Capitulo 4 - Escolha do Tipo de Fundação

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FACULDADE ASSIS GURGACZ 
Avenida das Torres, 500 - Loteamento FAG - Cascavel/PR 
 
FUNDAÇÕES E OBRAS DE TERRA 
1 BIMESTRE 
 
 
Prof. Me. Maycon André de Almeida 
 
 ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A escolha do tipo de fundação a ser executada deve estar de acordo com as condições técnicas e 
econômicas da obra, levando em consideração alguns critérios e elementos necessários para cada 
tipo de fundação. 
Primeiramente a escolha é feita considerando as características e comportamentos dos tipos de 
fundações que satisfaçam tecnicamente ao problema da obra. Depois, a escolha é feita 
considerando os custos dos diversos tipos selecionados de modo a escolher o mais econômico. 
Este capítulo trata somente da escolha do tipo de fundação através de um estudo técnico, sendo 
um dos objetivos da disciplina. O estudo econômico é abordado em disciplinas curriculares 
oferecidas posteriormente. 
 
 
 Critérios necessários 
 
Topografia da área: 
O levantamento planialtimétrico é imprescindível para a realização da locação das estacas e das 
obras de contenção a serem executadas na obra, além de constatar os taludes e encostas no terreno 
e as erosões. 
 
Dados geológicos-geotécnicos 
O conhecimento do subsolo é de suma importância, pois o tipo de solo das suas camadas já pré 
determina os tipos de fundações viáveis para a obra. Desse modo deve-se realizar a investigação 
do subsolo através da execução de sondagens específicas para cada caso. Outros dados como 
mapas, fotos, aéreas, auxiliam na prospecção preliminar do subsolo. 
 
Dados da estrutura a construir 
Deve-se considerar o tipo e uso da obra; seu sistema estrutural e as cargas (ações) nas fundações. 
Existem diferentes tipos de fundação que suportam uma determinada faixa de carga, sendo de 
extrema importância à verificação da grandeza das cargas do edifício que serão transmitidas ao 
solo através da fundação. 
 
Dados sobre construções vizinhas 
Existem algumas edificações (principalmente as antigas) que limitam certos usos de tipos de 
fundação, em função dos processos de execução os quais podem causar vibrações prejudiciais as 
obras vizinhas, inviabilizando a sua escolha. As observações do desempenho das fundações 
dessas edificações vizinhas e a existência de sondagem levam a uma escolha preliminar do tipo de 
fundação a ser empregada. 
 
Dados comerciais 
Os tipos de estacas pré-escolhidos devem ser verificados se são encontrados no mercado 
local, pois muitas vezes o custo para transportar equipamentos de locais distantes 
inviabilizam seus usos 
 
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Cargas 
Na determinação das solicitações sob as quais uma estrutura está sujeita deve-se seguir os 
critérios para combinações destas ações, na verificação dos estados-limites de uma 
estrutura, da NBR 8681/84 – Ações e Segurança nas Estruturas na qual as ações são classificadas 
em permanentes, variáveis e excepcionais. 
As ações permanentes são aquelas que ocorrem durante praticamente toda a vida da obra com 
valores constantes, tais como o peso próprio, os empuxos e outros. As ações variáveis são 
aquelas cujos valores apresentam variações em função do uso da obra, e as ações excepcionais 
ocorrem com duração extremamente curta e apresentam pouca probabilidade de ocorrer durante a 
vida útil da obra (enchentes, colisões, incêndios, sismos), porém devem ser consideradas no 
projeto de determinadas estruturas. 
Os estados-limites são aqueles a partir dos quais a estrutura apresenta desempenho inadequado às 
finalidades da obra. Os estados-limites últimos são aqueles associados a colapsos parciais ou 
totais da obra e os estados-limites de utilização são assim definidos quando ocorrem 
deformações, fissuras etc, que comprometem o uso da obra. 
 
 
 Requisitos de um projeto de fundações 
 
Segundo HACHICI et al (1996) um projeto de fundações deverá atender os requisitos básicos 
abaixo. 
a) Deformações aceitáveis sob as condições de trabalho; 
b) Segurança adequada ao colapso do solo de fundação (estabilidade externa); 
c) Segurança adequada ao colapso dos elementos estruturais (estabilidade interna) 
 
Existem requisitos específicos de certos tipos de obra como segurança ao tombamento e 
deslizamento (estabilidade externa), a ser verificada nos casos em que forças horizontais elevadas 
atuam em elementos de fundação superficial, e níveis de vibração compatíveis com o uso da obra, 
a serem verificados nos casos de cargas dinâmicas. 
 
 
2. RECOMENDAÇÃO PARA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO 
 
Os tipos de fundações mais comuns em obras correntes em perímetro urbano, como edifícios 
residenciais e comerciais, são as fundações superficiais ou rasas (blocos, sapatas e radiers) e as 
fundações profundas (tubulões, estacas pré-moldadas, estacas escavadas sem lama bentonítica, as 
estacas tipo FRANKI e as estacas em hélice contínua monitoradas - HCM). 
Existem recomendações para o uso dessas fundações, em função dos critérios já vistos 
anteriormente nesse capítulo, as quais são apresentadas a seguir para cada um dos tipos de 
fundações citados, a fim de auxiliar na escolha adequada. 
 
 Fundações superficiais ou rasas 
As sapatas e os blocos são vantajosos quando a área ocupada pela fundação abranger, no máximo 
de 50% a 70% da área disponível. Quando a área total da fundação ultrapassar 70% da área de 
construção o radier é o mais indicado. 
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Os blocos são mais econômicos que as sapatas quando a obra for de pequeno porte, ou seja, 
apresentar cargas reduzidas, podendo o maior consumo de concreto ser pequeno e a armadura ser 
eliminada. 
A tensão admissível do solo na cota de apoio da base desses elementos estruturais de fundação é 
determinada pela expressão: 
ߪ ൌ ௦ܰ௣௧50 	ሺܯ݌ܽሻ, ݏ݁݊݀݋	5 ൑ ܰݏ݌ݐ	 ൑ 20 
 
As fundações superficiais ou rasas não devem ser executadas em aterros não compactados, em 
argilas moles, em areias fofas e muito fofas e na existência de água onde o rebaixamento do nível 
de água não se justifica economicamente. 
 
 Fundações profundas 
 
Tubulões 
Os tubulões a céu aberto são executados preferencialmente acima do nível de água, porém sua 
execução pode ser feita abaixo do mesmo quando o terreno for argiloso e possibilitar o 
esgotamento da água com auxílio de bomba e sem perigo de desmoronamento. Esses tubulões são 
utilizados para qualquer faixa de carga e sua execução não causa vibração. 
Os tubulões a ar comprimido são executados abaixo do nível de água, com no máximo 30 metros 
de coluna de água, quando não é possível esgotar a mesma. Esses tubulões são recomendados para 
cargas elevadas, acima de 3000 kN. 
A tensão admissível do solo de apoio da base é determinada pela expressão: 
ߪ ൌ ௦ܰ௣௧30 	ሺܯ݌ܽሻ, ݏ݁݊݀݋	6 ൑ ܰݏ݌ݐ	 ൑ 18
 
Estacas escavadas 
 
Estacas escavadas manualmente/Brocas 
O uso dessas estacas é recomendado para obras de pequeno porte, aceitável para pequenas 
cargas entre 100 a 200 kN e acima do nível de água. Os diâmetros mais usuais são 20 cm, 25 cm e 
30 cm e seu comprimento é limitado em torno de 6 metros em função do tipo de solo e da 
execução manual. 
 
Estacas escavadas com trado mecânico 
As estacas escavadas com trado mecânico possuem maiores capacidades de carga que aquelas 
utilizadas com trado manual, sendo recomendadas para obras de até médio porte. O seu processo 
executivo não provoca vibrações. Entretanto, apresentam limites na execução em argilas muito 
moles e areias muito fofas em função da instabilidade do fuste.Além disso, não devem ser 
executadas abaixo no nível de água, quando houver impossibilidade de rebaixá-lo, devido às 
influências no processo de concretagem que deve ser feita a seco. 
 
Estacas Strauss 
As estacas tipo Strauss abrangem a faixa de carga compreendida entre 200 a 800 kN em função do 
diâmetro das estacas, e também apresentam a vantagem de não causar vibrações em terrenos 
vizinhos. 
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Se o solo for arenoso não se recomenda executar as estacas tipo Strauss abaixo do nível de água, 
pois o esgotamento da água dentro do tubo se torna inviável em função da alta permeabilidade das 
areias, impossibilitando a concretagem. 
Em argilas moles saturadas o uso dessas estacas também não é recomendado devido ao risco de 
estrangulamento do fuste durante a concretagem a qual é feita simultaneamente com a retirada do 
tubo de revestimento. 
Os equipamentos de execução dessas estacas além de serem leves e econômicos apresentam 
inúmeras vantagens como: facilidade de locomoção dentro da obra, montagem em terrenos com 
pequenas áreas, autonomia, execução em áreas construídas com pé-direito reduzido e execução de 
estacas próximas à divisa. 
 
Estacas de deslocamento 
 
As estacas pré-moldadas, de modo geral, não são recomendadas para atravessarem solos com 
presença de matacões, em função da dificuldade ou do impedimento da cravação das mesmas. 
 
Estacas de madeira 
O uso de estacas de madeira está limitado pela presença de camadas de solos compactos, 
muito rijos a duros ou com a presença de pedregulhos, que impossibilitam a cravação da estacas, 
as quais podem sofrer ruptura estrutural. 
Com relação ao nível de água, somente podem ser executadas quando não há variação do mesmo, 
condição que pode acarretar na proliferação de fungos aeróbicos que deterioram a madeira, 
diminuindo a seção das estacas e conseqüentemente sua capacidade de carga. Desse modo, 
recomenda-se que sejam projetadas embutidas totalmente abaixo do nível de água, ou com parte 
de madeira imersa em água e a parte de concreto imersa em solo natural, no caso de estacas-
mistas de madeira e concreto. 
 
Estacas de concreto 
As estacas de concreto, assim como as de madeira, não são recomendadas para atravessarem solos 
muito compactos, rijos a duros ou com a presença de pedregulhos, em função do 
comprometimento estrutural que pode ocorrer. 
A faixa de carga para o uso dessas estacas é de 300 a 3300 kN e sua execução chega a causar 
vibrações que podem comprometer construções vizinhas em estado precário. Entretanto, têm 
a vantagem de poderem ser executadas abaixo do nível de água. 
 
Estacas metálicas 
As estacas metálicas são recomendadas para obras com elevadas cargas até em torno de 3500 kN 
por pilar. Apesar de seu custo elevado podem ser vantajosas quando se deseja evitar vibrações 
durante a cravação e quando servem de apoio a pilares de divisa, pois eliminam o uso de 
vigas de equilíbrio. 
Além disso, podem ser executadas abaixo do nível de água, desde que devidamente tratadas à 
corrosão e/ou consideradas no cálculo da capacidade de carga, com redução de 1,5 mm na 
espessura de toda a sua superfície em contato com o solo (NBR 6122). 
Essas estacas trabalham bem à flexão e não apresentam maiores problemas quanto à manipulação, 
transporte, emendas ou corte. Além disso, podem ser cravadas em terrenos resistentes sem riscos 
de provocar levantamentos de estacas vizinhas, nem quebras. 
 
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Estacas tipo FRANKI 
A execução das estacas tipo Franki, quando bem aplicada, praticamente não sofre restrições de 
emprego diante das características do subsolo, com exceção daqueles constituídos por 
solos muito moles, em função da possibilidade de estrangulamento do fuste e com a presença de 
matacões. 
A elevada capacidade de carga da estaca é obtida pelas características de execução resumidas a 
seguir, conforme HACHICH et al (1996): 
 
a) a cravação com ponta fechada isola o tubo de revestimento da água do subsolo; 
b) a base alargada dá maior resistência de ponta que qualquer outro tipo de estaca; 
c) o apiloamento da base compacta solos arenosos e aumenta o seu diâmetro em todas as direções 
aumentando a resistência de ponta da estaca. Nos solos argilosos o apiloamento da base expele a 
água da argila, que é absorvida pelo concreto seco da mesma, consolidando e reforçando seu 
entorno; 
d) o apiloamento do concreto contra o solo, para formar o fuste da estaca, compacta o solo e 
aumenta o atrito lateral; 
e) o comprimento da estaca pode ser facilmente ajustado durante a cravação. 
 
O uso dessas estacas não é recomendado em obras cuja vizinhança é constituída de edifícios em 
estados precários, tomados pelo Patrimônio Histórico ou hospitais, escolas e asilos, em função de 
seu processo de execução causar grandes vibrações. 
 
Estacas em Hélice Contínua Monitoradas (HCM) 
As principais vantagens e desvantagens do uso das estacas em hélice contínua monitoradas 
segundo HACHIC et al (1996) são descritas a seguir: 
 
 A elevada produtividade reduz significantemente o cronograma da obra com apenas uma 
equipe de trabalho, porém exige central de concreto nas proximidades do local da obra; 
 Adaptabilidade na maioria dos tipos de terreno, exceto na presença de matacões e rochas; 
 O processo executivo não causa vibração e descompressão do terreno; 
 Em função do porte do equipamento, a áreas de trabalho devem ser planas e de fácil 
movimentação; 
 Necessidade de uma pá-carregadeira na obra para remoção e limpeza do material extraído da 
perfuração para fora da área de trabalho; 
 Necessidade de um número mínimo de estaca compatível com os custos de 
mobilização dos equipamentos envolvidos; 
 Limitação nos comprimentos das estacas e da armação. 
 
 
 
 
 
 
3. DADOS DE PROJETO 
 
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A seguir são apresentados os dados comerciais dos diversos tipos de estacas, utilizados nos 
projetos dessas fundações. A cargas estruturais são denominadas de cargas estruturais nominais e 
são determinadas em função do material e da seção transversal das estacas. 
A Tabela 3.1 ilustra as principais características das estacas tipo FRANKI executadas por 
empresas brasileiras, principalmente as cargas admissíveis estruturais. 
Na Tabela 3.2 estão apresentadas as cargas admissíveis estruturais das estacas tipo broca em 
função do diâmetro das mesmas. 
A Tabela 3.3 mostra as cargas admissíveis estruturais das estacas escavadas com trado mecânico 
em função do diâmetro da perfuração. 
 
Tabela 3.1 - Dados de projeto - Estaca FRANKI (apud HACHICH et al, 1996). 
Diâmetro	(cm)	 30	 35	 40	 52	 60	
Espaçamento	mínimo	entre	eixos	de	
estacas	(cm)	 100	 120	 130	 150	 170	
Profundidade	máx.	recomendável	(m)	 15	 18	 22	 30	 35	
Armação	de	compressão	
Número	e	bitola	de	barras	(mm)	 4	φ	12,5	 4	φ	16	 4	φ	16	 4	φ	20	 4	φ	22	
Armação	de	tração	
Número	e	bitola	de	barras	(mm)	 4	φ	16	 4	φ	16	 4	φ	20	 4	φ	25	 4	φ	25	
Carga	admissível	de	compressão	(kN)	 450	 550	 800	 1300	 1700	
Carga	admissível	de	tração	(kN)	 85	 100	 130	 240	 270	
 
Tabela 3.2 Cargas admissíveis estruturais da estacas tipo broca. 
Diâmetro	da	perfuração	(cm)	 Carga	admissível	estrutural	(kN)	
20	 100
25	 150	
30	 200	
 
 
Tabela 3.3 Dados de projeto de estacas escavadas com trado mecânico 
(apud HACHICH et al,1996). 
Diâmetro	(cm)	 Carga	admissível	estrutural	(kN)	
25	 250
30	 360	
35	 490	
40	 640	
45	 810	
50	 1000	
 
A Tabela 3.4 mostra as cargas admissíveis estruturais das estacas tipo STRAUSS e algumas 
características de projeto, em função do diâmetro dos tubos encontrados comercialmente, no 
Estado de São Paulo. 
 
 
 
Tabela 3.4 Dados de projeto de estacas STRAUSS. 
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Diâmetro	
da	estaca	
acabada	
Diâmetro	
interno	do	
tubo	(cm)	
Carga	
estrutural	
admissível	
Distância	
mínima	entre	
eixos	(cm)	
Distância	mínima	
do	eixo	à	parede	
vizinha	(cm)	
25	 20	 200 18 80	
32	 25	 250	a	300	 22	 90	
38	 32	 350	a	400	 25	 115	
45	 38	 550	a	650	 31	 130	
55	 45	 700	a	800	 45	 160	
 
A Tabela 3.5 apresenta os valores das cargas máximas estruturais e algumas características 
técnicas para as estacas pré-moldadas de concreto vibradas e centrifugadas, comercialmente 
encontradas. 
A Tabela 3.6 apresenta os dados de projeto para as estacas escavadas com lama bentonítica do 
tipo “barretes” e a Tabela 3.7 para as estacões. 
De um modo geral, as cargas admissíveis estruturais das estacas de madeira podem ser 
apresentadas em função do diâmetro da seção média da estaca se conforme os valores encontrados 
na Tabela 3.8. 
 
Tabela 3.5 Características das estacas pré-moldadas de concreto 
Diâmetro	(cm)	 Carga	Estrutural	Máxima	(kN)
Distância	mínima	
entre eixos	(cm)	
ESTACAS	CENTRIFUGADAS	
20	 300	 70	
23	 400	 70	
26	 500	 70	
33	 750	 85	
38	 900	 95	
42	 1150	 105	
50	 1700	/	1500	 130	
60	 2300	/	2500	 150	
70	 3000	/	3300	 175	
ESTACAS	VIBRADAS	
15	x	15	 320	 60	
17	x	17	 400	 60	
21,5	x	21,5	 670	 60	
23,5	x	23,5	 820	 65	
26,5	x	26,5	 1080	 75	
D	=	36	 1380	 90	
D	=	42	 1580	 105	
D	=	52	 2440	 130	
 
 
 
 
 
Tabela 3.6 Dados de projeto de estacas “barretes” (apud HACHICH et al, 1996). 
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Estacas	“barretes”	 Tensão	no	concreto	(kg/cm²)	
Dimensões	(m)	 40	 50	 60	
0,40	x	2,50	 400	 500	 600	
0,50	x	2,50	 500	 625	 750	
0,60	x	2,50	 600	 750	 900	
0,80	x	2,50	 800	 1000	 1200	
1,00	x	2,50	 1000	 1250	 1500	
1,20	x	2,50	 1200	 1500	 1800	
0,30	x	3,20	 380	 480	 570	
0,40	x	3,20	 510	 640	 768	
0,50	x	3,20	 640	 800	 960	
0,60	x	3,20	 760	 960	 1150	
 
Tabela 3.7 Dados de projeto de estacões (apud HACHICH et al, 1996) 
Estacões	 Tensão	no	concreto	(kg/cm2)	
Diâmetros	(m)	 40	 50	 60	
0,60	 110	 140	 170	
0,70	 150	 190	 230	
0,80	 200	 250	 300	
1,00	 310	 390	 480	
1,20	 450	 560	 690	
1,40	 620	 780	 940	
1,50	 710	 880	 1080	
1,60	 820	 1020	 1220	
1,80	 1010	 1270	 1550	
2,00	 1250	 1570	 1920	
 
Tabela 3.8 Cargas admissíveis estruturais da estacas de madeira 
(apud HACHICH et al, 1996). 
Diâmetro	(cm)	 Carga	admissível	estrutural	(kN)	
20	 150
25	 200	
30	 300	
35	 400	
40	 500	
 
A carga máxima estrutural de perfis e trilhos fabricados pela Companhia Siderúrgica Nacional 
(C.S.N.) são apresentadas pela Tabela 3.9. Como os trilhos velhos são somente utilizados como 
estacas quando a redução do peso não ultrapassar 20 % do teórico e quando nenhuma seção tiver 
área inferior a 40 % da área do trilho novo, para esse caso os valores estão apresentados na Tabela 
3.9 estão entre parênteses. 
A Tabela 3.10 apresenta os dados de projeto para as estacas em hélice contínua 
monitoradas encontradas no mercado. 
 
 
 
 
Tabela 3.9 Cargas máximas em estacas metálicas totalmente enterradas 
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(apud HACHICH et al, 1996). 
Tipo	de	perfil	 Denominação	 Área	(cm2)	 Peso	(N/m)	 Carga	Máxima	(kN)	
Perfis	
Laminados	
C.	S.N.	
(1a	alma)	
H	6”	x	6”	 47,3	 371	 400	
I	8”	x	4”	 34,8	 273	 300	
I	10”	x	4	5/8	”	 48,1	 377	 400	
I	12”	x	5	¼	”	 77,3	 606	 700	
	
Trilhos	
C.	S.	N.	
TR	25	 31,4	 246,5	 250			(200)	
TR	32	 40,9	 320,5	 350			(250)	
TR	37	 47,3	 371,1	 400			(300)	
TR	45	 56,8	 446,5	 450			(350)	
TR	50	 64,2	 503,5	 550			(400)	
TR	57	 72,6	 569,0	 600			(450)	
 
 
Tabela 3.10 Dados de projeto de estacas em hélice contínua monitoradas 
(apud HACHICH et al, 1996). 
Diâmetro	
da	hélice	
(cm)	
Diâmetro	
interno	da	
haste	(cm)	
Carga	estrutural	
admissível	(kN)	
Distância	
mínima	entre	
eixos	(cm)	
Distância	mínima	
do	eixo	à	parede	
vizinha	(cm)	
27,5	 100	 250	–	350	 70	 50	
35,0	 100	 350	–	500	 90	 50	
40,0	 100	 500	–	650	 100	 50	
42,5	 100	 550	–	700	 105	 50	
50,0	 100	 700	–	1000	 125	 75	
60,0	 100	 1100	–	1400	 150	 75	
70,0	 100	 1550	–	1900	 175	 100	
80,0	 150	 2000	–	2500	 200	 100	
90,0	 150	 2550	–	3100	 225	 100	
100,0	 150	 3150	‐	3900	 250	 100