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FUNDAÇÕES I Sondagem SPT Sapatas Blocos Radiers Tubulões AULA 2 Tecnologia da Construção Civil Profª. Grace Vasconcellos Prof. João Verçosa 2019 Fundações I -‐ DEFINIÇÃO DEFINIÇÃO DE FUNDAÇÃO Fundação é o elemento de ligação entre a estrutura e o solo, ou seja, a parte da estrutura que transmite toda a carga atuante seja ele o peso próprio da estrutura, pesos da superestrutura e/ou todas as cargas que venham a ser atuantes (VARGAS, 1977). Fundações I -‐ DEFINIÇÃO O termo “Fundação” é o elemento de ligação entre a estrutura e o solo, ou seja, a parte da estrutura que transmite toda a carga atuante seja ele o peso próprio da estrutura, pesos da superestrutura e/ou todas as cargas que venham a ser atuantes (VARGAS, 1977). Fundações I -‐ DEFINIÇÃO O obje[vo da fundação corretamente projetada é suportar as cargas, advindas da superestrutura, e distribuí-‐las de maneira que não sejam produzidas tensões excessivas no solo. São consideradas tensões excessivas todas aquelas que causam rupturas no solo, como inclinações e recalques de solo. Fundações I -‐ HISTÓRIA História Das Fundações Na pré-‐história, o homem se abrigava em cavernas e grutas, e quando estavam em lugares onde não as exis[am, buscavam a construção de abrigos copiando a estrutura e metodologia das mesmas. Sendo assim acredita-‐se que já nessa época o homem adquirira algum conhecimento sobre estabilidade e resistência de solos terrestres. Fundações I -‐ HISTÓRIA Na Mesopotâmia e no Egito, começaram a ser usados materiais como [jolos cerâmicos e pedras, os quais tornaram as construções mais pesadas, ocasionando desmoronamentos e posteriores demolições, devido à falta de uma fundação preparada. Os gregos apesar de terem se destacado na parte arquitetônica de suas obras, pouco desenvolveram nas técnicas de fundações. Mesmo assim, apesar de ser em pouca quan[dade, criaram técnicas onde a fundação cobria toda a extensão da construção. Fundações I -‐ HISTÓRIA Os Egípcios avançaram na questão de fundações, tendo como exemplos e marcos na história 3 conhecidas obras: as Pirâmides de Guizé -‐ Quéops (146m), Quéfren (143m) e Miquerinos (61m) -‐ todas construídas sobre rochas e sofreram pouco com deformações ocasionadas por problemas de fundação. Pirâmides dos Faraós e as Pirâmides das Rainhas – 2550 a.C Fundações I -‐ HISTÓRIA Com o Romanos, tudo evoluiu, tanto na parte arquitetônica, quanto na parte estrutural. Coliseu de Roma – Anfiteratro Flaviano – 68 a 79 dC Foram os criadores do concreto, usando-‐o nas estruturas e fundações, melhorando assim a r e s i s t ê n c i a e trabalhabil idade em contexto geral de uma construção. Fundações I -‐ HISTÓRIA Outro clássico exemplo é o grande desenvolvimento ob[do na construção da cidade de Veneza, sendo necessária a criação de métodos de edificações em solos moles e alagadiços. Fundações I -‐ HISTÓRIA Talvez o mais notado e mais falado exemplo histórico não seja um bom exemplo, mas sim um grande problema, mo[vo de ter-‐se criado as sondagens dos solos: a Torre de Pisa – Itália. Iniciada em 1173, (levou 177 anos para ser construída), começou a inclinar após a execução do terceiro andar (1178), devido a uma fundação de apenas 3m sobre subsolo fraco e instável. Torre de Pisa -‐ 1173 Fundações I -‐ HISTÓRIA Construída sobre um anel de 15,50m de diâmetro, 56,70m de altura, possui paredes com espessura de 4,09m na base e 2,48m no topo, tendo peso total es[mado em 14.500 toneladas. imaginava-‐se que o solo “areia silto-‐argilosa” aguentaria a carga total de 5 kg/cm², mas descobriu-‐se, um tempo depois, uma camada de areia com lentes de argila, a qual ocasionou um recalque, tornando a grande torre na famosa “torre torta”. Até antes de 1990, sua inclinação estava em um ângulo de 5,5 graus, sendo que após a restauração 1990-‐2001, está em 3,99 graus. NBR 6484 -‐ Sondagens de simples reconhecimento com SPT -‐ Método de ensaio Fundações I – NBR 6484 -‐ SONDAGEM SPT Esta Norma prescreve o método de execução de sondagens de simples reconhecimento de solos, com SPT, cujas finalidades, para aplicações em Engenharia Civil, são: a) a determinação dos [pos de solo em suas respec[vas profundidades de ocorrência; b) a posição do nível de água; c) os índicesde resistência à penetração (N) a cada metro. Fundações I – SONDAGEM SPT SONDAGEM SPT -‐ DEFINIÇÃO O termo “Sondagem” remete à finalidade de inves[gação das camadas mais profunda de água e solo, mostrando suas caracterís[cas através de amostras de sondagem. As sondagens ob[das para esse estudo foram realizadas por Sondagem SPT (Standart Penetra+on Test – Ensaio de Penetração Normal) Esse método é um dos mais conhecidos e mais u[lizados no Brasil atualmente, pelo seu baixo custo. Fundações I – Sondagem SPT – DEFINIÇÃO Esse ensaio, originalmente criado pela Raymond Concrete Pile Company, cons[tui em uma medida de resistência dinâmica do solo para reconhecimento das suas caracterís[cas, obtendo informações muito importantes para a definição do [po de fundação adequada, como por exemplo: -‐ a iden[ficação das diferentes camadas de solo que compõem o sub-‐solo, -‐ a classificação dos solos de cada amostra re[rada, -‐ o nível d’água, -‐ e a capacidade de carga que o solo suporta (TSCHEBOTARIOFF, 1978). O ensaio é realizado através da cravação de um amostrador, u[lizando um peso de bater (bloco de aço) de aproximadamente 65,0 Kg, caindo de uma altura de 75 cm. Faz-‐se a penetração inicial de 15 cm, sem considerar o número de golpes dados. Fundações I – Sondagem SPT – DEFINIÇÃO A par[r daí, para os registros dos Nspt posteriores, medem-‐se o número de golpes para uma profundidade de 30 cm, (sendo N = índices de resistência à penetração a cada metro). Fundações I – Sondagem SPT A finalização da sondagem dar-‐se-‐á quando obtém-‐se a “nega”, ou seja, quando o número de golpes consecu[vos for inferior a 10, em uma profundidade de 5 cm. Fundações I – Sondagem SPT Exemplo de relatório de sondagem SPT Fundações I – TIPOS DE FUNDAÇÕES TIPOS DE FUNDAÇÕES A escolha do [po de fundação a ser u[lizado em uma edificação será em função da intensidade da carga e da profundidade da camada resistente do solo. Com base nessas duas informações, escolhe-‐se a opção que for mais adequada, que tenha um prazo de execução menor e que atenda todas as normas de segurança. (HACHICH et al., 1998). As fundações podem ser divididas em 2 grandes grupos: FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS (OU RASAS OU DIRETAS) E FUNDAÇÕES PROFUNDAS. FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS (OU RASAS OU DIRETAS) Conforme a NBR 6122/1996, as fundações superficiais são elementos de fundação em que a carga é transmi[da ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação. As fundações superficiais são [picamente projetadas com pequenas escavações no solo não sendo necessários grandes equipamentos para execução. Fundações I – SUPERFICIAIS ou RASAS ou DIRETAS Fundações I – SUPERFICIAIS ou RASAS ou DIRETAS São [pos de fundações superficiais: -‐ SAPATAS -‐ sapatas isoladas -‐ sapatas associadas -‐ vigas de fundação -‐ sapatas corridas -‐ BLOCOS -‐ RADIERS Fundações I – Superficiais -‐ SAPATAS SAPATAS (sapatas isoladas, sapatas associadas, vigas de fundação e sapatas corridas) As sapatas são elementos de fundação com base em planta geralmente quadrada, retangular ou trapezoidal. Se caracterizam por trabalharem à flexão já que são executadas em concreto armado. Fundações I – Superficiais -‐ SAPATAS Sapatas SAPATA CORRIDA Fundações I – Superficiais – BLOCOS DE FUNDAÇÃO BLOCOS DE FUNDAÇÃO São elementos de fundação com base geralmente em planta quadrada ou retangular e em elevação assumem a forma de bloco escalonado ou pedestal ou de um tronco de cone. Se caracterizam por trabalharem à compressão já que não é necessário o emprego de armadura pois os blocos de fundação são dimensionados para que as tensões de trações atuantes sejam resis[das pelo concreto. Fundações I – Superficiais – BLOCOS DE FUNDAÇÃO Fundações I – Superficiais – RADIERS RADIERS São elementos de fundação superficial que recebem toda a carga da edificação e a distribui no terreno. Se assemelham à uma placa que abrange toda a área da construção Neste caso, todos os pilares da estrutura transmitem as cargas ao solo através de uma única sapata. Fundações I – PROFUNDAS FUNDAÇÕESPROFUNDAS (TUBULÃO, CAIXÃO E ESTACAS) São elementos que transmitem a carga ao terreno pela base (resistência de ponta), pela sua superzcie lateral (resistência de fuste*) ou por uma combinação da duas. São u[lizadas geralmente em projetos grandes que precisam transmi[r maiores cargas ao terreno e também quando as camadas superficiais do solo são pobres ou fracas. *FUSTE: em fundações, é o corpo do elemento formado pela concretagem, após perfuração. Em arquitetura, é a parte intermediária de uma coluna, entre o capitel (topo) e a base, formada por monolito ou sobreposição de diversos blocos (tambores) Fundações I – Profundas -‐ TUBULÃO TUBULÃO Refere-‐se a um elemento de fundação profunda, cuja carga é transmi[da pela sua ponta, onde em sua execução é necessária à descida de pessoas para o alargamento de sua base ou limpeza do fundo do fuste. Em sua etapa final de execução, é necessária a descida de um operário para completar a geometria ou fazer a limpeza da base. Deve-‐se evitar bases com alturas superiores a 2m de acordo com a NBR 6122/1996. Os tubulões podem ser executados como: -‐ TUBULÃO A CÉU ABERTO -‐ TUBULÃO A AR COMPRIMIDO Fundações I – Profundas – TUBULÃO A CÉU ABERTO TUBULÃO A AR COMPRIMIDO TUBULÃO A CÉU ABERTO Trata-‐se de uma fundação profunda, escavada manual ou mecanicamente, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoal para alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base. TUBULÃO A AR COMPRIMIDO Os tubulões a ar comprimido são fundações profundas, escavadas de forma manual ou mecanizada, quando se pretende executar tubulões abaixo do nível de água. Se caracteriza pelo uso de reves[mento de aço ou de concreto para auxiliar na escavação do fuste. Tubulão a céu aberto Tubulão a céu aberto Tubulão a ar comprimido: a escavação, em geral, é manual e a água é man[da afastada da área dos trabalhadores usando o ar comprimido. Fundações I – Profundas – TUBULÃO A CÉU ABERTO TUBULÃO A AR COMPRIMIDO Fundações I – Profundas -‐ CAIXÃO CAIXÃO Elemento de fundação profunda de forma prismá[ca, concretado na superzcie e instalado por escavação interna. Podem ter ou não base alargada e serem executados com ou sem ar comprimido.
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