Aula 9_ REF DE FUNDAÇÕES

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FUNDAÇÕES PROFUNDAS
AULA 09
A falta de preocupação em construir com qualidade e eficiência tem
proporcionado um aumento no número de construções problemáticas,
algumas delas com danos irreparáveis, causando desastres de
dimensões altíssimas que poderiam ser diminuídos ou até mesmo
evitados com a utilização dos procedimentos corretos antes de se iniciar
a obra, durante e depois da execução.
Em geral, patologias das fundações ocasionam trincas, fissuras,
desalinhamento ou até mesmo desaprumo na edificação. Quando
apenas surgem as trincas e fissuras, as patologias acabam sendo
tratadas de forma bastante superficial por algumas empresas da
construção civil, porém quando realmente percebem que houve um
recalque que pode comprometer a segurança da estrutura, a
preocupação aumenta e começam a tomar as medidas necessárias.
Uma forma de conter as patologias das fundações é por meio da
recuperação ou do reforço da fundação, que, por sua vez, varia de
acordo com o tipo de fundação, resistência do solo e as cargas atuantes.
REFORÇO DE FUNDAÇÕES
Segundo CAPUTO a instalação de novas fundações sob
uma estrutura existente denomina-se reforço de
fundação ou underpinning.
O reforço poderá ser necessário quando se deseja
realizar escavações para a construção de subways
abaixo do nível de fundações existentes ou quando
uma fundação venha a se mostrar inadequada, ou,
ainda, quando ocorrerem modificações nas
características dos solos.
Em geral as fases são as seguintes:
 Escoramento da estrutura existente;
 Escoramento das escavações que necessariamente 
terão que ser feitas durante o serviço;
 Execução propriamente dita da nova fundação.
 ESCORAMENTO 
DA ESTRUTURA:
 ESCORAMENTO DA ESCAVAÇÃO
As escavações devem ser tão pequenas quanto possível, e
executadas, alternadamente, em pequenas cavas
denominadas CACHIMBOS.
Quando não se tratar de escavações em trincheiras, o
escoramento de um talude vertical pode ser feito com
estroncas inclinadas no terreno, entre outras alternativas.
Um reforço de fundação consiste no aumento de sua
profundidade ou das suas dimensões. No primeiro caso, dois
são os processos usuais. O primeiro instalando as novas
fundações em um pequeno poço escavado abaixo das
fundações existentes. O segundo, cravando estacas Mega por
meio de macacos hidráulicos que encontram reação na
própria estrutura.
A transferência da carga para a nova fundação é feita por
meio de calços e cunhas de concreto, quando é retirado o
macaco e concretado o espaço por ele ocupado.
Na prática é uma das
soluções mais utilizadas.
Reforço com emprego de perfil metálico:
Transformação de sapatas em fundações sobre estacas
Análise de caso:
Os equipamentos para estaca raiz, com baixa altura e
pequeno porte são apropriados para este serviço. O
dimensionamento com raiz deve estar atento a um
possível problema no método executivo, como circulação
d’água reversa em altos volumes. Quando, ou se, uma
estaca raiz passar perto da ponta ou de uma estaca antiga
(pré-moldada, por exemplo), a lavagem d’água pode
provocar uma grave perda de capacidade suporte desta
estaca, piorando uma situação possivelmente crítica e
instável.
 Reforço de fundação com injeção de cimento ou de
microcimento.
O conceito básico desta solução é aumentar a capacidade
suporte do solo nas regiões onde estiver sob tensão,
melhorando-as. O uso de microcimento, com viscosidade
próxima d’água é preferível, apesar do custo superior. As
injeções usam equipamentos similares aos utilizados na
aplicação de tirantes.
Os métodos mais comuns são os do tipo jet grouting, que
consiste no jateamento de calda de cimento à pressão de até
500 atmosferas, desagregando o solo. A técnica pode ser
aplicada em qualquer tipo de solo mas é menos recomendada
para terrenos turfosos, orgânicos ou com grandes vazios,
como naqueles com ocorrências de matacões. No entanto, a
solução amolece o solo durante a execução, aumentando
inicialmente a intensidade dos recalques. "Além de calcular
bem até onde os recalques podem ir, pode ser necessário o
escoramento da estrutura“.
 Reforço de fundação com estacas helicoidais metálicas.
É uma técnica recente no mercado e tem a característica de
serem totalmente limpas. Esta técnica foi usada na
instalação de totens em shoppings. Elas podem ser
provisórias, pois é possível a retirada e recuperação das
peças.
LEITURA
O reforço de fundação representa uma intervenção num sistema fundação-estrutura já
existente, com o objetivo de recuperar sua eficiência e segurança, melhorar seu desempenho
e/ou atender novas solicitações. Esta intervenção torna-se indicada quando as fundações
existentes tenham se mostrado inadequadas, pelo comprometimento da própria estrutura, por
apresentar deformações incompatíveis à segurança ou por apresentar risco inaceitável de
rupturas ou colapsos.
A técnica também é necessária ou conveniente nos casos de aumento das cargas estruturais,
tais como aumentar o número de andares. Os reforços de fundações são normalmente
caracterizados como obras perigosas, visto que o local de trabalho é precário e de difícil acesso,
além disso, eles intervêm em estruturas que podem estar em condições anormais de segurança
e as informações disponíveis normalmente antes da intervenção são imprecisas e poucas. Com
extrema frequência, o número de informações obtidas no início dos serviços é muito maior do
que as preliminares.
A causa mais frequente para o surgimento de problemas em fundações é o desconhecimento do
subsolo, seja pela inexistência de investigação, ou pelo fato dessa ser feita de forma inadequada
ou insuficiente, ou seja, pela falha na interpretação da investigação (Milititsky, 1989). Outras
causas são por erros no dimensionamento tais como profundidade de assentamento;
dimensões; modificação do solo por rebaixamento do lençol freático; vibrações próximas devido
a trânsito ou obras e falhas nos procedimentos executivos das fundações. Cronologicamente e
de forma simplista, as causas acima com frequência provocam deformações nas fundações.
Uma deformação uniforme não compromete seriamente a segurança de uma estrutura
(Berberian, 1999). Os problemas ocorrem com o recalque diferencial, que provoca imperfeições
na estrutura como fissuração, perda da segurança e, no extremo, colapso da estrutura.
Os reforços de fundações muitas vezes complementam o processo de
recuperação de uma obra, sendo muitas vezes aplicados em
edificações que sofrem patologias decorrentes de recalques. Isso
ocorre pela erosão de material ou alteração nas características do
solo. No caso de solos porosos, o maior risco é o atrito negativo,
decorrente do excesso de umidade: o adensamento "puxa" a
fundação para baixo. "A alteração das características de resistência e
deformabilidade do solo pode surgir por rebaixamento do lençol
freático ou pela lavagem do terreno, como acontece no caso de
rompimento de tubulações da rede pública“.
CASO REAL
Em um conjunto habitacional, no interior de São Paulo, foi necessário o emprego de
dois sistemas de reforço: um provisório para interromper os recalques e outro para
realizar a correção das fundações. As fundações originais dos edifícios de quatro
pavimentos de alvenaria estrutural são constituídas por estacas escavadas, em média
com 11 m de profundidade.
Os recalques e adensamentos foram causados pelo solo de aterro de argila porosa
com areia fina, resultando em um conjunto de média e alta colapsibilidade. O
problema se agravou com as chuvas intensas, que geraram infiltrações no terreno por
falhas na drenagem construída, causando atrito negativo. As medições realizadas pelo
IPT (Institutode Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) no local verificaram
que as fundações se deslocavam até 5 mm por dia.
Como garantem melhoria no desempenho logo após a cravação da primeira estaca,
foram empregadas estacas mega para os reforços emergenciais. Mesmo assim, a
velocidade de recalque se manteve em 5 mm diários no início da execução das
estacas. "A estabilidade só chegou após dez dias", afirma Sussumu Niyama,
pesquisador do IPT na época das intervenções.
Para a recomposição das fundações, as estacas originais foram substituídas por estacas
injetadas, que trabalham em conjunto com as estacas mega empregadas
emergencialmente. Por causa dos deslocamentos, as instalações de água, esgoto e gás
foram danificadas e tiveram de passar por restauros. O mesmo ocorreu com algumas
partes da alvenaria e dos revestimentos.
PROBLEMAS ESPECIAIS EM 
FUNDAÇÕES PROFUNDAS
 ATRITO NEGATIVO
O atrito lateral entre o solo e a estaca ocorre quando há
um deslocamento relativo entre o solo e a estaca.
Quando a estaca recalca mais que o solo, manifesta-se o
atrito positivo, que contribui para a capacidade de carga
da estaca. Quando, ao contrário, o solo recalca mais,
tem-se o atrito negativo, que sobrecarrega a estaca.
Exemplo: argilas moles
solos colapsíveis
Pela exposto, fica claro que o atrito negativo ocorre
quando o recalque do terreno em torno da estaca é
maior do que o da estaca; o atrito positivo ocorre
quando o recalque do terreno é menor do que o da
estaca. Haverá uma certa profundidade onde os
recalques são iguais, isto é, uma profundidade onde não
haverá deslocamento relativo entre estaca e solo. Essa
profundidade define o ponto neutro. Acima do qual
tem-se atrito negativo; abaixo, o atrito positivo.
A dois aspectos a considerar no atrito negativo:
• É um carregamento adicional, logo, soma-se às cargas
aplicadas no topo da estaca;
• Influencia a capacidade de carga da estaca;
Há casos em que o atrito negativo assume valores tão
elevados que a adoção de recursos executivos que os
reduzam mostra-se economicamente interessante, como:
• Aplicação prévia de sobrecarga com drenos verticais;
• Pintura da superfície externa da estaca com mistura
betuminosa.
O recalque da camada compressível e, portanto, o atrito 
negativo pode ser devido a várias causas:
• Amolgamento (perda de resistência) da camada 
compressível provocado pela cravação das estacas;
• Recalque da camada compressível causado por uma 
sobrecarga devida ao lançamento de um aterro, ao 
estoque de materiais, outros;
• Solos subadensados que recalcam por efeito do peso 
próprio;
• Adensamento regional provocado por um 
rebaixamento geral do lençol freático devido a 
operação de poços artesianos;
• Recalques por carreamento de partículas do solo 
provocados pela percolação da água.
 ESFORÇOS ASSOCIADOS A SOBRECARGAS
ASSIMÉTRICAS (“EFEITO TSCHEBOTARIOFF”)
É usualmente observada em aterros de encontro de
pontes estaqueadas em terrenos com solos
compressíveis, onde os deslocamentos laterais
ocasionados pela execução de aterros tendem a induzir
esforços transversais nas estacas, de forma que seu
dimensionamento deve considerar além da carga axial,
os esforços laterais, os momentos fletores e os
deslocamentos a que estarão sujeitas.
CHINA
Exemplos clássicos:
• Armazém estaqueado apenas na periferia, onde o
material armazenado transmite tensões à camada
compressível, que se desloca lateralmente e
pressiona as estacas periféricas;
• Aterro de acesso a pontes;
• Muros de encontros de pontes;
Fatores que influenciam:
• Valor da sobrecarga (altura e peso específico do
material de aterro ou do material armazenado);
• Características da camada compressível;
• Fator de segurança à ruptura global;
• Distância das estacas à sobrecarga.
FLAMBAGEM DE ESTACAS
Salva em casos de estacas com trecho desenterrado,
como em fundações de pontes e obras marítimas, não
se fazia qualquer verificação da segurança à flambagem
das estacas mesmo em terrenos com espessa camada
de argila mole. No Brasil com a utilização de estacas com
seções transversais de dimensões reduzidas, como por
exemplo, estacas raiz, passou-se a temer a flambagem
de estacas totalmente enterradas.
A flambagem ou encurvadura é
um fenômeno que ocorre em
peças esbeltas (peças em que a
área de seção transversal é
pequena em relação ao seu
comprimento), quando
submetidas a um esforço de
compressão axial. A flambagem
acontece quando a peça sofre
flexão transversalmente devido à
compressão axial. A flambagem é
considerada uma instabilidade
elástica, assim, a peça pode
perder sua estabilidade sem que o
material já tenha atingido a sua
tensão de escoamento.
Recomendações:
• Estacas parcialmente enterradas sempre devem ser
verificadas à flambagem;
• Estacas totalmente enterradas, se muito esbeltas e
em solo de baixa resistência, devem ser verificadas a
flambagem;
• Devem ser verificados possíveis desvios construtivos
(desvios de locação, inclinações não previstas,
desalinhamentos em emendas, etc), que são os
principais responsáveis pela flambagem;
• Devem ser corretamente consideradas as condições
de vinculo da estaca com o bloco de coroamento.
 PROBLEMAS CAUSADOS PELA CRAVAÇÃO DE ESTACAS:
• Danos a estacas vizinhas (levantamento ou
estrangulamento de estacas recém executadas);
• Levantamento de estacas Franki (solos argilos rijos
com N > 20);
• Danos a construções vizinha por vibração;
• Desvio do alinhamento durante a cravação
(instabilidade elástica na cravação), principal causa é
resultante de desalinhamento de emendas.
CAUSAS DAS PATOLOGIAS
FALHA NA INVESTIGAÇÃO DE SUBSOLO
ERRO DE DETERMINAÇÃO DE CARGAS ATUANTES NA 
FUNDAÇÃO
VEGETAÇÃO
CORTE E ATERRO
SOLO HETEROGÊNIO
Enfim, uma investigação geotécnica de qualidade é o primeiro
passo para a confecção de um projeto de fundações. Além
disto, é extremamente necessário saber as cargas que serão
transmitidas ao solo, o tipo de fundação que será executada e
como será feita sua execução.
Mesmo diante destas informações, o número de ocorrência
de patologias das fundações ainda é bastante considerável.
A utilização de procedimentos corretos durante a vida útil dos
elementos de fundação pode minimizar ou até mesmo
eliminar as patologias, aumentando o desempenho e a
segurança das fundações.
Nos casos de ocorrências de patologias será necessário a
recuperação ou reforço das fundações, que por sua vez,
depende do tipo de fundação, resistência do solo e das cargas
atuantes.
EXERCÍCIOS
1) Um prédio público recém-inaugurado teve que ser
interditado por apresentar fissuras nas paredes e fortes
indícios de comprometimento de sua estrutura devido ao
recalque de fundações. Um engenheiro civil foi designado
para emitir um parecer técnico sobre a segurança do
prédio.
A respeito dessa situação hipotética, julgue,
O recalque de fundações, como no caso apresentado, é
um vício classificado como decrepitude.
( ) CERTO ( ) ERRADO
2) Durante a execução das sapatas de fundação de um
prédio, o engenheiro responsável pela obra constatou que
a camada de solo onde uma das sapatas seria assentada
correspondia a um bolsão de argila mole.
Acerca dessa situação hipotética e das características de
fundações com sapatas, julgue os próximos itens.
A presença do bolsão de argila logo abaixo de uma das
sapatas é condição suficiente para caracterizar um erro de
projeto cometido pelo projetista.
( ) CERTO ( ) ERRADO
3) Quando existirem cargas verticais assimétricas, quer seja
por aterro, quer seja por escavação, ocorrerão nas estacas
implantadas cargas transversais devido ao adensamento e
movimento da camada compressível do lado mais
carregado para o menoscarregado (efeito Tschebotarioff).
( ) CERTO ( ) ERRADO
4) Em obras de pequeno porte, onde não justifique
economicamente um controle de recalques e cargas, o
acompanhamento da abertura de eventuais fissuras que
porventura apareçam nessas obras poderá fornecer de
maneira expedita uma ideia do comportamento da
estrutura.
( ) CERTO ( ) ERRADO