I Sobre o Projeto de Fundações

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Notas de aula 
Departamento de Engenharia 
Disciplina: Fundações 
Prof. Marco Túlio P. de Campos 
 
 
 
 
 
 
Goiânia, agosto de 2014. 
 
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CAPÍTULO I 
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES 
1.1 FUNDAÇÃO 
 Elemento de ligação entre a superestrutura e o solo. 
 Parte de uma estrutura que transmite ao terreno subjacente seu próprio peso, o 
peso da superestrutura e qualquer outra força que atue sobre ela. 
1.2 FUNÇÃO DA FUNDAÇÃO 
 Suportar as cargas que atuam sobre ela e distribuí -las de maneira satisfatória e 
econômica sobre as superfícies de contato com o solo sobre o qual se apoia. 
1.3 DADOS PARA PROJETO 
Os dados mínimos para execução de um projeto de fundações para qualquer 
tipo de obra são: 
 Planta de locação e carga nos pilares. 
 Conhecimento das características do subsolo 
1.4 ELEMENTOS NECESSÁRIOS AO PROJETO 
Os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de 
fundações são: 
1) Topografia da área 
 Levantamento topográfico (planialtimétrico); 
 Dados sobre taludes e encostas no terreno (ou que possam atingir o terreno); 
 Dados sobre erosões (ou evoluções preocupantes na geomorfologia). 
2) Dados geológico-geotécnicos 
 Investigações do subsolo (às vezes em duas etapas: preliminar e 
complementar); 
 
 
 
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 Outros dados geológicos e geotécnicos (mapas, fotos aéreas e 
levantamentos aerofotogramétricos, artigos sobre experiências anteriores 
na área,etc). 
3) Dados da estrutura a construir 
 Tipo e uso que terá a nova obra; 
 Sistema estrutural (hiperestaticidade, flexi bilidade, etc); 
 Sistema construtivo (convencional ou pré -moldado); 
 Cargas (ações nas fundações). 
4) Dados sobre construções vizinhas 
 Número de pavimentos, carga média por pavimento; 
 Tipo de estrutura e fundações; 
 Desempenho das fundações; 
 Existência de subsolo; 
 Possíveis conseqüências de escavações e vibrações provocadas pela nova 
obra. 
1.5 REQUISITOS PARA EXECUÇÃO DE UMA FUNDAÇÃO 
 As cargas da estrutura devem ser transmitidas às camadas de terreno capazes de 
suportá-las sem ruptura; 
 As deformações das camadas do solo subjacentes às fundações devem ser 
compatíveis com as suportáveis pela superestrutura; 
 A fundação deve ser colocada à uma profundidade adequada para prevenir a 
expulsão lateral do solo existente sob a fundação (particularmente sapatas e 
radiers), ou sofrer qualquer dano devido à uma possível construção vizinha; 
 A execução das fundações não deve causar danos às estruturas vizinhas; 
 As fundações deverão ser seguras quanto ao tombamento e deslizamento; 
 O tipo de fundação escolhido e o seu método de instal ação devem ser econômicos. 
 
 
 
 
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Figura 1 .1 Requisi tos de um Proje to de Fundações 
(a) Deformações excessivas , (b) co lapso do solo, (c ) tombamento, (d) desl izamento e 
 (e) co lapso est rutura l , resultado de projetos def icientes 
 
 
 
 
Figura 1 .2 Deformações causadas por reca lques di ferencia is devido ao uso de 
t ipos de fundações d i ferentes e fal ta de junta de dila tação. 
 
 
 
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Figura 1 .3 Recalque por incl inação de edi f íc io em Ubatuba 
 
 
Figura 1 .4 Recalque por incl inação em ed i fíc io de Santos 
 
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Figura 1 .5 Ruptura de solo colapsíve l inundado sob carregamento . 
 
 
Figura 1 .6 Sobrecarga no solo devido à superposição das áreas de 
inf luência dos edi f íc ios 
 
 
 
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Figura 1 .7 Recalque devido a porções de so lo mais fracos não 
ident i ficados nas sondagens 
 
 
 
Figura 1 .8 Vazio formado pelo intemper ismo e poster ior ruptura da 
camada superior em zona cárst ica. 
 
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1.6 ESTADOS LIMITES 
O projeto deve assegurar que as fundações apresentem segurança quanto aos: 
a) estado limite último – ELU (associados ao colapso parcial ou total da obra); 
b) estado l imite de serviço – ELS (quando ocorrem deformações, fissuras, etc. que 
comprometem o uso da obra); 
1.6.1 VERIFICAÇÃO DOS ESTADOS LIMITES ÚLTIMOS (ELU) 
Os estados limites últimos representam os mecanismos que conduzem ao 
colapso da fundação: 
a) perda de estabilidade global; 
b) ruptura por esgotamento da capacidade de carga do terreno; 
c) ruptura por deslizamento; 
d) ruptura estrutural em decorrência de movimentos das fundação; 
e) arrancamento ou insuficiência de resistência por tração; 
f) ruptura do terreno decorrente de carregamentos transversais. 
1.6.2 VERIFICAÇÃO DOS ESTADOS LIMITES DE SERVIÇO (ELS) 
A verificação dos estados limites de serviço em relação ao solo de fundação 
ou ao elemento estrutural de fundação deve atender a: 
Ek ≤ C 
Onde: 
Ek = valor do efeito das ações (por exemplo recalque estimado), calculado 
considerando-se os parâmetros característ icos e ações características; 
C = valor limite de serviço (admissível) do efeito das ações (por exemplo, recalque 
aceitável). 
O valor limite de serviço para uma determinada deformação é o valor 
correspondente ao comportamento que cause problemas como, por exemplo, trincas 
inaceitáveis, vibrações ou comprometimentos à funcionalidade plena da obra. 
1.7 TIPOS DE FUNDAÇÕES 
As fundações são usualmente separadas em dois grandes grupos, as 
fundações superficiais e fundações profundas, devido ao fato de possuírem 
 
 
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superfícies de ruptura diferentes, que são função da profundidade, como mostrado 
abaixo. 
 
Figura 1 .9 Tipos de fundações: super fic ia l e p rofunda 
A distinção entre esses dois tipos é feita segundo o critério (arbitrário) de 
que uma fundação profunda é aquela cujo mecanismo de ruptura de base não surgisse 
na superfície do terreno. Como os mecanismos de ruptura de base atingem, acima 
dela, tipicamente duas vezes sua menor dime nsão, a norma NBR 6122 determinou 
que fundações profundas são aquelas que possuem sua ponta ou base assentes em 
profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0m 
de profundidade. 
Fundação Superficial (D f  2B) – t ransmite a carga ao solo somente através 
de pressões distribuídas sob sua base. 
– Sapata 
– Bloco de fundação 
– Radier 
Fundação Profunda (D f  2B) – t ransmite a carga ao solo por sua superfície 
lateral (resistência de atrito do fuste) ou pela base (resistência de po nta) ou por 
combinação das duas. 
– Estaca 
– Tubulão 
1.8 TIPOS DE RUPTURA DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS 
Os três principais modos de ruptura por cisalhamento do solo de supo rte de 
uma fundação são: 
 
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a) - ruptura generalizada; 
b) - ruptura localizada; 
c) - ruptura por puncionamento. 
O processo de ruptura do solo depende: da compressibilidade do solo, da 
geometria da fundação, das condições de carregamento e do embutimento. 
1.8.1 Ruptura generalizada:A ruptura geral ocorre em solos mais rígidos (baixa compressibilidade) , 
areias compactas e argilas rijas, onde há uma superfície de ruptura bem definida de 
uma das bordas da fundação até a superfície do terreno (figura 1.10-a). Observa-se 
na mesma figura que há a elevação do solo ao redor da fundação , embora a superfície 
final de ruptura ocorra de um lado. A ruptura é repentina, com inclinação da 
fundação e carga limite bem definida 
Na curva tensão recalque (figura 1.10-b) a ruptura fica bem def inida, 
podendo-se observar um ponto de carga máxima, com posterior decréscimo, e com 
os recalques sempre crescentes. 
 
Figura 1.10 – Ruptura generalizada 
1.8.2 Ruptura localizada: 
A ruptura local ocorre em solos intermediários, mais deformáveis que os 
solos rígidos, caso de areias medianamente compactas e argilas médias a moles. 
Neste tipo de ruptura (figura 1.11-a), embora a superfície de deslizamento se inicie 
abaixo das extremidades da fundação até a superfície do terreno, a ruptura se dá 
apenas até certo ponto no interior do maciço. Com isso, a curva tensão-recalque 
(figura 1.11-b) apresenta uma curvatura mais branda que o caso de ruptura geral , 
sem atingir pico algum. 
 
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Figura 1.11 – Ruptura local 
1.8.3 Ruptura por puncionamento: 
Esse tipo de ruptura é de difícil observação. A fundação tende a recalcar de 
forma intensa, em vista da alta compressibilidade do solo . O solo externo à área 
carregada não é afetado ( figura 1.12-a). O equil íbrio horizontal e vertical da 
fundação é mantido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.12 – Ruptura por puncionamento 
 
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1.9 RECALQUE 
O recalque de uma fundação superficial é o deslocamento vertical 
descendente da base do elemento de fundação, ocasionado pela deformação do solo 
de suporte.). 
Sabe-se que toda edificação sofre recalques, muitas vezes imperceptíveis a 
olho nu, por se tratarem de deslocamentos milimétricos. Podem ser classificados de 
acordo com seu deslocamento/deformação em três tipos, sendo: 
a) Recalques homogêneos ou uniformes: o solo sofre uma deformação como um todo 
e a estrutura recalca por inteiro, não havendo na maioria dos casos danos 
estruturais; 
b) Recalques por inclinação ou desuniforme sem distorção: apenas um lado da 
edificação sofre recalque, ocorrendo inclinação da obra, de modo que seus 
elementos estruturais não sofram danos; 
c) Recalques diferenciais ou desuniformes com distorção: uma parte da edificação 
sofre recalque, gerando torções e danos aos elementos estruturais, podendo ser 
notado através de fissuras e trincas com 45° de inclinação. É um recalque 
indesejável e que exige a execução de reforços tanto das fundações, quanto da 
estrutura. 
A ocorrência de recalques se dá, principalmente, pela diminuição do índice 
de vazios do solo que recebe as cargas dos elementos de fundação. 
 
 
Figura 1 .13 Principais modos de deformação de uma estrutura 
(a) Recalques uni formes, (b ) reca lques desuni formes sem d istorção e (c) recalques 
desuni formes com dis torção 
 
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Figura 1 .14 Recalques d i ferencia is 
Além dos recalques supracitados classificados de acordo com os tipos de 
deformação, pode-se também classificá-los em função do tempo em que ocorrem, 
sendo eles: 
a) Recalque imediato, elástico ou não drenado (ρ i); 
b) Recalque por adensamento primário (ρ a); 
c) Recalque por compressão secundária (ρ s). 
O ρ i ocorre logo após aplicação de carga, há mudança de forma com alteração 
do volume devido à redução de índice de vazios. 
O ρa ocorre em solos de baixa permeabilidade, argilosos, que sofrem redução 
de volume provocado pela saída de água devido à diminuição dos vazios pelo 
acréscimo de carga e aumento de pressão neutra . 
O ρ s , muito importante para argilas moles e argilas marinhas, se desenvolve 
simultaneamente com o ρ a . Ocorre devido ao rearranjo estrutural causado por tensões 
de cisalhamento. Trata-se da deformação sofrida pelo solo, mesmo após a dissipação 
das pressões neutras. Ocorre muito lentamente nos solos argilosos, e é geralmente 
desprezado no cálculo de fundações . 
O recalque total se dá então pela soma de ρ i , ρa e ρ s , onde parte ocorre de 
imediato e parte se desenvolve ao longo do tempo. 
A previsão de recalques é um dos exercícios mais difíceis da Geotecnia, de 
forma que o resultado dos cálculos, por mais sofisticados que sejam, devem ser 
encarados como uma estimativa. 
 
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1.9.1 Recalques limites 
Segundo a NBR 6122, a definição dos valores limites de projeto para os 
deslocamentos e deformações deve considerar: 
a) a confiabilidade com a qual os valores de deslocamentos aceitáveis podem ser 
estabelecidos; 
b) velocidade dos recalques e movimentos do terreno de fundação; 
c) o tipo de estrutura e o material de construção; 
d) o tipo de fundação; 
e) a natureza do solo; 
f) a finalidade da obra; 
g) a influência nas estruturas, utilidades e edificações vizinhas. 
Os tipos de danos sofridos pela edificação oriundos de recalques diferenciais 
podem ser demonstrados através da tabela a seguir, de acordo com a intensidade do 
recalque e a distância entre os pilares analisados (ρ/l) . 
 
Figura 1.15 - Recalques limites 
 
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No caso de recalques totais limites para estruturas usuais de aço ou concreto, 
consideram-se aceitáveis como valores limites as recomendações de Skempton -
MacDonald, em casos rotineiros para areias e argilas, sendo: 
Areias: ρmáx = 40mm para sapatas isoladas 
 ρmá x = 40 a 65mm para radiers 
Argilas: ρmáx = 65mm para sapatas isoladas 
 ρmáx = 65 a 100mm para radiers 
Tais parâmetros não são aplicáveis para os casos de prédios de alvenaria 
estrutural, edifícios altos com corpos de alturas d iferentes, vãos grandes, 
acabamentos especiais e outros, onde são necessários critérios mais rigorosos de 
avaliação. 
1.9.2 Recalque admissível 
Segundo Terzaghi e Peck, para sapatas contínuas carregadas uniformemente 
e sapatas isoladas de aproximadamente mesmas d imensões, em areais o recalque 
diferencial geralmente não excede 50% do maior recalque observado. Já em 
condições extremas, que envolvem tamanhos muito diferentes de sapatas e 
embutimentos no terreno, o recalque diferencial não deve ser superior a 75% do 
maior recalque. 
Há a recomendação de Terzaghi e Peck de valores admissíveis para o 
recalque diferencial e recalque total para sapatas em areia de respectivamente: 
ρ ≈ 20mm e ρ = 25mm