. 
• Falta de controle de qualidade na execução das 
fundações. Retiradas de negas das estacas e ensaios de 
prova de carga dinâmico e/ou estático. 
• Falta de controle de qualidade dos materiais, a exemplo 
dos ensaios de resistência do concreto e aço. 
• Falta de controle geométrico (excentricidade, 
profundidade, bitola e desaprumo). 
• Falta do as built final das fundações para análise de 
eventual patologia, caso haja necessidade. 
19 FUNDAÇÃO DIRETA OU SUPERFICIAL 
19.1 Critério para escolha 
• Análise técnica e econômica das várias alternativas 
• Verificar edificações vizinhas à obra 
• Sondagem de reconhecimento do subsolo (SPT) 
• Mão de obra para execução da fundação escolhida 
 
 
 
19.1 Resistência do solo em função do SPT 
• Algumas fórmulas empíricas de correlação com o SPT. 
 
 
 
 Porém a fórmula acima não leva em consideração o tipo 
de solo. Já estas abaixo considera o solo. 
 
20 Tabela de resistência do solo pelo (IPT) 
21 Tensão admissível 
• Podemos expressar a tensão admissível do solo e o 
SPT pela fórmula: 
 
 
 
 média aritmética dos SPTs na base da 
sapata e final do bulbo de pressão. 
 2,0 B ≤ L ≤3,0B 
 L – profundidade do bulbo de pressão 
 B – menor dimensão da sapata 
 
 
 
 
22 SPT médio no bulbo de pressão 
23 Sapata isolada 
• Na prática quando o número do SPT for igual ou 
superior a 8 golpes, e a fundação for assentada no 
máximo a 2 m de profundidade. Abaixo temos dois perfis 
de sondagens para análise. 
24 Bulbo de tensão 
• Para que o critério do SPT ≥ 8 seja válido, é 
necessário que os números dos golpes do SPT 
dentro do bulbo de tensões sejam iguais ou 
maiores que N 8. 
25 Correlação entre SPT com as características 
dos solos - argilas. 
26 Correlação entre SPT com as características 
dos solos - areias. 
27 Tabela de solo e sua denominação 
28 Exemplo de sapata isolada 
1°) Dimensionar uma fundação para o pilar com as 
características abaixo: 
• P = 97 Tf 
• Seção do pilar (20x40) cm 
• Concreto Fck = 250 Mpa = 250 Kgf./ cm² 
• Sondagem: silte arenoso com pedregulhos, cor 
variegada, na cota de 1,5 m e com SPT (N = 8) 
• Na cota de 2,0 m Alteração de rocha, muito compacta, 
cor variegada. 
• Na cota de 2,20 m impenetrável a percussão por 
número de golpes 
 
28.1 Dimensionamento de sapata isolada 
• Utilizando-se fórmulas empíricas para determinar a 
tensão admissível do solo como: 
 
 
 σ adm= √8- 1 = 1,8 Kgf./ cm² ou 
 σ adm= N/5 
 σ adm= 8/5 =1,6 Kgf./ cm² 
 
28.2 Utilizando tabelas 
• Silte arenoso:SPT 5 a 8; taxa do solo de 1,0 a 2,0 Kgf./ cm² 
• Variação dos golpes: 8 – 5= 3 
• Variação da resistência: 2,0 – 1,0= 1,0 Kgf./ cm² 
• No intervalo, cada golpe: 1/3 = 0,33 Kgf. / cm² 
• Assim, para N=8 
• σ adm= 1 + 3 x 0,33 = 2,0 Kgf. / cm² 
• A área da sapata projetada deve ser maior ou igual á relação 
da carga do pilar(N) e a tensão admissível (σs) 
28.3 Dimensionamento 
• Ssap = (97 000 )/1,5=64 666,67 cm² 
• Pilar : a = 20 cm; b = 40 cm 
 
 
 
 
 
• B = 30 + 254,49 = 284,49 cm , adoto: 285 cm 
• A = Ssap / B = 64 666,67/ 285 = 226,90 cm 
• h= 30% do lado maior 
• h= 0,30 x 285 = 85,5 cm 
• Para não haver punção, a tensão de cisalhamento deve ser 
inferior a: 
 
 
B= 
𝑏−𝑎 
2
+ 
 𝑏−𝑎 2
4
+ Ssap 
B= 
40−20 
2
+ 
 40−20 2
4
+ 64666,67